富硒土壤种植白芝麻试验研究

张 旭，谢振东，衷存堤，尹国胜，李国华，许政良

(1.江西省地质调查研究院，江西 南昌 330030;2.江西省丰城市农业技术推广中心，江西 丰城321100)

0 引言

江西省鄱阳湖及周边经济区农业地质调查——多目标地球化学调查过程中，在江西省丰城市发现了大面积的富硒土壤资源。为了更好地开发利用该资源，于2006年在丰城市董家镇的富硒土壤区，开展农作物富硒种植试验研究，探索最简便、最经济和最适合普通农户耕作的富硒农产品实用生产技术。

通常认为在通气性良好的碱性土壤中，Se元素以硒酸盐形态为主，因而Se元素的有效性较高(吴耀明等，1996;胡秋辉等，2000;迟凤琴，2001);在中性和酸性土壤中，Se元素以亚硒酸盐为主，易于被土壤中的铁铝氧化物吸附形成难溶化合物，不利于植物的吸收(胡秋辉等，2000)。对于硒含量较高但有效性较低的酸性土壤，通过施用石灰，可以提高土壤pH值，增加土壤硒的有效性(吴耀明等，1996;魏显有等，1999;董广辉等，2002);土壤中有机质对土壤硒的影响比较复杂，一方面，有机质通过降解作用释放硒;另一方面，由于有机物——金属复合体提供的吸硒基团能够固定硒(李永华等，2002);焙烧的草皮灰(或火土灰)可使土壤中的硒氧化，正4价亚硒酸盐氧化为正6价硒酸盐形态，从而增加有效水溶性硒含量，易于被农作物吸收(彭祚全等，2005)。

本次旱地大田富硒农作物种植试验之一——富硒白芝麻种植试验，不同于一般芝麻增加硒肥供给试验(邢丹英，2003;邢丹英等，2005)，而是采用施石灰、增施有机肥及施草皮灰等常规手段，研究促进作物吸收Se元素的最佳方法及环境。

1 地质地球化学背景

丰城董家镇及临区富硒土壤分布面积43 km2，行政隶属丰城市和高安市，主要为丰城的董家镇、泉港镇和高安市的独城镇。地貌以河谷冲积平原和低丘为主。土壤类型为淹育型水稻土和红壤，成土母岩为二叠系乐平组，主要岩性为泥岩、石英砂岩、粉砂岩、炭质泥岩和煤。土壤母质以河谷冲积物和含碳、含煤岩系风化物为主。1∶25万多目标土壤组合样中w(Se)为 0.55 ～0.30 g/t、平均 0.46 g/t。pH值一般在4.9～6.0，属于弱酸性土壤，个别样pH值为7.2，为弱碱性土壤。重金属元素含量为：w(Cd)0.070～0.22 g/t，平均0.14 g/t;w(Cu)15.8～31.2 g/t，平均 24.1 g/t;w(Cr)平均 75.8 g/t，一般在53.0～94.7 g/t之间;w(Pb)平均 26.6 g/t，一般16.3 ～33.3 g/t。w(Hg)平均 0.13 g/t，一般 0.050～0.20 g/t;w(As)平均 15.3 g/t，一般 7.70 ～21.7 g/t。组合样显示该地区重金属污染轻。

2 材料与方法

2.1 供试材料

白芝麻(丰城市本地品种，由丰城市农技部门提供)、石灰、有机肥(猪牛栏粪)、草皮灰等。

2.2 试验方法

试验时间2006年7—10月。

根据富硒土壤分布图，结合无污染、适宜发展绿色农产品的环境条件，选择丰城市董家镇泉溪村泉南村小组的红壤耕地作为试验田。

该村地处丰城市西北部，自然植被良好。试验田为泉南村茶园子山腰的旱地，面积30.0 m×7.1 m。周围种植有红薯、西瓜、花生，前茬为大豆。

试验田共设6个地块，6种处理方法，每种处理方法的面积均为5.6 m×4.3 m。各处理间以畦沟隔开，沟宽0.25 m;四周开围沟，便于以后观测、作业，未设重复。其中5个为试验小区，1个为对比小区。

处理1：加生石灰1 kg，与土壤混合均匀后播种，常规施肥管理。

处理2：加生石灰1 kg，草皮灰4.5 kg，混匀后播种，常规施肥管理。

处理3：加生石灰1 kg，草皮灰4.5 kg，腐熟猪牛栏粪10 kg。生石灰、猪牛栏粪与土壤混合均匀后播种，常规施肥管理。

处理4：加草皮灰4.5 kg，混合均匀后播种，常规施肥管理。

处理5：加猪牛栏粪10 kg，与土壤混合后播种，常规施肥管理。

对照区：按传统习惯种植，常规施肥管理。

农户其他的栽培、施肥、管理等各方法处理组与对照组均按当地传统习惯进行。

2.3 样品分析

芝麻中Se测试方法参考GB/T 5009—2003，样品湿法消解、AFS测定，方法检出限0.07 g/t。根系土有效 Se分析测试方法参考 LY/T(1220—1280)—1999确定。样品处理方法：稀硝酸浸取，原子荧光法检测，方法检出限0.005 g/t。根系土中Se全量、原子荧光法及检出限0.010 g/t。

3 试验结果讨论

3.1 各种处理对土壤pH值和有效态Se的影响

经过不同处理后各地块土壤的pH值变化明显(表1)，pH值均有不同程度的提高，其中处理1、2、3的提高值最大，土壤由弱酸性调整到中性偏碱的状态，处理4和处理5则是中性偏酸的状态。

表1 不同方法处理前后土壤pH值变化情况Table 1 Variations of soil pH values before and after processing for different methods

经过不同处理后土壤中的有效态Se含量情况，以处理1加石灰最高，其次是处理2。而处理3、处理4、处理5则下降(图1、表2)。

表2 不同方法处理白芝麻根系土测试分析结果Table 2 Analytical results of white sesame root soil for different processing methods

图1 不同方法处理后根系土壤中有效Se含量变化情况对比图Fig.1 Comparison of effective Se content variation inroot soil after processing for different methods

3.2 各种处理方法对芝麻产量和Se含量的影响

不同方法处理的白芝麻的播种、出苗、开花和收获日期均一致，没有出现异常情况。其生长特性和理论产量统计见表3。

各种方法处理的白芝麻的株高，处理3达到最高，为128.6 cm，最低为对照区仅为91.3 cm。

各种方法处理的白芝麻的每株结果数，最多处理1为102粒，最少为处理5的92粒。

各种方法处理的白芝麻的千粒重，最重为处理2的2.62 g，最少为对照区的2.30 g。

各种方法处理的白芝麻理论产量均高于对照区。其中处理1的加生石灰1 kg，与土壤混合均匀后播种处理的理论产量最高，达到922.5 kg/hm2;比对照区高10 kg(表3、图2)。

表3 不同方法处理的白芝麻各项产量统计表Table 3 Statistics of white sesame production processed by different methods

图2 不同处理白芝麻的理论产量对比图Fig.2 Comparison of white sesame yield per unit for different processing theories

图3 不同处理白芝麻的Se含量对比图Fig.3 Comparison of content of Se element in white sesame for different methods

不同方法处理后芝麻Se含量对比(图3)，其中以处理5(加猪牛栏粪10 kg，与土壤混合后播种)提高白芝麻Se含量的幅度最大，提高了0.002 g/t;次为处理1(加生石灰1 kg，与土壤混合均匀后播种)，提高了0.001 g/t;处理2、处理3、处理4中，白芝麻的Se含量均下降，且低于对照区;其中处理4(加草皮灰4.5 kg，混合均匀后播种)最低。总的来看，施用草皮灰后，白芝麻Se含量均下降。说明草皮灰的施用会明显影响白芝麻的Se含量;欲保持白芝麻的富硒品质，就不能施用草皮灰。

此外，各种处理影响中，土壤pH值调整到7.1～7.2时，对产量和白芝麻Se含量的提高，效果最佳。

4 结论

(1)综合对比各种处理方法的影响效果，本次富硒红壤中白芝麻富硒种植试验结果显示：最经济有效的办法是处理1加生石灰(即施石灰412.5 kg/hm2与土壤混合均匀后播种方案)，既能提高白芝麻的Se含量又能提高芝麻产量，操作最简单、经济成本最低。

(2)该试验只是一项初步成果，由于新型特色农产品的开发是一个周期较长的过程，小区试验取得成果应再实施大田示范或两年一地重复性检验工作，再进行推广。

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