不同施硒方式對(duì)水稻硒利用效率的影響*

張城銘 周鑫斌

（西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400716）

硒（Se）是一種對(duì)人體健康至關(guān)重要的微量元素，主要以硒蛋白形式在體內(nèi)發(fā)揮多種抗氧化功能，修復(fù)DNA損傷，提高免疫力，降低罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)［1］。然而我國(guó)大約72%的土壤存在不同程度的缺硒或低硒，人均日硒攝入量為26.5 μg·d-1，部分地區(qū)甚至低于10 μg·d-1，達(dá)不到中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的50～200 μg·d-1［2］，造成了潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。硒生物強(qiáng)化是一種將無(wú)機(jī)硒通過(guò)作物吸收代謝轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒積累至可食部分的策略［3］。水稻是我國(guó)的主食，通過(guò)施用硒肥提高水稻籽粒硒含量對(duì)人們的健康具有重要意義。

水稻硒的農(nóng)藝生物強(qiáng)化手段一般包括土壤施硒和葉面噴硒兩種方式。研究表明，以上兩種施硒方式均能有效提高水稻籽粒硒積累［4-5］，但其硒吸收轉(zhuǎn)運(yùn)途徑卻不盡相同：土壤施硒一般經(jīng)過(guò)三個(gè)階段，首先被水稻根部吸收，再轉(zhuǎn)運(yùn)至地上部和葉中，最后再由葉分配至籽粒中［6-7］；葉面噴硒則由葉片直接轉(zhuǎn)運(yùn)至籽粒。兩種不同施硒方式硒轉(zhuǎn)運(yùn)途徑的不同對(duì)水稻籽粒硒生物強(qiáng)化效率影響是否存在差異，哪一種途徑效率更高尚不清楚，這嚴(yán)重制約著人們選擇合適的提高水稻籽粒硒含量的生物強(qiáng)化方法。此外，硒進(jìn)入水稻根內(nèi)之后很快代謝成多種含硒氨基酸［8］，硒和硫具有相似化學(xué)性質(zhì)，硒甚至?xí)〈恍┖虬被嶂辛虻奈恢?，形成諸如硒代氨基酸等其他氨基酸和蛋白質(zhì)［9］，可能對(duì)稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有一定影響，但兩種施硒方式對(duì)稻米營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)效應(yīng)的比較研究尚未見(jiàn)報(bào)道。為此，本實(shí)驗(yàn)在等量施硒的條件下，分別進(jìn)行水稻葉面噴硒和土壤施硒，比較兩種不同施硒方式對(duì)水稻籽粒硒生物強(qiáng)化效應(yīng)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響。這對(duì)于有效調(diào)控水稻籽粒硒生物強(qiáng)化，進(jìn)而滿(mǎn)足人體硒營(yíng)養(yǎng)健康具有重要的理論和實(shí)踐意義。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻品種為重慶高產(chǎn)水稻宜香優(yōu)2115。供試土壤采自重慶市北碚區(qū)西南大學(xué)紫色土基地，采用多點(diǎn)取樣法采集0～20 cm表層土，土壤類(lèi)型為中生代侏羅系沙溪廟組灰棕紫色沙泥巖母質(zhì)上發(fā)育的中性紫色水稻土（潛育水耕人為土），其基本理化性質(zhì)如下：pH 6.5，有機(jī)質(zhì)13.45 g·kg-1，堿解氮28.16 mg·kg-1，有效磷10.23 mg·kg-1，速效鉀101.2 mg·kg-1，有效硫3.10 mg·kg-1，全鐵29.1 g·kg-1，全鋁8.1 g·kg-1，全硒0.23 μg·kg-1，有效硒16.0 μg·kg-1，陽(yáng)離子交換量18.5 cmol·kg-1。供試土壤經(jīng)自然風(fēng)干后磨碎過(guò)1 mm篩，充分混勻用于盆栽試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)植物培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行（白天光照時(shí)間14 h，光強(qiáng)度260～350 μmol·m-2·s-1，白天溫度28℃，夜晚溫度20℃，相對(duì)濕度60%～70%）。采用盆栽試驗(yàn)，聚乙烯塑料盆尺寸為直徑30 cm、高50 cm，每盆裝入供試土壤5.26 kg，與基肥（N 0.15 g·kg-1，P2O50.1 g·kg-1，K2O 0.15 g·kg-1，分別以尿素、KH2PO4和KCl作為肥源）反復(fù)混勻，試驗(yàn)期間加去離子水保持土壤淹水（2～3 cm）至水稻收獲。試驗(yàn)以不施硒肥為對(duì)照，設(shè)土壤施硒和葉面噴硒兩種施硒方式，兩種方式的施硒總量是相同的：通過(guò)人工加入硒酸鈉（Na2SeO4）的方法，于水稻幼苗移栽前每千克供試土壤添加0.75 mg硒與基肥充分混合施入，該硒濃度不會(huì)對(duì)水稻生長(zhǎng)產(chǎn)生毒害作用［4］。葉面噴硒方法于水稻揚(yáng)花期（此時(shí)葉片發(fā)育成熟）使用聚乙烯塑料布包裹水稻的辦法來(lái)噴硒，分三次噴施含硒濃度為50 μmol·L-1的溶液共1 L，每三天均勻噴施一次，噴施時(shí)間為早上八點(diǎn)至九點(diǎn)；噴施時(shí)添加表面活性劑有利于增加硒在水稻葉面上的潤(rùn)濕、黏附與滲透，表面活性劑選擇脂肪醇聚氧乙烯醚，濃度為0.3 mmol·L-1；葉面噴施所用硒肥同為硒酸鈉（Na2SeO4），葉面噴施的硒濃度對(duì)水稻生長(zhǎng)也無(wú)不利影響［5］，同時(shí)用1 L去離子水按相同方法葉面涂抹土壤施硒處理和對(duì)照處理的水稻，每個(gè)處理重復(fù)5次。水稻種子經(jīng)10% H2O2（v/v）表面消毒15 min后用去離子水徹底洗凈，于不透光培養(yǎng)盆中催芽24 h，種子露白后移至酸洗后的石英砂（保持濕潤(rùn)）中育苗，7 d后移栽。每桶移栽2～4株生長(zhǎng)情況一致的幼苗（最終保留2株）。

1.3 試驗(yàn)測(cè)定與質(zhì)量控制

水稻成熟期收獲水稻植株，將其按不同的器官（根、莖和籽粒）進(jìn)行分離，并用去離子水沖洗干凈后烘干、磨碎，保存于密封塑料袋用于生物量及化學(xué)測(cè)定。所有玻璃器皿均于10%稀鹽酸溶液中浸泡過(guò)夜，用去離子水洗凈后烘干使用。

植株總硒的測(cè)定：植株樣品經(jīng)電熱爐加混合酸（HNO3∶HClO4= 4∶1）消化后，用原子熒光光譜法（AFS， AFS-920，北京吉天儀器有限公司）測(cè)定溶液中的Se含量［10］。

植株總氮和總磷的測(cè)定：植株樣品經(jīng)混合酸（H2SO4-HClO4）消化后，總氮采用半微量凱氏定氮法測(cè)定，總磷采用釩鉬黃比色法測(cè)定［11］。

植株鎂（Mg）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鋅（Zn）和硫（S）的測(cè)定：植株樣品消化處理同總硒的測(cè)定。四種金屬元素（Mg、Fe、Mn、Zn）采用原子吸收分光光度法測(cè)定；S的測(cè)定取濾液20 mL加入1粒攪拌籽后置于電磁攪拌器上依次加入1∶1 HCl 1 mL、無(wú)水乙醇5 mL，0.5%阿拉伯膠100℃水溶液后攪勻，加入1 mol·L-1BaCl2溶液5 mL后準(zhǔn)確攪拌1 min后取下，于分光光度計(jì)波長(zhǎng)420 nm下測(cè)定［11］。

植株硼（B）的測(cè)定：植株樣品于瓷坩堝經(jīng)馬福爐灰化后，冷卻后準(zhǔn)確加入1 mol·L-1HCl 10 mL，水浴加熱10 min后用熱純水轉(zhuǎn)移定容100 mL，用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES， Optima 2000，Perkin Elmer Co，Waltham，MA，美國(guó)）測(cè)定［11］。

為驗(yàn)證消化過(guò)程和隨后分析的準(zhǔn)確性和精度，標(biāo)樣（GBW07605，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心）和空白與樣品同時(shí)消化，以確保消煮后計(jì)算回收率［12］。

水稻籽粒硒形態(tài)的測(cè)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取磨碎水稻籽粒0.200 0 g于離心管中，加入蛋白酶K 20 mg，脂肪酶Ⅶ 10 mg，30 mmol·L-1Tris-HCl（三羥甲基氨基甲烷鹽酸）緩沖液（pH 7.5）5 mL，置于37℃恒溫?fù)u床中24 h，遮光，搖床設(shè)置60 r·min-1。后移至離心機(jī)中離心30 min，離心機(jī)設(shè)置3 000 r·min-1，上清液過(guò)0.22 μm濾膜，濾液采用高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（HPLC-ICPMS，NexION300X，美國(guó)）聯(lián)合測(cè)定法測(cè)定硒的五種形態(tài)：硒代蛋氨酸（SeMet）、甲基硒代半胱氨酸（MeSeCys）、硒代半胱氨酸（SeCys）、硒酸鈉（SeⅥ）和亞硒酸鈉（SeⅣ）［6］。

水稻籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的測(cè)定：水稻籽粒于500～550℃馬福爐中焚燒至質(zhì)量恒定，得到總灰分含量，準(zhǔn)確灰分含量為± 0.01%～0.03%?？偟艘?.95得到粗蛋白含量［13］。采用中國(guó)農(nóng)業(yè)部測(cè)定方法［14］測(cè)定直鏈淀粉含量。采用索氏提取法（SEM, BSXT-06, 上海比朗儀器制造有限公司）測(cè)定脂質(zhì)。氨基酸采用鹽酸水解法測(cè)定［15］。

1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2010和SPSS 18.0軟件進(jìn)行繪圖及單因素方差分析處理，采用最小顯著差異法（LSD）統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1 不同施硒方式對(duì)水稻生物量的影響

與對(duì)照組相比，葉面噴硒和土壤施硒兩種處理方式對(duì)于水稻根部、地上部和籽粒各器官的生物量無(wú)顯著影響（圖1），說(shuō)明該試驗(yàn)的土壤施硒和葉面施硒用量對(duì)水稻生長(zhǎng)未產(chǎn)生不利影響。

圖1 不同施硒方式下水稻根部、地上部和籽粒的生物量Fig. 1 Biomass of root, shoot and grain of rice relative to Se application method

2.2 不同施硒方式對(duì)水稻體內(nèi)各部位硒含量的影響

土壤施硒處理對(duì)于提高水稻各部位硒含量的效果最為顯著，根部、地上部和籽粒硒含量均顯著高于葉面噴硒處理（圖2）。葉面噴硒和對(duì)照組水稻根部硒含量極少，分別為0.09和0.01 mg·kg-1，而土壤施硒水稻根部硒含量則高達(dá)8.81 mg·kg-1。對(duì)于地上部和籽粒而言，土壤施硒處理硒含量分別為葉面噴硒的8.9倍和5.3倍，說(shuō)明土壤中的硒能夠更好地被水稻各個(gè)器官吸收利用。

圖2 不同施硒方式下水稻根部、地上部和籽粒的硒含量Fig. 2 Se content in root, shoot and grain of rice relative to Se application method

圖3 不同施硒方式下水稻根部、地上部和籽粒硒所占比例Fig. 3 Se distribution in root, shoot and grain of rice relative to Se application method

由圖3可以看出，施硒方式的不同，硒在水稻體內(nèi)各部位所占的比例不同。土壤施硒和葉面噴硒兩種不同施硒方式下水稻地上部中的硒分配系數(shù)仍然是最大的，分別為65%和72%，說(shuō)明水稻體內(nèi)的硒主要積累在地上部。土壤施硒處理根部硒分配系數(shù)為21%，相比之下，葉面噴硒處理根部硒含量所占比例極少，約為2%；同時(shí)，葉面噴硒處理水稻籽粒中的硒分配系數(shù)為26%，約為土壤施硒處理的2倍，這說(shuō)明葉面噴硒能夠更好地將硒轉(zhuǎn)運(yùn)至籽粒中，而不需要被根部積累，阻止硒的轉(zhuǎn)運(yùn)。綜上所述，兩種施硒方式下水稻硒含量差異的關(guān)鍵在于根部吸收土壤中的硒較葉面吸收機(jī)制更加高效。

2.3 不同施硒方式對(duì)水稻籽粒硒形態(tài)的影響

兩種施硒方式下水稻籽粒各形態(tài)的硒含量差異較大，土壤施硒處理各形態(tài)硒含量均遠(yuǎn)高于葉面噴硒處理（表1），這可能與水稻籽粒硒含量高低有關(guān)。但兩種不同施硒方式水稻籽粒中各形態(tài)硒在所有形態(tài)硒中所占比例幾乎無(wú)差異，說(shuō)明不同施硒方式對(duì)水稻籽粒中硒形態(tài)分布無(wú)顯著影響。兩種施硒方式下水稻籽粒中有機(jī)硒（SeMet、MeSeCys和SeCys）占所有形態(tài)硒的92.7%，無(wú)機(jī)硒（Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)）在所有形態(tài)硒中僅占7.3%（表1），說(shuō)明水稻籽粒中的硒主要以有機(jī)態(tài)的形式存在。其中，SeMet是最主要的存在形式，約占所有形態(tài)硒的82%；其次是MeSeCys和SeCys，分別占6.5%和4.2%，Se(Ⅵ)和Se(Ⅳ)含量基本一致。說(shuō)明施入的無(wú)機(jī)硒在水稻體內(nèi)不僅會(huì)向有機(jī)態(tài)轉(zhuǎn)化，也會(huì)向不同形態(tài)的無(wú)機(jī)態(tài)轉(zhuǎn)化。

表1 不同施硒方式下水稻籽粒硒形態(tài)Table 1 Forms of Se in grain of rice relative to Se application method

2.4 不同施硒方式對(duì)水稻籽粒必需礦質(zhì)元素含量的影響

不同施硒方式對(duì)水稻籽粒必需礦質(zhì)元素的含量均有不同程度的影響（表2）。施硒方式對(duì)籽粒氮含量無(wú)顯著影響，但相比對(duì)照組，籽粒氮含量在葉面噴硒處理和土壤施硒處理下仍然分別減少了2.8%和8.8%；籽粒磷含量和硼含量也符合這一規(guī)律：施硒處理相比對(duì)照組均有所減少，但土壤施硒處理籽粒磷含量顯著低于葉面噴硒和對(duì)照組，后兩者之間無(wú)顯著差異；土壤施硒處理籽粒硼含量和葉面噴硒之間無(wú)顯著差異，且均顯著低于對(duì)照組。對(duì)于所有金屬元素（鎂、鐵、錳和鋅）而言，土壤施硒處理下籽粒含量均顯著高于葉面噴硒和對(duì)照組；葉面噴硒處理籽粒除了錳含量顯著高于對(duì)照組以外，其他金屬元素含量均與對(duì)照組無(wú)顯著差異。籽粒硫含量和錳含量規(guī)律相似，土壤施硒處理籽粒硫含量顯著高于葉面噴硒，葉面噴硒處理硫含量顯著高于對(duì)照組。

表2 不同施硒方式下水稻籽粒礦質(zhì)元素含量Table 2 Contents of mineral elements in grain of rice relative to Se application method/(g·kg-1)

2.5 不同施硒方式對(duì)水稻籽粒粗蛋白、淀粉、脂

質(zhì)和灰分的影響

除粗蛋白以外，不同施硒方式對(duì)水稻籽粒其他指標(biāo)（淀粉、脂質(zhì)和灰分）含量無(wú)顯著影響（表3）。水稻施硒能夠顯著提高籽粒粗蛋白含量，相比對(duì)照組，土壤施硒處理和葉面噴硒處理分別提高了8.1%和4.5%，這可能是由于硒能夠促進(jìn)水稻籽粒合成更多的蛋白質(zhì)。

表3 不同施硒方式下水稻籽粒粗蛋白、淀粉、脂質(zhì)和灰分情況Table 3 Nutritional status of grain of rice relative to Se application method/(g·kg-1)

2.6 不同施硒方式對(duì)水稻籽粒氨基酸含量的影響

在測(cè)得的16種氨基酸中，不同施硒處理對(duì)其中11種氨基酸（天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、丙氨酸、脯氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、賴(lài)氨酸和組氨酸）在水稻籽粒中的含量基本無(wú)顯著影響（表4）。與對(duì)照相比，兩種施硒處理下籽粒中絲氨酸和酪氨酸含量均高于對(duì)照組，其中酪氨酸含量在土壤施硒處理下顯著高于葉面噴硒處理，前者是后者的1.15倍；絲氨酸含量在兩種不同施硒方式之間差異不顯著，但葉面噴硒處理下含量略高于土壤施硒處理。籽粒中的半胱氨酸含量在施硒處理下顯著降低，其中葉面噴硒處理降低程度更顯著。籽粒中甲硫氨酸含量在土壤施硒處理和葉面施硒處理之間無(wú)顯著差異，相比對(duì)照組均顯著降低。籽粒中精氨酸含量在土壤施硒處理下顯著降低，在葉面施硒處理下顯著升高。綜上所述，施硒方式的不同對(duì)水稻籽粒氨基酸的影響是不同的。

表4 不同施硒方式下水稻籽粒氨基酸含量Table 4 Contents of amino acids in grain of rice relative to Se application method/(g·100g-1)

3 討 論

3.1 不同施硒方式對(duì)水稻籽粒硒生物強(qiáng)化效應(yīng)的影響

本研究的噴硒劑量對(duì)水稻的生長(zhǎng)不會(huì)產(chǎn)生毒害作用（圖1）。兩種施硒方式對(duì)水稻籽粒生物量均無(wú)顯著影響，與陳雪等［16］的研究結(jié)果一致，而B(niǎo)oldrin等［17］卻認(rèn)為葉面噴硒能夠顯著提高水稻產(chǎn)量?？梢?jiàn)，施硒對(duì)水稻產(chǎn)量提高的效果很大程度上受到實(shí)驗(yàn)條件和管理方法的影響。兩種施硒方式均能顯著提高水稻地上部及籽粒硒含量（圖2），其中，土壤施硒處理下水稻體內(nèi)總硒及各部位的硒含量均顯著高于葉面噴硒，說(shuō)明土壤中施入的硒能夠更好地被水稻吸收利用，而水稻葉片吸收硒的能力較弱。其原因可能有以下兩點(diǎn)：一方面，相比前人的葉面噴施亞硒酸鹽相關(guān)研究［5］，本實(shí)驗(yàn)中葉面噴施硒酸鹽所表現(xiàn)的富硒效應(yīng)較差，可能和硒源形態(tài)差異有關(guān)。葉面噴施的亞硒酸鹽能夠較快的被葉片吸收轉(zhuǎn)運(yùn)，而土壤施加的亞硒酸鹽容易被土壤固定，從而降低其生物有效性［18-19］；相反，本研究所施用的硒酸鹽不容易被土壤表面鐵鋁氧化物固定，具有更強(qiáng)的生物有效性［20］。另一方面，葉面噴硒僅在揚(yáng)花期進(jìn)行，硒在葉面接觸的時(shí)間較短，并且葉面部分硒溶液會(huì)發(fā)生蒸騰損失，也可能部分硒在葉面中同化為有機(jī)硒揮發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致葉面硒的籽粒利用率不高；而土壤中的硒與水稻根系接觸時(shí)間長(zhǎng)，吸收更加充分。

從圖3可以看出，兩種不同施硒方式下，硒在水稻體內(nèi)各部位的分配系數(shù)差異顯著。本試驗(yàn)中，葉面噴硒處理水稻籽粒硒的分配系數(shù)為土壤施硒處理的2倍，反之，土壤施硒處理水稻根部硒的分配系數(shù)較葉面噴硒處理高約12倍?？赡苁怯捎谕寥乐形盏奈猁}70%以上均積累在地上部（特別是莖葉）［16］，從而降低硒的轉(zhuǎn)運(yùn)效率。因此，相比通過(guò)根系吸收轉(zhuǎn)運(yùn)至籽粒中的過(guò)程，水稻硒從葉面直接通過(guò)韌皮部轉(zhuǎn)運(yùn)至水稻籽粒中的過(guò)程可能更加高效，能夠?qū)⑦M(jìn)入植物體內(nèi)的硒更多地分配至籽粒中，避免了在長(zhǎng)距離運(yùn)輸過(guò)程中的損失。因此，提高葉片吸收硒的效率是水稻硒生物強(qiáng)化的關(guān)鍵，尚需要進(jìn)一步研究。

土壤施硒和葉面噴硒處理之間籽粒硒含量差異巨大（圖2），導(dǎo)致土壤施硒處理籽粒有機(jī)硒含量顯著高于葉面噴硒（表1），但兩種不同施硒方式下水稻籽粒中有機(jī)硒含量占總硒比例基本相等且均大于80%（表1），結(jié)果與之前的研究［21-22］相似，說(shuō)明葉面噴硒可能會(huì)降低水稻籽粒有機(jī)硒含量，但不會(huì)降低其轉(zhuǎn)化率，有機(jī)硒（硒蛋白和含硒多糖）依然是植株體內(nèi)硒的主要形式［23］。一般認(rèn)為，硒酸鹽進(jìn)入植物體之后，首先通過(guò)硫酸化酶和還原酶作用轉(zhuǎn)化為亞硒酸鹽，此反應(yīng)主要發(fā)生在葉綠體中［24］，這也是水稻籽粒中最終檢測(cè)出少量亞硒酸鹽的重要原因之一（表1）。亞硒酸鹽還原至硒化物的過(guò)程由亞硫酸鹽還原酶介導(dǎo)，僅發(fā)生在葉綠體中［24-25］；還原型谷胱甘肽（GSH）也能將亞硒酸鹽還原，其過(guò)程也多發(fā)生在葉綠體中［25-26］。硒代蛋氨酸（SeCys）向其他硒代氨基酸轉(zhuǎn)化的過(guò)程也受到兩種葉綠體酶（胱硫醚-γ-合成酶CγS和胱硫醚-β-裂解酶CbL）的調(diào)控［27］。綜上所述，水稻體內(nèi)硒酸鹽轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒的過(guò)程發(fā)生在葉片中，證明了施硒方式并不會(huì)影響硒在水稻體內(nèi)的同化代謝過(guò)程。

3.2 不同施硒方式對(duì)水稻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

如表2所示，兩種不同施硒方式下水稻籽粒其他礦質(zhì)元素含量的變化表明了硒和其他元素可能存在某些相互關(guān)系。土壤施硒籽粒中的磷（P）含量顯著降低，可能是由于亞硒酸鹽和磷可能共用磷轉(zhuǎn)運(yùn)子，兩者之間是競(jìng)爭(zhēng)抑制的關(guān)系［28］。本試驗(yàn)的硒源為硒酸鈉，同時(shí)，葉面噴硒處理籽粒硒轉(zhuǎn)化量也極少，因此，葉面噴硒對(duì)磷的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)無(wú)影響；而土壤施硒籽粒中亞硒酸鹽轉(zhuǎn)化得多。此外，土壤施入的硒酸鈉會(huì)被部分轉(zhuǎn)化為亞硒酸鈉［29］，進(jìn)而降低水稻籽粒磷含量。Feng等［30］認(rèn)為，中國(guó)蕨體內(nèi)鎂含量升高是一種應(yīng)對(duì)硒毒害的調(diào)節(jié)機(jī)制，可能與之類(lèi)似，土壤施硒顯著增加了水稻籽粒Mg含量（表2）。施硒均顯著提高水稻籽粒S含量（表2），說(shuō)明硒硫存在協(xié)同關(guān)系，與前人結(jié)果一致［31］。水稻籽粒Fe、Mn和Zn含量在土壤施硒處理下均顯著提高，與Boldrin等［17］的結(jié)果一致，說(shuō)明硒酸鹽和這些金屬元素可能存在協(xié)同作用，增強(qiáng)了這些元素的吸收。水稻籽粒B含量在外源硒的加入下顯著降低，兩者之間可能存在拮抗抑制作用，其中的機(jī)制尚有待進(jìn)一步研究。

粗蛋白、淀粉、脂質(zhì)和灰分含量是水稻籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)，對(duì)稻米的食用品質(zhì)具有重要影響。從表3可以看出，除粗蛋白含量顯著提高，兩種施硒方式對(duì)水稻籽粒其他營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)均無(wú)顯著影響。周遺品［32］研究表明，通過(guò)施用適量硒肥可提高稻米中蛋白質(zhì)和氨基酸含量，可能與硒進(jìn)入水稻體內(nèi)形成硒蛋白有關(guān)。對(duì)16種測(cè)得的氨基酸進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)，兩種施硒處理下水稻籽粒中半胱氨酸（Cys）和甲硫氨酸（Met）含量相比對(duì)照組均顯著降低（表4）。半胱氨酸和甲硫氨酸均是含硫氨基酸，硒進(jìn)入植物體內(nèi)沿著硫代謝途徑取代了含硫氨基酸中的硫，形成了硒代硫氨基酸（硒代半胱氨酸、硒甲基硒代半胱氨酸、硒代甲硫氨酸、硒甲基硒代甲硫氨酸等）［33］，從而導(dǎo)致含硫氨基酸含量減少，其中，葉面噴硒處理含硫氨基酸較土壤施硒減少得更多，也從側(cè)面證明了土壤中施入的硒酸鹽部分被轉(zhuǎn)化為亞硒酸鹽，但其機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究。施硒顯著提高了絲氨酸（Ser）和酪氨酸（Tyr）含量（表4）。研究表明，酪氨酸這類(lèi)支鏈氨基酸對(duì)植物細(xì)胞骨架的結(jié)構(gòu)有重要影響，維護(hù)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)形態(tài)［34］，說(shuō)明施硒可能增強(qiáng)水稻抗性。朱曄榮等［35］在報(bào)告中指出，內(nèi)源絲氨酸可能與植物衰老有關(guān)。施硒提高了水稻籽粒絲氨酸含量，是否進(jìn)一步促進(jìn)籽粒成熟，還需要從分子水平進(jìn)一步探究。土壤施硒下水稻籽粒精氨酸含量顯著降低，而葉面噴硒下精氨酸含量反而顯著升高（表4）。由于精氨酸具有貯藏氮元素營(yíng)養(yǎng)的功能，其含量變化可能與氮元素的增減有關(guān)。

綜上所述，兩種不同施硒方式影響水稻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)差異是由水稻籽粒富集的硒含量多少?zèng)Q定的。土壤施硒水稻籽粒中的硒含量顯著高于葉面施硒，其有機(jī)硒含量、亞硒酸鹽含量也因此顯著高于葉面施硒。其結(jié)果導(dǎo)致了土壤施硒水稻籽粒中有更多的硒和其他元素產(chǎn)生相互（拮抗、協(xié)同）作用，并且進(jìn)入水稻體內(nèi)的代謝過(guò)程，進(jìn)一步影響水稻籽粒的蛋白質(zhì)和氨基酸水平，影響其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

4 結(jié) 論

在等量施硒條件下，土壤施硒和葉面噴硒兩種方式均能顯著提高水稻地上部和籽粒硒含量，土壤施硒較葉面噴硒更能有效提高籽粒硒含量，但是硒通過(guò)葉片向籽粒轉(zhuǎn)運(yùn)能力較通過(guò)根系至籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)能力更強(qiáng)。施硒方式的不同對(duì)水稻籽粒硒形態(tài)無(wú)顯著影響，說(shuō)明施硒方式僅影響水稻體內(nèi)硒的轉(zhuǎn)運(yùn)而對(duì)其同化代謝無(wú)影響。施硒能夠顯著提高水稻籽粒中鎂、硫、鐵、錳和鋅等部分礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量，進(jìn)而提高水稻營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，以土壤施硒效果更佳。兩種施硒處理下籽粒中絲氨酸和酪氨酸含量均顯著提高，其中，酪氨酸含量在土壤施硒處理下顯著高于葉面噴硒處理。綜上所述，土壤施硒酸鈉對(duì)于水稻籽粒硒生物強(qiáng)化以及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)提高效果均強(qiáng)于葉面噴硒。