噴施硒肥對(duì)黑小麥籽粒產(chǎn)量及硒含量的影響

賈亞琴，董 飛，楊 峰，魯晉秀，王 苗，閆秋艷，申艷婷，李 峰

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所，山西臨汾 041000)

硒(Se)是人體必需的微量元素之一，世界衛(wèi)生組織提出，人體要實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)均衡，每天從食物中攝入的硒不得低于50 μg[1]。而我國(guó)成人每天的硒攝入量?jī)H為26.6 μg[2]，遠(yuǎn)低于正常的營(yíng)養(yǎng)健康標(biāo)準(zhǔn)。醫(yī)學(xué)界認(rèn)為，白內(nèi)障、癌癥、克山病、大骨節(jié)病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、貧血、肝炎等40余種疾病與硒攝入量不足有關(guān)[3]。我國(guó)小麥產(chǎn)區(qū)土壤硒元素缺乏現(xiàn)象較為嚴(yán)重，缺硒面積達(dá)到了總面積的63%，僅不足10%的地區(qū)可以達(dá)到富硒(土壤硒含量>0.4 mg·kg-1[4])水平[5]。在土壤非富硒區(qū)，通過(guò)補(bǔ)充硒肥使谷物達(dá)到富硒水平是提高居民攝入硒水平的重要途徑。

黑小麥?zhǔn)瞧胀ㄐ←溨行誀畋容^特殊的一類(lèi)小麥，其種皮顏色為紫色、黑色或藍(lán)色，兼具普通白粒小麥的特征，而賴(lài)氨酸、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、食物纖維等含量均高于普通小麥，籽粒中Fe、Mn、Mg、K、Ca、Zn等元素較為突出，這些品質(zhì)賦予了黑小麥獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值[6-7]。小麥?zhǔn)俏舾行椭参?，魯晉秀等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在同等硒水平的土壤中，黑小麥對(duì)于硒的吸收累積能力強(qiáng)于普通小麥。因此，為了促進(jìn)居民膳食的營(yíng)養(yǎng)均衡，有必要合理利用硒資源，充分發(fā)揮黑小麥的特殊營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值。目前，有關(guān)硒效應(yīng)的研究多與普通白粒小麥有關(guān)[9-11]，對(duì)黑小麥硒吸收的相關(guān)研究較少。鑒于此，本研究以本課題組選育的臨黑131和冬黑1206為試驗(yàn)材料，研究不同生育階段在葉面噴施不同濃度亞硒酸鈉(Na2Se03)對(duì)黑小麥籽粒產(chǎn)量及硒含量的影響，為非富硒區(qū)生產(chǎn)富硒黑小麥(0.15～0.3 mg·kg-1)[12]適宜硒肥施用量和最佳施用時(shí)間提供數(shù)據(jù)支撐和技術(shù)借鑒，并為硒肥的合理施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)于2018年10月至2019年6月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所韓村基地(36°19′N(xiāo)，111°49′E)進(jìn)行，試驗(yàn)區(qū)屬于溫帶大陸性半干旱季風(fēng)氣候，年平均氣溫12.5 ℃，年平均降水量468 mm。2018年秋季試驗(yàn)前耕層土壤(0～20 cm)含有機(jī)質(zhì)15.2 g·kg-1、全氮1.28 mg·kg-1、速效磷10.6 mg·kg-1、速效鉀117.0 mg·kg-1，土壤硒含量0.27 mg·kg-1(硒含量低于0.4 mg·kg-1，屬于貧硒土壤)，pH值為8.45。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試黑小麥品種由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥研究所提供，分別為冬黑1206和臨黑131；噴施硒肥選用亞硒酸鈉(Na2Se03)。采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，主區(qū)為品種；副區(qū)為硒濃度，分別為 Se0(0 mg·L-1)、Se10(10 mg·L-1)、Se20(20 mg·L-1)、Se30(30 mg·L-1)4個(gè)濃度；裂區(qū)為噴施時(shí)期，分別在小麥拔節(jié)期(4月17日)、孕穗期(4月28日) 、灌漿期(5月14日)進(jìn)行。每公頃噴施量均為 1 500 L，試驗(yàn)小區(qū)面積6.67 m2，每處理重復(fù)3次，共計(jì)72個(gè)小區(qū)。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 籽粒產(chǎn)量

黑小麥成熟期在每小區(qū)中隨機(jī)選取3個(gè)1 m2樣點(diǎn)，將各樣點(diǎn)麥穗全部收獲，并裝入網(wǎng)紗袋中，自然風(fēng)干后脫粒，取平均值計(jì)算產(chǎn)量。

1.3.2 籽粒硒含量

每處理稱(chēng)取20 g籽粒粉碎測(cè)定硒含量，由農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心(哈爾濱)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB 5009.93-2017)使用原子熒光光度計(jì)測(cè)定，具體參照魯晉秀等[8]的方法進(jìn)行。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用 Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖，采用SPSS 24.0作LSD多重比較、相關(guān)性分析和差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施硒肥對(duì)黑小麥產(chǎn)量的影響

由表1可知，噴施硒肥對(duì)兩個(gè)黑小麥品種的產(chǎn)量均有顯著影響。從噴硒濃度看，拔節(jié)期噴施硒肥，Se10、Se20和Se30處理的冬黑1206產(chǎn)量較Se0處理依次增加 1.76%、4.46%和9.16%，Se20處理比Se10處理增加 2.65%，Se30處理比Se20處理增加4.5%；孕穗期噴施硒肥，Se10、Se20和Se30處理產(chǎn)量較Se0處理依次增加 3.10%、6.70%和4.73%，Se20處理比Se10處理增加 3.49%，Se30處理比Se20處理減少1.84%；灌漿期噴施硒肥，Se10和Se20處理較Se0處理依次增加4.28%、 1.01%，Se30處理比Se0處理減少7.33%，Se10處理分別比Se20、Se30處理增加3.24%、12.53%。拔節(jié)期噴施硒肥，Se10處理的臨黑131產(chǎn)量比Se0處理低 0.97%，Se20和Se30處理的產(chǎn)量較Se0處理分別增加 10.56%、12.59%，Se20處理比Se10處理增加 11.64%，Se30處理比Se20處理增加 1.83%；孕穗期噴施硒肥，Se10、Se20和Se30處理產(chǎn)量較Se0處理分別增加1.68%、6.46%和 5.8%，Se20處理比Se10處理增加4.69%，Se30處理比Se20處理減少0.62%；灌漿期噴施硒肥，Se10、Se20、Se30處理較Se0處理依次減少2.3%、 9.34%、15.98%，Se20處理比Se10處理減少 7.21%，Se30比Se20處理減少7.33%。拔節(jié)期和孕穗期噴施硒肥，冬黑1206和臨黑131產(chǎn)量整體上表現(xiàn)為隨著噴硒濃度增加而增加，灌漿期反之。

從噴硒時(shí)期(表1)看，Se10處理下冬黑1206孕穗期和灌漿期籽粒硒產(chǎn)量比拔節(jié)期高 3.99%、 0.33%，灌漿期較孕穗期籽粒產(chǎn)量低 3.53%；孕穗期Se20處理籽粒產(chǎn)量比拔節(jié)期和灌漿期高 4.85%、10.75%；孕穗期、灌漿期Se30處理籽粒產(chǎn)量比拔節(jié)期低 1.52%、16.89%，灌漿期比孕穗期低15.61%。臨黑131孕穗期、灌漿期Se10處理的籽粒產(chǎn)量比拔節(jié)期分別高出 11.99%、 9.78%，灌漿期比孕穗期低1.97%；孕穗期Se20處理比拔節(jié)期高5.02%，灌漿期比孕穗期低 8.76%；孕穗期Se30處理的產(chǎn)量比拔節(jié)期高 2.49%，灌漿期Se30處理分別比拔節(jié)期、孕穗期低16.97%、18.99%?？梢?jiàn)，孕穗期噴施硒肥黑小麥產(chǎn)量均增加，其中Se20處理的產(chǎn)量最高。

表1 不同處理對(duì)黑小麥產(chǎn)量的影響Table 1 Effect of different treatments on yield of black-grained wheat kg·hm-2

2.2 葉面噴施硒肥對(duì)黑小麥籽粒硒含量的影響

從噴硒濃度(圖1)看，拔節(jié)期噴施時(shí)，Se10、Se20和Se30處理的冬黑1206籽粒硒含量較Se0處理依次增加0.02、0.06和0.52 mg·kg-1，Se20處理比Se10處理增加0.04 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加0.46 mg·kg-1；孕穗期噴施時(shí)，Se10、Se20和Se30處理較Se0處理依次增加0.08、0.45和0.53 mg·kg-1，Se20處理比Se10處理增加0.38 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加0.07 mg·kg-1；灌漿期噴施時(shí)，Se10、Se20和Se30處理較Se0處理依次增加0.07、0.10和0.78 mg·kg-1，Se20處理比Se10處理增加0.03 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加1.00 mg·kg-1。三個(gè)時(shí)期均隨噴施硒濃度增加，籽粒硒含量增加。

從噴硒時(shí)期(圖1)看，冬黑1206孕穗期Se10處理比拔節(jié)期籽粒硒含量高0.06 mg·kg-1，灌漿期Se10處理籽粒硒含量比拔節(jié)期高0.06 mg·kg-1，比孕穗期Se10處理籽粒硒含量低 0.002 mg·kg-1。孕穗期Se20處理比拔節(jié)期籽粒硒含量高0.40 mg·kg-1，灌漿期Se20處理比拔節(jié)期高0.04 mg·kg-1，比孕穗期低0.35 mg·kg-1。孕穗期Se30處理比拔節(jié)期籽粒硒含量高0.006 mg·kg-1，灌漿期Se30處理分別比拔節(jié)期和孕穗期Se30處理籽粒硒含量高0.59、 0.58 mg·kg-1。可見(jiàn)，噴硒時(shí)期越晚，籽粒硒積累量越高，以灌漿期Se30處理的冬黑1206籽粒硒含量增幅最高。

相同時(shí)期圖柱上不同字母表示硒濃度處理間差異顯著。圖2同。Different letters above the columns at the same stage indicate significant differences among selenium treatments.The same in figure 2.圖1 不同處理下冬黑1206籽粒硒含量Fig.1 Grain selenium content of Donghei 1206 under different treatments

從噴硒濃度(圖2)看，拔節(jié)期噴施時(shí)，Se10、Se20和Se30處理的臨黑131籽粒硒含量較Se0處理依次增加0.01、0.44和0.67 mg·kg-1，Se20比Se10處理增加0.43 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加0.23 mg·kg-1；孕穗期噴施時(shí)，Se10、Se20和Se30處理較Se0處理依次增加0.01、0.27和0.31 mg·kg-1，Se20處理比Se10處理增加0.26 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加 0.04 mg·kg-1；灌漿期噴施時(shí)，Se10、Se20和Se30處理較Se0處理依次增加0.04、0.45和1.10 mg·kg-1，Se20處理比Se10處理增加0.41 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加 0.65 mg·kg-1。隨著噴硒濃度增加，三個(gè)時(shí)期的籽粒硒含量均相應(yīng)增加。

從噴硒時(shí)期(圖2)看，臨黑131孕穗期Se10處理籽粒硒含量比拔節(jié)期高0.01 mg·kg-1，灌漿期Se10處理分別比拔節(jié)期和孕穗期Se10處理高0.04、0.04 mg·kg-1。孕穗期Se20處理籽粒硒含量比拔節(jié)期低0.16 mg·kg-1，灌漿期Se20處理比拔節(jié)期、孕穗期分別高0.02、0.18 mg·kg-1。孕穗期Se30處理籽粒硒含量比拔節(jié)期低0.34 mg·kg-1，灌漿期Se30處理籽粒硒含量分別比拔節(jié)期和孕穗期Se30處理高0.45、0.80 mg·kg-1?？梢?jiàn)，三個(gè)時(shí)期中灌漿期Se20、Se30處理的籽粒硒含量增加最明顯，以Se30處理最高。

圖2 不同處理下臨黑131籽粒硒含量Fig.2 Grain selenium content of Linhei 131 under different treatments

2.3 噴硒濃度與籽粒硒含量相關(guān)性分析

相關(guān)分析表明，噴硒濃度與冬黑1206(圖3)和臨黑131(圖4)籽粒硒含量均呈極顯著的正相關(guān)(r=0.780**和r=0.811**)。

圖3 冬黑1206噴硒濃度及籽粒含量的相關(guān)關(guān)系Fig.3 Correlation between selenium spray concentration and grain selenium content of Donghei 1206

圖4 臨黑131噴硒濃度及籽粒硒含量的相關(guān)關(guān)系Fig.4 Correlation between selenium spray concentration and grain selenium content of Linhei 131

3 討 論

關(guān)于葉面噴施硒肥對(duì)小麥產(chǎn)量的效應(yīng)，前人已經(jīng)做了較多研究，多數(shù)側(cè)重于普通白粒小麥。合理施用硒肥可以有效增加農(nóng)作物的產(chǎn)量[14-17]，噴硒增加小麥產(chǎn)量原因在于可以顯著影響其穗數(shù)[13]；也有研究表明，噴硒對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量影響不明顯[18-20]，這可能與試驗(yàn)小麥品種、硒肥種類(lèi)、噴施濃度、噴施時(shí)間等因素有關(guān)。從本研究結(jié)果看，黑小麥品種、噴硒濃度、噴硒時(shí)期對(duì)產(chǎn)量影響程度不同?？傮w來(lái)講，拔節(jié)期和孕穗期噴施硒肥對(duì)冬黑1206和臨黑131均有一定增產(chǎn)效果，可能因?yàn)榇藭r(shí)期是黑小麥營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段，硒肥吸收利用轉(zhuǎn)化效率較高，在一定程度上促進(jìn)了植株生長(zhǎng)[21]。而灌漿期噴施硒肥導(dǎo)致黑小麥產(chǎn)量略有增加或降低，可能是由于該階段黑小麥植株有效穗數(shù)及籽粒已初步形成，噴施硒肥后葉片養(yǎng)分循環(huán)再分配阻礙了養(yǎng)分由葉片向籽粒的轉(zhuǎn)移[22]，其減產(chǎn)機(jī)理有待于進(jìn)一步研究。可見(jiàn)，黑小麥生長(zhǎng)前期噴施高濃度硒肥(20 mg·L-1和30 mg·L-1)有利于黑小麥增產(chǎn)，生長(zhǎng)后期應(yīng)以低濃度(10 mg·L-1)為主。

葉面噴施硒肥是提高小麥籽粒硒含量的重要途徑。籽粒硒含量與小麥品種、噴硒濃度、硒肥種類(lèi)和噴硒時(shí)期等均有很大關(guān)系。一般來(lái)講，隨著噴硒濃度增加籽粒中硒含量也呈增加趨勢(shì)[9,13,16,20]。本研究發(fā)現(xiàn)，不同時(shí)期噴硒濃度與籽粒硒含量存在正相關(guān)關(guān)系。富硒小麥的籽粒硒含量為0.15～0.30 mg·kg-1[12]。本研究中，不施硒肥時(shí)籽粒硒含量?jī)H為0.01 mg·kg-1；不同生育期噴施10 mg·L-1亞硒酸鈉，籽粒硒含量均小于0.1 mg·kg-1；冬黑1206在灌漿期噴施20 mg·L-1亞硒酸鈉使其籽粒硒含量最接近富硒標(biāo)準(zhǔn)。臨黑131孕穗期噴施20 mg·L-1的亞硒酸鈉溶液使籽粒硒含量達(dá)到0.30 mg·L-1。3個(gè)時(shí)期噴施30 mg·L-1硒肥都會(huì)造成籽粒硒含量大于0.30 mg·kg-1。噴施時(shí)期越晚，籽粒硒積累程度越高，這與前人研究結(jié)果一致[22]。

綜上所述，在黑小麥產(chǎn)量和硒營(yíng)養(yǎng)同步提升的前提下，推薦亞硒酸鈉適宜噴施時(shí)期為孕穗期，噴施濃度介于10～20 mg·L-1之間。關(guān)于葉面噴施硒肥對(duì)黑小麥籽粒加工品質(zhì)的影響有待于進(jìn)一步研究。