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将恩施富硒地区的土壤及植物中硒的含量进行测定、各种形态进行分离,研究其硒含量的迁移规律及与重金属离子含量之间的关系,旨在为富硒植物的种植提供理论依据。本实验通过对恩施芭蕉侗族灯笼坝村、双河鱼塘坝矿区、利川市谋道镇长平区三个实验区所采土壤、植物样品进行分析,研究了植物样品中硒含量的影响条件,同时对重金属离子的拮抗作用进行了讨论;对土壤中有效态硒进行了提取实验及含量测试;逐级提取各形态的有效态硒,并对各形态进行了讨论;最后通过上述实验结论确定富硒西瓜的种植条件并通过大棚实验对条件进行初步验证,同时研究了其中硒及各种重金属离子的含量和相互关系,为富硒农作物的开发提供了理论及实验依据。主要研究成果如下:
1.恩施芭蕉富硒茶叶中硒及重金属离子的研究。依据对芭蕉富硒地区茶叶样品中硒与对应根系土壤中硒和重金属离子进行测定,得出相应关系,结果表明:在低浓度的范围内,茶叶中的硒含量随对应根系土壤中硒含量的增加而增加,到达最大值后在一定浓度范围内保持稳定,随之在土壤较高硒浓度范围内,茶叶中的硒含量随着土壤中硒的浓度增加而减少;茶叶中的重金属离子砷跟茶叶中的硒存在负相关关系,具有拮抗作用;环境土壤中重金属离子镉抑制茶叶中硒含量,且芭蕉土壤镉含量较国家土壤质量标准略有超标。
2.恩施鱼塘坝土壤中硒及重金属离子的研究。对恩施高硒地区鱼塘坝的土壤样品中硒及重金属离子进行测定,结果表明:恩施鱼塘坝地区是高硒地区,土壤及岩石中硒含量较高,平均硒含量达到10.29mg/kg,但是存在分布不平衡的问题,最高硒含量的富硒硒矿区土壤比最低地区高了近30倍;同时得出在该地区重金属离子镉污染十分严重,铬、铜含量为正常标准,铅含量十分稀少,为贫铅地区的结论。
3.恩施土壤有效态硒的提取。通过对三个代表样品YTB-2-2、YTB-7-2、BJ03-SE进行有效态硒提取条件优化实验,得出最佳提取条件:在30℃条件下,选用提取剂为1.5mol/l1∶1K2HPO3-KH2PO3,提取土液比为1∶20,提取时间为90min的条件下最优。在最佳提取条件下,对恩施土壤样品进行有效态硒提取实验,并将有效态硒与总硒关系进行讨论,结果表明:恩施三个采样区有效态硒含量随总硒含量呈正相关性。鱼塘坝高硒地区平均有效态硒含量为67.3μg/kg,占总硒含量的10%-25%;芭蕉富硒地区平均有效态硒含量为64.5μg/kg,占总硒含量的5%-30%,两实验区虽总硒含量相差很大,但是有效态的平均含量相差并不大,说明有效态硒与总硒虽然有正相关关系,但不会随着总硒含量的增大而无限增大,植物对硒的吸收是一个受多方面影响的过程;利川非富硒区平均有效态硒含量为6.8μg/kg,占总硒含量的5-10%,由利川地区有效态硒分布图可以得出非富硒地区有效硒含量也处于不均匀的状态。
4.逐级提取恩施土壤样品中各形态硒。继续研究YTB-2-2、YTB-7-2、BJ03-SE三个代表样品中各形态硒含量,通过依次通过水提取系统、磷酸盐提取系统、过硫酸钾提取系统及硝酸提取系统,进行逐级提取实验。同时通过加标回收实验验证了逐级提取实验方法的精密度和准确度,得出了样品中水溶态硒、交换态硒、有机结合态硒及残渣态硒含量,并进一步通过各种形态硒的价态关系,得出了各提取系统中Se2-、Se0、Se4+和Se6+的含量。
5.富硒植物的种植条件及重金属离子的研究。采用大棚实验,选取武汉东西湖区走马岭农场种都种业蔬菜大棚为实验基地,黑美人西瓜为供试样品,分别采用土壤施加恩施活化硒矿粉和叶面喷洒丰硒源高效硒肥作为植物硒源,采用实验分区分别进行实验。对土壤施硒采用浓度梯度分别为0kg、1.0kg、2.0kg、2.8kg、4.0kg、6.0kg、10.0kg、20.0kg的恩施活化硒矿粉对平行实验分区进行施加;对叶面施硒也采用不同浓度叶面硒肥进行喷洒;同时将土壤施硒及叶面喷洒相结合,对比植物富硒的效果。重点研究了土壤施硒实验区内植物各器官硒含量及重金属离子的含量,验证了富硒植物中硒与重金属离子的拮抗做用;对西瓜样品对不同重金属离子的吸收器官差异性进行讨论;对土壤施硒及叶面施硒的效果进行了对比,得出:土壤施硒+叶面施硒效果>叶面施硒的效果>土壤施硒的结论;通过用不同浓度的叶面肥进行喷洒实验,可以得出最佳喷洒浓度为2.5mg/kg;对新型含硒叶片肥进行了初步研究,得出添加有机质可以提高西瓜含硒效果且添加大豆蛋白效果最佳的结论。旨在为富硒植物的开发提供理论依据。