土壤中硒的形态
土壤-植物系统中的硒
土壤中的硒在微生物和化学作用下 会发生形态转化，影响其生物有效 性。
土壤中硒的含量与分布
土 壤中硒的含量存在显著差 异。
分布规律
土壤中硒的分布受到气候、 地形、母质等多种因素的 影响。
富硒土壤
部分地区存在天然富硒土 壤，具有较高的经济和生 态价值。
03 植物对硒的吸收与利用
硒在自然界中的分布
分布不均
硒在地壳中的含量非常低，且分布不均，导致不同地区土壤中的硒含量差异很 大。
富硒土壤
一些地区由于地质条件特殊，土壤中的硒含量较高，这些地区被称为富硒土壤。
硒的生理作用与健康影响
生理作用
硒是人体必需的微量元素之一，在维持正常生理功能方面发 挥着重要作用。
健康影响
适量摄入硒对预防某些疾病，如克山病、大骨节病等具有积 极作用。
适量的硒可以促进土壤中微生物的活性，提高土壤的肥力。
降低土壤污染风险
适量的硒可以降低土壤中重金属的生物有效性，降低土壤污染的 风险。
05 土壤-植物系统中硒的研 究方法与展望
土壤-植物系统中硒的研究方法
土壤硒含量的测定
通过化学分析法、原子吸收光 谱法、原子荧光法等手段测定 土壤中硒的含量，了解土壤硒 的分布和丰度。
运输途径
吸收的硒通过植物的木质部输送到地上部分，参与植 物的生理活动。
分布规律
不同植物对硒的积累和分布能力不同，通常在叶片、 茎和根部有不同程度的积累。
富集植物
某些植物对硒具有较强的富集能力，被称为“硒指示 植物”。
植物对硒的利用与需求
生理需求
01
适量的硒对植物的生长和发育具有促进作用，如提高抗逆性和
探索土壤-植物系统中硒的高效利用途径
水稻和小麦对硒的吸收、转运及形态转化机制共3篇
水稻和小麦对硒的吸收、转运及形态转化机制共3篇水稻和小麦对硒的吸收、转运及形态转化机制1水稻和小麦对硒的吸收、转运及形态转化机制硒是人体和动物的必需微量元素之一，有助于调节心脏健康、免疫系统和甲状腺功能，还有防止癌症的作用。
硒在环境中存在多种形态，包括无机的硒酸盐、硒酸、硒化物以及有机的硒氨酸和硒蛋白酶等。
硒的吸收、转运及形态转化机制对于农业生产和人类健康至关重要。
本文将着重探讨水稻和小麦对硒的吸收、转运及形态转化机制。
水稻对硒的吸收和转运水稻是全球主要的粮食作物之一，是人类的重要粮食来源。
水稻对硒的吸收取决于硒的存在形式和土壤pH值。
土壤 pH 值越低，植物对离子形态的硒吸收越高，因为此时硒的不同离子形式容易发生水解，生成较为可溶的氧化硒酸盐 [Se(VI)]，进而被水稻吸收。
当土壤 pH 值高于 7 时，植物对硒的吸收下降，硒在这种环境中往往以难溶性硒酸盐 [Se(VI)] 和比离子态更为不活泼的硒化物 [Se(IV)] 的形式存在 [1]。
水稻对硒的吸收和转运主要是通过硒氧化还原酶来完成。
硒氧化还原酶包括GSH-Px、Thioredoxin和Glutaredoxin等，其中GSH-Px是水稻中的主要硒氧化还原酶。
GSH-Px可以将硒化物和硒酸盐氧化为氧化硒酸盐和硒酸。
氧化的硒酸盐可以通过硒转运蛋白SeT1运输到质膜，并进一步转运到遗传物质质粒，分布到不同的细胞器中。
在氧化的过程中，还可形成高等的硒氧化物，如硒蛋白酸盐 [Se(VI)]。
水稻中硒的形态转化主要通过硒酰胺基甲酸酯酶进行，它可将硒酸盐和硒酸酯转化为相应的硒酰胺基甲酸酯。
硒酰胺基甲酸酯是水稻硒代谢中的主要有机硒形式，含有氨基酸和硒之间的共价化学键，并被水稻根系和包括谷壳和胚乳的其他组织积累[2]。
小麦对硒的吸收和转运小麦作为另一种重要的粮食作物，其对硒的吸收和转运机制比水稻复杂。
小麦可在土壤中吸收有机硒和无机硒。
无机硒的形式包括硒酸根、硒酸盐和硒化物等，有机硒则包括硒酸胺、硒酰半胱氨酸和硒蛋白酶等 [3]。
硒元素的地球化学环境特征
硒元素的地球化学环境特征学校：湖南科技大学院系：土木学院班级：勘查技术与工程一班姓名：余雷学号：0702050107硒元素的地球化学环境特征1硒在自然界中的分布硒是一种稀有的分散元素，同O，S，Te，Po有类似的物理、化学性质。
硒有6种稳定的同位素和2种放射性同位素，5种同素异形体。
硒的化学性质较活泼，在常温下于空气中慢慢氧化生成二氧化硒（黄硒矿SeO2），加热燃烧发出蓝色火焰，在一定温度下可被水氧化。
与金属及氢化合时表现为-2价，而与氧化合时则表现为+4价和+6价。
通常讲硒的分布指在自然界岩石、土壤、大气、水、食物（粮食、蔬菜水果、肉类等）中硒的含量和状态水平。
在全球范围内各种环境介质受到不同因素的作用和影响、以及测量方法和仪器精度的限制，使硒的含量分布和状态水平差异较大。
即使在同一种环境介质中，由于成分和组构的复杂性其赋存的硒也不相同。
尽管硒广泛分布于地壳中，但并不丰富，其丰度仅为0.05～0.09μg/g。
2岩矿石中的硒硒在地表的各类岩石中硒分布极不均匀。
据统计，变质岩硒的含量最高，其次为沉积岩，最低为岩浆岩。
但在每一大类岩石中，不同岩石类型硒的含量亦不相同。
在火成岩中，因硒和硫具有类似的化学性质，硒常以硫化物为寄生载体。
硒在高温热液阶段不构成独立矿物，只有在低温热液阶段，当硫明显不足时才生成为数不多的硒矿物，与方解石、赤铁矿等共生，但规模都较小。
在沉积岩中硒均来自火成岩、变质岩风化，或沉积岩再风化的产物。
硒在页岩中的含量约占地壳总量的40％（黑色岩系）。
在我国已发现多处硒含量高的地区。
其中湖北恩施是我国目前发现的唯一的沉积型Se独立矿床[2]。
据宋成祖(1989)的研究表明，该地区Se的含量可高达8 390×10-6。
1998年在陕南紫阳发现两处高硒区,赋存于下寒武统鲁家坪组碳硅板岩中平均20×10-6；下志留统大贵坪组碳质板岩及含硅石碳中平均为12×10-6，异常面积巨大[3]。
土壤中硒的分布特征及其与人类健康的关系PPT
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中国硒元素生态景观类型图
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2.影响土壤硒含量的因素 n （1）成土母质
n 土壤硒含量的因素受很多因素的影响，很大程 度上取决于成土母质的组成和性质，发育程度 低的土壤尤为如此。
n 低硒母质有近代风沙沉积岩、黄土、花岗岩、 石英砂岩、砂岩、流纹岩等
4-2
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n （4）土壤有机质
n 有机质中硒含量显著高于其载体土壤的硒含量， 一般高出1－2个数量级。土壤有机质含量越高， 硒相应增加。
n 土壤中硒的含量:富有机质土>粗质土>细质土> 粗质土。
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土壤中硒的形态
不同的分类方式
n 按价态的不同可分为元素态硒、硒化物、硒 酸盐、亚硒酸盐、有机态硒化物和挥发态硒 等;
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n （2）成土过程
n 成土过程往往改变成土母质中硒的最初含量、 结合形态及其在土壤剖面中的分布。随着成土 过程的加深，母质对土壤的影响渐趋减弱。
n 硒在土壤剖面中的分异，受到生物富积、淋溶 与黏化作用的强烈影响。
n 土壤酸碱性影响硒存在的形态。
酸性条件亚硒酸盐，碱性条件下以硒酸盐形态存在。
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n 富铁铝化过程，常伴有硒的富积 ，富铝化程度 愈高，则硒含量愈多。
n 淋溶作用则导致土壤贫硒。土壤在淹水后渐渐 转化为还原条件，促使氧化铁等的还原并同时 释放出所含有的硒，从而导致无机硒溶解量增 加并随水下移至土壤底层。
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n （3）土壤质地
n 土壤中硒的多寡亦与黏粒含量密切相关，土壤 质地越黏重，硒含量就越高，即细质地土壤含 硒多于粗质地土壤。
硒几乎存在所有免疫细胞中,补硒可明 显提高机体免疫力。
土壤中硒形态和价态及生物有效性研究
土壤中硒形态和价态及生物有效性研究【摘要】：硒在土壤中的迁移转化及生物有效性与其赋存形态和价态有关。
本文采集我国16种农田土壤样品，紫阳富硒地区土壤、水体、植物和人发样品以及青海平安-乐都足硒地区土壤和植物样品，分析各生态环境中总硒含量；应用连续浸提技术将土壤硒分为可溶态、可交换态及碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态等五个形态，土壤硒价态分为四价、六价和负二价；探讨了土壤硒形态和价态与土壤理化性质及生物有效性的关系；并对紫阳富硒地区土壤中内源硒和外源硒在石灰性土壤中的形态转化作用进行了研究。
得到的主要结果如下： 1.我国16种农田土壤平均含硒量为292μg/kg，平安-乐都地区有近60%土壤达到硒足量水平，且以平安县土壤硒含量最高。
农作物中以小麦和玉米等粮食作物，大蒜和胡萝卜等蔬菜中硒含量较高。
紫阳富硒地区土壤中硒含量普遍在5mg/kg以上，最高可达33.4mg/kg；玉米和人发中硒平均含量分别为1.89mg/kg和11.6mg/kg；水体中硒含量大部分低于10μg/L，个别水样最高达40μg/L；灌溉水中硒含量普遍高于5μg/L。
平安-乐都地区以小麦硒富集系数为最高(0.2)，玉米、胡萝卜、大蒜次之(0.15)，蚕豆和胡麻最小(0.05)；紫阳富硒地区作物硒富集系数为0.08，说明紫阳富硒地区虽然土壤硒含量高，但是硒的生物有效性却不高。
2.16种农田土壤和青海足硒地区土壤中硒主要以有机结合态和残渣态硒形式存在，可交换态及碳酸盐结合态硒含量大于铁锰氧化物结合态硒含量，可溶态硒含量最低；在可溶态和可交换态及碳酸盐结合态中以负二价硒含量最高，六价硒最低。
紫阳富硒地区旱地土壤99%以上硒为铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态，且这三种形态硒含量依次递减，可交换态及碳酸盐结合态硒含量约为可溶态硒含量的3倍；水田土壤有机结合态硒含量大于铁锰氧化物结合态，为最高，残渣态硒占总量的百分比与旱地土壤相当，可溶态和可交换态及碳酸盐结合态约占总硒的16%；土壤可溶态硒以六价硒和负二价硒为主，可交换态及碳酸盐结合态组分中大部分只能检测出四价硒。
高效液相色谱-原子荧光光谱法测定土壤中4种有效硒形态
图1 流动相浓度对4种有效硒形态保留时间的影响 Fig.1 Effectofmobilephaseconcentrationontheretentiontimeoffouravailableseleniumspecies
第 37 卷 第 3 期 Vol.37 No.3
分析科学学报 JOURNAL OF ANALYTICALSCIENCE
DOI:10.13526/j.issn.1006-6144.2021.03.023
2021 年 6 月 June 2021
高效液相色谱-原子荧光光谱法测定 土壤中4种有效硒形态
李爱民1,范俊楠*1,贺小敏1,杨 登2
环 境 中 有 效 硒 主 要 包 括 硒 酸 根 、亚 硒 酸 根 和 有 机 硒 小 分 子 物 质 ,其 中 有 机 硒 小 分 子 物 质 包 括 硒 代 胱 氨 酸、硒代蛋氨酸、甲基硒半胱氨酸和硒肽等。由于有效硒含有多种不同化 学 形 态,因 此 需 要 采 用 不 同 分 离 技术与检测方法联用,以达到有效硒形态的分离检 测,这 是 目 前 硒 形 态 分 析 的 发 展 趋 势[6,7]。 高 效 液 相 色 谱-电 感 耦 合 等 离 子 质 谱 联 用 技 术 ,虽 然 具 有 灵 敏 度 高 、检 出 限 低 、线 性 范 围 宽 等 优 点 ,但 是 仪 器 价 格 昂 贵 , 难以推广。相比较而言,原子荧光光谱法检测硒元素已有现行的国家和 行 业 标 准,在 灵 敏 度、检 出 限 等 方 法性能上与电感耦合等离子质谱法基本相 当 甚 至 更 优。 本 实 验 建 立 了 高 效 液 相 色 谱-原 子 荧 光 光 谱 测 定 土 壤 中 4 种 有 效 的 硒 形 态 ,能 满 足 对 硒 检 测 的 实 际 需 求 ,具 有 推 广 应 用 价 值 。
土壤中硒的赋存状态
土壤中硒的赋存状态土壤中的硒是重要的微量元素之一，它在人类和动物生命中扮演着重要的角色，但是它的赋存状态却受到了很多因素的影响，因此需要更深入的了解土壤中硒的赋存状态。
硒是土壤中的一种微量元素，其赋存形态一般为有机硒和无机硒。
有机硒主要来源于植物、动物等有机物质的分解而来，包括硒蛋白、硒酵母等。
无机硒则分为硒酸盐和硒酸盐还原态两种，硒酸盐是土壤中较常见的硒形态，硒酸盐的还原态则是一种比较活跃的形态。
土壤中的硒赋存状态与土壤类型、pH值、氧化还原程度等因素密切相关。
在酸性土壤中，硒主要以无机形式存在，而在中性至弱碱性土壤中则以有机形式为主。
此外，硒的赋存形态还受到土壤水分、有机质含量等因素的影响。
在不同类型的土壤中，硒的赋存状态也有所不同。
比如在灰棕壤中，有机硒占主导地位，而在棕壤中则以硒酸盐为主要形态。
此外，在钙质土壤中，硒的赋存形态多为硒酸盐，而在酸性土壤中则以氧还原态为主要形态。
除了土壤类型和pH值等因素以外，氧化还原程度也是影响土壤中硒赋存状态的关键因素。
在氧化还原条件下，硒酸盐会被还原为硒酸盐还原态，而这种还原态则是比较活跃的形态。
在土壤中，硒酸盐还原态的存在形式比较复杂，可能以多种形式存在，比如还原态的硒离子、硒单质、硒化物等。
总的来说，土壤中硒的赋存状态受到了多种因素的影响，但不同赋存状态对人类和动物生命的影响也不同。
一些研究表明，人类和动物对有机硒的吸收和利用效率更高，而无机硒则需要由人体和动物转化为有机形式才能起到生物活性。
因此，了解土壤中硒的赋存状态，可以为农业生产和食品安全提供重要的参考信息。
在未来的研究中，应该进一步探索土壤中硒的赋存形态和相互作用，以更好地保障人类和动物的健康。
硒元素的形态及其转化
土壤中硒的形态及转化
硒为稀有分散元素,在地壳中含量很少,并且在土壤中的分 布极为不均,甚至因点而异。世界土壤自然含硒量在 0.01 ~ 2.0 μg/g,一般土壤中硒含量约 0.4 μg/g ,刘铮(1996)认为 可以把 0.3 μg/g 作为当今世界土壤含硒量的平均值。我国 土壤硒元素背景值约为0.13 μg/g.元素态硒和有机结合态 硒是土壤中硒的主要成分,分别占到了总硒的 46%和 33%, 可溶态硒和可交换态硒含量较低,分别为总硒的 5%和 13%. 硒在土壤中以多种形态存在,包括元素态硒、矿物态硒、 水溶性硒、吸附态硒、有机态硒和挥发性硒等,硒的价数 有Se6+、Se4+、Se2+、Se0和Se2-等。不同形态硒的化学性 质、生物利用率有所不同,其形态影响硒的有效性。
土壤中的其他元素
土壤除了通过吸附固定作用来影响硒的生物可利用性外， 还可以通过某些离子与硒竞争植物和土壤中的结合位臵 来影响植物对硒的吸收。由于硫和硒在化学和物理性质 上的相似性，含硫化合物施加于土壤中会减少植物对硒 的吸收，硫—硒拮抗效应与硫及硫化合物的形式有关， SO42 －对硒酸盐的影响比对亚硒酸盐更大。相反，在土 壤中加入 PO43 －则会增加植物对硒的吸收，因为 PO43 －易于被土壤吸附，取代了土壤中固结的亚硒酸盐，从 而提高了硒的生物可利用性，但是由于 PO43 －促进了植 物的生长，又会稀释植物中硒的含量。此外，硒元素还 与重金属有较强的伴生关系，两者容易发生拮抗作用， 从而达到相互制约的作用。
土壤的氧化还原条件
硒的氧化还原状况能直接影响硒的价态变化，从而 影响硒的环境生物可利用性。在大多数自然氧化还 原状态下，亚硒酸盐( Se4 +) 和硒酸盐( Se6 +) 是主 要的无机硒形态。在氧化条件下，硒的主要形态是 SeO42 －，其环境生物可利用性升高; 在还原条件下， 氧化态硒在微生物作用下被还原为 Se0和 Se2 －，其 环境生物可利用性降低。