馬 臻,曹席軼,鄧琳玲,張言狀
(安康市林業(yè)技術(shù)推廣中心,陜西 安康 725000)
硒是人體必需的微量元素[1],它能促進人體正常的生長發(fā)育[2],具有多方面的生理功能[3],被譽為“生命的火種”和“心臟的守護神”。安康市素有“中國硒谷”之美譽,1980年,安康市首次在紫陽縣發(fā)現(xiàn)富硒資源。2009年全市硒資源大調(diào)查結(jié)果顯示,以紫陽縣為硒資源富集中心的各縣區(qū)都有不同程度的天然富硒資源,發(fā)展利用天然富硒資源優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)得天獨厚,也最具特色和發(fā)展?jié)摿Γ袌銮熬皬V闊、經(jīng)濟效益良好[4]。為了給安康市天然富硒資源利用產(chǎn)業(yè)提供依據(jù)和參考,我們對本地規(guī)模最大的林產(chǎn)業(yè)——核桃聚硒規(guī)律進行了研究,結(jié)果如下。
安康市屬亞熱帶大陸季風氣候,四季分明,雨量充沛,無霜期長。垂直地域性氣候明顯,年平均氣溫15 ℃,年平均日照時數(shù)1 610 h,年均降水量750~1 100 mm、無霜期210~270 d,是我國核桃最佳適生區(qū)。土壤類型主要有黃棕壤、棕壤、水稻土等。
2015年至2018年核桃果實成熟期(8月下旬至9月下旬)在全市10縣區(qū)進行核桃優(yōu)樹調(diào)查,篩選出核桃優(yōu)樹并采集果實、枝葉、根系、土壤等樣品。其中,2015—2016年為零星取樣,采集地點主要在寧陜縣和平利縣;2017-2018年采集范圍涵蓋除漢陰縣外的所有縣區(qū)(9縣區(qū))。
2015-2017年重點開展全市富硒核桃資源普查,基于《安康市富硒資源普查報告》中土壤含硒量分布特征[5],結(jié)合核桃優(yōu)樹具體指標逐步篩選,共選擇樣樹60株,采集核桃果實樣本300個,檢測核桃樣本291個。在期前檢測結(jié)果基礎(chǔ)上2018年進一步選取符合以下特征的核桃樣樹:(1)樹齡在8 a以上,健康且連續(xù)豐產(chǎn)性好;(2)果實含硒量≥0.01 mg·kg-1;(3)果實硒轉(zhuǎn)化率高(>15%)。共采集樣本220個,檢測樣本214個。
1.3.1 樣樹登記 取樣前填寫《安康市富硒核桃優(yōu)樹記錄表》,分別錄入樣樹編號、位置、海拔、樹齡、品種、冠幅、胸徑、戶主姓名和電話等信息,同時備注采集日期、地點、采集人姓名等。
1.3.2 樣品編號 樣品按“取樣縣(區(qū))名”+“取樣鎮(zhèn)名”+“編號”+“組織器官名”的形式統(tǒng)一編號,取樣縣區(qū)、鎮(zhèn)的名稱采用拼音首字母大寫的格式,組織器官名稱采用中文單字表述,包括土、根、枝、葉、果、果皮。
1.3.3 土樣采集 采用環(huán)狀取樣法。一是在樹冠滴水線下方,挖深20 cm的環(huán)狀溝,均勻取土;二是用采土器在樹冠滴水線下方環(huán)狀取樣,東、西、南、北方向各取土一次,取地表下20~40 cm土層的土壤,四分法取樣1 kg。避免在堆過肥料的地段或田埂、溝邊及特殊地形處采樣。
1.3.4 核桃根采集 在核桃樣樹取土范圍內(nèi)剪取不同方位的核桃側(cè)根段,每棵樹不少于5段,取根粗度≥2 mm,長度為5~8 cm。
1.3.5 核桃樣枝采集 剪取核桃樣樹不同方位的結(jié)果枝,每棵樹不少于5枝,取樣粗度≥5 mm,長度≥5 cm。
1.3.6 核桃樣葉采集 剪取核桃樣樹不同方位的核桃健康完整的復葉不少于15片。
1.3.7 核桃青果采集 剪取核桃樣樹不同方位的核桃青果共計2.5 kg。
樣品檢驗依據(jù)GB 5009.93-2017《食品安全國家標準食品中硒的測定》、NY/T 1104-2006《土壤中全硒的測定》。
對土壤硒元素吸收富集能力[7]指標——富集系數(shù)計算公式
植物從根部向地上轉(zhuǎn)運硒元素能力指標——轉(zhuǎn)運系數(shù)計算公式為,
數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0及Excel2007數(shù)據(jù)處理軟件統(tǒng)計與分析。
檢測結(jié)果(表1)顯示,安康市核桃林地土壤含硒量在0.06~4.14 mg·kg-1范圍內(nèi),平均含硒量為(0.86±0.81)mg·kg-1。依據(jù)李家熙[6]的土壤含硒量劃分標準,中硒以上(>0.2 mg·kg-1)土壤樣本占到總樣本數(shù)的89.23%,其中,中硒(0.2~0.4 mg·kg-1)占18.46%,高硒(0.4~3.0 mg·kg-1)占67.69%,極高硒(>3.0 mg·kg-1)占3.08%。其中,平利縣正陽鎮(zhèn)的“核桃王”生長地土壤耕作層含硒量最高;各縣區(qū)土壤含硒量平均值從高到低依次為:鎮(zhèn)坪縣、嵐皋縣、平利縣、紫陽縣、白河縣、漢濱區(qū)、寧陜縣、石泉縣、旬陽縣(表1)??傮w來說,全市核桃栽植地耕作層土壤含硒量呈現(xiàn)“南多北少”分布特征。
核桃富硒是核桃樹通過根系從土壤中吸收無機硒(或小分子有機硒),經(jīng)過根、莖、葉、果皮、果殼、果仁等器官的復雜轉(zhuǎn)化機理和運輸后最終聚集的過程。富集系數(shù)反映了植物富硒能力大小,富集系數(shù)值越高富硒能力越強,反之亦然。經(jīng)測定(表2),安康市核桃果實含硒量0.02~0.51 mg·kg-1,平均為(0.17±0.13)mg·kg-1,其中嵐皋縣民主鎮(zhèn)棗樹村某農(nóng)戶的核桃含硒量最高;根系含硒量0.02~1.1 mg·kg-1,平均為(0.18±0.20)mg·kg-1;枝含硒量0.01~1.02 mg·kg-1,平均為(0.20 ±0.19)mg·kg-1;葉含硒量0.07~0.54 mg·kg-1,平均為(0.27±0.15)mg·kg-1;果皮含硒量0.05~0.38 mg·kg-1,平均為(0.13±0.06)mg·kg-1。各器官平均含硒量從高到低依次為葉>枝>根>果實>果皮。
表1 安康市各縣核桃林地土壤含硒量
表2 安康市核桃林地土壤及核桃器官含硒量
安康市核桃樹不同器官硒元素富集系數(shù)為0.11~0.30(表3),其中根系最低,葉最高,說明安康市核桃各器官對土壤硒元素的吸收表現(xiàn)各不相同,均小于1,富集能力從高到低依次為葉>果實>枝>青皮>根;地上部硒元素富集系數(shù)均大于地下部,即天然富硒核桃地上部對硒的富集能力強于地下部;果實富集系數(shù)也較高,安康市具有富硒核桃生產(chǎn)的條件。
表3 天然富硒核桃各器官硒元素富集系數(shù)
安康市核桃對土壤硒元素的吸收規(guī)律與四川蒙頂山茶葉[7]相似,即研究對象對土壤硒元素的吸收表現(xiàn)不明顯,這可能與土壤中硒存在的形態(tài)以及土壤pH值有關(guān)。王曉芳等[8]指出土壤中的硒是植物硒的主要來源,可被植物吸收和富集的硒與土壤中硒的豐缺和形態(tài)有直接關(guān)系,不同形態(tài)的硒具有不同的化學和生物學特性,對植物的有效性也有很大的差異。pH值高的土壤硒溶解度大,可溶態(tài)含硒量增高,易于植被吸收利用[9]。
核桃地上部器官硒元素是通過根部從土壤中吸收的,所以地上部器官硒含量也應與根部硒含量有關(guān)。從表4看出,天然富硒核桃根部向地上部的轉(zhuǎn)運系數(shù)在1.33~2.67之間,均大于1,說明硒從核桃根部向地上部轉(zhuǎn)移的能力較強,同時葉的轉(zhuǎn)移能力最強,果實轉(zhuǎn)移能力最弱。這與李應生[9]等研究結(jié)果相似,即植物的可食用部位富硒能力一般低于不可食用部位。
表4 安康市核桃各器官硒元素轉(zhuǎn)運系數(shù)
安康市天然富硒核桃各器官含硒量與對應土壤含硒量雙側(cè)檢驗相關(guān)性分析結(jié)果(表5)表明,土壤含硒量與核桃果實含硒量在0.01水平上存在顯著正相關(guān),與核桃枝含硒量在0.05水平上存在顯著正相關(guān),與核桃根、葉、青皮無顯著相關(guān)關(guān)系。
表5 土壤含硒量與核桃各器官含硒量的相關(guān)關(guān)系
注:“*”表示在0.05水平上顯著相關(guān);“**”表示在0.01水平上顯著相關(guān)。
安康市核桃果實含硒量0.02~0.51 mg·kg-1,平均為(0.17±0.13)mg·kg-1,達到了安康市地方標準DB6109/T273-2018富硒核桃堅果含硒量標準(0.02~0.5 mg·kg-1),調(diào)查的89.2%核桃林地土壤含硒量達到中度含量以上水平,安康市現(xiàn)有核桃林地具有發(fā)展富硒核桃的條件,適宜推廣栽植富硒核桃。
安康市不同區(qū)域核桃及耕作層土壤的含硒量差異比較大,土壤含硒量最低為0.06 mg·kg-1,最高可達到4.14 mg·kg-1,高者是低者69.3倍;據(jù)初步分析,當土壤硒含量達到0.11~1.16 mg·kg-1時,核桃果實的硒轉(zhuǎn)化率最高。
核桃各器官對土壤硒元素的富集能力均不強,屬于低聚硒植物。為進一步提高核桃果實硒含量,可以考慮采取外源補硒或改善土壤微環(huán)境的方法,也可以利用核桃葉片硒元素轉(zhuǎn)運能力最強的特性,采用葉面噴施硒肥的方式補硒。
安康市各縣區(qū)土壤含硒量平均值從高到低依次為:鎮(zhèn)坪縣、嵐皋縣、平利縣、紫陽縣、白河縣、漢濱區(qū)、寧陜縣、石泉縣、旬陽縣。與全市硒資源普查結(jié)果存在一定的差異,主要是由于本次調(diào)查采樣以核桃優(yōu)樹選擇為前提,再依據(jù)全市硒資源普查報告結(jié)果補充采樣,二次調(diào)查的樣品采集方法不盡一致,就可能導致調(diào)查結(jié)果存在差異。
本次調(diào)查分析的結(jié)果顯示,土壤含硒量僅與核桃果實含硒量存在極顯著正相關(guān)關(guān)系,與核桃枝含硒量存在顯著正相關(guān)關(guān)系,與核桃根、葉、青皮無顯著相關(guān)關(guān)系,原因可能是硒元素是不停流動和轉(zhuǎn)化的,核桃在不同的生長發(fā)育期各器官對硒的需求有所不同,對硒的吸收、轉(zhuǎn)運能力也就存在差異,而本次調(diào)查的樣本采集時間是8月下旬至9月下旬核桃果實成熟期,即只是說明在核桃成熟期,核桃果實及枝條的硒含量與土壤硒含量存在著顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系,至于其他時期核桃不同器官硒含量與土壤硒含量的關(guān)系還需進一步調(diào)查測定。