恩施州咸丰县土壤—水稻系统锗元素迁移转化及影响因素

2021-02-12夏伟段碧辉王天一王芳赵敏李春诚袁知洋

西南农业学报 2021年12期

关键词：水稻

夏伟，段碧辉，王天一，王芳，赵敏，李春诚，袁知洋

(湖北省地质科学研究院，湖北武汉 430034)

【研究意义】稀散元素锗对于人体具有抗肿瘤、抗衰老、提高免疫力、促进新陈代谢等作用[1-2]。锗是人体酶的激活剂，而酶能加速人体的生物化学反应，是人生命动力之源，被科学家称为“21世纪的救命锗”、“生命的奇效元素”[3-4]。灵芝、人参也正因为富含锗元素才有很高的价值。锗的化合物分为有机锗和无极锗两种，但无机锗有毒不能食用，一般不作食品；人工合成的有机锗低毒，生产成本很高，一般用作保健品；保健品虽然对人体有好处，也有副作用，不能作为主食。天然植物(作物)中的有机锗无毒，但有机锗含量很低：普通蔬菜、水果含锗量仅0.001～0.120 mg/kg；普通大米含锗量仅0.0013～0.0038 mg/kg。人体对锗元素的日需要量0.04～0.35 mg，按低日需要量0.04 mg计算：每天需要进食锗含量0.0013 mg/kg大米30 kg，或者锗含量0.0038 mg/kg大米10 kg，普通大米远远达不到这个标准。人体摄入锗的根本途径是日常食用富锗农产品，在我国广西、青海、海南、辽宁等地先后发现了富锗土壤，而且已有城市开发出了富锗有机大米等农产品，因此富锗有机米具有十分重要的意义。【前人研究进展】前人在温室盆栽模拟实验条件下对土壤—水稻系统中锗元素的迁移富集规律进行了大量的研究[5-7]，认为糙米中锗含量会随着土壤中锗含量的增加而明显增加，锗在水稻体内的积累规律为：糙米<根<茎叶。实际大田生产条件下余飞等[8]对重庆市南川区土壤—水稻籽实元素含量及其相关性进行分析发现：研究区水稻籽实中锗元素平均含量仅为0.023 mg/kg，平均生物吸收系数不高(0.42%～3.89%)，土壤有机质和pH值对水稻中锗的吸收无相关性。刘道荣等[9-10]研究了浙江省常山县稻谷锗含量及其影响因素，稻谷中锗元素平均含量仅为0.0254 mg/kg，水稻锗元素生物吸收系数为0.64%～3.78%，水稻对锗的吸收能力与土壤pH值显著正相关(P<0.01)，与土壤锗含量呈负相关，而与土壤有机质含量无相关性。【本研究切入点】野外实际生产条件下环境的复杂程度影响了富锗有机米的生产，其具体迁移转化规律及影响因素仍需结合产地进一步研究。【拟解决的关键问题】本文依托“咸丰县土地质量地球化学评价暨土壤硒资源普查”项目，分析咸丰县水稻籽实、根、茎叶及根系土壤中锗的含量，探讨野外实际生产条件下，锗在土壤—水稻系统中的迁移转化规律及其影响因素，以期为咸丰县开发富锗有机大米提供基础资料。