土壤中有效硒的含量关系其在环境中的迁移、转化及归趋,准确评价土壤中硒的生物有效性是农艺硒生物强化和硒污染地区风险评价的基础。常用的化学浸提易产生二次吸附和再分配,且浸提条件不统一,使得结果间缺乏可比性。梯度扩散薄膜技术(DGT)是一种新兴的被动采样方法,已用于土壤中重金属和部分类金属有效性的评价并取得了良好结果。本研究在明确了土壤硒的形态和价态与有效性关系的基础上,探讨了DGT测定土壤有效态硒含量的基础条件,并将DGT技术与单一浸提、连续浸提法与盆栽试验相结合,系统探究了DGT方法评估不同外源硒种类、植物种类、土壤类型中硒生物有效性的可靠性和准确性,明确了DGT测得的土壤有效硒的来源;通过DGT测得的数据和DIFS模型拟合,分析了外源亚硒酸盐(Se(IV))和硒酸盐(Se(VI))在不同土壤老化中生物有效性的变化,初步建立了基于DGT评价硒生物有效性的方法体系。得到的主要结果如下:1.明确了用于两种外源硒在土壤中硒生物有效性评价的硒形态和价态。植物生长影响外源硒处理土壤中硒的形态分布、转化和生物有效性。小白菜收获后,Se(VI)处理的土壤有效硒含量显著降低,而Se(IV)处理的土壤则只有轻微的下降;有机结合态硒在Se(IV)处理土壤中上升,而在Se(VI)处理土壤中却下降;Se(VI)处理的铁锰氧化物结合态硒含量随着作物生长增大。相关分析表明:交换态四价硒(EXC-Se4+)是Se(IV)处理土壤硒的主要形态,可用于评价Se(IV)处理土壤的硒的生物有效性;土壤可溶态六价硒(SOL-Se6+)是外源添加Se(VI)土壤中硒生物有效性的评价的指标。2.初步证明DGT能很好地表征Se(VI)处理土壤中硒的生物有效性。伴随不同作物对硒的动态吸收,DGT方法测得的Se(IV)处理的土壤硒含量与连续浸提法测定的硒形态动态趋势一致,随作物生长均无明显改变;而用DGT方法测得的Se(VI)处理土壤硒含量和SOL-Se6+含量均随作物硒吸收显著下降。统计分析表明,Se(VI)处理土壤DGT测定的有效硒主要来源于SOL-Se6+和交换态六价硒(EXC-Se6+),而Se(IV)处理的土壤SOL-Se4+很可能是DGT测定的有效硒的主要来源。Se(VI)处理中,紫甘蓝、西兰花和芥菜硒含量与土壤SOL-Se6+和EXC-Se6+呈显著正相关,而小麦硒含量仅与可溶态硒含量有关,与可交换态硒含量无关。与此不同,DGT测定的硒含量与四种供试植物硒含量均呈显著正相关。3.证实DGT可以准确地预测Se(VI)在不同土壤中的老化过程中硒的生物有效性的变化。伴随外源Se(IV)和Se(VI)在土壤中的老化,Se(IV)处理的3种供试土壤中的可溶态和可交换态硒含量占总硒比例均下降,而铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态逐渐升高;Se(VI)处理的栗钙土和黑土中仅可溶态硒含量显著下降,其余4种硒形态均升高,且逐渐趋向平衡。但Se(VI)处理的紫色土中老化100天各形态仍未达到平衡。DGT方法测得Se(IV)处理的栗钙土的有效硒含量显著高于黑土和紫色土,且有最短的响应时间和最快的解吸速率;而Se(VI)处理却以碱性的栗钙土DGT测得的硒含量最低。此外,DGT测得的Se(VI)处理的土壤有效硒含量显著高于同种土壤Se(IV)处理的有效硒。4.明确了DGT方法对外源添加Se(VI)土壤硒的生物有效性评价几乎不受土壤基本性质的影响。不同土壤同种硒处理有效硒的含量受土壤基本理化性质的影响相差明显,小白菜的地上部和根部硒含量也与此相一致,尤以Se(IV)处理各土壤间的差异显著。不同浸提方法与植物硒含量的相关分析表明,HAc溶液不宜用于预测Se(IV)处理的土壤中硒的生物有效性,而KH2PO4-K2HPO4缓冲溶液和AB-DTPA均可以预测植物硒吸收,但结果均受到土壤理化性质的影响。土壤中的碳酸盐含量会轻微地影响DGT方法评估Se(IV)处理土壤硒的生物有效性;DGT方法对外源添加Se(VI)土壤硒的生物有效性评价不受土壤基本性质的影响,且其对植物硒吸收的预测方程的决定系数高于传统的化学浸提法。因此,如果在大范围内评估不同类型土壤硒的生物有效性时,DGT技术是一种较优的选择。综上所述,DGT方法用于评价土壤硒的生物有效性基本可行,与其他化学浸提法相比,展现了明显的优势,它能更真实地模拟植物根系从土壤中吸收硒的动态过程,且适用于不同土壤硒有效性的评估,是一种具有发展前景的测定土壤有效硒含量的技术方法。