摘要 本研究在皖南部分茶園采集茶葉樣和背景土壤樣，分別測定其土壤有機質、pH、全氮、有效磷、速效鉀和全硒量以及茶葉中硒含量，探究茶園土壤全硒量與茶葉硒的相關性，以及土壤有機質、pH和常規(guī)養(yǎng)分氮磷鉀等對土壤全硒量與茶葉硒含量相關性（用硒轉化系數(shù)表示）的影響。結果表明，供試茶園土壤平均硒含量較高（0.404 mg/kg），屬于富硒土壤，茶葉中硒含量達到富硒茶標準。茶葉中硒含量主要受到土壤全硒量的影響，與土壤全硒量呈正相關，相關系數(shù)R2=0.706 6（n=9）。土壤有機質、pH以及常規(guī)養(yǎng)分等對其相關性具有一定影響；總體上土壤全硒量與茶葉硒的相關性隨著土壤有機質含量、pH和全氮量的變化呈現(xiàn)相同變化趨勢，而隨有效磷和速效鉀含量變化規(guī)律不明顯。本研究旨在為當?shù)夭鑵^(qū)生產(chǎn)優(yōu)質富硒茶和開發(fā)利用富硒資源提供參考。

關鍵詞 茶園；土壤全硒量；茶葉硒含量；相關性；影響因素

中圖分類號 S571.1；S153.6 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2024）19-0065-05

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.19.014

Correlation analysis of selenium content in soil and tea in tea garden

CHEN Yaling FAN Xinhui

（Jiangsu Cultivated Land Quality and Agricultural Environment Protection Station， Nanjing 210036， China）

Abstract Tea leaves and soil samples were collected from select tea farms in Southern Anhui Province， the soil’s organic content， pH， nitrogen， available phosphorus， exchangeable potassium， and total selenium， as well as the selenium content in the tea were tested， respectively. How soil selenium relates to tea selenium， and the effect of organic matter， pH， and nutrients like nitrogen， phosphorus， and potassium on this relationship （expressed by selenium conversion coefficient） were investigated. The results showed that the average selenium content in the soil of the tested tea garden was higher （0.404 mg/kg）， which belonged to Se-rich soil， and the selenium content in tea reached the standard of Se-rich tea. Selenium content in tea was mainly affected by total selenium content in soil， and was positively correlated with total selenium content in soil， with correlation coefficient R2=0.706 6 （n=9）. Soil organic matter， pH and conventional nutrients had certain effects on the correlation. In general， the correlation between soil total selenium content and tea selenium content showed the same trend with the changes of soil organic matter content， pH and total nitrogen content， but the change with the content of available phosphorus and available potassium was not obvious. The study aim to back high-quality selenium-rich tea production in local tea areas with science and make use of local selenium resources.

Keywords tea garden; total selenium in soil; selenium levels in tea; relevance; impact factors

硒（Se）是人和動物必需的微量元素之一，具有多功能性營養(yǎng)價值和保健功能[1]。相關研究表明，其生物學特性和功能主要包括以下方面：硒以可解離因子和與氨基酸結合構成的共價鍵兩種形式存在于人體蛋白質中，催化氧化還原反應，可能在預防克山病、大骨節(jié)病和水腫病等疾病以及延緩衰老過程中發(fā)揮重要作用[2-3]；硒是谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）的必需組成因子之一[4]，這種酶廣泛存在于機體中，具有抗環(huán)氧化、抗氧化以及促進體內過氧化物分解的作用[5]，也能破壞自由基；硒和維生素E都是抗氧化劑，相互之間具有協(xié)同作用[6]，硒主要是以GSH-Px的方式起作用，保護細胞及組織免受過氧化物的損害[7]；硒能使汞、甲基汞和鎘等有毒物轉變?yōu)殡y溶解的汞化物和鎘化物，從而起到解毒的作用[8]。

土壤中硒的主要來源有成土母質、降水、降塵和灌溉，富硒植物死亡后分解釋放，富硒地下水通過毛細管作用上升于土體上部，化學肥料中的含硒雜質，使用殺蟲劑帶入的硒以及施有機硒肥帶入的硒，等等；在非工業(yè)污染區(qū)，土壤中硒的主要來源為成土母質的風化釋放[9]。土壤中的全硒量主要有5種不同的形態(tài)，即硒化物（Se2-）、元素硒（Se0）、亞硒酸鹽（SeO32-）、硒酸鹽（SeO42-）和有機態(tài)硒[10]。其中后3種硒形態(tài)的水溶性較好，是土壤有效硒的主要來源。

茶樹在環(huán)境中有富集硒的作用，硒在茶葉中主要以小分子有機硒、少量的無機硒及微量的硒蛋白形態(tài)存在[11]。通過飲茶攝入有效硒，可以補充微量元素硒，滿足人體對硒的需求。影響茶葉硒含量的因素多種多樣，其中土壤全硒含量是主要影響因素之一，金鑫[12]、張棟等[13]研究表明，土壤全硒量與茶葉硒含量存在一定的相關性，且土壤全硒量受到成土母質、有機質和pH等因素的影響，增加土壤全硒量可以提高茶葉中硒含量。研究土壤全硒量與茶葉硒含量的相關性及影響因素，對通過調節(jié)某些因素，促進茶樹對硒的吸收，從而提高茶葉硒含量具有重要意義。本研究在皖南部分茶園采集茶葉樣和背景土壤樣，分別測定其土壤有機質、pH、全氮、有效磷、速效鉀和全硒量以及茶葉中硒含量，探究茶園土壤全硒量與茶葉硒的相關性，以及土壤有機質、pH和常規(guī)養(yǎng)分氮磷鉀等對土壤全硒量與茶葉的硒含量相關性的影響，為當?shù)夭鑵^(qū)生產(chǎn)優(yōu)質富硒茶和開發(fā)利用富硒資源提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)基本情況

皖南地帶位于安徽長江以南及長江沿線地區(qū)，面積約3.65萬km2。區(qū)域低山丘陵廣布，海拔在200 m以下，屬亞熱帶季風氣候區(qū)，年平均氣溫16 ℃，年平均降水量1 200～1 600 mm，≥10 ℃積溫在5 000 ℃左右，無霜期230～240 d，空氣相對濕度70％～80％。地帶性土壤為紅壤和黃壤，成土母質主要有中更新世（Q2）紅色黏土和晚更新世（Q3）下蜀系黃土，土壤呈酸性或微酸性，土層深厚，適合茶樹栽培，是安徽較大的茶葉生產(chǎn)區(qū)之一。研究區(qū)紅黃壤均有較高的硒含量[14]，為茶區(qū)生產(chǎn)優(yōu)質富硒茶葉和開發(fā)利用當?shù)馗晃Y源提供了有利自然條件。

1.2 樣品采集

在研究區(qū)6個地區(qū)共設10個采樣點，根據(jù)地勢地貌特點以及生物氣候條件按照“S”型曲線隨機采樣，避開特殊地段，選擇茶樹生長年限相同、生長狀態(tài)良好的茶園，在地表以下10～30 cm處采集混合土壤樣，土壤樣品為背景土壤樣；同時，在生長年限相同、生長狀態(tài)良好的茶樹上隨機采摘鮮葉，組成1個鮮重約500 g的混合茶葉樣。土壤樣和茶葉樣各20個，共40個樣本。經(jīng)調查，供試茶園均無施硒肥的歷史。

1.3 樣品處理

1.3.1 土壤樣品 采集的土壤樣經(jīng)風干、磨碎后，分別過60和100目篩，再各自混勻，裝袋，貼標簽，制備待測土樣，并在室溫條件下保存。

1.3.2 茶葉樣品 采集的茶葉樣經(jīng)洗滌、殺青后，先在50～70 ℃烘干，再在105～110 ℃繼續(xù)烘干至恒重，然后粉碎、過篩、混勻，最后裝袋、貼上標簽，制備待測茶葉樣，并在室溫條件下保存。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 土壤有機質含量測定 采用外加熱法測定土壤有機質含量，即在油浴溫度180 ℃條件下，沸騰5 min，用一定濃度的重鉻酸鉀—硫酸溶液氧化土壤有機質（碳），剩余的重鉻酸鉀用標準硫酸亞鐵滴定，通過所消耗的硫酸亞鐵量，計算有機碳的含量，再換算成土壤有機質含量。

1.4.2 土壤pH測定 采用電位計法測定土壤pH，即通過測定氫離子指示電極電位，換算成氫離子活度，直接讀取pH，并用pH 4.03和6.86緩沖溶液作為標準緩沖溶液。

1.4.3 土壤氮、磷、鉀養(yǎng)分測定 用凱氏法測定土壤全氮含量，即在加速劑的參與下，用濃硫酸消煮土樣，堿解蒸餾，并用硼酸吸收，最后用標準酸滴定，計算土壤全氮含量。用NaHCO3溶液浸提—鉬藍比色法測定土壤有效磷含量，即用0.5 mol/L NaHCO3溶液浸提土壤有效磷，再用鉬銻抗比色法測定。用火焰光度法測定土壤速效鉀含量，即用1 mol/L NH4OAc溶液浸提土壤中的速效鉀，直接用火焰光度計法測定。

1.4.4 土壤全硒量測定 用原子熒光法測定土壤全硒量，即用V（HNO3）∶V（HClO4）∶V（HF）=8∶1∶2消化液于165～175 ℃條件下砂浴消化，V（HCl）∶V（H2O）=1∶1的HCl溶液還原后，使用AF-610A原子熒光光譜儀測定。

1.4.5 茶葉硒含量測定 原子熒光法測定茶葉硒含量，即用V（HNO3）∶V（HClO4）=4∶1消化液于165～175 ℃條件下砂浴消化，V（HCl）∶V（H2O）=1∶1的HCl溶液還原后，再使用AF-610A原子熒光光譜儀測定。

1.5 茶園土壤全硒量與茶葉硒含量的相關性及影響因素分析

用土壤硒到茶葉硒的轉化系數(shù)（以下簡稱硒轉化系數(shù)），表示土壤全硒量與茶葉硒的相關性，指茶葉從土壤中吸收的硒元素總量占土壤全硒量的百分數(shù)，計算公式：硒轉化系數(shù)=茶葉硒含量/土壤全硒量。分析茶園土壤有機質、pH和常規(guī)養(yǎng)分氮磷鉀與硒轉化系數(shù)的關系。

1.6 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進行分析和繪圖。

2 結果與分析

2.1 茶園土壤全硒量與茶葉硒含量的相關性

研究區(qū)部分茶園背景土壤全硒量與茶葉硒含量測定結果如表1所示。研究區(qū)茶園土壤全硒平均含量0.404 mg/kg，根據(jù)富硒土與富硒茶劃分標準（表2），研究區(qū)茶園土壤全硒量平均值高于0.40 mg/kg，屬于富硒土壤；研究區(qū)茶園茶葉硒平均含量0.252 mg/kg，其含量在0.25～4.00 mg/kg，達到了富硒茶的標準。

以茶園茶葉樣和背景土壤樣為研究對象，探究茶園土壤全硒量與茶葉硒含量的相關性，如圖1所示。在研究區(qū)茶園，隨著土壤全硒量的變化，茶葉中的硒含量整體呈現(xiàn)出相同的變化趨勢，即茶葉硒含量隨著土壤全硒量的增加而增加、減少而減少。為進一步驗證茶園土壤全硒量與茶葉硒的正相關性，剔除異常值樣本，選取其他9個采樣點樣本進行相關分析，土壤全硒量和茶葉硒含量的線性相關如圖2所示，土壤全硒量與茶葉硒含量的相關性具有統(tǒng)計學意義（P<0.05），相關系數(shù)R2=0.706 6（n=9）。

2.2 茶園土壤有機質含量對硒轉化系數(shù)的影響

經(jīng)測定，茶園土壤有機質平均含量25.53 g/kg，含量較高（表3）。

土壤有機質含量和硒轉化系數(shù)關系如圖3所示。硒轉化系數(shù)隨著有機質含量的變化整體呈現(xiàn)同步變化趨勢，即土壤全硒量與茶葉硒含量的相關性隨著土壤有機質含量的增加而加強、減少而減弱。呈現(xiàn)這一趨勢的原因可能是有機質礦化釋放硒從而增加了土壤有效硒含量，促進了茶樹對硒的吸收。

2.3 茶園土壤pH對硒轉化系數(shù)的影響

土壤pH和硒轉化系數(shù)的關系如圖4所示。研究區(qū)茶園土壤呈酸性，硒轉化系數(shù)整體上隨著土壤pH變化呈現(xiàn)同步變化趨勢，即土壤pH升高，土壤全硒量與茶葉硒含量相關性增強；pH下降，其相關性減弱。原因可能是土壤酸堿度在較大程度上影響了土壤硒的存在形態(tài)和有效性，在一定的酸度范圍內，土壤pH升高，硒的有效性增加，從而促進茶樹對硒的吸收利用與轉化。

2.4 茶園土壤常規(guī)養(yǎng)分氮磷鉀對硒轉化系數(shù)的影響

茶園土壤全氮、有效磷、速效鉀和硒轉化系數(shù)的關系如圖5～7所示。硒轉化系數(shù)整體上同土壤全氮量變化趨勢相似，即土壤全氮量增加，硒轉化系數(shù)增大，其相關性增強；但隨土壤有效磷和速效鉀含量的變化規(guī)律不明顯。原因可能是土壤有機質影響土壤全硒量與茶葉硒含量的相關性，而全氮量占有機質含量的5％左右，故其在很大程度上和硒轉化系數(shù)呈現(xiàn)出相同的變化趨勢。

3 結論與討論

本試驗結果表明，茶葉硒含量受到土壤全硒量的明顯影響，二者呈正相關，且該相關性受到土壤有機質、pH及常規(guī)養(yǎng)分等的影響。這與吳煥煥等[15]和劉瑞等[16]的研究結果一致。除了增加土壤全硒量來提高茶葉的硒含量，還可以在土壤硒含量水平未發(fā)生明顯變化的條件下，通過增加土壤中的有機質含量，改變土壤酸度，調節(jié)土壤中的常規(guī)養(yǎng)分含量與比例等措施，增強土壤硒與茶葉硒的相關性，從而促進茶樹對土壤硒的吸收、運轉和分配，增加茶葉中的硒含量。例如，黃春雷[17]研究表明，有機質對硒的有效性具有雙重影響，一方面，有機質礦化會釋放出硒從而增加土壤有效硒含量；另一方面，有機質具有較強的固定土壤溶液中硒的能力。這與有機質的組成有關，富里酸比例大時，硒的有效性高；而胡敏酸比例大時，硒的有效性低。周文龍等[18]研究表明，土壤pH升高，土壤對硒的吸附能力降低，交換態(tài)硒含量降低，而水溶態(tài)硒含量增加，總之，pH升高，硒的有效性增加，施用石灰可增加土壤有效態(tài)硒。

本研究探究了茶園土壤硒含量與茶葉硒含量的相關性，得出以下結論。

（1）供試茶園土壤平均硒含量較高，屬于富硒土壤，茶葉中硒含量達到了富硒茶的標準，為生產(chǎn)富硒茶提供有利自然條件。

（2）茶葉中硒含量主要受到土壤全硒量的影響，與土壤全硒量呈正相關，相關系數(shù)R2=0.706 6（n=9）。

（3）茶園土壤全硒量與茶葉硒含量的相關性受到土壤有機質含量的影響，總體上該相關性隨著土壤有機質的變化呈現(xiàn)相同變化趨勢。

茶園土壤呈酸性，該相關性隨著土壤pH的上升而增強，二者呈現(xiàn)出相同變化趨勢；該相關性隨著土壤全氮量的變化呈現(xiàn)相同變化趨勢，但隨有效磷和速效鉀含量的變化規(guī)律不明顯。土壤有機質、pH以及常規(guī)養(yǎng)分氮磷鉀等對該相關性的影響，可能原因是土壤理化性質影響了茶樹對硒元素的吸收、運轉和分配機理與特點，但具體影響機制有待進一步研究。

參考文獻

[1] 張勇勝，李仁蘭，劉妍，等. 硒對人體健康作用的研究進展[J]. 內科，2018，13（4）：623-625，662.

[2] 張迪，何娜，楊曉莉，等. 硒蛋白對人體健康重要作用的研究進展[J]. 科學通報，2022，67（6）：473-480.

[3] 熊詠民，楊曉莉，張丹丹，等. 硒的生物學效應與環(huán)境相關性疾病的研究進展[J]. 土壤，2018，50（6）：1105-1112.

[4] 陶旭哲，陳艾玲，馬婷婷，等. 種鴿飼糧添加不同硒源對乳鴿生長性能、肝臟抗氧化能力和谷胱甘肽過氧化物酶系基因表達的影響[J]. 動物營養(yǎng)學報，2023，35（7）：4564-4574.

[5] 熊傳帥，張海波，張進明，等. 硒和硒蛋白調節(jié)動物抗氧化功能及硒在畜牧生產(chǎn)中應用的研究進展[J]. 中國畜牧雜志，2021，57（10）：59-64.

[6] 張浩，劉本國，王猷勝，等.中國富硒茶的研究進展與展望[J].茶葉通訊，2023，50（1）：13-23.

[7] REN X M，ZHANG L，XIN B，et al. Biological functions of selenoprotein iodothyronine deiodinase and its expression in osteoarthritis[J]. Chinese medical sciences journal，2022，37（2）：142-150.

[8] 彭曉敏，高愈希. 自然界中的硒及其生物學效應[J]. 化學教育（中英文），2019，40（17）：1-8.

[9] 廖啟林，金洋，崔曉丹，等. 江蘇富硒土壤成因類型及其元素相關性分析[J]. 地質學刊，2023，47（4）：390-401.

[10] 王張民，袁林喜，朱元元，等. 我國富硒農(nóng)產(chǎn)品與土壤標準研究[J]. 土壤，2018，50（6）：1080-1086.

[11] OLSON O，MOXON A. The availability，to crop plants，of different forms of selenium in the soil[J]. Soil science，1939，47：305-312.

[12] 金鑫. 皖南茶園土壤硒含量與茶葉含硒量的相關性研究[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2018（6）：21-22，24.

[13] 張棟，張妮，侯振安，等. 石灰性土壤硒含量與小麥籽粒硒相關性研究[J]. 干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2016，34（5）：152-157.

[14] 何振立，楊肖娥，祝軍，等. 中國幾種土壤中的有機態(tài)硒及其分布特征[J]. 環(huán)境科學學報，1993，13（3）：281-287.

[15] 吳煥煥，張虹，任志紅，等.山東不同茶區(qū)土壤和茶葉全硒含量及其相關性分析[J].山東農(nóng)業(yè)科學，2020，52（8）：105-109.

[16] 劉瑞，周衛(wèi)軍，彭素華，等. 湖南省石門縣耕地土壤硒含量特征及影響因素解析[J]. 土壤通報，2023，54（4）：840-847.

[17] 黃春雷.金衢盆地土壤中硒的富集機理及其生物有效性影響因素研究[D].武漢：中國地質大學，2022.

[18] 周文龍，楊志忠，張濤，等. 貴州荔波富硒耕地土壤硒分布特征及影響因素[J]. 桂林理工大學學報，2022，42（3）：585-592.

（責任編輯：何 艷）