廖 彪

(1.安康學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，陜西 安康 725000； 2.陜西省富硒食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，陜西 安康 725000)

0 引言

【研究意義】硒是介于金屬與非金屬之間的氧族稀有而分散的半金屬化學(xué)元素，是動物體內(nèi)所必須的營養(yǎng)元素和植物有益的營養(yǎng)元素。醫(yī)學(xué)研究證明，硒具有防癌抗癌、提高免疫力、抗氧化、防衰老等醫(yī)藥價(jià)值和生理功能，人類40多種疾病與缺硒密切相關(guān)[1-2]。因此，世界衛(wèi)生組織(WHO)和國際營養(yǎng)組織在1973年確認(rèn)硒為人和動物體必需的微量元素?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】余光輝等[3]研究認(rèn)為，微量元素硒在被人體吸收時(shí)，生物源的有機(jī)硒占有優(yōu)勢，人體吸收的硒元素絕大部分來源于谷物中的硒，因此對富硒糧食 (水稻、小麥、玉米等)進(jìn)行研究與開發(fā)具有十分重要的意義。安康市是硒含量儲量很大的地區(qū)，是國內(nèi)最大的天然富硒區(qū)，至少7個(gè)縣(區(qū))處在不同程度的富硒生態(tài)環(huán)境之中，硒含量在0.2 mg/kg以上的土壤面積占比達(dá)54.2%，且硒濃度適中，易于植物吸收，被譽(yù)為“中國硒谷”。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，安康市2018年全年谷物產(chǎn)量61 019萬 t，其中，稻谷產(chǎn)量21 213萬t，小麥產(chǎn)量13 143萬t；玉米種植面積4 213萬hm2，總產(chǎn)量達(dá)25 733萬t，居安康市主要糧食作物產(chǎn)量首位。隨著安康市硒資源的不斷開發(fā)和利用，各種富硒產(chǎn)品的研究也在相繼深入進(jìn)行，已形成一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模的富硒產(chǎn)品?！狙芯壳腥朦c(diǎn)】玉米是我國第二大糧食作物和飼料來源，富硒玉米的研究與開發(fā)對人體健康及養(yǎng)殖業(yè)有重要影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以安康市耕地土壤及其所生長的玉米為研究對象，采用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法分別測量土壤和玉米硒含量，分析玉米硒含量與土壤硒含量的相關(guān)性，以期為富硒玉米的開發(fā)和利用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2018年9月在安康市紫陽縣進(jìn)行。紫陽縣位于陜西省南部，漢江上游，大巴山北麓，是全國迄今已發(fā)現(xiàn)的兩大富硒區(qū)之一。

1.2 材料

1.2.1 試驗(yàn)樣地及玉米品種 選擇安康市紫陽縣漢王鎮(zhèn)的48塊樣地土壤及其收獲的玉米籽粒為研究對象，測定樣地土壤及玉米籽粒的硒含量。

1.2.2 主要儀器 電熱鼓風(fēng)干燥箱101-1AB(天津市泰斯特儀器有限公司)，高速萬能粉碎機(jī)FW100(北京中興偉業(yè)儀器有限公司)，原子熒光光度計(jì)AFS-8220(北京吉天儀器有限公司)，摩爾超純水機(jī)1820D(重慶摩爾水處理設(shè)備有限公司)，電子天平BS224S(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)，恒溫?cái)?shù)顯水浴鍋HH-S4(北京科偉永興儀器有限公司)，可調(diào)式電熱板Mb型(北京科偉永興儀器有限公司)。

1.2.3 主要試劑 硒標(biāo)準(zhǔn)液(規(guī)格100 μg/mL，核工業(yè)北京化工冶金研究院),高氯酸(優(yōu)級純,洛陽昊華化學(xué)試劑有限公司),氫氧化鉀(優(yōu)級純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)，硼氫化鉀(優(yōu)級純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)，硝酸(優(yōu)級純，洛陽昊華化學(xué)試劑有限公司)，鹽酸(優(yōu)級純，洛陽昊華化學(xué)試劑有限公司)。1.5%硼氫化鉀，0.5%氫氧化鉀，使用前臨時(shí)配制；氬氣純度為99.99%，試驗(yàn)用水為一級水。

1.3 方法

1.3.1 樣品采集與預(yù)處理 土壤樣品：以地塊為單位，采用梅花形采樣法多點(diǎn)取樣，采樣深度為耕作層10～20 cm，將采集土樣混成1個(gè)混合樣品。取混合樣品1 kg左右裝入布袋，內(nèi)外貼上標(biāo)簽，標(biāo)明采樣編號、名稱、采樣深度、采樣地點(diǎn)、日期、采集人等信息。采用四分法取土壤樣品100 g左右于蒸發(fā)皿中，放入電熱鼓風(fēng)干燥箱105℃恒溫干燥24 h，高速萬能粉碎機(jī)粉碎，過100目篩，裝入聚乙烯塑料袋，標(biāo)記備用。玉米樣品：在采集土壤樣品的地塊上，同時(shí)收集玉米樣品，登記相關(guān)信息。將玉米樣品用一級水沖洗3次后晾干，放入電熱鼓風(fēng)干燥箱70℃恒溫干燥24 h。高速萬能粉碎機(jī)粉碎，過100目篩，裝入聚乙烯塑料袋，標(biāo)記備用。

1.3.2 樣品處理 分別精確稱取0.500 0 g(精確至0.000 1 g)玉米、土壤樣品于50.0 mL三角瓶中，加入混酸15 mL，冷消化過夜(16～18 h)，冷消化完后置于電熱板上進(jìn)行熱消解，溫度保持在160～180℃，直至三角瓶中的液體清亮無色，將三角瓶由電熱板上取下自然冷卻，加入5.0 mL(1∶1)鹽酸溶液，沸水浴中加熱20 min后冷卻至室溫，過濾至25 mL容量瓶中，用三重蒸餾水清洗濾渣3次，定容至25 mL，混勻待測。

1.3.3 硒含量測定 采用氫化物發(fā)生-原子熒光譜法[4]測定，該方法具有簡便、快速、適合大批量檢測且需用樣品量少的優(yōu)點(diǎn)。

1.3.4 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線制作 將硒標(biāo)準(zhǔn)液逐級稀釋至20.0 μg/L標(biāo)準(zhǔn)使用液，再將標(biāo)準(zhǔn)使用液配置濃度分別為4 μg/L、8 μg/L、12 μg/L、16 μg/L、20 μg/L濃度梯度溶液，在原子熒光光度計(jì)上測定熒光值并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4 數(shù)據(jù)分析

將土壤含硒量從低至高排序，按每組8個(gè)樣品劃分，共劃分為6個(gè)區(qū)間。計(jì)算每個(gè)區(qū)間玉米平均硒含量與土壤平均硒含量及其兩者的比值(玉米平均硒含量/土壤平均硒含量)，統(tǒng)計(jì)分析玉米硒含量與土壤硒含量的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 硒標(biāo)準(zhǔn)曲線

通過硒標(biāo)準(zhǔn)曲線制作，得到曲線校正方程:I=115.736 4×C+3.466 5，線性相關(guān)系數(shù)為0.999 7，該相關(guān)系數(shù)R值保持在0.999以上，保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2.2 土壤及其玉米樣品的硒含量

從表1看出，當(dāng)土壤硒含量為0.10～0.15 mg/kg，平均含量為0.115 3 mg/kg時(shí)，玉米硒含量為0.015 7～0.032 2 mg/kg，平均為0.022 3 mg/kg。當(dāng)土壤硒含量為0.15～0.20 mg/kg，平均含量為0.173 2 mg/kg時(shí)，玉米硒含量為0.018 5～0.067 3 mg/kg，平均為0.032 8 mg/kg；當(dāng)土壤硒含量為0.20～0.27 mg/kg，平均含量為0.245 7 mg/kg時(shí)，玉米硒含量為0.026 7～0.125 2 mg/kg，平均為0.049 1 mg/kg。當(dāng)土壤硒含量0.27～0.40 mg/kg，平均為0.321 6 mg/kg時(shí)，玉米硒含量為0.025 7～0.144 8 mg/kg，平均為0.064 mg/kg；當(dāng)土壤硒含量為0.4～1.0 mg/kg，平均含量為0.633 9 mg/kg時(shí)，玉米硒含量為0.062 5～0.562 1 mg/kg，平均為0.146 7 mg/kg。當(dāng)土壤硒含量為1.0～5.0 mg/kg，平均含量為2.395 8 mg/kg時(shí)，玉米硒含量為0.109 0～2.330 6 mg/kg，平均為0.552 1 mg/kg。說明，玉米平均硒含量隨土壤硒含量的增加而提高。

表1 各土壤硒含量區(qū)間玉米與土壤的硒含量Table 1 Se content in corn and soil at various range of soil Se content mg/kg

2.3 玉米籽粒對土壤硒的吸收率

玉米硒含量與土壤硒含量比值反映玉米對土壤硒的吸收效果，其比值越大吸收越多。由圖1可知，隨著土壤平均硒含量增加，玉米平均硒含量也隨之增加。玉米硒含量/土壤硒含量在0.196 3～0.201 6，比值穩(wěn)定在0.20左右，推測含硒土壤種植玉米，玉米籽粒硒含量為土壤硒含量的20%左右。因此，在發(fā)展富硒玉米時(shí)，首先考慮種植地土壤的含硒量，選擇硒含量較高土壤種植玉米，以保證玉米產(chǎn)品有足夠高的硒含量。

圖1 不同硒含量土壤的玉米平均硒含量及其玉米硒含量與土壤硒含量的比值Fig.1 Average Se content in corn cultivated in different Se content of soil and ratio of corn Se content to soil Se content

3 討論

李志玉等[5]研究表明，植物對硒的吸收即使是同一種作物但因品種不同也會存在差異性。陳秋香等[6]研究認(rèn)為，水稻富集硒元素的能力與種子顏色無直接關(guān)聯(lián)性，而與水稻轉(zhuǎn)運(yùn)硒能力相關(guān)，水稻累積硒的能力存在明顯的基因型差異。王明遠(yuǎn)[7]研究表明，種植地區(qū)差異性導(dǎo)致糧食含硒量差異顯著。郝玉波等[8]研究認(rèn)為，玉米籽粒對硒元素的累積能力存在基因型差異；另外，不同地區(qū)生長的植物硒含量存在顯著差異[9]。本研究選擇安康市紫陽縣漢王鎮(zhèn)48塊樣地土壤及其收獲的玉米籽粒為研究對象，分析玉米硒含量與土壤硒含量的相關(guān)性。結(jié)果表明，當(dāng)土壤平均含量為0.115 3 mg/kg時(shí)，玉米平均硒含量為0.022 3 mg/kg；當(dāng)土壤平均硒含量為0.173 2 mg/kg時(shí)，玉米平均硒含量為0.032 8 mg/kg；當(dāng)土壤平均硒含量含量為0.245 7 mg/kg時(shí)，玉米平均硒含量0.049 1 mg/kg；當(dāng)土壤平均硒含量為0.321 6 mg/kg時(shí)，玉米平均硒含量0.064 mg/kg；當(dāng)土壤平均硒含量含量為0.633 9 mg/kg時(shí)，玉米平均硒含量0.146 7 mg/kg。當(dāng)土壤平均硒含量為2.395 8 mg/kg時(shí)，玉米平均硒含量0.552 1 mg/kg。玉米硒含量隨土壤硒含量增加而提高。

4 結(jié)論

玉米含硒量與土壤含硒量呈正相關(guān)性，玉米平均硒含量與土壤平均硒含量的比值為0.196 3～0.201 6，其比值穩(wěn)定在0.20左右，推測含硒土壤種植玉米，玉米籽粒產(chǎn)品硒含量為土壤硒含量的20%左右。因此，在發(fā)展富硒玉米時(shí)，首先考慮種植地土壤的含硒量，選擇硒含量較高土壤種植玉米，以保證玉米產(chǎn)品有足夠高的硒含量。

研究未考慮如土壤肥力、玉米品種等因素差異的影響，但試驗(yàn)樣品均采自同一區(qū)域，且樣本量較大，故研究結(jié)果具有科學(xué)性，對富硒玉米的種植及開發(fā)具有一定的指導(dǎo)性，