施硒對(duì)水稻硒?氮?磷?鉀含量及產(chǎn)量的影響

肖利杰 劉春梅 李梅 尚海波 馬建輝 高亞軍

摘要[目的]研究施硒對(duì)水稻不同器官硒、氮、磷、鉀含量及產(chǎn)量的影響，以期為水稻合理施用硒肥提供理論和技術(shù)依據(jù)。[方法] 采用盆栽試驗(yàn)方法，以“墾鑒稻5”為試驗(yàn)材料，研究孕穗期噴施不同濃度硒對(duì)水稻成熟期不同器官硒和氮、磷、鉀含量及產(chǎn)量的影響。[結(jié)果]施硒能提高水稻葉片、莖稈、稻殼與精米硒、氮和鉀含量，并且各器官硒、氮、鉀含量隨著硒濃度的增加而增加。100 g/hm2和200 g/hm2硒處理精米中硒含量為對(duì)照的1.5倍和2.6倍。施硒能顯著提高精米的磷含量，降低稻殼的磷含量。低濃度（100 g/hm2）硒增加葉片和莖稈磷含量，而高濃度硒（200 g/hm2）葉片和莖稈磷含量下降。施硒能提高水稻的產(chǎn)量，200 g/hm2硒處理水稻產(chǎn)量最高。[結(jié)論]施硒能增加水稻不同器官硒、氮和鉀含量，其中200 g/hm2硒處理的效果最好。

關(guān)鍵詞硒；水稻；氮； 磷； 鉀；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)S511文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2015）34-059-03

硒是自然環(huán)境中一種重要的生命元素，1988年中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)將硒列為人類必需的營養(yǎng)元素[1]。硒對(duì)于防治疾病、增進(jìn)健康和防止衰老具有重要意義，被譽(yù)為“生命的奇效元素”。我國2/3的人口存在不同程度的硒缺乏，表現(xiàn)在硒攝入量嚴(yán)重不足[2]，而以飲食方式增加人體硒攝入量已被公認(rèn)為最直接、最有效、最經(jīng)濟(jì)、最安全的補(bǔ)硒途徑。黑龍江省土壤硒水平為0.012～0.643 mg/kg，平均硒含量為0.160 mg/kg[3]，屬于硒含量較低的省份。

黑龍江省是我國重要的商品糧種植區(qū)，是優(yōu)質(zhì)、綠色稻米的主產(chǎn)區(qū)。2015年水稻種植面積達(dá)到400萬hm2，已成全國最大的水稻種植區(qū)。水稻自身對(duì)硒有一定的生物富集作用。研究表明，施用外源硒能顯著增加稻米的硒含量，并且在一定濃度范圍內(nèi)隨著施用硒濃度的增大稻米中硒含量有增加的趨勢[4-7]。目前雖然沒有公認(rèn)硒是植物必需的營養(yǎng)元素之一，但存在于植物體內(nèi)的硒也需與其他養(yǎng)分之間保持一定的比例，以利于植物養(yǎng)分平衡，促進(jìn)生長發(fā)育。在植物體內(nèi)，硒與其他元素之間的相互作用是十分復(fù)雜的，硒與氮、磷、鉀的相互作用報(bào)道較少。筆者采用盆栽試驗(yàn)方法研究不同硒濃度對(duì)水稻成熟期不同器官硒和氮、磷、鉀含量及產(chǎn)量的影響，以期為水稻合理施用硒肥提供理論和技術(shù)依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料采用盆栽試驗(yàn)方法，在黑龍江省八一農(nóng)墾大學(xué)盆栽試驗(yàn)場進(jìn)行，供試水稻品種為墾鑒稻5。供試土壤基礎(chǔ)肥力如下：有機(jī)質(zhì)47.8 g/kg，速效鉀196 mg/kg，堿解氮148.3 mg/kg，速效磷21.2 mg/kg， pH 6.78，全硒 0.013 mg/kg。供試肥料為：尿素（含N 46%）、磷酸二銨（含N 18%，P2O5 46%）、氯化鉀（K2O 60%）、亞硒酸鈉（化學(xué)試劑）。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，分別為0 g/hm2（Se0）、100 g/hm2 （Se1）和200 g/hm2（Se2），每個(gè)處理3次重復(fù)。試驗(yàn)采用直徑30 cm、高50 cm塑料桶，每桶裝土15 kg。施肥量如下：氮100 kg/hm2，P2O5 50 kg/hm2，K2O 60 kg/hm2，其中氮肥按基肥∶返青肥∶分蘗肥∶穗肥=4∶2.5∶1.5∶2比例施用，磷肥以基肥方式一次性施用，鉀肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥為4∶2∶4比例施用。移栽前，先用水泡土3 d，將基肥施入土中混勻。每盆栽水稻3穴，每穴4株。孕穗期葉面噴施亞硒酸鈉，空白噴清水。

1.3樣品制備成熟期，將整盆植株收獲，分別用自來水和蒸餾水清洗，將莖桿（包括稻穗枝梗部分）、葉片、稻谷分開，105 ℃條件下殺青，80 ℃下烘干至恒重。礱谷機(jī)除去稻殼，將稻殼收集起來，然后用精米機(jī)將糙米處理為精米。將莖稈、葉片、稻殼、精米分別粉碎、備用。

1.4測定項(xiàng)目與方法

1.4.1硒含量測定。稱取樣品0.500 0 g左右，置于25 ml三角瓶，加入10 ml混合酸（HNO3/HClO4=4∶1），蓋上彎頸漏斗，靜置過夜后在電熱板低溫砂浴消化l h，然后再逐步升溫，微沸條件下消化至無色并冒白煙，取下，稍冷后加入5 ml HCl（l∶l），繼續(xù)加熱至無色并冒白煙，取下，稍冷卻后，分別加2次蒸餾水約1 ml，然后用5%HCl轉(zhuǎn)入10 ml試管中，并定容至10 ml，同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照。消化后，使用AFS930雙道原子熒光光度計(jì)（北京吉天儀器有限公司）測定硒含量。

1.4.2植物和籽粒的氮、磷、鉀含量測定。樣品采用H2SO4-H2O2消煮，待測液中全氮含量采用半微量凱氏定氮儀測定，全磷含量采用釩鉬黃比色法測定，全鉀含量使用火焰光度計(jì)測定[8]。

1.4.3土壤基礎(chǔ)肥力測定。堿解氮含量測定采用堿解擴(kuò)散法；速效磷含量測定采用Olsen鉬銻抗比色法；速效鉀含量測定采用火焰光度法；有機(jī)質(zhì)含量測定采用丘林法；pH采用酸度計(jì)法[8]。

1.5數(shù)據(jù)處理測驗(yàn)數(shù)據(jù)使用DPS7.05版（Data processing system）軟件和Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2結(jié)果與分析

2.1施硒對(duì)水稻不同器官硒含量的影響從圖1可以看出，施硒能顯著提高水稻各器官硒含量，并且隨著硒濃度的增加，各器官硒含量均顯著增加，各處理間差異極顯著（P<0.01）。水稻不同器官的硒含量的大小順序?yàn)椋喝~片>莖稈>稻殼>精米。Se2處理，水稻各器官的硒含量最高，其中葉片、莖稈和稻殼硒含量分別為Se0處理的2.7倍、2.7倍和3.1倍。Se0處理精米硒含量為0.049 mg/kg，Se1和Se2處理精米的硒含量分別為0.075和0.127 mg/kg，是Se0處理的1.5倍和2.6倍。

注：同一器官內(nèi)不同大寫字母表示差異極顯著（P<0.01）。

圖1施硒對(duì)水稻不同器官硒含量的影響

2.2施硒對(duì)水稻不同器官氮、磷和鉀含量的影響

2.2.1施硒對(duì)水稻氮含量的影響。從圖2可以看出，施硒能顯著提高水稻各器官氮含量。水稻不同器官氮含量的大小順序?yàn)椋壕?葉片>稻殼>莖稈。隨著硒濃度的增加，葉片、莖稈、稻殼和精米氮含量均增加。Se2處理葉片硒含量和稻殼的氮含量的增加幅度較大，其中Se2處理葉片和稻殼氮含量分別比Se0處理增加了8.16%（P<0.01）和15.4%（P<0.01）。方差分析表明，硒處理間精米氮含量差異不顯著。

注：同一器官內(nèi)不同大寫字母表示差異極顯著（P<0.01）；同一器官內(nèi)不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

圖2施硒對(duì)水稻各器官氮含量的影響

2.2.2施硒對(duì)水稻磷含量的影響。從圖3可以看出，施硒能影響水稻各器官磷的含量，但對(duì)不同器官磷含量的影響不同。水稻各器官磷含量的大小順序?yàn)椋壕?葉片>莖稈>稻殼。低濃度硒（Se1）下增加葉片和莖稈的磷含量，高濃度硒（Se2）下葉片和莖稈磷含量下降。隨著硒濃度的增加，稻殼的磷含量下降，精米的磷含量增加。與Se0處理相比，Se2處理稻殼磷含量下降14.03%（P<0.01），精米磷含量增加18.18%（P<0.05）。

注：同一器官內(nèi)不同大寫字母表示差異極顯著（P<0.01）；同一器官內(nèi)不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

圖3施硒對(duì)水稻不同器官磷含量的影響

2.2.3施硒對(duì)水稻鉀含量的影響。從圖4可以看出，施硒能提高水稻不同器官鉀含量。水稻不同器官鉀含量的大小順序?yàn)榍o稈>稻殼>葉片>精米。隨著硒濃度的增加，水稻不同器官鉀含量均有所增加。Se2處理下水稻各器官鉀含量最高，與Se0處理相比Se2處理下葉片、莖桿、稻殼、精米的鉀含量分別增加了10.00%（P<0.01）、8.81%（P<0.05）、11.16%和10.72%（P<0.01）。

注：同一器官內(nèi)不同大寫字母表示差異極顯著（P<0.01）；同一器官內(nèi)不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

圖4施硒對(duì)水稻不同器官鉀含量的影響

2.3施硒對(duì)水稻產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響由表1可知，施硒能改善水稻的產(chǎn)量性狀，提高產(chǎn)量。不同硒濃度處理的水稻穗粒數(shù)和產(chǎn)量差異極顯著，其中Se2處理穗粒數(shù)和產(chǎn)量顯著高于Se1和 Se0處理；隨著硒濃度的增加，水稻結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量增加，各處理間差異顯著，其中Se2處理水稻的結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量最高；隨著硒濃度的增加，水稻小穗數(shù)和千粒重均有所增加，但不同硒濃度處理的小穗數(shù)和千粒重差異不顯著。

表1施硒對(duì)水稻產(chǎn)量性狀及產(chǎn)量的影響

處理小穗數(shù)個(gè)/株穗粒數(shù)個(gè)/株千粒重g結(jié)實(shí)率%產(chǎn)量g/盆

Se08.3a76.5B26.2a92.5a149.0b

Se18.7a79.0B26.4a92.7a150.5b

Se28.9a87.2A26.9a93.1b152.0a

注：同列不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）；同列不同大寫字母表示差異極顯著（P<0.01）。

3結(jié)論與討論

3.1施硒對(duì)水稻不同器官硒含量的影響農(nóng)作物噴施葉面硒肥后，糧食作物含硒量較對(duì)照增加3倍～32倍，水果含硒量增加2倍～4倍，蔬菜增加7倍～60倍，隨著生長期的延長和噴施次數(shù)的增加，農(nóng)作物含硒量也隨之增加[9]。盆栽試驗(yàn)條件下，施硒顯著提高了玉米植株根系、葉片、莖稈、葉鞘和籽粒硒含量，隨著硒濃度的增加，不同器官硒含量也有所增加[10]。周鑫斌等[11]研究發(fā)現(xiàn)葉面噴施亞硒酸鈉后水稻籽粒硒含量是不噴硒處理的7.9倍～11.0倍。方勇[12]水稻葉面施用0～100 g/hm2硒肥，大米硒含量范圍為0.032～1.790 mg/kg，提高了6倍～55倍。玉米、小麥籽粒硒含量與施硒量呈線性相關(guān)[13]。該試驗(yàn)結(jié)果也表明施硒能提高水稻不同器官硒含量，隨著硒濃度的增加，各器官硒含量也增加。100 g/hm2和200 g/hm2精米硒含量是對(duì)照的1.5倍和2.6倍。

3.2施硒對(duì)水稻不同器官氮、磷和鉀含量的影響硒與各營養(yǎng)元素之間的關(guān)系比較復(fù)雜，既有拮抗作用，又有協(xié)助關(guān)系，而且還硒的施用量、作物種類、元素的種類等密切相關(guān)。施硒減少小麥、豆角和芥菜的氮含量[14-15]，但能顯著提高水稻和苦蕎籽粒氮含量[16-17]。低硒處理促進(jìn)煙草氮代謝，而高硒處理抑制氮代謝[18]。該試驗(yàn)結(jié)果表明施硒能顯著提高水稻各器官氮含量，并且隨著硒濃度的增加，葉片、莖稈、稻殼和精米氮含量均增加。馬友華等[19]研究表明高濃度硒（>6.18 mg/kg）降低了煙草全株磷含量，而低硒濃度（<6.18 mg/kg）增加煙草全株磷含量。土壤施用低量硒肥后，降低玉米和大豆籽粒磷含量。硒肥對(duì)作物不同部位的磷含量的影響不同。王勇等[20]研究表明硒肥顯著提高了四葉參幼苗根中的磷含量，降低葉片中的磷含量，而低濃度的硒降低莖中磷含量，高濃度的硒增加其含量。該試驗(yàn)結(jié)果表明施硒顯著提高精米的磷含量，降低稻殼的磷含量；低濃度硒（100 g/hm2）增加葉片和莖稈磷含量，高濃度硒（200 g/hm2）下葉片和莖稈磷含量下降。施用硒肥能增加玉米、小麥、大豆籽粒鉀含量的趨勢[21]。王勇等[20]研究表明低濃度的硒降低莖中的鉀其含量、高濃度的硒增加其含量。該試驗(yàn)結(jié)果表明施硒能提高水稻不同器官鉀含量，并且隨著硒濃度的增加，不同器官鉀含量均增加。

3.3施硒對(duì)水稻產(chǎn)量的影響目前，硒雖然仍不是植物所必需的微量元素，但研究表明它能提高GSHPx活性，從而提高作物抗性，而促進(jìn)作物生長，提高產(chǎn)量。施硒肥的小麥比對(duì)照增產(chǎn) 13.6%～15.2%[22]。研究表明，不同硒濃度對(duì)作物產(chǎn)量影響不同，低硒水平（≤10 mg/kg）玉米籽粒產(chǎn)量顯著增加，高硒水平（≥25 mg/kg）籽粒產(chǎn)量和品質(zhì)下降[10]。該試驗(yàn)結(jié)果表明施硒能改善水稻產(chǎn)量性狀，提高產(chǎn)量，主要是由于施硒顯著提高了穗粒數(shù)而提高了產(chǎn)量。

鑒于上述數(shù)據(jù)均建立在盆栽試驗(yàn)基礎(chǔ)上的，還未進(jìn)行大田驗(yàn)證，在今后的工作中有待進(jìn)一步研究。

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