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硒(Selenium，Se)是维持人体正常生命活动所必需的微量元素。但是，硒的安全摄入范围极窄（40-400μg/天），长期硒摄入过量或不足都会导致人体产生不良反应。在土壤-植物-动物-人的生态系统中，土壤中的硒经植物吸收进入食物链，从而实现人体对硒的营养需求。在一定程度上，土壤硒的生物有效性决定了人体硒的摄入水平。土壤硒的生物有效性除了受全硒影响之外，还与其它理化性质密切相关。自20世纪80年代起，设施蔬菜在中国得到迅速发展。截止到2016年，中国设施蔬菜种植面积已达391.5万公顷，约占蔬菜总产量和总产值的30.5％和62.7％。人均设施蔬菜占有量已经超过了180kg，设施蔬菜成为了人体硒摄入的重要来源之一。与露天生产相比，设施蔬菜复种指数普遍较高，受人为活动影响更为明显，生产者往往采用过量施肥、灌水的管理措施以实现高产出、高收益的目的。长此以往，必然会引起土壤全硒及其有效性的变化。因此，加强对设施蔬菜系统土壤硒含量及其有效性的变化规律和影响因素的研究，对于设施蔬菜生产管理、充分发挥供硒功能有着重要的理论和现实意义。
不同地区设施蔬菜种植基地在气候类型、成土母质、土壤性质、蔬菜种植种类、管理措施等方面差异明显。因此，设施蔬菜种植对土壤全硒和有效硒的影响可能会存在区域差异性。本文以江苏江宁、江苏铜山、陕西杨凌、宁夏中卫、云南昆明五个典型设施蔬菜种植基地为对象，通过野外采样、调查和室内分析，研究了设施蔬菜种植对土壤基本性质、硒含量及生物有效性的影响。在此基础上，以昆明地区为例，通过源解析的方法明确了设施蔬菜系统土壤硒元素的主要来源，并定量评价了硒有效性的影响因素。此外，通过盆栽试验，探讨了长期设施蔬菜种植对土壤硒生物有效性的影响机理。取得的主要结果如下:
(1)长期设施蔬菜种植对土壤基本性质影响明显，具体表现为:有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾等养分元素大量积累。其中，以有效磷含量增加最为显著。以中卫为例，设施蔬菜系统土壤有效磷含量约为露天土壤的17.7倍。土壤酸碱性变化规律则因地而异。江宁、铜山、杨凌、中卫设施蔬菜系统土壤pH值有所下降，而昆明则略有增加。
(2)不同地区设施蔬菜系统土壤全硒和有效硒含量变异较大。江宁、铜山、杨凌、中卫和昆明土壤全硒含量分别为0.24-0.69mg/kg、0.17-0.41mg/kg、0.23-0.39mg/kg、0.16-0.32mg/kg和0.10-0.38mg/kg。其中，江宁、铜山和杨凌土壤均属于足硒土壤，而中卫和昆明则分别约有87％和24％的土壤样品存在少硒或缺硒的问题。江宁、铜山、杨凌、中卫和昆明土壤有效硒含量分别为24.00-36.00μg/kg、16.88-42.50μg/kg、12.60-48.10μg/kg、6.96-14.30μg/kg和8.75-39.99μg/kg，分别占到全硒的5.2-12.5％、4.1-20.2％、4.5-19.2％、3.9-7.5％和3.4-22.5％。
(3)设施蔬菜种植导致不同地区土壤全硒含量均有所增加。其中，在杨凌和昆明，土壤全硒含量随设施蔬菜种植年限的延长分别呈显著(P＜0.05)和极显著(P＜0.01)增加。而土壤有效硒则由于主控因素不同，变化规律区域差异显著。杨凌、中卫和昆明设施蔬菜系统土壤有效硒平均含量均高于露天土壤。随设施蔬菜种植年限的延长，江宁土壤有效硒含量显著下降(P＜0.01)，铜山土壤硒有效性则表现为先下降后上升的规律(P＜0.05)。有效磷和有机质积累是江宁和铜山土壤有效硒含量下降的主要原因，pH和全硒分别是杨凌和昆明土壤硒有效性的主控因素。
(4)在昆明，成土母质是设施蔬菜系统土壤全硒的最主要来源，肥料次之，大气沉降的贡献最小。长期施肥能够有效增加土壤全硒含量，导致其随设施蔬菜种植年限的延长而显著增加(P＜0.05)。据估算，每年约有22.8-113.3g/hm2的硒随肥料进入土壤。由富集指数可知，设施蔬菜系统土壤硒元素已达到轻度积累。该区域内，土壤全硒是决定其有效性的最主要因素。铁铝氧化物对有效硒的制约作用明显强于有机质和黏粒。另外，施肥有助于提高土壤硒的有效性。
(5)江宁和铜山盆栽土壤硒形态分布相似，按其含量大小均可表示为有机结合态硒＞残渣态硒＞铁铝氧化物结合态硒＞交换态硒＞水溶态硒。其中，有机结合态硒分别占到全硒的39.84-49.68％和32.73-47.80％。设施蔬菜系统土壤有效磷积累能够明显改变硒的形态分布特征。随有效磷含量增加，江宁土壤水溶态硒含量显著增加(P＜0.05)，交换态硒显著降低(P＜0.05)，有机结合态硒则表现为先增加后降低的规律(P＜0.01);铜山土壤水溶态硒和有机结合态硒含量极显著(P＜0.01)增加，交换态硒和铁铝氧化物结合态硒则极显著下降(P＜0.01)。然而，土壤有效磷含量增加对蔬菜硒吸收的影响较为复杂，初期表现为促进作用，当增加到一定程度时，则表现为抑制作用。
不同地区设施蔬菜种植基地在气候类型、成土母质、土壤性质、蔬菜种植种类、管理措施等方面差异明显。因此，设施蔬菜种植对土壤全硒和有效硒的影响可能会存在区域差异性。本文以江苏江宁、江苏铜山、陕西杨凌、宁夏中卫、云南昆明五个典型设施蔬菜种植基地为对象，通过野外采样、调查和室内分析，研究了设施蔬菜种植对土壤基本性质、硒含量及生物有效性的影响。在此基础上，以昆明地区为例，通过源解析的方法明确了设施蔬菜系统土壤硒元素的主要来源，并定量评价了硒有效性的影响因素。此外，通过盆栽试验，探讨了长期设施蔬菜种植对土壤硒生物有效性的影响机理。取得的主要结果如下:
(1)长期设施蔬菜种植对土壤基本性质影响明显，具体表现为:有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾等养分元素大量积累。其中，以有效磷含量增加最为显著。以中卫为例，设施蔬菜系统土壤有效磷含量约为露天土壤的17.7倍。土壤酸碱性变化规律则因地而异。江宁、铜山、杨凌、中卫设施蔬菜系统土壤pH值有所下降，而昆明则略有增加。
(2)不同地区设施蔬菜系统土壤全硒和有效硒含量变异较大。江宁、铜山、杨凌、中卫和昆明土壤全硒含量分别为0.24-0.69mg/kg、0.17-0.41mg/kg、0.23-0.39mg/kg、0.16-0.32mg/kg和0.10-0.38mg/kg。其中，江宁、铜山和杨凌土壤均属于足硒土壤，而中卫和昆明则分别约有87％和24％的土壤样品存在少硒或缺硒的问题。江宁、铜山、杨凌、中卫和昆明土壤有效硒含量分别为24.00-36.00μg/kg、16.88-42.50μg/kg、12.60-48.10μg/kg、6.96-14.30μg/kg和8.75-39.99μg/kg，分别占到全硒的5.2-12.5％、4.1-20.2％、4.5-19.2％、3.9-7.5％和3.4-22.5％。
(3)设施蔬菜种植导致不同地区土壤全硒含量均有所增加。其中，在杨凌和昆明，土壤全硒含量随设施蔬菜种植年限的延长分别呈显著(P＜0.05)和极显著(P＜0.01)增加。而土壤有效硒则由于主控因素不同，变化规律区域差异显著。杨凌、中卫和昆明设施蔬菜系统土壤有效硒平均含量均高于露天土壤。随设施蔬菜种植年限的延长，江宁土壤有效硒含量显著下降(P＜0.01)，铜山土壤硒有效性则表现为先下降后上升的规律(P＜0.05)。有效磷和有机质积累是江宁和铜山土壤有效硒含量下降的主要原因，pH和全硒分别是杨凌和昆明土壤硒有效性的主控因素。
(4)在昆明，成土母质是设施蔬菜系统土壤全硒的最主要来源，肥料次之，大气沉降的贡献最小。长期施肥能够有效增加土壤全硒含量，导致其随设施蔬菜种植年限的延长而显著增加(P＜0.05)。据估算，每年约有22.8-113.3g/hm2的硒随肥料进入土壤。由富集指数可知，设施蔬菜系统土壤硒元素已达到轻度积累。该区域内，土壤全硒是决定其有效性的最主要因素。铁铝氧化物对有效硒的制约作用明显强于有机质和黏粒。另外，施肥有助于提高土壤硒的有效性。
(5)江宁和铜山盆栽土壤硒形态分布相似，按其含量大小均可表示为有机结合态硒＞残渣态硒＞铁铝氧化物结合态硒＞交换态硒＞水溶态硒。其中，有机结合态硒分别占到全硒的39.84-49.68％和32.73-47.80％。设施蔬菜系统土壤有效磷积累能够明显改变硒的形态分布特征。随有效磷含量增加，江宁土壤水溶态硒含量显著增加(P＜0.05)，交换态硒显著降低(P＜0.05)，有机结合态硒则表现为先增加后降低的规律(P＜0.01);铜山土壤水溶态硒和有机结合态硒含量极显著(P＜0.01)增加，交换态硒和铁铝氧化物结合态硒则极显著下降(P＜0.01)。然而，土壤有效磷含量增加对蔬菜硒吸收的影响较为复杂，初期表现为促进作用，当增加到一定程度时，则表现为抑制作用。