全 文 ：应用生态学报 年 月 第 卷 第 期
, , 一
东北大骨节病病区主要土壤腐殖酸硒与
大骨节病关系的研究
张丽珊 朱 岩 可 夫 鞠山见 于殿 臣 姜 萍
中国科学院沈阳应用生态研究所 , 沈阳
【摘要 本文研究东北大骨节病病区土壤中硒的形态和含量与大骨节病的关系 研究结果表明 , 病区
土壤中硒以有机结合态硒为主 , 又以富里酸态硒占主要比重 。 根据 个土壤样点的对比研究 , 显示
土壤富里酸中硒含量与病情呈显著负相关。
、、 ,
关健词 土壤硒 腐殖酸 富里酸 大骨节病
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引 言
大骨节病病区饮水和土壤中硒及腐殖酸含
量与大骨节病的关系已广泛引起人们的重视 ,
对腐殖酸的致病作用也有一些研究报道
年永寿大骨节病科学考察结果认为饮水中腐殖
酸的含量与大骨节病病情呈显 著 相关“ ’ 吴
敦虎等 对吉林省土壤中腐殖酸和水溶性
富里酸分布特征与大骨节病关系的研究 , 表明
土壤富里酸释放量与大骨节病病情呈明显的正
相关 , 并认为饮用富里酸释放量最高的 、
层地下 水 是 引 起平原地区大骨节病的可能因
素‘ ’。 白酒彬 对大骨 节 病区饮用水的
分析数据经多元统计分析 , 结果表明饮用水的
本所范世华同志带助作统计分析 , 谨致谢忱 。
本文于 。。 年 月 日收到 。
低硒 、 高腐殖酸含量均为对大骨节病有影响的
最重要因素 〔 ’。
近年来一些动物实验和软骨细胞实验的结
果支持了腐殖酸有致病作用这一判断 , 为腐殖
酸作为致 病 因 子 提 供 了 实 验依据 。 尚柯等
‘ 。’用离体人胚软 骨 细胞进行实验 , 结
果表明水中腐殖酸 包括胡敏酸和富里酸 对离
体人胚软骨细 胞 有 明 显 的 损 伤 作用 , 而富
里 酸 对 细 胞 的 损 伤 大 于 胡 敏 酸 。 彭安等
〔 ’“ ’‘ ” 进行 的 动 物和人胚软骨细胞实
验得到相同结果 , 同时实验还发现硒对腐殖酸
的毒性有一定的抑制作用 。 这一发现从实验角
度揭示了硒与腐殖酸在大骨节病致病作用方面
的内在联系 关于土壤中硒和腐殖酸的关系以
及两者的形态 、 含量与大骨节病发病的关系还
,
· ·
,
应 用 生 态 学 报 卷
很少有研究 一般来说 , 东北病区土壤腐殖酸
含量高而总硒含量低 , 但也有例外 因此 , 有
必要查明病区与非病区土壤中硒的形态 、 含量
与腐殖酸的组成 、 含量之间的关系 , 以便进一
步阐明大骨节病的环境化学病因 。 本项工作便
是试图通过对东北地区大骨节病病区和相邻非
病区土壤中腐殖酸组成和硒形态 、 含量之间的
比较分析 , 寻求与大骨节病致病的关系 , 这对
于深入探讨大骨节病致病机理和制定防治措施
都有重要意义 。
材料和方法
本工作以本区主要土壤黑土 、 草甸土和晴棕色森
林土为研究对象 , 采用地理比较的方法 , 选择自然环
境条件相似的病区和非病区作对比 , 采集病区和非病
区土壤样品 , 分析土壤中全硒 、 有机硒和土壤中不同
腐殖酸组分中硒的含量 , 通过比较分析 , 研究土壤中
各种形态硒的含量和大骨节病发病率的关系
门 样品采集
供试样品采自黑龙江 、 内蒙古和辽宁三省 区 病
区和非病区的黑土 、草甸土 、黑土型水稻土、 草甸暗棕
壤等代表样点 , 共 个土壤样品 表土。一 , 自然
风干 , 去草根 , 研磨通过 。 筛孔 , 保留备用
实验方法
么 硒含量的测定 土壤全硒 含 量 的测定采用硝
酸 、 高氯酸和氟化氢消解 , 腐殖酸中硒以硝酸和高氯
酸消解 , 然后用流动注射 一氢化物发生 一原子吸收法测
定消解液中硒的含量
土壤腐殖酸的提取 用。 超声提取
腐殖酸 , 然后用 酸化提取液 , 沉淀部分 为 胡 敏
酸 , 溶解部分为富里酸
为检查土壤腐殖酸中硒是否呈有机结合态 , 进行
了无机硒的检测实验和无机硒的回收试验
富里酸几 一 谱 富里酸经 纯 制 后 , 以
为内锁 , 为外标 , 室温下在 一
波谱仪上记录二 一 谱图 , 工作频率 , 谱
宽 , 累加 小时
对用 提取的土壤腐殖酸直接
用流动注射 一 氢化物发生 一 原子吸收法检查无机
硒的存在 , 结果在所有供试样品中均未检出无
机硒 , 只有将土壤腐殖酸试样经硝酸和高氯酸
消解后 , 方能测得其中硒的存在 , 说明提取所得
的土壤腐殖酸中所含硒呈有机结合态 腐殖酸
中添加无机硒后再经测定 , 一方面可检查硒测
定的回收率 , 另一方面也可检查添加硒是否有
可能为腐殖酸吸附固定而影响检出 试验结果
和回收率见表
表 土滚启殖徽中硒浦定的回收率
五 吕 妞
冬⋯乍 ⋯苹 ⋯洋
⋯决 咋 ⋯袋
粼 扰 ⋯翼 滋
结果与讨论
腐殖酸中无机硒检测和硒的回收试验
由表 可见 , 用硝酸和高氯酸消解腐殖酸
测定其中硒的含量 , 回收率在 一 , 说
明用此法测定腐殖酸中硒含量尚可获得满意结
果 。 由此证明 , 用 。 提取的腐殖酸
中不含无机硒 , 其所含硒是以有机形态存在 。
病区与非病区土 壤 中全硒和腐殖酸中硒
的含量
东北病区土壤中全硒和腐殖酸中硒的含量
见表 由表 可见 , 东北病区不同类型土壤
中全硒含量除个别地区土壤外 , 一般在 一
范围 , 略高于东北地区土 壤 全硒的
平均含量 。 〔 。’。’ , 与世界土壤全硒含
量。 一 相比较仍属中等 水 平 〔吕 , 各种
土壤类型之间全硒含量无明显差异 。 黑土全硒
含量为 一 , 草甸土 为 一
· · · ,
期 张丽珊等 东北大骨节病病区主要土壤腐殖酸硒与大骨节病关系的研究
表 东北病区土滚全硒和腐殖酸中硒含
土壤 总硒量 土 壤腐殖酸中硒 富里酸中硒
土 壤
类 型
病 情
地 点
胡敏酸中硒
五
五 皿
哥霜 ⋯, 。廿 含 量 占腐殖酸中硒 量五
。 ,
蔺飞门更画死 ⋯“
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万
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二 阻互 为
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八‘甘丹
⋯
︵吕月‘廿岛山‘占几‘
黑土 ①
黑土
黑土
黑土
黑上
黑土
黑土型水稻土
克 山涌泉
德都兴隆
北安胜利
阿荣旗
嫩江前进
明水孙吴
宾县居仁
重 病区
中病区
中病区
中病区
中病区
准 非病区
非病区
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草甸土 ②
草甸土
草甸土
草甸土
依兰达连河
虎林大 和
虎林虎头
孙吴沿江
泛滥地草甸土 黑河上马厂
重病区
轻病区
非病区
准非病区
非病区
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王
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月口月匕启魂草甸暗棕城 孙吴腰 屯
暗棕城 ③
暗棕壤
暗棕壤
暗棕城
暗棕城
暗棕城
暗棕坡
鹤岗新华
林 口 龙爪
穆棱福泉
尚志庆阳
佳 木 斯
林 区
植 仁
尚志亮 河
轻病区
中病区
重病区
中病区
中病区
中病区
中病区
重病区
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① , ② , , ③ 下 贪
, 暗棕壤为 一 。 病
区与非病区土壤中全硒含量也无规律性差异 ,
如草甸土在依兰达连河 重病区 为 ,
在虎林大和 轻病区 为 , 而在孙吴
铅江 准非病区 为
所调查地区各类土壤腐殖酸中硒的含量均
较高 , 约占土壤全硒含量的 一 见表 ,
可见该区土壤中的硒 以有机硒为主 , 而且其含
量在土壤类型之间无明显差异 。 此结果与王子
健 〔 ’‘ 关于中国低硒带旱地耕作层土壤
中 以上硒 以 有 机 结 合 态 存 在的结论相
一致 。
无论是病区或非病区各类土壤腐殖酸中硒
均以富里酸中硒 含 量 较 高 , 一般 在 一
, 约占腐殖酸中硒含量的 一
胡敏 酸 中 硒 的 含 量 较 低 , 大 约 在。 一
在相同土 壤 类型中 , 病区土壤胡
敏酸中硒含量略高于非病区 , 而富里酸中硒含
量都低于非病区 。 如果 以土壤富里酸中硒含量
, 与胡敏酸中硒含量 的比 值作比较 ,
则可以看出病区与非病区之间有着明显差异 ,
即病区的 , 比值普遍小于 , 而非病区
普遍大于 。 必须指出 , 在供试样品中也有例
外情况 , 如 宾 县 黑 土 型 水 稻 土 非病区 的
比值便为 , 这 可能是由于种植水
稻后改变了土壤的环境条件所致 ,
· 一 · , 成
应 用 仁 态 学 报 卷
土壤不同硒的含量与大骨节病的关系
为了探索病区土壤中不同硒与大骨节病发
病的关系 , 我们对病区土壤不同硒的含量与病
情进行了回归显著性的方差分析 设非病权值
为 , 准非病权值为 , 轻病权值为。 ,
中病权值为 , 重病权值为 通过 因子
分析 以期找出诸因子中对病情影响较大者 分
析结果见表
裹 病区王班中公含 方理分析表
滋 一 即
误差来源 离差平方和 自由度
时
值 显 著 性
主因子 全
主 因子
即
。
。 。
一
⋯
主因子
荆余误差
韶
合 计
。 。
从以上分析结果明显看出 , 对病情影响较
大的因子是胡敏酸硒含量和富里酸硒含量 , 土
壤全硒含量对病情的影响不明显
进一步对病区不同硒的含量同所对应的病
情进行相关矩阵分析 , 求出偏相关系数 土壤
全硒含量与病情的偏相关系数 全 , 胡
敏酸硒含量与病情的偏相关系数肠 。 ,
富 里 酸 硒 含 量 与 病 情 的 偏 相 关系数 ,
一 , 当 , 独立 自变量个数
时 , 。, 偏相关系数 的 临界值 二 。,
因此 , 富里酸硒含量与病情的相关性是显著的
负相关 由偏相关系数可见 , 土壤富里酸硒含
量对病情的影响大于胡敏酸硒含量对病情的影
响 结果表明 , 随着土壤中富里酸硒含量的增
加 , 病情有所降低 , 可以认为富里酸硒含量可
能制约病情 , 这一结果与非病区 比值
大于病区的结果相一致 。
病区与非病区土壤 富 里酸的结构及硒与
富里酸的相互作用
病区与非病区土壤富里酸的 ‘“ 一 谱
及各类 的相对含量见图 、 表
从图 、 表 可见 , 病 区 富 里 酸 脂族
一 , 主要为烷基 的 含量明显高于
圈 大骨节病区与非病区土壤富里酸 一 谱
一
,
五 一 坛 一 返 。
病区 运 , 非病区 一 返 ,
病区 硒 , 非病区 硒
返 鹅
,
期 张丽珊等 东北大骨节病病区主要土壤腐殖酸硒与大骨节病关系的研究
表 大 节病区与非病区土旅宜里酸各类碳的相对含
袱 盆 一 旧
一 孟 吕 盆扮 留
脂族 多轻基 芳香
了
一 一 一
一 一 一
勺
。 ‘ 一 卜
。 口
。 。
。 。 。
构中哪一部分是致病的主要因素 , 硒与富里酸
相互作用的机理还有待进一步研究
总之 , 从我们的研究结果看来 , 硒在土壤
中存在的形态 、 腐殖酸硒的含量与大骨节病有
粉较密切的关塞, 土镬中富里酸硒含量可能是
对大骨节病有影响的重要因素 。 这一结果可能
为硒降低或抑制富里酸 的 致 病 作用提供了依
据 。
结 论
非病区 , 而多羚基 一 , 包括醇经
基 、 烷氧基 、 甲氧基 和双氧 以及芳香
一 的含量低于非病区 但多经基
中 处吸收峰高于非病区 , 此吸收信号
可能与 多 糖 中 一 的 结 构 片 断 相对
应‘们 。 狱基 一 略高于非病区 ,
此范围吸收峰可能是醋 、 叛酸和酮中狱基 的
贡献 病区脂族 与芳香 的比例明显高于非病
区 , 病区为了。 , 非病区为 , 结果表明病区
富里酸结构中脂肪 族特征较非病区增强
关于富里酸和硒之间能否相互发生作用 ,
国内外尚未见报道 , 为了探索这个间题 , 我们
在富里酸中加入一定量的硒 , 然 后 观 察 ’
谱的变化 见图 、 表 结 果表明 ,
病区富里酸加入 硒后 , 脂族 的含量降
低 , 而多经基 和芳香 含量 增高 , 达到与非
病区相同水平 非病区 加 入 硒 后 , 与病区相
同 , 但变化幅度不如病区大 无论是病区或非
病区 , 加硒后 处吸收峰降低 , 但加硒对
挨基 的影响不明显 从以上实验结果可见 ,
富里 徽 由 于 硒的加入 , 在 ‘“ 一 谱上脂
族 、 多经基 和芳香 的特征吸收昵显发生变
化 , 表明硒和富里酸发生作用 对于富里酸结
东北大骨节病病区土壤中硒主要以有机结
合态即腐殖酸态为主 , 其中又以富里酸态硒占
主要比重 。
土壤全硒含量与大骨节病病情看来无直接
关系 , 而土壤胡敏酸中硒 、 富里酸中硒的含量
以及两者的含量比值则与大骨 节 病 病 情有显
著相关 。
病区和非病区土壤富里酸的结构间存在一
定的差异 , 而加入硒后 , 硒和富里 酸 发 生 作
用 , 可消除差异
参 考 文 献
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