南疆焉耆盆地土壤-小麦系统硒耦合关系及生物有效性

赵禹, 白金, 刘拓, 梁楠, 王超, 杨生飞, 蒋莉. 南疆焉耆盆地土壤-小麦系统硒耦合关系及生物有效性[J]. 地质通报, 2020, 39(12): 1960-1970.
引用本文: 赵禹, 白金, 刘拓, 梁楠, 王超, 杨生飞, 蒋莉. 南疆焉耆盆地土壤-小麦系统硒耦合关系及生物有效性[J]. 地质通报, 2020, 39(12): 1960-1970.
ZHAO Yu, BAI Jin, LIU Tuo, LIANG Nan, WANG Chao, YANG Shengfei, JIANG Li. Se coupling relation and biological effectiveness study of the soil-wheat system in Yanqi Basin, southern Xinjiang[J]. Geological Bulletin of China, 2020, 39(12): 1960-1970.
Citation: ZHAO Yu, BAI Jin, LIU Tuo, LIANG Nan, WANG Chao, YANG Shengfei, JIANG Li. Se coupling relation and biological effectiveness study of the soil-wheat system in Yanqi Basin, southern Xinjiang[J]. Geological Bulletin of China, 2020, 39(12): 1960-1970.

南疆焉耆盆地土壤-小麦系统硒耦合关系及生物有效性

  • 基金项目:
    中国地质调查局项目《新疆耕地区土地质量地球化学调查》(编号:DD20190521)和新疆巴音郭楞蒙古自治州自然资源局科技成果转化项目《新疆焉耆盆地1:5万土地质量地球化学调查》(编号:XJCYZB-KEL-2019166)
详细信息
    作者简介: 赵禹(1988-), 男, 硕士, 工程师, 从事环境地球化学研究。E-mail:zhaoyu01@mail.cgs.gov.cn
    通讯作者: 刘拓(1964-), 男, 硕士, 教授级高级工程师, 从事应用地球化学研究。E-mail:ltuo@mail.cgs.gov.cn
  • 中图分类号: P595;S15

Se coupling relation and biological effectiveness study of the soil-wheat system in Yanqi Basin, southern Xinjiang

More Information
  • 为研究土壤-小麦系统硒的关联性,采集南疆焉耆盆地小麦主要种植区小麦及对应根系土样品,通过相关分析、多元逐步线性回归方法,探讨土壤、小麦中Se含量及形态,查明影响小麦中硒的主要控制因素。结果表明,强有机质结合态硒(SOM-Se)和残渣态硒(Re-Se)是土壤硒的主要赋存形态,占土壤总Se含量的65.15%;土壤中硒受土壤风化程度、土壤质地和有机质含量影响明显;小麦籽粒中硒主要以有机硒形式存在,无机硒仅占全Se含量的6.39%,小麦硒的可给性高;土壤总Se含量可以很好地指示小麦Se含量水平,水溶态硒(Sol-Se)、离子交换态硒(Ex-Se)为有效硒的重要指标。基于土壤总Se、B、SOM构建的小麦硒吸收模型,可解释小麦吸收硒67%的方差。结合实际生产,给出了研究区高效富硒(含硒)小麦判别标准。据此编制富硒土壤高效利用区划图,有效地支撑了焉耆盆地富硒小麦标准化管理和面粉加工,提高了富硒土壤划定的科学性和实用性。

  • 加载中
  • 图 1  研究区范围及采样点位置示意图

    Figure 1. 

    图 2  土壤各形态Se含量组成比例

    Figure 2. 

    图 3  小麦中Se形态组成堆积柱状图

    Figure 3. 

    图 4  土壤Cu、Zn、SOM、CIA、sfa与Setot关系散点图

    Figure 4. 

    图 5  土壤pH值、SOM与Se形态关系散点图

    Figure 5. 

    图 6  Sol-Se、Ex-Se及Se价态与Sewheat含量散点图

    Figure 6. 

    图 7  不同预测模型Sewheat预测值与Sewheat实测值含量对比图

    Figure 7. 

    图 8  富硒土壤高效利用区划建议图

    Figure 8. 

    表 1  土壤中Se与理化指标相关系数

    Table 1.  Correlation between Se and physical and chemical properties in soil

    指标 Se Sol-Se Ex-Se Can-Se Hab-Se Ox-Se SOM-Se Re-Se
    pH -0.161 -0.040 -0.340** -0.363** -0.155 -0.278* -0.095 -0.329**
    N 0.297** 0.210 0.002 -0.037 0.270* 0.061 0.172 0.090
    P 0.119 0.137 0.091 0.042 0.134 0.164 0.057 0.089
    K 0.059 0.043 0.121 0.070 0.073 -0.009 0.042 0.344**
    Cu 0.451** 0.185 0.094 0.102 0.288* 0.108 0.310* 0.386**
    Zn 0.445** 0.149 0.043 0.069 0.250* 0.070 0.268* 0.358**
    B 0.254** 0.035 0.108 0.233 0.154 0.368** 0.258* 0.356**
    Fe 0.351** 0.125 0.045 0.005 0.232 -0.017 0.207 0.418**
    Mn 0.273** -0.012 0.053 0.089 0.195 0.078 0.240 0.501**
    S 0.093 -0.092 0.052 0.196 -0.120 0.170 -0.037 0.266*
    Pb 0.223* 0.257* 0.141 0.027 0.279* -0.051 0.192 0.393**
    As 0.335** 0.188 0.131 0.061 0.265* -0.022 0.203 0.506**
    Hg 0.339** 0.385** 0.162 0.075 0.403** -0.016 0.452** 0.351**
    Cd 0.374** 0.271* 0.067 0.006 0.388** -0.016 0.256* 0.373**
    Cr 0.419** 0.202 0.068 -0.015 0.244* -0.001 0.203 0.370**
    Cl 0-.033 -0.169 0.072 0.242 -0.068 0.167 -0.067 0.173
    SOM 0.545** 0.127 -0.086 0.018 0.418** -0.001 0.452** 0.099
    SiO2 -0.300** -0.031 0.180 0.046 -0.113 -0.056 -0.183 0.052
    Al2O3 0.081 0.121 0.133 0.006 0.113 -0.084 0.026 0.354**
    Fe2O3 0.341** 0.146 0.070 0.038 0.221 0.020 0.200 0.438**
    FeO 0.405** -0.022 -0.096 0.005 0.217 0.023 0.295* 0.227
    MnO 0.176* 0.011 0.085 0.140 0.187 0.128 0.250* 0.524**
    CaO 0.080 0.051 -0.188 -0.163 -0.008 -0.098 -0.021 -0.303*
    K2O 0.004 0.054 0.135 0.074 0.065 -0.006 0.009 0.342**
    Na2O -0.412** -0.142 0.099 0.045 -0.295* -0.036 -0.331** -0.091
    MgO 0.181* -0.183 -0.045 0.213 -0.001 0.373** 0.203 0.019
    P2O5 0.318** 0.015 0.187 0.355** 0.268* 0.375** 0.397** 0.358**
    sfa -0.366** -0.151 0.012 0.023 -0.212 0.011 -0.200 -0.341**
    CIA 0.432** 0.193 -0.017 -0.062 0.318** -0.042 0.298* 0.282*
    注:Se与理化指标相关分析样本数为128件,Se各形态与理化指标相关性分析样本数为66件;*为在0.05水平上显著相关,**为在0.01水平上显著相关
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    表 2  小麦Se与土壤Se、Se形态及理化指标相关系数

    Table 2.  Correlation between Sewheat and Setot, Se speciation, physical and chemical properties in soil

    指标 相关系数R1 偏相关系数R2
    pH -0.097 0.126
    N 0.091 -0.034
    P 0.163 0.127
    K -0.042 -0.216
    S -0.078 -0.171
    As 0.079 -0.194
    Se 0.745** /
    B -0.100 -0.463
    Pb 0.070 -0.184
    Cu -0.025 -0.389
    Zn -0.074 -0.413
    SOM -0.043 -0.382
    SiO2 0.191 0.348
    Al2O3 0.063 -0.063
    Fe2O3 -0.019 -0.313
    FeO -0.134 -0.422
    CaO -0.075 0.021
    K2O -0.033 -0.190
    Na2O 0.112 0.396
    MgO -0.204 -0.407
    P2O5 0.095 -0.284
    MnO 0.026 -0.277
    Sol-Se 0.609** 0.313
    Ex-Se 0.757** 0.349
    Can-Se 0.503** -0.217
    Hab-Se 0.634** -0.077
    Ox-Se 0.381** -0.252
    SOM-Se 0.618** -0.293
    Re-Se 0.643** 0.004
    #Se4+ 0.590** 0.047
    #Se6+ 0.459* -0.017
    #Sol-Se4+ 0.756** 0.517
    #Sol-Se6+ 0.268 -0.125
    #Ex-Se4+ 0.460* -0.182
    #Ex-Se6+ 0.632** 0.212
    注:#表示样本数为29件,其他为66件;*为在0.05水平上显著相关,**为在0.01水平上显著相关
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    表 3  富硒小麦等级划分标准

    Table 3.  Standard for classification of Se-enriched wheat grades

    等级说明 面粉Se含量/(mg·kg-1) 等级说明 研究区小麦Se含量要求/(mg·kg-1) 研究区小麦占比/% 南疆小麦Se含量平均值/(mg·kg-1) 南疆小麦占比/% Se保有率/%
    富Se面粉 ≥0.15 高效富Se小麦 ≥0.25 60 0.09 40 80
    含Se面粉 0.075~0.15 高效含Se小麦 0.065~0.25 60 0.09 40 80
    普通面粉 <0.075 普通小麦 <0.065 60 0.09 40 80
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出版历程
收稿日期:  2020-06-01
修回日期:  2020-10-22
刊出日期:  2020-12-25

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