水稻硒地球化学特征及富集能力对比研究——以广西玉林地区的北流市、兴业县、博白县为例

◎卢小霞

广西第四地质队，广西 南宁 530031

2013 年起广西全面推进1∶5 万土地质量地球化学调查工作，已圈定了富硒土壤7.57 万km²[1]，位居全国前列，发现的天然富硒农产品比例较高，发展富硒农业前景广阔。水稻在粮食作物中占据着重要的地位，因此，发展富硒水稻对人体硒摄入和提升水稻经济效益有着重要意义。笔者通过对比研究在相同成土母质和土壤类型下，北流市、兴业县、博白县的土壤和水稻籽实的硒含量、地球化学特征及水稻生长过程的富硒能力，为当地富硒水稻向专业化、产业化和科学化发展提供理论依据。

1 研究区概况

此次研究区为广西玉林地区内的北流市、兴业县、博白县，覆盖面积约为410km2。研究区地处广西东南部，毗邻粤港澳，面向东南亚，背靠大西南，南接北部湾，经济腹地广阔，是广西重要的粮食生产基地。属亚热带季风气候，地貌类型以低山丘陵为主。成土母质为第四系沉积物，土壤质地以粘土、亚粘土、砂土、砂砾土为主；土壤类型为水稻土。

2 采集与测试

2.1 样品采集

笔者在盛收期选择研究区里水稻种植面积较大、具有代表性的地方采集水稻籽实和根系土壤样品各25 件。采集样品时，视地块的不同情况采用棋盘法、对角线法、梅花点法等进行多点取样，等量混匀组成1 件混合样品。以0.001～0.002 km2为采样单元，在采样单元内选取10～20 个植株的稻穗混合成样，样重约500 g；同时配套采集根系土壤，尽量靠近水稻毛根区，将整株水稻连根拔起后抖落土壤混合成样，样重约1 000 g。

2.2 样品预处理

水稻样品经分拣(去除石子等)、混匀，用脱壳机脱壳制备成糙米，用精米机制备成精米，自来水淘洗3 遍，再用去离子水冲洗干净，用带鼓风的专用烘箱在60℃以下烘干，谷物粉碎机加工至规定粒度(约60 目)。根系土壤样品在除去植物残体、石子等非土壤杂质后，将样品充分混匀置于＜60℃恒温的干燥箱内充分烘干后取100 g（20 目）样品，采用玛瑙球磨机将样品研磨至200 目。

2.3 样品分析

样品测试由安徽省地质实验研究所完成，测试方法如下：采用等离子质谱法（ICP-MS）测定水稻籽实硒含量，采用原子荧光光谱法（AFS）测定根系土壤样硒含量，采用pH 计电极法（ISE）测定土壤pH 值,采用氧化还原容量法测定土壤有机质含量。样品分析准确度和精密度均为100%，分析质量可靠，分析数据准确，符合《多目标区域地球化学调查规范（1∶250 000）》（DZ/T0258-2014）以及《生态地球化学评价样品分析技术要求(试行)》（DD2005-03）的要求。

2.4 数据处理

采用excel 2013 以及spss18.0 软件对分析结果进行相关的统计和计算。

3 结果与分析

3.1 水稻根系土硒含量特征

北流市、博白县的水稻根系土中硒含量差异不明显，变异系数＜50%，呈均匀分布，空间变异性极弱，稳定性较强；两地根系土的硒平均含量＜土壤富硒标准（硒含量为0.4～3 mg/kg），低于该地区的表层土壤硒元素背景值（以2016 年记录的数据为基准）[2-3]，K1＜1（K1=）；与全国土壤背景值[4]相比，K2＞1.2（K2=），表现为弱富集现象。兴业县水稻根系土中硒平均含量为0.502 mg/kg，比北流市和博白县高，达富硒水平，变异系数介于50%～100%之间，呈较均匀分布，表明其分布均衡性较中等，在空间分布上有一定差异，高于该地区表层土壤硒元素背景值（以2016年记录的数据为基准）[5]；与全国土壤背景值[4]相比，K2＞1.5，呈强烈富集状态（见表1）。

表1 研究区水稻根系土中硒含量统计参数表

相关研究表明土壤pH 值主要影响硒的存在形态和有效性[6]。亚硒酸盐主要存在于酸性和中性土壤中（4.5＜pH＜6.5），为土壤中硒的主要赋存形态，而硒酸盐主要存在于碱性且通风良好的土壤中，随着土壤碱性增大硒含量则减少，土壤pH 值与硒存在一定的负相关性[6]。研究区中兴业县土壤pH 值最小，这是兴业县土壤硒含量高于北流市和博白县的原因之一。

土壤有机质对硒的影响具有双重性，当它作为有机—无机复合体的一部分时，可以吸附阴离子，有利于硒的循环；当它作为阴离子的环境物质时，主要表现为吸附固定作用[7]。研究区土壤中的有机质与硒呈显著的正相关性，表明丰富的有机质含量能够增加土壤的硒含量，兴业县的土壤有机质含量最大，土壤的硒含量比北流市和博白县的高。

综上所述，在相同成土母质和土壤类型下，土壤pH 值 和有机质含量是影响研究区水稻根系土硒含量的重要因素，pH 值越小，有机质含量越大，越有利于土壤硒元素的富集。

3.2 水稻籽实硒含量特征

依据《富硒稻谷》（GB/T 22499-2008），水稻中硒含量在0.04～0.3 mg/kg 之间的为富硒水稻，低于该标准下限值的为缺硒，高于该标准上限值的为硒超标。研究区的水稻籽实未出现硒超标的情况，总体富硒率均在70%以上，说明研究区的大部分水稻籽实的硒含量均处于富硒水平（见表2）。

表2 研究区不同硒含量土壤中水稻籽实的硒含量统计参数表

在富硒土壤中，北流市水稻籽实硒平均含量为0.050 mg/kg，富硒率为70%；兴业县水稻籽实硒平均含量为0.068 mg/kg，富硒率达94.44%；博白县水稻籽实硒平均含量为0.061 mg/kg，富硒率为85.71%。表明在土壤硒水平较高的情况下，兴业县水稻籽实硒平均含量和富硒率最高，其次为博白县，北流市最低。在非富硒土壤中，北流市水稻籽实硒平均含量与在富硒土壤中的平均含量一致，均为0.050 mg/kg，但富硒率为73.33%，高于富硒土壤；兴业县水稻籽实硒平均含量为0.049 mg/kg，富硒率仅为71.43%，明显低于富硒土壤；博白县水稻籽实硒平均含量和富硒率最高。表明在土壤硒水平较低的情况下，北流市、兴业县水稻籽实富硒程度相差不大，而博白县水稻籽实硒平均含量和富硒率比北流市和兴业县高。

笔者对研究区的水稻籽实硒含量与根系土壤硒含量进行分析发现，研究区的水稻籽实硒含量与对应根系土壤硒含量呈明显的正相关性（决定系数R2，即回归方程可以解释水稻硒含量变化的25%～85%）（见图1）。其中，北流市R2为0.05，兴业县R2为0.18，博白县R2为0.04，表明土壤硒含量对水稻硒含量具有重要的影响，当土壤硒含量增高，在一定程度上均会促进研究区水稻籽实对硒的吸收，使籽实的硒含量增加。

图1 研究区水稻籽实的硒含量与根系土壤硒含量散点图

土壤的pH 值越小，有机质含量越大，根系土中硒含量越高，则土壤为水稻供硒能力就越强，水稻中硒含量就越高。这也是研究区水稻籽实硒含量存在明显差异性的原因。

3.3 水稻硒富集能力对比

图2 研究区水稻硒生物富集系数气泡图

4 结语

（1）北流市、博白县水稻根系土中硒含量差异不明显，硒含量分布稳定，平均值均未达土壤富硒标准且明显低于北流市、博白县表层土壤背景值而高于全国平均水平，呈弱富集状态；兴业县水稻根系土中硒平均值达富硒水平，较北流市和博白县高，高于兴业县表层土壤背景值和全国平均水平，呈强烈富集状态。

（2）不管土壤是否富硒，北流市、兴业县、博白县水稻籽实硒平均含量均达富硒水稻标准，但富硒率相差较大。当土壤硒水平较高时，兴业县水稻籽实硒平均含量和富硒率最高，其次为博白县，北流市最低；当土壤硒水平较低时，北流市、兴业县水稻籽实富硒程度相差不大，而博白县水稻籽实硒平均含量和富硒率高于北流市和兴业县。

（3）在相同成土母质和土壤类型下，北流市、兴业县、博白县水稻富硒能力存在一定差异性，在富硒土壤（硒含量＞0.4 mg/kg），兴业县产出的水稻富硒能力较强；在非富硒土壤（硒含量＜0.4 mg/kg），北流市、博白县产出的水稻富硒能力较强。

（4）土壤pH 值和有机质含量是影响水稻硒含量的重要因素。当土壤的pH 值越小，有机质含量越大，土壤中硒含量越高，土壤为水稻供硒的能力就越强，尤以兴业县表现最为明显。

5 建议

笔者在研究区进行土地质量地球化学调查评价工作发现，研究区有60%以上的土壤达富硒等级，且覆盖了研究区的各个乡镇。而研究区的富硒水稻产业发展仍处于初级阶段，目前还面临生产规模小、打造知名品牌难度大、富硒水稻技术不足等问题，因此把当地的资源优势转化为产业优势，将富硒水稻种植作为乡村振兴的一项产业，可以有效推动当地富硒农业发展。

近年来，玉林地区立足当地丰富的富硒土壤资源，大力发展富硒产品种植，助力农民增产增收，已先后在北流市开展了2 个富硒水稻产业示范区和博白县的“全国富硒农业示范基地”。建议加快兴业县富硒地块的开发和富硒水稻种植，同时加大北流市、博白县发展“全域富硒”水稻产业、富硒大米认证、基地建设等，把握市场“补硒热”的浪潮，助力乡村振兴。