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通过盆栽试验研究了两种不同价态外源Se+4(2.5、5、10、20、40、60 mg·kg-1)、Se+6(1、2.5、5、10、20、40 mg·kg-1)在连续种植小白菜的条件下,在石灰性土壤中的形态转化规律及其与生物效应的关系,并探讨了不同形态、不同浓度硒对小白菜生长、生理和土壤酶活性的影响,为正确评价石灰性土壤中硒的状况,有效改善食物链中硒的水平提供科学依据。得到的主要结果如下:1.不同价态和不同浓度外源硒对小白菜体生长和生理代谢的影响不尽相同。表现为低浓度硒(Se+4<10 mg·kg-1,Se+6<5 mg·kg-1)促进小白菜根系生长(p<0.01),使得根增长、变粗;诱导脯氨酸的产生,阻止了丙二醛(MDA)的合成,增强白菜的抗逆性,Se+4(5 mg·kg-1)和Se+6(2.5 mg·kg-1)地上部分生物量分别较对照提高了5.38%和13.12%;而高浓度的硒对小白菜的生长产生抑制作用,且小白菜根长、叶面积等生长指标均随Se+4和Se+6浓度的增大而极显著下降(p<0.01);当Se+4浓度60 mg·kg-1和Se+6浓度40 mg·kg-1时对小白菜产生过氧化作用, MDA含量分别较对照处理提高了23.46%和37.80%;Se+6处理的植株体内脯氨酸含量亦随硒浓度的增大不断下降,小白菜的抗逆性减弱,地上和地下生物量与施入硒浓度极显著下降(p<0.01)。同浓度Se+4处理小白菜的生物量是Se+6处理的1.1~3倍,说明Se+6的生物有效性和毒性大于Se+4。综合生长和生理因子分析表明地上部分生物量是反映Se+4和Se+6处理土壤上小白菜生长状况的理想的指标。2.小白菜吸收的硒随外源硒浓度的增加而增大,在Se+4及Se+6处理土壤中,白菜体内所含硒最大浓度分别可达3033mg·kg-1和4313 mg·kg-1。相同硒浓度下小白菜对Se+6的吸收量最大可为对Se+4吸收量的64倍。地上部分植物硒含量与其地下部分硒含量呈极显著的正相关(p<0.01)。所有硒处理土壤中生长的小白菜对硒的生物富集系数均大于1,Se+4及Se+6处理中小白菜体内硒的转移因子分别可达0.5~0.9和1~2.2,表明小白菜对硒有很好的富集作用。小白菜地上部分对硒的累积分别在Se+4浓度为20 mg·kg-1种植月份为8月份、Se+6浓度为10 mg·kg-1种植月份为6月份时有最大的累积速度,分别为215.935μg·pot-1·d-1、311.544μg·pot-1·d-1。3.外源Se+4、Se+6处理土壤各个形态的硒含量均随外源硒浓度的增大而升高(p<0.01)。Se+4施入土壤后易被土壤粘土矿物复合体所吸收或结合,故每茬植株收获后土壤中的可交换态及碳酸盐结合态硒含量最高,有机物硫化物结合态及元素态次之,可溶态与铁锰氧化物结合态含量相当,残渣态含量最低。而Se+6不易被土壤吸附仍保持很高的溶解性,故Se+6各个浓度处理施入土壤后33d时可溶态硒含量最高,可交换态及碳酸盐结合态次之,铁锰氧化物结合态、有机物硫化物结合态及元素态含量相当,残渣态含量最低。随施入时间的延长,各硒浓度处理的土壤残渣态硒百分含量呈上升趋势。其中,低浓度的Se+4及Se+6处理土壤各硒形态转化显著,而高浓度的Se+4(≥40 mg·kg-1)及Se+6(≥20 mg·kg-1)处理,则主要表现为可溶态与可交换态及碳酸盐结合态硒之间的转化。通经分析表明,对Se+4处理土壤,除105d时以残渣态对小白菜地上部分硒量的影响最大外,其余各时期均以可交换态及碳酸盐结合态硒对小白菜地上部分含硒量的贡献最大,而其它的土壤硒形态也主要通过可交换态及碳酸盐结合态硒的间接作用与小白菜地上部分的硒含量有关。对Se+6处理的土壤,硒施入土壤66d前均以有机物硫化物结合态及元素态硒对小白菜地上部分硒的贡献最大,施入105d及143d时分别以铁锰氧化物结合态、可交换态及碳酸盐结合态硒对小白菜的有效性影响最大,而其它各土壤硒形态也分别通过它们来间接作用于小白菜地上部分硒含量。两种外源硒主要通过可交换及碳酸盐结合态硒和铁锰氧化物结合态硒对小白菜地上部分生物量产生影响。4.两种外源硒最高浓度处理(Se+4= 60 mg·kg-1, Se+6 = 40 mg·kg-1)对供试的四种土壤酶(脱氢酶、过氧化氢酶、脲酶和碱性磷酸酶)均产生最大的抑制作用。四种酶相比较,外源硒对脲酶及脱氢酶活性的抑制作用大于碱性磷酸酶及过氧化氢酶活性。除施入土壤105d外,Se+4及Se+6各浓度与土壤脲酶活性间都存在着极显著的负相关(p<0.01),说明脲酶可作为土壤硒污染程度的生化监测指标;而过氧化氢酶、脱氢酶及碱性磷酸酶与Se+4、Se+6的浓度在施入后不同的时间有不同的相关,这三者只在一定时间段内才会反应土壤硒的污染程度。当以土壤总硒来表征其对土壤酶活性的影响时,随硒施入时间的延长,四种土壤酶的ED50(生态剂量)也随之增大,说明土壤中硒的生态毒性在不断减弱。相同时间下,脲酶的ED50最小,Se+6的ED50值小于Se+4,说明脲酶对两种外源硒污染最为敏感,Se+6的生态毒性大于Se+4。逐步回归方程分析表明,相同条件下,对比土壤不同形态的硒对土壤酶活性的影响,不难发现,当总硒对土壤酶活性影响不显著时,有的形态的硒却已显著抑制土壤酶的活性。随硒施入时间的不同,对酶活性影响最大的土壤硒形态也随之变化,且以土壤各形态硒含量表征土壤酶活性的ED50值远比以总硒含量表征的值要小的多。这充分说明,以硒的形态与土壤酶活性的关系来表征其生态毒理效应要比用硒总量更为准确。5.NaHCO3、KH2 PO4、K2 SO4、EDTA、AB– DTPA和DTPA+ TEA+ CaCl2 6种浸提剂有效硒浸提量都随着浸提土液比的减小而增大,且随浸提时间的增长而增大。其中NaHCO3和KH2 PO4最佳土液比为1/15,振荡时间90 min;K2 SO4和AB– DTPA的最佳土液比为1/15,振荡时间60 min;EDTA和DTPA+ TEA+ CaCl2的最佳土液比则为1/20,振荡时间30 min。6种浸提剂在各自最佳提取条件下提取土壤有效硒与白菜地上部分硒累积量相关系数均达极显著水平,但土壤有效硒的提取量以DTPA+ TEA+ CaCl2及K2 SO4最少,只占KH2 PO4、AB-DTPA及EDTA提取量的14%~48%,故不适用于作为石灰性土壤有效硒的提取剂。NaHCO3适用于土壤硒含量高于5 mg ? kg-1的石灰性土壤有效硒提取。KH2 PO4、AB-DTPA及EDTA 3种浸提剂既可提取土壤中水溶态硒,亦可提取部分的吸附态硒,提取硒数量较多,过程简单,重复性好,都可作为石灰性土壤有效硒提取的浸提剂。