硒(Se)是人体必需的营养元素之一,缺乏或过量都会使人产生多种病症。从世界范围来看,土壤硒缺乏很普遍,中国约72%的市(县)处于严重缺硒或低硒状态。缺硒地区的人们食用富硒农产品是最经济有效、安全方便的补硒方式,而且研究已发现硒是生物体多种酶和蛋白质的重要组成成分,具有提高人体免疫力、抗衰老、预防癌变等功能,因此开发富硒农产品已成为研究热点。2006年海南省地质大调查发现富硒土壤分布广泛,约占海南省陆地面积的27%。由于大米在人类饮食结构中具有不可或缺的地位,因此开发海南富硒土壤资源的首选方向应是生产富硒大米。土壤硒含量,尤其是有效硒含量是水稻硒水平的主要影响因子,而且大量研究已表明水稻吸收累积硒的基因型差异显著,因此在海南开发富硒土壤资源可在硒含量较高的稻田土壤上种植富硒能力较强的水稻品种。本文通过采集海南省18个市(县)代表性的稻田土壤样品,研究全硒、有效硒的含量和空间分布特征,同时针对海南晚稻和早稻主栽品种进行筛选,并通过比较富硒品种和非富硒品种吸收累积土壤硒的差异,探讨富硒机理,可为合理区划种植富硒水稻提供科学依据,变资源优势为经济优势,从而促进海南热带农业的快速发展。本文取得的主要研究结果和进展如下：1海南省稻田土壤硒的化学特征通过采集海南省18个市(县)代表性的稻田土壤样品280个,分析测定土壤全硒、有效硒的含量、重金属(Hg、Cd、Cr、Pb和As)含量和基本理化性质。结果表明：稻田土壤硒含量在0-1.532mg/kg之间,平均值为0.211mg/kg,硒含量处于中等及以上水平(>0.175mg/kg)的占47.5%。有效硒含量在1.453-13.619μg／kg之间,平均值为5.72μg／kg,处于中等及以上水平(>6μg/kg)的占43%。5种重金属含量不高,平均值都未超过二级标准值(国家土壤环境质量标准),但个别样品的Hg、Cd和Cr三种重金属元素含量超过二级标准。海南省各市(县)的稻田土壤硒含量差异较大,含量高的主要集中在东北部。硒含量较高的大致形成二个片区,东边的文昌、琼海到万宁,还有海口、澄迈、定安到屯昌一带。南部的保亭和三亚局部地区也较高,平均值都超过0.2 mg/kg。有效硒含量较高的零星分布在海口、文昌、万宁、陵水、昌江和东方部分地区。几种重金属含量较高的主要集中在海口及周边市(县),还有白沙、昌江、东方和三亚部分地区,较低的有文昌的东部、五指山、琼中、保亭、陵水一带。综合考虑全硒、有效硒和重金属含量,比较适宜种植富硒水稻的主要有文昌、保亭、陵水部分地区,其次是琼中、五指山。母岩影响土壤全硒含量,不同母岩发育的稻田土壤的平均硒含量依次为玄武岩>花岗岩>沉积物或沉积岩。稻田土壤硒含量与土壤的pH呈极显著负相关(p<0.01),与有机质含量、CEC、粘粒和粉砂粒和碱解氮含量呈极显著正相关,与有效磷含量呈显著负相关(p<0.05)。有效硒与全硒、有机质和粘粒含量呈极显著正相关,与CEC显著正相关。Hg、Cd和As含量与土壤全硒、有效硒含量呈极显著或显著正相关。2海南省稻田土壤有效硒浸提剂的筛选本文采集海南省定安县硒含量水平不同的三个代表性稻田土壤,选用目前报道较多的三种提取剂：H2O、NaHCO3和KH2PO4,结合水稻幼苗盆栽试验与黑麦草幼苗培养试验,研究海南省稻田土壤有效硒的测定方法。结果表明：用KH2PO4浸提测定的土壤有效硒平均变异系数(6.81%)较小,与水稻植株硒总累积量极显著正相关,且相关系数(r=0.98**,n=9)较大,浸提时间较短,因此海南省稻田土壤有效硒测定宜选用0.1mol/L KH2PO4,土水比为1：5,浸提2h,然后微沸水浴中反应105min,最后用原子荧光光谱仪测定。3海南省富硒水稻品种筛选通过田间试验对海南晚稻品种(主栽品种和一些即将推广试种的品种共63个)和早稻品种(主栽品种共12个)进行筛选,结果表明：相同条件下,不同晚稻和早稻品种的糙米、精米硒含量差异都极显著,最大值与最小值之间相差4-5倍,表明进行富硒品种筛选的必要性。以精米的硒含量达到富硒食品标准(0.1-0.3 mg/kg)作为富硒品种筛选指标,富硒晚稻品种主要有谷丰优8312、博Ⅱ优510、南丰优61208、捷丰优629、京5优182、热香1号、南丰优／6256和博Ⅱ优629;富硒早稻品种主要有红泰优996、Ⅱ优128、丛优629、Ⅱ优202和特优57353。4不同品种对喷硒的响应通过对海南省早稻主栽品种进行喷硒田间试验,结果表明：与对照相比,喷硒分别提高糙米和精米硒含量43%和34%,差异达极显著水平,因此在低硒土壤上,可通过喷少量的硒来提高稻米的硒含量。不同品种对喷硒的响应不同,与对照相比,喷硒显著提高丛优629和特优5735的糙米硒含量,因此在海南低硒地区可选择种植这两个品种通过喷施少量硒生产富硒大米。5水稻对土壤硒的吸收、累积的基因型差异与机理选择富硒品种谷丰优8312、捷丰优629和非富硒品种博Ⅱ优15,在天然高硒、低硒稻田土壤上进行盆栽试验,结果表明：土壤硒对水稻植株硒累积量的影响很大,因此种植富硒水稻品种最好还是选择土壤硒含量较高的区域。高硒土壤上,富硒品种硒的累积量主要集中在抽穗期以前,非富硒品种在整个生育期硒的累积量几乎成直线增加,抽穗期后仍然吸收累积较多硒。富硒品种吸收土壤硒的能力较强而且利于转运到可食用部位(糙米和精米)。非富硒品种对土壤高硒非常敏感,在高硒土壤环境中生长受到抑制。高硒土壤上富硒品种免遭高硒毒害可能是将吸收的大量硒固定在细胞壁。