基于DGT技术对土壤硒生物有效性及其影响因素的分析

硒是生态环境中重要的微量元素之一,如何准确评估其生物有效性一直存在争议。在四川省广安市邻水县采集了60套农作物及其根系土样品,分析其Se含量和理化性质。同时基于梯度扩散膜技术对土壤有效Se含量进行分析,并对土壤有效Se含量的影响因素进行探究。结果表明,研究区土壤Se含量为0.15~2.42 mg/kg,均值为0.48 mg/kg,不同类型土壤Se含量差异明显,石灰土(1.06 mg/kg)>黄壤(0.78 mg/kg)>紫色土(0.28 mg/kg)>水稻土(0.27 mg/kg)。石灰土和黄壤有机质含量和总铁(TFe₂O₃)含量明显高于其他类型土壤。研究区内不同类型土壤的DGT-Se明显不同,与土壤Se含量分布相反。相关性分析表明土壤DGT-Se与Se含量、TFe₂O₃含量、S含量、有机质含量、pH值、Al₂O₃含量显著相关,受理化性质影响导致不同类型土壤中DGT-Se的差异。水稻根系土壤DGT-Se与水稻籽实Se含量显著正相关,用DGT可以较好地表达水稻-根系土系统中土壤Se的生物有效性。基于DGT技术评估预测区域尺度农业土壤有效Se含量时,需充分考虑土壤类型及其理化性质。     

应用梯度扩散薄膜技术评价天然富硒土壤中硒的生物有效性

有效硒是评价土壤中硒对植物供给能力的重要指标,中国目前尚无测定土壤有效硒的统一方法.化学提取法、土壤溶液法常用于测定土壤有效硒含量,但存在缺乏普遍适用提取剂类型、目标态提取不完全和对非目标态溶解等问题.梯度扩散薄膜(DGT)技术是一种基于解离、扩散动力学的有效态测定方法,已有学者将其应用于土壤有效硒的测定并取得良好效果...     

乌鲁木齐市某蔬菜基地富硒土壤地球化学特征及生物效应研究

对乌鲁木齐市某蔬菜基地富硒土壤地球化学特征及生物效应分析可知,以硒含量大于等于0.4 mg/kg标准圈定富硒土壤面积约52.89 km^2,硒含量均值为0.78 mg/kg;富硒土壤中重金属元素含量较低,养分元素含量适量丰富,农作物富硒效应较好,安全性较高。通过对土壤中硒元素赋存状态分析,发现区内土壤中存在大量土壤缓效硒,潜在供硒能力较强,且对植物吸收有利的有效硒占比达4.02%;土壤中硒的有效性不仅取决于总硒的含量,还与土壤pH、有机质等有一定关系;农作物中硒的含量水平可能受土壤中有效硒、总硒、有机质、pH等多个因素综合影响。     

土壤—植物系统硒的迁移转化机制研究进展

元素硒是许多生物（包括土壤微生物,植物、动物和人类）机体必需的微量营养元素之一,而且对植物、动物和人具有双重生物效应。半个多世纪以来土壤—植物系统元素硒的迁移、转化和富集过程一直备受关注。土壤硒的存在形态包括可溶态硒、可交换态及碳酸盐结合态硒、铁锰氧化物结合态硒、有机物结合态硒和残渣态硒5种形态,其中可溶态硒和可交换态及碳酸盐结合态硒具生物有效性,有机物结合态硒随着有机质分解可转化为可溶态硒而成为土壤潜在有效硒源。不同植物硒含量水平取决于区域土壤有效硒含量和不同植物的硒吸收和富集水平。因此,土壤硒的生物有效性是决定食物链硒含量的关键,同时土壤有效硒通过调节根际环境和植物代谢过程提高植物抗逆性。土壤—植物系统元素硒的迁移和转化是一个复杂的生物地球化学过程,受地壳运动、母岩性质、气候、地貌、土壤环境（物理、化学和微生物活动）条件、土壤硒含量及其化学性质、植物种类及其生理习性、田间管理过程等因素的耦合作用影响。为充分合理利用土壤硒资源,将来应加强植物体内,尤其是主要粮食作物、蔬菜、果树和地道药材叶片、果实中硒迁移、转化和富集研究,为缺硒地区硒的生物强化、富硒地区农作物种植选择和居民食品选择及...     

江西赣县清溪地区土壤硒地球化学特征和水稻根系土硒生物有效性影响因素

江西赣南地区是典型的硒缺乏地理分布区,但近年来研究成果表明该地区稻谷富硒率高,土壤与稻谷富硒存在不一致的原因尚不明确,探讨土壤和稻谷硒含量特征和土壤硒的生物有效性,对赣南地区富硒土地资源利用和富硒农产品开发具有重要意义。本文以赣县清溪地区为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱(ICP-MS/OES)等方法测定了研究区1734件表层土壤、57组稻谷及配套根系土硒等元素含量及硒形态地球化学指标;系统分析了区内土壤硒含量和分布特征、稻谷硒含量特征,探讨了根系土硒生物有效性的影响因素。结果表明:研究区表层土壤以足硒、富硒区为主,土壤硒含量与成土母岩关系密切,不同成土母岩区土壤硒含量规律为:古生代变质岩中生代花岗岩新元古代变质岩中生代陆源碎屑岩新生代第四系。根系土硒含量均未达到富硒土壤标准,稻谷富硒率为64.91%,稻谷对土壤硒的富集能力强(富集系数20.05%),当根系土硒含量≥0.25mg/kg时,水稻富硒率高达70.83%,能够稳定产出优质富硒水稻。硒的赋存形态是影响土壤硒生物有效性的主要因素,土壤总硒含量较低时,水溶态、离子可交换态、碳酸盐结合态硒的占比高,从而提升了硒的生物有效性;有机质含量低,对硒吸附能力弱,也是硒生物有效性高的重要原因。本研究认为,赣县清溪地区富硒、足硒土壤开发利用时,综合考虑土壤硒含量、土壤理化指标、硒形态对土壤硒生物有效性的影响,有利于科学指导天然富硒土地划定和富硒水稻产业开发。     

土壤重金属生物有效性研究进展

土壤重金属污染具有巨大环境风险。笔者围绕土壤重金属元素生物有效性(可给性)概念、元素形态与有效性影响因素、有效态(可给态)实验技术,综述了国内外研究现状。土壤金属元素形态和生物有效性取决于其地球化学行为、元素成因来源、土壤理化条件(p H值、有机质、粘土矿物与化学活性矿物、土壤粒级组成等)以及植物根际效应等。选择性单步提取和连续提取是检测土壤元素形态、有效态的有效和可行方法。针对手—口是土壤铅等污染物在儿童群体暴露的重要途径,发展了生物可给态体外试验方法。土壤污染物生物有效性和可给性已成为土壤污染风险评价的重要指标参数,实验成果也为土壤污染修复提供了重要依据。     

浙北地区土壤硒元素特征及其生态环境效应评价

本文从土壤硒的集散规律出发,研究了浙北地区土壤硒的分布特征及其与土壤成因、土壤理化特性的关系.研究表明,浙北地区土壤硒可分为富硒、足硒、潜在硒不足3种类型,土壤硒含量与土壤成因类型(成土母质)密切相关,受成土改造作用、土壤质地、pH、Eh值和有机质含量等理化性状控制.依据硒元素的生物化学性状、分布形态及生物有效性特点,参照国内外有关的硒生态景观评价标准对浙北土壤硒进行了初步的生态环境效应评价.     

中国南方典型富硒区土壤硒有效性调控与评价

多目标区域地球化学调查发现中国南方酸性土壤的硒含量普遍较高,但其生物有效性一般较低,土壤硒有效性直接关系到富硒土地资源的可利用性,而土壤酸碱度是影响土壤硒生物有效性的重要因素。本文选取福建、海南富硒红壤(pH为3.91~4.98)、富硒水稻土(pH为4.33~5.75),以生石灰、燃煤炉渣为改良剂,分别设置6个实验处理以调控土壤硒生物有效性。结果表明:添加生石灰和燃煤炉渣均能提升南方酸性土壤的pH,上升幅度在1~2个pH单位,从而有利于土壤中硒元素的活化,显著提高了土壤中硒元素的生物有效性;燃煤炉渣用量与其10倍的生石灰对提升土壤硒有效度的效果相当,而燃煤炉渣作为调控物料更为经济、实用,既可以实现炉渣的有效利用,又可以改善土壤结构、提高土壤硒有效度。     

洪湖市峰口—万全地区土壤重金属和硒元素的形态组成特征

以洪湖市峰口—万全地区土壤为对象,研究土壤中的Cd、As、Cu、Zn、Hg、Pb和Se全量、化学形态组成及其生物有效性,对比各元素的形态特征并总结其活性规律。研究表明:该区土壤中Zn、Hg、As、Cu、Pb和Se 主要以残渣态存在,可交换态比例较低。土壤中Cd主要以可交换态存在,水溶态比例较低。对土壤中 Se形态的受控因素进行研究,发现土壤中硒受有机质、酸碱度及重金属全量等环境因素控制。这些研究结果可为该区进一步提高土壤硒的有效利用程度提供依据。     

富硒土地资源研究进展与评价方法

硒是重要的生命必需元素,开发富硒农产品是提升我国人体硒摄入水平的安全有效途径,富硒土地资源评价与利用规划是土地质量地球化学调查成果服务于特色农产品发展与脱贫攻坚的重要切入点。本文评述了近年来在土壤和作物硒含量、土壤硒成因来源、土壤硒赋存形态及其生物有效性影响因素、土壤-作物系统硒吸收运移、硒与重金属镉等元素之间的相互作用等调查研究成果。针对我国土壤硒背景值约0.20mg/kg,远低于世界土壤背景值0.40mg/kg,整体上处于低硒水平的实际情况,认为采用0.40mg/kg Se作为富硒土壤标准具有较强的科学依据;多数情况下土壤硒主要来源于成土地质背景,部分地区与人为活动密切有关;富硒土壤可分为地质高背景、次生富集作用、人为输入及其多种作用的叠加成因,元素地球化学性质决定了硒与镉等重金属元素共生的普遍性;土壤硒成因来源以及pH、Eh、有机质、铁铝氧化物等土壤理化条件决定了硒和重金属赋存形态与生物有效性,进而影响到富硒土地的可利用性,成为制定富硒土壤地方标准的理论基础与考虑因素;不同作物种类对硒吸收富集能力不同,筛选适应当地农田生态环境、富硒低镉的农作物具有实际意义;现有的部分富硒农产品标准未充分考虑人体补硒目的,并存在标准间协调性差等问题,急需加强富硒农产品标准的制定。本文提出,富硒土地资源评价不仅需要考虑土壤硒和重金属含量,而且需综合土壤硒成因来源及其生物有效性、土壤-作物系统硒迁移累积、硒与重金属镉等元素之间的相互作用机制,以及当地气候、土壤和景观条件下作物种植的适宜性,依据富硒土地资源可利用性进行分类分区、科学规划和合理种植管理。同时建议,为满足富硒土地资源调查评价与可利用性分析、富硒农产品健康效应研究的需要,需要加强土壤和作物硒含量及其形态的提取分离与分析测试方法技术研究与应用。     

洪湖市峰口—万全地区土壤重金属和硒元素形态组成特征

以洪湖市峰口—万全地区土壤为对象,研究土壤中的Cd、As、Cu、Zn、Hg、Pb和Se全量、化学形态组成及其生物有效性,对比各元素的形态特征并总结其活性规律。研究表明:该区土壤中Zn、Hg、As、Cu、Pb和Se主要以残渣态存在,可交换态比例较低。土壤中Cd主要以可交换态存在,水溶态比例较低。对土壤中Se形态的受控因素进行研究,发现土壤中硒受有机质、酸碱度及重金属全量等环境因素控制。这些研究结果可为该区进一步提高土壤硒的有效利用程度提供依据。     

薄膜扩散梯度技术对水环境中重金属有效态的采集

<正>环境化学家认为金属的生物毒性不仅与其总量有关,更大程度上由其形态分布决定,不同的形态会产生不同的环境效应,目前环境中重金属的形态分析技术力求与生物效应取得一致,使化学形态的测定能够提供生物毒性和生物有效性的信息。薄膜扩散梯度(Diffusive Gradients in Thin-Films,DGT)技术是一种新型的原位定量采集并测量重金属有效态或生物可给性的方法[1]。然而研究表明,由于植物的多样性和环境     

内蒙古通辽市科尔沁区土壤硒地球化学特征

对通辽市科尔沁区土壤与农作物中硒元素地球化学特征及影响因素的系统研究显示，研究区土壤硒含量水平普遍较低，且空间分布不均，仅局部达到足硒水平.硒元素主要富集在表层土壤中，且与有机碳、Al₂O₃、TFe₂O₃、Mn、P等呈正相关关系，表明土壤中有机碳、黏土矿物、铁锰氧化物对硒元素地球化学行为有重要影响.研究区土壤呈碱性至强碱性，富硒农作物并不严格产出在富硒土壤中.因此，开发富硒农产品要综合考虑土壤硒含量、土壤有效态硒含量、农作物硒含量、土壤理化性质及地理景观等因素.     

重庆侏罗纪地层区土壤硒含量分异：以江津和石柱地区为例

相似地质背景区、相同成土母岩下土壤硒的空间分异特征的研究相对薄弱,长期制约着对土壤硒素分异机制的全面认识。本文以同处四川中生代前陆盆地且成土母岩同为侏罗纪陆相红色碎屑岩的重庆市江津区和石柱县为研究区,通过野外采样、室内分析和数理统计等方法,探讨土壤硒及其生物有效性的分异特征,对揭示土壤硒富集机制提供新的参考。结果表明,江津区表层土壤总硒(TSe)含量(0.32×10^-6)显著高于石柱县(0.21×10^-6);江津区富硒等级土壤占比46%,而石柱县为21%。江津区表土磷酸盐提取态硒(ASe)含量(0.03×10^-6)和ASe/TSe(11.2%),均显著高于石柱县(0.02×10^-6和9.9%)。与石柱县相比,江津区表土TSe、ASe与土壤有机质(SOM)的相关程度较强。研究认为,即使同发育在四川中生代前陆盆地侏罗纪陆相红色碎屑岩上的土壤,土壤硒含量及其生物有效性也具有显著性差异,而这种差异可能是由于土壤有机质含量等土壤理化性质差异影响了土壤硒的迁移和富集所致。     

贵州铜仁碧江区耕地土壤硒富集分布特征及影响因素研究

硒是重要的人体必需微量元素,对特色农业发展起着重要的助力作用。碧江区土壤硒元素含量平均值超过贵州省及全国硒含量均值。富硒耕地面积达29426 8万亩,具有较大的富硒资源开发潜力。成土母岩为炭质页岩所形成的土壤中硒元素含量高于其他类型成土母岩所形成的土壤,强酸性土壤中硒元素含量平均值高于其他酸碱度等级土壤,水田中硒元素含量平均值显著高于旱地、果园、水浇地等其他类型土地。成土母质是土壤中硒元素的主要来源及影响因素,pH值、有机质、土壤质地等理化条件对土壤硒元素有一定影响。     

黑龙江拜泉地区硒元素在土壤-植物系统中的迁移富集规律

以拜泉地区1：5万土地质量地球化学调查数据为基础,开展硒地球化学特征及生态效应研究,探讨硒元素在土壤-植物系统中的迁移富集规律.研究表明：拜泉地区根系土硒含量均值为0.25×10^-6,属中等富硒土壤,黄豆和水稻富硒占比相对较高;水溶态硒和离子交换态硒含量之和约为5%,一定程度上制约硒的有效量.土壤理化性质对硒全量、硒形态及其迁移富集具有重要影响：碱性-中性土壤硒含量基本不受pH制约,硒多以亚硒酸盐形式存在,不利于硒元素的转移和植物吸收;硒全量（有效量）与有机质呈显著正相关关系,但有机质含量超过某一界限后,有机质含量的增加虽然可以提高硒含量水平,但也抑制硒元素的迁移富集.     

安徽独山富硒区土壤硒元素迁移转化规律及开发研究

选取广德独山地区作为研究对象,利用安徽省富硒土壤分级标准,相对系统地研究独山地区农业可耕地土壤及其植物中的硒含量。研究表明:土壤中硒含量与有效硒、镉、铬、氮、钼、有机质等具有显著的正相关关系,土壤中磷、锰、pH值等含量或指标越高,硒的生物有效性越低。这些为独山地区富硒产品开发的定位提供了一定的理论依据,并对当地的富硒产品的开发提出了一系列的可行性建议。     

内蒙古通辽市科尔沁区土壤硒地球化学特征

对通辽市科尔沁区土壤与农作物中硒元素地球化学特征及影响因素的系统研究显示,研究区土壤硒含量水平普遍较低,且空间分布不均,仅局部达到足硒水平.硒元素主要富集在表层土壤中,且与有机碳、Al₂O₃、TFe₂O₃、Mn、P等呈正相关关系,表明土壤中有机碳、黏土矿物、铁锰氧化物对硒元素地球化学行为有重要影响.研究区土壤呈碱性至强碱性,富硒农作物并不严格产出在富硒土壤中.因此,开发富硒农产品要综合考虑土壤硒含量、土壤有效态硒含量、农作物硒含量、土壤理化性质及地理景观等因素.     

武汉市侏儒-消泗地区农田系统中硒的分布特征及有效性研究

基于武汉市西南郊蔡甸区2个乡镇土地质量地球化学的调查分析结果,系统总结了区内土壤硒的分布特征,并探讨了有效态硒的影响因素以及硒的生物有效性。研究结果表明,区内土壤表层总量硒平均值为0.379mg/kg,背景值为0.355mg/kg,高于全国背景值,存在富硒地块面积约71.24km2,占调查区总面积的25.30%;土壤有效态硒受土壤全硒、有机碳、CEC、土壤pH值等环境因素的控制;不同农作物的富硒水平不同且与土壤背景值具有一定的相关性。这些研究结果为当地的富硒土壤资源开发利用提供了理论上的支撑。     

生物质炭和钢渣对江西丰城典型富硒区土壤硒有效性的调控效果与机理研究

江西丰城富硒土壤中总硒含量较高,但能被植物直接吸收利用的有效态硒含量偏低。土壤中硒的生物有效性是影响作物富硒的关键因素,寻找安全有效的改良剂对提高富硒土壤中硒的有效性至关重要。本文以生物质炭和钢渣为改良剂,共设置了8个不同处理,通过室内土培试验和盆栽实验,原子荧光光谱法测定有效态硒的含量,探究了两种改良剂在不同处理水平下对丰城富硒土壤中有效硒的调控效果。土培试验结果表明,施加不同量的生物质炭和钢渣均能提高研究区土壤pH,提升幅度为0.1～3.79个单位。元素形态分析结果表明,改良剂主要通过影响有机结合态硒来调控土壤有效态硒,施加生物质炭的土壤中有机质含量显著增加,且有机质对硒表现为固定作用,导致有效态硒含量降幅为8.4%～15.1%,使土壤有效硒含量总体偏低;而钢渣对土壤pH的显著影响有利于活化土壤中的硒元素,土壤有效态硒含量可提高1.4～2.0倍。盆栽实验结果表明,土壤经钢渣处理后小白菜硒含量提高30%以上,而经生物质炭处理后小白菜硒含量降幅在7.14%～42.8%之间。本研究认为,生物质炭不适用于调控研究区土壤中硒的有效性,钢渣可作为研究区土壤硒有效性的调控材料,既实现了固废再利用,也提高了土壤中硒的有效度。