葉面噴硒對不同作物籽粒硒含量及產(chǎn)量的影響

匡恩俊，遲鳳琴，張久明，宿慶瑞

(黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與環(huán)境資源研究所，黑龍江省土壤環(huán)境與植物營養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江省肥料工程技術(shù)研究中心，黑龍江 哈爾濱 150086)

硒(Se)是生態(tài)環(huán)境中重要的微量元素之一，具有防癌、抗腫瘤和抗衰老的作用[1]，生態(tài)環(huán)境中硒的來源、類型、對人和動(dòng)物的影響及安全的補(bǔ)硒方法已經(jīng)成為研究的重點(diǎn)。適宜補(bǔ)硒對作物籽粒增硒、增產(chǎn)效果明顯[2-8]，水稻增產(chǎn)幅度在4.56%～11.43%[5]，小麥增產(chǎn)19.5%[9]，葉面噴施硒肥可使玉米籽粒含硒量增加到8倍以上[10]，施硒后的小麥體內(nèi)主要以有機(jī)態(tài)硒存在，增強(qiáng)了抗氧化的作用；在小麥噴硒中，葉面噴施7.5 g·hm-2亞硒酸鈉經(jīng)濟(jì)有效[2]，籽粒硒含量與硒肥用量成線性關(guān)系[11]。羅勝國等[12]在黑龍江省低硒地區(qū)對小麥、玉米和大豆進(jìn)行葉面噴硒，葉面噴硒30 g·hm-2即可使小麥、玉米和大豆籽粒的硒含量滿足低硒地區(qū)居民補(bǔ)硒的需要。

東北地區(qū)是典型的缺硒區(qū)，黑龍江省土壤總硒含量變幅為0.01～0.66 mg·kg-1，平均值為0.15 mg·kg-1[13]；大多數(shù)土壤(70.54%)屬于缺硒及潛在缺硒土壤范疇，通過外源補(bǔ)硒來彌補(bǔ)土壤硒的不足。水稻、玉米、小麥和大豆占黑龍江省總種植面積的80%以上，其中水稻是黑龍江省主栽作物，種植面積達(dá)到400萬hm2以上。通過作物外源硒的施用，提高作物秸稈和籽粒中的含硒量，是安全經(jīng)濟(jì)的補(bǔ)硒方法。在此背景下，分別在水稻、玉米、大豆和小麥上噴施不同濃度硒，為了明確不同作物噴硒后籽粒吸收硒的效果及硒在不同作物上施用的安全閾值，提高農(nóng)產(chǎn)品中的含硒量，以補(bǔ)充人體缺硒具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 土壤

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)在哈爾濱市民主科技園區(qū)(民主鄉(xiāng))。土壤類型：黑土。土壤基本理化性狀見表1。飼料級亞硒酸鈉：亞硒酸鈉含量大于98%。

1.2 試驗(yàn)處理

分別在哈爾濱市民主鄉(xiāng)設(shè)置了大豆(黑農(nóng)69)、玉米(龍高L2)和小麥(龍輻麥19)、水稻(稻花香)的富硒試驗(yàn)，濃度設(shè)置為：①對照：不施用硒肥；②1Se：按照亞硒酸鈉施用量11.25 g·hm-2；③2Se：按照亞硒酸鈉施用量22.50 g·hm-2；④4Se：按照亞硒酸鈉施用量45.00 g·hm-2；試驗(yàn)采用大區(qū)對比的方法。于每年7月下旬對作物進(jìn)行富硒葉面肥的噴施試驗(yàn)。水稻揚(yáng)花期、大豆盛花末期、玉米大喇叭口期，小麥?zhǔn)⒒┢谟谇缋侍鞖獾脑缤砣~面噴施。使用時(shí)先將袋內(nèi)的小袋母劑溶解，再加入其余部分，然后加20 kg水?dāng)嚢杈鶆?，用噴霧器向大豆莖葉上噴施。

富集系數(shù)(BCF)=籽粒含硒量/土壤含硒量×100%

表1 土壤基本情況

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)的計(jì)算與處理采用Excel 2007和SPSS 17.0、Sigmaplot 10.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和相關(guān)性分析并作圖。采用最小顯著法(LSD)檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異顯著性水平(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度硒對作物含硒量的影響

在大豆、玉米、水稻和小麥上，施用硒肥均能顯著提高作物籽粒的含硒量，并隨著施硒濃度的增加而增加。對比各種作物籽粒硒含量的本底值，以大豆含量最高，在0.1 mg·kg-1以上，其次是小麥和水稻，約為0.06 mg·kg-1，玉米籽粒的本底值最低，不到0.01 mg·kg-1。4種作物的硒富集系數(shù)變化明顯(圖1)，以大豆富集系數(shù)最高，玉米的最低，水稻和小麥居中，說明大豆吸收硒的能力較強(qiáng)，玉米吸收能力最弱。

當(dāng)施用不同濃度硒肥時(shí)，均能增加作物籽粒的硒含量，且隨著硒濃度的升高而升高(圖2)。水稻施用2Se時(shí)，籽粒中的硒含量達(dá)到0.4 mg·kg-1，

圖1 不同作物的硒富集系數(shù)

當(dāng)施用到4Se濃度時(shí)，已經(jīng)超過了1 mg·kg-1，硒含量過高。玉米施硒后籽粒中硒增加幅度緩慢，當(dāng)施用2Se和4Se濃度時(shí)，籽粒含硒量均低于0.3 mg·kg-1，高濃度的硒也不能顯著增加籽粒硒的含量。當(dāng)大豆施用1Se時(shí)，籽粒中硒含量僅增加了0.03 mg·kg-1，施用到2Se量時(shí)，也只是增加了0.08 mg·kg-1，濃度到4Se時(shí)，硒含量達(dá)到了0.52 mg·kg-1，施入高量硒肥籽粒硒含量增加的幅度仍然很小。小麥噴施1Se時(shí)籽粒硒含量達(dá)到0.2 mg·kg-1，隨著濃度的增加，籽粒含硒量分別增加到0.35和0.65 mg·kg-1。

圖2 不同作物籽粒硒含量

對比4種作物噴硒后，籽粒硒含量均與硒的濃度成正相關(guān)關(guān)系，但不同作物吸收硒的規(guī)律不同。圖3為不同作物吸收硒的擬合曲線，當(dāng)水稻噴施硒肥時(shí)，籽粒硒含量以指數(shù)的形式增長，而小麥與冪函數(shù)的曲線擬合較好。噴施硒后水稻籽粒硒含量增加最大，小麥次之，其次是大豆，玉米籽粒硒含量增加的最少。噴施低濃度硒時(shí)，各作物均能提升籽粒含硒量，均在0.1～0.2 mg·kg-1的安全范圍內(nèi)。

圖3 不同作物硒擬合曲線

2.2 不同濃度硒對作物產(chǎn)量的影響

對比水稻、玉米、大豆、小麥4種黑龍江省主栽作物，水稻和小麥產(chǎn)量在施用低量硒時(shí)有增加的趨勢，均在2Se量時(shí)增產(chǎn)最多，水稻為22.88%、小麥為9.11%，且水稻與對照相比差異達(dá)到了顯著水平(P<0.05)；4Se量時(shí)只有小麥還增產(chǎn)3.77%，水稻減產(chǎn)最多，達(dá)到了9.46%。玉米和大豆施用硒肥后均有減產(chǎn)的趨勢，但差異不顯著，其中，大豆減產(chǎn)趨勢要高于玉米。

圖4 不同作物增產(chǎn)率

3 結(jié)論與討論

國家標(biāo)準(zhǔn)中糧食硒含量在0.1～0.3 mg·kg-1為正常，高于5 mg·kg-1會(huì)產(chǎn)生硒中毒。遲鳳琴等[13]發(fā)現(xiàn)黑龍江省的土壤硒含量整體低于全國的平均值(0.29 mg·kg-1)，屬于缺硒和潛在缺硒的地區(qū)，植物對土壤中硒的吸收系數(shù)(吸收系數(shù)=植物全硒/土壤全硒)大約10%～50%之間，所以，黑龍江省谷物中本底硒含量遠(yuǎn)低于食品含硒的安全范圍(0.1～0.3 mg·kg-1)，食物是人體硒的主要來源，而食物鏈中的硒主要來源于土壤，因此農(nóng)產(chǎn)品富硒是解決人體硒缺乏的有效途徑。

關(guān)于小麥、玉米和大豆施硒的研究報(bào)道，相比中耕時(shí)土壤施用或者拌種、種子包衣處理，葉面噴硒在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中效果明顯且節(jié)約成本[14-15]。張洋[16]研究表明，硒肥處理的春小麥?zhǔn)斋@后硒吸收累積量大小依次為籽粒>莖>葉>根，且硒肥處理能促進(jìn)不同品種春小麥產(chǎn)量的提高。這與本試驗(yàn)小麥噴施不同量的硒均能增加小麥產(chǎn)量結(jié)果一致。對比水稻、玉米、大豆、小麥4種黑龍江省主栽品種，原始籽粒含硒量以大豆最高，玉米最低，4種作物的本底值為大豆>小麥>水稻>玉米；而施入等量的硒后，4種作物籽粒硒含量都有明顯的提升，其中以小麥和水稻提升的效果最高，大豆次之，玉米最少，且硒含量的增加均在安全補(bǔ)硒值的范圍之內(nèi)。如果要通過提高糧食中的硒值來補(bǔ)充人體硒的攝入，以水稻、小麥的效果最佳，應(yīng)大面積推廣，大豆作為輔助補(bǔ)充硒元素，玉米則可作為飼料，成為動(dòng)物體內(nèi)硒的主要來源。

葉面噴施的殘留影響比土壤施用的要短，吸收率高且易操作；對黑龍江省缺硒區(qū)對水稻、大豆、玉米和小麥進(jìn)行了葉面噴硒研究結(jié)果表明：作物籽粒中含硒量的提高幅度與噴硒量呈正相關(guān)。葉面噴施亞硒酸鈉11.25～22.50 g·hm-2，即可使水稻、大豆、玉米和小麥籽粒中硒含量滿足低硒區(qū)居民補(bǔ)硒的需要；施硒方法綜合比較，水稻的最佳噴硒時(shí)期是在揚(yáng)花后期，玉米是在抽雄期，大豆是在初花期，小麥?zhǔn)窃谠兴肫?，這幾個(gè)時(shí)期是作物對養(yǎng)分需求最大時(shí)期，也是硒的吸收關(guān)鍵時(shí)期，噴施外源硒對作物的富硒效果明顯，既能補(bǔ)充食品中低硒現(xiàn)狀，又能與其他重金屬產(chǎn)生拮抗作用，從而也保障了人類健康的潛在風(fēng)險(xiǎn)。另外，利用腐植酸較強(qiáng)的離子交換能力和吸附能力[17]，可降低高濃度硒對作物的毒害作用，在生產(chǎn)實(shí)際中更具有安全性，下一步還應(yīng)對腐植酸硒進(jìn)行深入的研究。