基施硒肥對(duì)不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量及土壤有效硒的影響

胡華鋒，朱 海，介曉磊，嚴(yán)學(xué)兵，胡承孝，王成章，魯劍巍，趙 京

(1.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院,河南 鄭州450011; 2.黃淮學(xué)院生物工程系，河南 駐馬店463000;3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,湖北 武漢 4300701;4.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 牧醫(yī)工程學(xué)院，河南 鄭州 450002)

基施硒肥對(duì)不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量及土壤有效硒的影響

胡華鋒1，3，朱 海4，介曉磊2*，嚴(yán)學(xué)兵4，胡承孝3，王成章4，魯劍巍3，趙 京4

(1.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院,河南 鄭州450011; 2.黃淮學(xué)院生物工程系，河南 駐馬店463000;3.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,湖北 武漢 4300701;4.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 牧醫(yī)工程學(xué)院，河南 鄭州 450002)

為適時(shí)收獲紫花苜蓿(MedicagosalivaL.)及提高硒肥利用率，探索不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)累積和土壤有效硒變動(dòng)規(guī)律，采用基施硒肥的方法，研究0、0.15、0.25、0.35、0.45、0.75和1.05 kg/hm27種硒肥用量對(duì)紫花苜蓿不同生育期干物質(zhì)產(chǎn)量及土壤有效硒的影響，結(jié)果表明，基施硒肥能顯著(P<0.05)提高各生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量，促進(jìn)干物質(zhì)快速累積，且干物質(zhì)產(chǎn)量隨施硒量增加呈先升后降趨勢(shì)，以施硒0.45 kg/hm2干物質(zhì)產(chǎn)量和累積速率最大；紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量隨生育期延長(zhǎng)而增加，盛花期最高；而干物質(zhì)累積速率呈升-降-升-降的變化趨勢(shì)，峰值是分枝期和初花期，初花期最大；施硒對(duì)紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量和累積速率隨生育期的變化無(wú)影響。施硒能提高土壤有效硒含量，并與施硒量呈正相關(guān)，以施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，極顯著(P<0.01)高于不施硒土壤。試驗(yàn)表明，分枝期和初花期是苜蓿干物質(zhì)累積關(guān)鍵期，應(yīng)特別注意此生育期田間管理；基施硒肥能提高苜蓿各生育期干物質(zhì)產(chǎn)量和土壤有效硒含量，促進(jìn)干物質(zhì)快速累積，施硒0.45 kg/hm2草產(chǎn)量最大，且盛花期收割能獲得更高產(chǎn)量。

硒；紫花苜蓿；生育期；土壤有效硒

硒是動(dòng)物必需營(yíng)養(yǎng)元素，而非植物必需營(yíng)養(yǎng)元素。但研究發(fā)現(xiàn)硒能促進(jìn)植物幼苗生長(zhǎng)[1]，且低濃度時(shí)作為氧化抑制劑，而高濃度下作為氧化促進(jìn)劑[2]。圓葉決明施硒表明，基施硒量≤150 g/hm2時(shí)，能有效促進(jìn)株高、莖葉干重及總生物量的提高，而基施硒量>150 g/hm2時(shí),產(chǎn)量增幅下降[3]。紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是分布最廣、栽培歷史最老的豆科牧草，因產(chǎn)量高、品質(zhì)好、營(yíng)養(yǎng)豐富而被譽(yù)為“牧草之王”，且種植面積最大牧草之一[4]。隨著我國(guó)畜牧業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，對(duì)牧草需求也將迎來(lái)新的增長(zhǎng)。為探索不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)累積和土壤有效硒變動(dòng)規(guī)律，本試驗(yàn)研究了不同基施硒肥水平對(duì)不同生育期紫花苜蓿草產(chǎn)量及土壤有效硒含量的影響，為適時(shí)收獲紫花苜蓿及提高硒肥利用率提供實(shí)踐和理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試紫花苜蓿品種為秋眠級(jí)是3.0的金皇后；供試硒肥為含Se 45.5 %的無(wú)水亞硒酸鈉(NaSeO3，AR)。

1.2 試驗(yàn)地自然狀況

試驗(yàn)于2009年在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教園區(qū)(E113°46′～113°32′和N 34°26′～34°36′) 進(jìn)行。該區(qū)屬于北暖溫帶大陸季風(fēng)性氣候，日平均氣溫14.3 ℃，1月份日均溫1.5 ℃(最低-20 ℃)，七月份日均溫27.5 ℃(最高40 ℃)，≥10 ℃有效積溫4700～5000 ℃，平均年降雨量630 mm，無(wú)霜期220～225 d[5]。

土壤為黃河沖積物上發(fā)育的潮土，質(zhì)地輕壤質(zhì)，其0～20 cm土層理化性狀如下：堿解氮54.38 mg/kg，速效磷8.26 mg/kg，速效鉀63.54 mg/kg，有機(jī)質(zhì)9.35 g/kg，有效銅(Cu)1.10 mg/kg，有效鈷(Co) 0.10 mg/kg，有效鋅(Zn) 0.61 mg/kg，有效錳(Mn)16.10 mg/kg，有效硼(B) 0.50 mg/kg，有效鉬(Mo) 0.05 mg/kg，有效鐵(Fe) 6.74 mg/kg，有效硒(Se)0.010 mg/kg，CaCO339.15 g/kg，pH(土∶水=1∶1)7.95。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用大田小區(qū)試驗(yàn)，在氮肥、磷肥、鉀肥及微肥足量供應(yīng)下，設(shè)置Se0(0，CK)、Se1(0.15 kg/hm2)、Se2(0.25 kg/hm2) 、Se3(0.35 kg/hm2) 、Se4(0.45 kg/hm2) 、Se5(0.75 kg/hm2)和Se6(1.05 kg/hm2) 7個(gè)基施硒肥處理，隨機(jī)區(qū)組排列，重復(fù)3次，共計(jì)21個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積為4×3 m2。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)將硒肥與磷肥(P2O5112.5 kg/hm2)、氮肥(N 60.0 kg/hm2)、鉀肥(K2O 105.0 kg/hm2)、七水硫酸鋅(13.0 kg/hm2)、七水硫酸鈷(0.5 kg/hm2)、五水硫酸銅(5.0 kg/hm2)、七水硫酸亞鐵(15.0 kg/hm2)、四水鉬酸銨(3.0 kg/hm2)、一水硫酸錳(5.0 kg/hm2)和硼砂(15.0 kg/hm2)一起攙土混均作基肥，均勻撒施于規(guī)劃小區(qū)土壤表面，然后人工翻施20 cm。

于2009年10月1日耕地，10月2日規(guī)劃小區(qū)，施肥，深翻；10月3日播種，播量為15 kg/hm2，播深2～3 cm，行距30 cm，播后輕壓。試驗(yàn)所用磷肥為過(guò)磷酸鈣(含P2O512%)、鉀肥為硫酸鉀(含K2O54%)和氮肥為尿素(含N 46%)，苗期及時(shí)防治病蟲(chóng)害和雜草，其他按苜蓿生產(chǎn)常規(guī)進(jìn)行管理。

于次年苜蓿苗期、分枝期、孕蕾期、初花期、盛花期，隨機(jī)選取0.5 m2刈割，留茬2 cm左右，刈割后105 ℃殺青15 min，于75 ℃烘干稱重，計(jì)算干草產(chǎn)量。并同時(shí)采集小區(qū)0～20 cm耕層土壤，風(fēng)干，粉碎，過(guò)0.3 mm篩。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

供試土壤理化性質(zhì)和土壤有效硒采用常規(guī)分析方法進(jìn)行[6-7]。牧草干物質(zhì)(DM)累積速率=干物質(zhì)(DM)累積的增量/生長(zhǎng)天數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS12.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和用LSD法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 基施硒肥對(duì)不同生育期干物質(zhì)產(chǎn)量的影響

基施硒肥顯著(P<0.05)提高同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量(見(jiàn)表1)。與對(duì)照(Se0)相比，施硒紫花苜蓿苗期、分枝期、孕蕾期、初花期、盛花期干物質(zhì)產(chǎn)量分別為提高7.94%～31.52%、12.24%～35.54%、10.66%～43.18%、4.88%～15.44%、5.46%～16.91%；且同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量均隨施硒量增加呈先升后降趨勢(shì)，并以施硒0.45 kg/hm2增產(chǎn)效果最好，分別顯著(P<0.05)高于對(duì)照263 kg/hm2、595 kg/hm2、999 kg/hm2、701 kg/hm2、810 kg/hm2；當(dāng)施硒量高于0.45 kg/hm2時(shí)，同生育期干物質(zhì)產(chǎn)量呈顯著(P<0.05)甚至極顯著降低(P<0.01)；且紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量隨生育期延長(zhǎng)而遞增，盛花期最高，施硒對(duì)紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量隨生育期的變化無(wú)影響。

表1 基施硒肥對(duì)不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量的影響Table 1 Effect of Se fertilizer on dry matter yield in the different growth stages of alfalfa kg/hm2

注：同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫(xiě)表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫(xiě)字母表示極顯著(P<0.01)，相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。下同。

Notes：In the same column,values with the different lowercase or capital letter superscripts indicate significant difference (P<0.05) or very significant difference (P<0.01),and values with the same letter superscripts indicate insignificant difference (P>0.05).The same as below.

2.2 基施硒肥對(duì)不同生育期干物質(zhì)累積速率的影響

由圖1可知，整個(gè)生育時(shí)期，紫花苜蓿干物質(zhì)累積速率呈升-降-升-降變化趨勢(shì)，峰值是分枝期和初花期，初花期最大，盛花期最小。分枝期和初花期是紫花苜蓿營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的關(guān)鍵期。

由圖1還可知，苗期到孕蕾期及初花期到盛花期均表現(xiàn)為對(duì)照紫花苜蓿累積速率最小，施硒0.45 kg/hm2累積速率最大，說(shuō)明施硒促進(jìn)了紫花苜蓿干物質(zhì)的快速累積；而孕蕾期到初花期對(duì)照紫花苜蓿累積速率最大，施硒0.45 kg/hm2累積速率最小，因?yàn)樵欣倨诘匠趸ㄆ?，紫花苜蓿以生殖生長(zhǎng)為主，這恰好說(shuō)明施硒能促進(jìn)紫花苜蓿生殖生長(zhǎng)。且分枝期、孕蕾期和初花期干物質(zhì)累積速率差異表現(xiàn)明顯，而苗期和盛花期差異表現(xiàn)不突出。

2.3 基施硒肥對(duì)不同生育期土壤有效硒的影響

基施硒肥能提高各生育期紫花苜蓿土壤有效硒含量(見(jiàn)表2)。與不施硒土壤相比，施硒苜蓿苗期、分枝期、孕蕾期、初花期、盛花期土壤有效硒增幅分別為：34.11%～481.98%、37.26%～480.90%、15.41%～366.21%、33.13%～396.89%、25.78%～396.32%；且土壤有效硒含量與施硒量呈正相關(guān)(見(jiàn)表3)，各生育期均以施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，極顯著(P<0.01)高于不施硒土壤，且土壤有效硒含量隨紫花苜蓿生育期延長(zhǎng)而降低，降幅為：24.75%～40.84%，且方差分析顯示，紫花苜蓿苗期、分枝期土壤有效硒含量顯著(P<0.05)高于盛花期，但苗期、分枝期、孕蕾期、初花期紫花苜蓿土壤有效硒含量差異不顯著(P<0.05)。

圖1 基施硒肥對(duì)不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)累積速率的影響Fig.1 Effect of Se fertilizer on the accumulation rate ofdry matter at different growth stage

表2 紫花苜蓿不同生育期土壤有效硒含量Table 2 Effect of Se fertilizer on dry matter yield in the different growth stages of alfalfa mg/kg

表3 施硒量與不同生育期土壤有效硒含量的相關(guān)性Table 3 Correlations of Se rate and content of soil effective selenium at different growth stage of alfalfa mg/kg

注:** 和 * 分別表示兩個(gè)變量在P<0.01和P<0.05水平下顯著相關(guān)。

Notes: ** and * indicate significant correlation of two variables whenP<0.01 andP<0.05,respectively.

3 討 論

3.1 基施硒肥對(duì)不同生育期干物質(zhì)產(chǎn)量的影響

硒符合Bertrand生物劑量規(guī)律,即低濃度時(shí),促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育,過(guò)量則構(gòu)成毒害[8]。田應(yīng)兵等[9]研究認(rèn)為黑麥草施Se濃度0.1 mg/L產(chǎn)量最高，而當(dāng)硒濃度提升至10 mg/L時(shí)，黑麥草出現(xiàn)中毒癥狀；翁伯琦等[3]研究也發(fā)現(xiàn)，圓葉決明施Se量≧150 g/hm2時(shí)，產(chǎn)量下降；李登超等[10]研究也認(rèn)為，小白菜施Se 0.5 mg/L產(chǎn)量最高，而當(dāng)施Se量≧2.5 mg/L時(shí)，生長(zhǎng)受抑制，產(chǎn)量下降。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿施硒量≤0.45 kg/hm2時(shí)，其產(chǎn)量隨施硒量增加而提高，而硒肥量>0.45 kg/hm2時(shí)，紫花苜蓿增產(chǎn)幅度顯著(P<0.05)降低。這可能與硒的雙重功效有關(guān)[11]。即高濃度時(shí)，作為氧化促進(jìn)劑，提高脂類過(guò)氧化產(chǎn)物的積累，由于產(chǎn)生氧化作用脅迫而引起牧草增產(chǎn)降低[12-13]。在適當(dāng)濃度下，作為氧化抑制劑，有利于作物生長(zhǎng)，而使牧草增產(chǎn)[14]。因此，在紫花苜蓿生產(chǎn)中，可適量施用硒肥，以利于產(chǎn)草量的提高。

干物質(zhì)累積速率是反應(yīng)牧草干物質(zhì)增長(zhǎng)快慢指標(biāo)，可用來(lái)指導(dǎo)牧草田間管理，而關(guān)于此研究較少。本研究發(fā)現(xiàn)，施硒促進(jìn)了紫花苜蓿干物質(zhì)的快速累積，苗期到孕蕾期及初花期到盛花期對(duì)照紫花苜蓿累積速率最小，施硒0.45 kg/hm2累積速率最大；而孕蕾期到初花期施硒0.45 kg/hm2累積速率最小，對(duì)照累積速率最大，這恰好說(shuō)明施硒能促進(jìn)紫花苜蓿生殖生長(zhǎng)。苗期和盛花期差異表現(xiàn)不突出，而分枝期、孕蕾期和初花期干物質(zhì)累積速率差異表現(xiàn)明顯。整個(gè)生育時(shí)期，紫花苜蓿干物質(zhì)累積速率呈升-降-升-降變化趨勢(shì)，峰值是分枝期和初花期，初花期最大，盛花期最小。分枝期和初花期是紫花苜蓿營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的關(guān)鍵期。因此應(yīng)特別注意此生長(zhǎng)期田間管理。

3.2 基施硒肥對(duì)不同生育期土壤有效硒的影響

基施硒肥能提高各生育期苜蓿土壤有效硒含量，并與施硒量呈正相關(guān)，且均施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，極顯著(P<0.05)高于不施硒土壤；薛瑞玲[15]同樣發(fā)現(xiàn)，小白菜土壤全硒、Se(IV)和Se(0)含量均隨施Se量增加顯著升高(P<0.05)。田秀英等[16]研究也認(rèn)為，施硒提高了土壤有效硒，并隨施硒量增加而增高。施硒量<1.05 kg/hm2時(shí)，土壤有效硒隨紫花苜蓿生育期推移變化不大；而當(dāng)施硒量為1.05 kg/hm2時(shí)，土壤有效硒隨生育期推移而降低，且苗期、分枝期顯著高于盛花期。此現(xiàn)象與薛瑞玲[15]研究小白菜施硒相同。研究還發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿生長(zhǎng)各時(shí)期，未施硒土壤有效硒分別為0.017 mg/kg，0.016 mg/kg，0.019 mg/kg，0.018 mg/kg，0.014 mg/kg，而供試原土壤有效硒為0.010 mg/kg,與起始值相比反而有所提升。這可能因?yàn)橥寥谰徯У牡V質(zhì)態(tài)或有機(jī)態(tài)硒能夠轉(zhuǎn)化為作物可利用的有效態(tài)硒，土壤硒這種轉(zhuǎn)化能力可能因?yàn)楦H氧化還原反應(yīng)可以改變硒有效性[17]。此結(jié)果與田秀英等[16]研究苦蕎施硒結(jié)果相同。作物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中,由于根系與土壤相互作用及微生物活動(dòng)影響,硒在土壤中的轉(zhuǎn)化、遷移較為復(fù)雜，上述現(xiàn)象機(jī)理仍需深入研究。

4 結(jié) 論

基施硒肥能顯著提高各生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量及促進(jìn)干物質(zhì)快速累積，且干物質(zhì)產(chǎn)量隨施硒量增加呈先升后降趨勢(shì)，累積速率隨生育期推移呈升-降-升-降變化，峰值在分枝期和初花期，以施硒0.45 kg/hm2干物質(zhì)產(chǎn)量和累積速率最大。

基施硒肥能提高各生育期紫花苜蓿土壤有效硒含量，并與施硒量呈正相關(guān)；以施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，極顯著高于不施硒土壤；施硒≥1.05 kg/hm2時(shí)，土壤有效硒含量隨紫花苜蓿生育期延長(zhǎng)而降低，降幅為：24.75%～40.84%，且苗期、分枝期顯著高于盛花期。

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EffcetofSeApplicationasBasalFertilizeronDryMatterYieldandSoilavailableSeinDifferentGrowthStagesofAlfalfa

HU Hua-feng1,3,ZHU hai4,JIE Xiao-lei2*,YAN Xue-bing4,HU Cheng-xiao3,WANG Cheng-zhang4,LU Jian-wei3,Zhao Jing4

(1.HenanUniversityofAnimalHusbandryandEconomy,Zhengzhou，Henan450011,China;2.DepartmentofBiologicalEngineering,HuanghuaiUniversity,Zhumadian，Henan463000,China;3.CollegeofResourcesandEnvironment,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan,Hubei430070,China;4.CollegeofResourcesandEnvironment,HenanAgriculturalUniversity,ZhengzhouHenan450002,China)

To timely harvest alfalfa (MedicagosalivaL.)，improve the utilization of selenium fertilizer,and explore the dynamics of dry matter accumulation and variation laws of soil valid selenium in different growth stages of alfalfa.the field experiment was carried out to study the influence of Se application as basal fertilizer on dry matter yield and soil available Se in the different growth stages of alfalfa.The results showed that basal selenium fertilizer significantly (P<0.05) improved dry matter yield in the all growth stages of alfalfa and promote the rapid accumulation of dry matter,and dry matter yield increased first and then decreased with the increasing of Selenium.The dry matter yield and cumulative rate reached its maximum amount when the basal Selenium fertilizer was 0.45 kg/hm2,the dry matter yield of alfalfa increased with the extension of growth stage,the yield was the highest when alfalfa was at the Flowering stage; dry matter accumulation revealed a fluctuated trend intervening increasing and decreasing with the extension of growth stage,climaxing at the branching stage and early flowering stage and peaking at the early flowering stage; Selenium fertilizer did not affect the change of dry matter yield and the accumulation rate of alfalfa.Selenium fertilizer could improve the effective selenium content of the soil,and positively correlated with the amount of applied selenium,the available selenium content of soil was the highest when the amount of applied selenium was 1.05 kg/hm2.and was significant (P<0.01) higher than the soil without applied selenium.To sum up,the branching stage and early flowering stage are critical periods for the dry matter accumulation of alfalfa and field management should specially be attended in this growing period; basal application of selenium fertilizer could increase dry matter yield of alfalfa and soil effective selenium content at different growth stages; the grass yield，accumulation rate and soil effective selenium content were the largest when the amount of selenium fertilizer was 0.45 kg/hm2and the higher yields could be obtained when alfalfa was harvested in the flowering stage.

Selenium; alfalfa(MedicagosativaL.);growth period; soil effective selenium

2014-03-07，

2014-03-30

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2011BAD17B04)；河南省重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目(132102110055)；河南省高等學(xué)校青年骨干教師資助計(jì)劃項(xiàng)目(2012GGJS-203)；河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院博士基金項(xiàng)目(2012A20)；鄭州市科技攻關(guān)項(xiàng)目(131PPTGG422-3)

胡華鋒(1977-)，男，河南汝南人，博士，副教授，研究方向：牧草生產(chǎn)與畜禽廢物利用研究。E-mail: hhf607@163.com

*[通訊作者]介曉磊(1963-)，男，河南臨潁人，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：土壤與植物營(yíng)養(yǎng)研究。E-mail: jiexl@263.net

S811.6

A

1005-5228(2014)07-0067-05