施硒對紫云英硒積累及土壤硒狀況的影響

吳一群 林瓊 顏明娟 陳子聰 張輝 高洋帥

摘 要 通過設(shè)置7個不同的施硒（Na2SeO3）水平（0、0.5、1、2、4、8、16、32 mg/kg），研究硒對紫云英（Astragalus sinicus）硒積累及土壤硒狀況的影響。結(jié)果表明：硒肥對紫云英株高、莖粗、生物量等生長性狀影響不明顯；隨著施硒量的增加，紫云英含硒量也隨之增加，兩者相關(guān)性（r=0.99**）達(dá)到極顯著水平；隨著硒肥用量的增加，硒肥利用率不斷下降，不同處理硒肥利用率為0.89%～3.25%；隨著施硒量的增加，土壤中的全硒和有效硒含量也隨之增加，但是土壤中硒的殘留率卻有著相反的趨勢，不同處理硒的殘留率為41.82%～82.64%。

關(guān)鍵詞 硒；紫云英；土壤；吸收；積累

中圖分類號 S551.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Effects of Selenium Application on Selenium Accumulation of Astragalus sinicus and Selenium Status in Soils

WU Yiqun1， LIN Qiong1， YAN Mingjuan1， CHEN Zicong1， ZHANG Hui1*， GAO Yangshuai2

1 Institute of Soil and Fertilize， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou，F(xiàn)ujian 350013， China

2 Agriculture bureau of Changtai county in Fujian province， Changtai，F(xiàn)ujian 363900， China

Abstract An experiment was carried out to study the effects of applying selenium with different seven concentrations（0， 0.5， 1， 2， 4， 8， 16， 32 mg/kg）on selenium accumulation of Chinese milk vetch（Astragalus sinicus）and selenium status in soils. The results indicated that selenium application did not exert its significant positive influence on stem diameter and height， and biomass. However， Chinese milk vetch selenium content was increased with the increment in the selenium supplementation level， and there were greatly significant correlation（r=0.99**）between them. The utilization rate of selenium fertilizer was decreased with the increment in the selenium supplementation level， and the utilization rates of selenium fertilizer were 0.89%-3.25% under different treatments. The concentrations of total selenium and available selenium in soil were increased with the increment in the selenium supplementation level， but the residual rate of selenium in soil had the opposite trend， and the residual rates of selenium were 41.82%-82.64% under different treatments.

Key words selenium；Astragalus sinicus；soil；absorption；accumulation

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.01.005

硒是人體必需的微量元素，硒缺乏可引起多種疾病，膳食中硒含量與消化道癌癥等發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)[1]。福建省處于土壤呈酸性紅壤區(qū)，土壤中的硒與鐵或鋁容易形成復(fù)合物[2-3]，大大降低了植物對硒的吸收，硒進(jìn)入食物鏈?zhǔn)茏?，使可利用硒的含量減少，紅壤區(qū)土壤普遍存在著缺硒現(xiàn)象[4-5]。紫云英（Astragalus sinicus）為黃芪屬，乃富硒植物，在我國南方稻區(qū)冬閑田中廣泛種植。植物通過硒的吸收把無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒降低了硒的毒性[6]，富硒紫云英不僅可以作為青草飼料用于動物補(bǔ)硒[7]，還可以作為蔬菜為人體直接補(bǔ)硒[8]，同時可以作為富硒大米生產(chǎn)的有機(jī)硒源[9]，因此富硒紫云英的栽培有著重要的意義。前人研究表明通過外源噴施硒肥能夠提高紫云英硒含量[10]，但是對于通過土壤施用的方法研究硒對紫云英生長及硒在土壤中的積累轉(zhuǎn)化規(guī)律還鮮有報道。本文通過在水稻土中添加不同量的外源硒研究紫云英對硒的吸收積累及硒在土壤中的積累轉(zhuǎn)化規(guī)律，以期為富硒紫云英種植以及外源硒的施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料及試驗(yàn)設(shè)計

供試紫云英品種（系）為福建省農(nóng)科院土肥所繁育的“閩紫6號”，種子經(jīng)消毒、浸泡12 h后播種，每盆播種10粒。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計 試驗(yàn)設(shè)8個處理，Na2SeO3的用量分別0、0.5、1、2、4、8、16、32 mg/kg（處理代號分別Se0、Se1、Se2、Se3、Se4、Se5、Se6、Se7），其它肥料每個處理都一樣，磷用過磷酸鈣300 mg/kg，鉀用氯化鉀70 mg/kg，所有肥料與土壤拌勻一次性施入，每盆裝土10 kg，每個處理3次重復(fù)，共24盆，供試土壤有效硒15.49 ug/kg，全硒0.30 mg/kg，pH 6.22，有機(jī)質(zhì)19.8 g/kg，堿解氮166.6 mg/kg，有效磷35.36 mg/kg，速效鉀88.33 mg/kg。

1.2.2 分析測定方法 紫云英收獲后測定株高、莖粗等生長指標(biāo)，然后用去離子水洗滌干凈，裝于紙袋中105 ℃殺青30 min，70 ℃烘干稱重。植株及土壤樣品均用硝酸-高氯酸（4 ∶ 1）消解，用氫化物發(fā)生-原子熒光法測定硒含量[11]。以0.1 mol/L KH2PO4溶液提取測定土壤有效硒含量[12]。硒殘留率為植株收獲后土壤增加的含硒量占原施硒量的百分率。

1.2.3 統(tǒng)計分析方法 原始數(shù)據(jù)的分析采用Excel 2003版軟件處理，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用DPS12.5版軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同硒施用量對紫云英生長的影響

如表1所示，Se0～Se7處理的植株的株高在49.89～59.22 cm之間、莖粗在0.55～0.62 cm之間，單株干重在4.51～5.08 g之間；對處理之間的株高、莖粗及單株干重進(jìn)行方差分析，除Se2與Se4處理莖粗出現(xiàn)明顯差異外，其它都未表現(xiàn)出明顯的差異，表明硒肥的施用不會影響紫云英的正常生長。

2.2 不同硒施用量對紫云英硒積累及硒肥利用率的的影響

如圖1所示，隨著施硒量的增加，紫云英硒含量也隨之增加，Se0～Se7處理紫云英植株硒含量為0.07～2.93 mg/kg，土壤施硒量和植株硒含量之間的相關(guān)性達(dá)到了極顯著水平（r=0.99**）；與Se0處理相比，Se1～Se7處理植株硒含量分別增加了2.25～42.95倍。從硒肥的利用效率來看（圖2），Se1～Se7處理硒肥利用率為0.89%～3.25%，隨著硒肥施用量的增加，硒肥利用率不斷下降。

2.3 不同施硒量對土壤全硒含量及硒殘留率的影響

如圖3所示，隨著施硒量的增加土壤中全硒的含量增加，Se0～Se7處理土壤全硒含量為0.29～6.40 mg/kg，與Se0相比，Se1～Se7處理土壤全硒含量增加65.02%～2 106.84%，施硒能提高土壤全硒含量。

從硒在土壤中的殘留率來看（圖4），Se1～Se7處理硒在土壤中的殘留率為41.82%～82.64%，且隨著硒施用量的增加呈下降的趨勢，這與硒肥利用效率的變化趨勢一致，說明施用大量硒肥的情況下，施入土壤中的硒大部分通過其它的途徑損失掉了。

2.4 不同施硒量對土壤有效硒的影響

如圖5所示，Se0～Se7土壤有效硒含量為15.30～74.37 ug/kg，隨著施硒量的增加土壤有效硒含量也不斷增加；與Se0相比，Se1～Se7處理有效硒含量分別增加3.44%～386.06%；對土壤全硒含量與有效硒含量進(jìn)行相關(guān)分析（圖6），兩者之間的相關(guān)系數(shù)達(dá)到了極顯著水平（r=0.98**）。

3 討論

本試驗(yàn)中，隨著硒肥用量的增加，紫云英植株硒含量也明顯的增加，施硒量與紫云英含硒量之間的相關(guān)性達(dá)到了極顯著水平（r=0.99**），最高硒施用量處理Se7（32 mg/kg）紫云英植株的硒含量比不施硒處理提高了29.3倍，達(dá)到了2.93 mg/kg，且植株中的硒含量存在著繼續(xù)增加的趨勢（見圖1），而其他研究人員通過外源噴施亞硒酸鈉紫云英硒含量最高可達(dá)到10 mg/kg以上[10，13]，其可能原因是本試驗(yàn)采用的是土壤施硒的方法，外源的亞硒酸鈉在施入土壤以后將產(chǎn)生轉(zhuǎn)化、固定及揮發(fā)等作用[14]，影響了紫云英植株對硒的吸收。但是如果以0.01～0.10 mg/kg鮮樣硒含量作為富硒蔬菜標(biāo)準(zhǔn)（DB6124.01-2010），本試驗(yàn)中硒肥施用量為0.5 mg/kg時，紫云英硒含量比不施硒肥處理增加了2.25倍（見圖1），達(dá)到了富硒蔬菜的標(biāo)準(zhǔn)。與其他作物在高硒環(huán)境中嚴(yán)重影響作物生長的情況不同[15]，高量施硒并不會影響紫云英的生長，說明紫云英作為聚硒類植物對高硒環(huán)境具有良好的適應(yīng)能力，符合硒污染修復(fù)植物的要求[16]，可作為硒污染修復(fù)植物進(jìn)行利用。

可溶性的亞硒酸鈉施入土壤后，可發(fā)生SeO32-的吸附、沉淀、氧化還原等物理、化學(xué)反應(yīng)與土壤結(jié)合，可被微生物吸收而轉(zhuǎn)化為生物態(tài)有機(jī)硒，使可溶態(tài)硒轉(zhuǎn)變成非可溶態(tài)，這是土壤吸收、保持硒的主要機(jī)制[17]。隨著硒肥用量的增加土壤中的全硒和有效硒含量也不斷增加，為植物對硒的吸收利用提供了基礎(chǔ)[18]。本試驗(yàn)隨著施硒量的增加土壤有效硒含量也不斷增加，兩者之間相關(guān)系數(shù)達(dá)到了極顯著水平（r=0.98**）。吳雄平[19]、武體俠等[20]研究表明低溶度硒對土壤酶活性有不同程度的激活效應(yīng)，而高溶度硒對土壤酶會產(chǎn)生抑制作用。因此在硒肥施用的過程中其對環(huán)境的影響是一個需要考慮的重要因素。本試驗(yàn)中硒肥的利用率只有0.89%～3.25%（見圖2），隨著硒施用量的增加其利用率不斷下降，這與胡華鋒等[21]在紫花苜蓿上的研究結(jié)果相似，大部分的硒肥殘留在土壤中或通過其它途徑損失掉。從硒在土壤中的殘留率來看，土壤中的殘留率為41.82%～82.64%（見圖4），隨著硒肥用量的增加硒在土壤中的殘留率不斷下降，說明在大量硒肥施用的情況下，硒肥將通過生物甲基化作用[22-23]和淋失[24]兩個途徑損失，崔曉陽等[25]研究推測生物甲基化作用并非其主要的損失途徑，那么淋失就是造成外源硒損失的主要途徑，這可能會引起水體的硒污染[26-27]。因此在富硒紫云英種植的過程中應(yīng)該謹(jǐn)慎大量施用硒肥，對于如何提高硒肥利用率，以及硒肥施用對環(huán)境的影響還需要進(jìn)一步的研究。

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