施硒方式對(duì)油菜生長(zhǎng)和籽粒硒、鎘、鉛含量的影響

陳火云，謝義梅,周 靈，杜 斌，陳 卉，邢丹英

(1.長(zhǎng)江大學(xué)，湖北 荊州 434025; 2.主要糧食作物產(chǎn)業(yè)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 荊州 434025; 3.國家硒產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，湖北 恩施 445000)

硒是人體必需的微量元素，目前已知人體內(nèi)有25種含硒蛋白質(zhì)[1]。硒代半胱氨酸是硒蛋白的一個(gè)組成部分，行使一些重要的功能[2]。持續(xù)多年的硒強(qiáng)化[200 μg/(d·人)]有助于降低癌癥總體發(fā)病率和前列腺癌發(fā)病率[3-4]。而有機(jī)硒的生物利用率高，通過植物轉(zhuǎn)化獲取生物態(tài)有機(jī)硒[5]，經(jīng)膳食攝入更有利于人體吸收。目前，植物的人工富硒方法主要有葉面施硒、土壤施硒、硒液浸種等[6]，但不同作物對(duì)硒酸鹽和亞硒酸鹽的動(dòng)態(tài)吸收規(guī)律顯著不同[7]，農(nóng)作物富硒能力偏低，一般表現(xiàn)為油菜籽>大豆>小麥>稻谷>蠶豆。采用含硒葉面肥使作物富硒已在小麥[8-10]、水稻[11-12]、谷子[13]、蔬菜[14-17]、油料作物[18-20]上得到廣泛應(yīng)用。李俊等[21]通過對(duì)油菜噴施200～400 mg/L硒溶液使油菜籽粒硒含量超過0.3 mg/kg，金明珠等[22]通過硒礦粉處理油菜后使油菜籽粒硒含量均超過0.11 mg/kg，這些施硒方式能有效增加籽粒硒含量。同時(shí)，隨著社會(huì)的飛速發(fā)展，食品鎘、鉛超標(biāo)問題一直被廣為關(guān)注。研究表明，硒能影響植物中有毒金屬的積累和分布[23-24]，植物中的硒也可以與重金屬離子結(jié)合形成金屬硒蛋白復(fù)合物，降低重金屬毒性[25]。前人對(duì)油菜富硒進(jìn)行了大量研究[26-28]，但多數(shù)僅局限于對(duì)單個(gè)品種進(jìn)行硒處理，著重研究油菜富硒效果，忽略了籽粒主要重金屬的積累情況，也未探討施硒后葉片葉綠素含量變化。鑒于此，對(duì)多個(gè)油菜品種施用不同硒肥，分析油菜主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、葉片SPAD值以及籽粒硒、鎘、鉛含量等，探討不同施硒方式對(duì)油菜生長(zhǎng)及籽粒硒、鎘、鉛積累的影響，以期篩選出適宜的施硒方式以及高產(chǎn)、富硒、低重金屬吸收的油菜良種，為當(dāng)?shù)赝茝V富硒油菜特色農(nóng)業(yè)種植提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況與供試材料

試驗(yàn)于2015—2016年在湖北省荊州市長(zhǎng)江大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)基地 (111°150′E，29°260′N,海拔32.6 m) 進(jìn)行，供試土壤有機(jī)質(zhì)含量16.35 g/kg，全氮含量1.15 g/kg，全磷含量0.71 g/kg，全鉀含量7.36 g/kg，堿解氮含量97.50 mg/kg，有效磷含量36.89 mg/kg，速效鉀含量102.91 mg/kg，全硒含量0.35 mg/kg，鎘含量2.1 mg/kg，鉛含量1.2 mg/kg。

供試油菜品種為德選518、華油雜9號(hào)、德新油53、惠油雜6815、楚油雜79、鼎油雜4號(hào)，均由荊州市國豐種業(yè)有限公司提供。硒葉面肥(硒與大量元素和微量元素螯合一體態(tài)水溶性肥，硒含量4%，50 g/包)由長(zhǎng)江大學(xué)作物富硒應(yīng)用技術(shù)研究所提供。活化硒礦粉(硒含量為50 mg/kg)由恩施州三色源生態(tài)農(nóng)業(yè)有限責(zé)任公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用油菜品種和硒處理方式雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。6個(gè)油菜品種為德選518、華油雜9號(hào)、德新油53、惠油雜6815、楚油雜79、鼎油雜4號(hào)。4種硒處理方式為不施硒肥處理(CK)；播前底施活化硒礦粉(XK)，施用量為600 kg/hm2；油菜始花期葉面噴施硒葉面肥(XY)，噴施量為750 g/hm2；播前底施活化硒礦粉+始花期葉面噴施硒葉面肥(XKY)，底施量600 kg/hm2，噴施量750 g/hm2。

10月25日播種，小區(qū)面積為12 m2，種植方式為撒播，重復(fù)3次。播種前耙田時(shí)對(duì)所有處理均施復(fù)合肥(N∶P2O5∶K2O=15∶15∶15)600 kg/hm2、尿素(N 46.2%)225 kg/hm2作基肥，田間管理一致，其他各項(xiàng)管理均采用正常高產(chǎn)栽培措施。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

于硒葉面肥噴施前(0 d)測(cè)定所有處理油菜頂3—5葉SPAD值，之后每7 d，即第 7、14、21 d各測(cè)定1次，共測(cè)量4次。油菜成熟后分小區(qū)收獲，每小區(qū)先采用五點(diǎn)取樣法進(jìn)行考種，測(cè)定株高、莖粗、主軸角果數(shù)、一次分枝角果數(shù)、二次分枝角果數(shù)、產(chǎn)量；對(duì)考種后的材料取油菜籽粒用高速粉碎機(jī)粉碎后過1 mm篩，之后用混合酸(V硝酸∶V高氯酸=4∶1)于170 ℃下消解至無色透明，用 AFS-810原子熒光光譜儀測(cè)定硒含量(具體方法參照GB/T 5009.93—2003《食品中硒的測(cè)定》)，用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICP-MS測(cè)定鎘、鉛含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和SPSS 20.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同施硒方式對(duì)油菜農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，與CK相比，XY、XKY處理油菜平均株高分別增加7.35%、0.54%，平均莖粗分別增加8.12%、0.87%，但差異均未達(dá)到顯著水平；XK處理油菜平均株高、莖粗分別較CK降低1.29%(P<0.05)、6.78%(P>0.05)。不同油菜品種各處理下株高和莖粗存在差異，其中，XY處理下楚油雜79的株高較XK、XKY處理分別顯著增加17.03%、11.33%，莖粗較CK和XK、XKY處理分別顯著增加29.66%和15.61%、16.33%；XY處理鼎油雜4號(hào)莖粗較XK處理顯著增加29.47%。

XK、XY、XKY處理油菜平均一次分枝角果數(shù)和二次分枝角果數(shù)較CK分別增加17.16%、16.12%、7.37%和224.11%、62.50%、128.57%，其中，XK、XY、XKY處理油菜平均一次分枝角果數(shù)與CK存在顯著差異，XK處理油菜平均二次分枝角果數(shù)與CK存在顯著差異；XK、XY處理油菜的平均主軸角果數(shù)較CK分別增加3.48%、3.77%，但差異未達(dá)到顯著水平。不同處理下各品種主軸角果數(shù)、一次分枝角果數(shù)、二次分枝角果數(shù)存在差異，其中，XY處理下華油雜9號(hào)主軸角果數(shù)最高，為83.00個(gè)，高于其他3個(gè)處理，且與XKY處理差異顯著；XK、XY、XKY處理下德新油53一次分枝角果數(shù)均顯著高于CK；XK處理下惠油雜6815一次分枝角果數(shù)、二次分枝角果數(shù)分別較CK顯著增加52.41%、637.70%。

表1 不同施硒方式對(duì)油菜農(nóng)藝性狀的影響

注：同列不同字母表示同一指標(biāo)不同處理間在0.05水平上差異顯著，表3同。

Note: Different letters in the same column mean significant difference between different treatments of the same index at the level of 0.05,the same as Tab.3.

2.2 不同施硒方式對(duì)油菜葉片SPAD值的影響

由表2可知，施用硒葉面肥前，XK、XKY處理油菜葉片平均SPAD值較CK分別顯著降低5.46%、5.97%；施用硒葉面肥7 d后，XK、XY、XKY處理油菜葉片平均SPAD值較CK分別增加6.82%、0.35%、4.78%，其中XK、XKY處理與CK差異顯著；施用硒葉面肥14 d后，XK、XY、XKY處理油菜葉片平均SPAD值較CK分別顯著增加7.59%、7.29%、7.42%；施用硒葉面肥21 d后，XK、XY、XKY處理油菜葉片平均SPAD值較CK分別顯著增加1.32%、9.86%、7.38%，其中，XY、XKY處理與CK差異顯著。可見，硒肥處理均能提高油菜葉片的SPAD值，且隨著油菜生長(zhǎng)，XY、XKY處理對(duì)油菜葉片SPAD值的增加效果更明顯。

表2 不同施硒方式對(duì)油菜葉片SPAD值的影響

注：同列不同字母表示同一時(shí)間不同處理間在0.05水平上差異顯著。

Note: Different letters in the same column mean significant difference at the level of 0.05 among different treatments at the same time.

2.3 不同施硒方式對(duì)油菜產(chǎn)量的影響

由圖1可知，德新油53、惠油雜6815、楚油雜79在XK、XY、XKY處理下的油菜產(chǎn)量均高于CK。其中，德新油53品種在XK、XY、XKY處理下油菜產(chǎn)量分別較CK顯著增加11.98%、16.17%、8.98%；惠油雜6815在XY、XKY處理下油菜產(chǎn)量分別較CK顯著增加27.88%、13.33%；楚油雜79在XY、XKY處理下的油菜產(chǎn)量分別較CK顯著增加14.29%、17.14%。德選518、華油雜9號(hào)、鼎油雜4號(hào)在XK、XY、XKY處理下的油菜產(chǎn)量均略低于CK，但德選518、華油雜9號(hào)3個(gè)硒肥處理與CK差異未達(dá)到顯著水平。XK、XY、XKY處理下6個(gè)油菜品種的平均產(chǎn)量較CK分別增加3.38%、3.88%、2.17%，且XY、XKY處理相比CK對(duì)油菜產(chǎn)量的影響達(dá)到顯著水平。可見，XY、XKY處理能有效增加油菜產(chǎn)量，其中，德新油53、惠油雜6815、楚油雜79在XK、XY、XKY處理下的產(chǎn)量均高于CK，3個(gè)硒肥處理下的平均產(chǎn)量分別較CK提高9.68%、19.44%、13.15%，具備較高的增產(chǎn)潛力。

不同小寫字母表示同一品種不同處理差異顯著(P<0.05)

2.4 不同施硒方式對(duì)油菜籽粒硒、鎘、鉛含量的影響

由表3可知，與CK相比，XK、XY、XKY處理具有促進(jìn)油菜籽粒硒含量提高的作用，且促進(jìn)作用表現(xiàn)為XK

楚油雜79、德選518在XY處理下籽粒硒含量較高，分別為0.297、0.287 mg/kg，籽粒鎘含量分別比CK降低5.88%、6.94%，但鉛含量分別比CK提高5.66%、-5.45%；楚油雜79、鼎油雜4號(hào)、華油雜9號(hào)在XKY處理下籽粒硒含量較高，分別為0.378、0.308、0.306 mg/kg，較CK顯著提高324.72%、271.08%、229.03%，籽粒鎘含量分別比CK降低11.76%、15.60%、4.63%，但籽粒鉛含量與CK無顯著差異。6個(gè)品種中，楚油雜79在3種硒肥處理下的平均籽粒硒含量較CK提高182.40%，平均籽粒鎘含量較CK降低10.64%，具備較好的富硒能力。

表3 不同施硒方式對(duì)油菜籽粒硒、鎘、鉛含量的影響

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，XY、XKY處理促進(jìn)油菜株高、莖粗生長(zhǎng)，且XY處理對(duì)楚油雜79莖粗生長(zhǎng)的促進(jìn)作用優(yōu)于其他處理；XK、XY、XKY處理對(duì)油菜的一次分枝角果數(shù)和二次分枝角果數(shù)均有促進(jìn)作用，較CK分別增加17.16%、16.12%、7.37%和224.11%、62.5%、128.57%，XK、XY處理較XKY處理更有利于促進(jìn)油菜一次分枝角果數(shù)生長(zhǎng)；3個(gè)硒肥處理均能提高油菜葉片的SPAD值，且施葉面肥第21天，XY、XKY處理葉片SPAD值分別較CK和XK處理高9.86%、7.38%和8.42%、5.97%，這與前人研究認(rèn)為適量外源硒能提高葉綠素含量的結(jié)果[29-31]基本一致，但本試驗(yàn)僅探究施硒后葉片SPAD值的變化情況，施硒對(duì)葉片光合效率的影響是否與葉片SPAD值的變化趨勢(shì)一致，有待進(jìn)一步研究。德新油53、惠油雜6815、楚油雜79在3個(gè)硒肥處理下的平均產(chǎn)量分別較CK提高9.68%、19.44%、13.15%；3個(gè)硒肥處理均能提高油菜籽粒硒含量，并對(duì)降低籽粒鎘含量有影響，其中XKY、XY處理提高油菜籽粒硒含量并降低籽粒鎘累積的效果較好，硒含量較CK提高289.04%、253.42%，鎘含量降低12.61%、5.88%，且XKY、XY處理間差異顯著，可見，試驗(yàn)所用硒葉面肥較活化硒礦粉更利于油菜籽粒吸收，這與李俊等[21]的研究結(jié)果一致，播前底施活化硒礦粉并于油菜始花期追施硒葉面肥能使籽粒硒含量顯著提高，這說明單一硒肥處理并未使油菜達(dá)到最大吸收閥值，生產(chǎn)中可適量增加硒肥施用量；6個(gè)品種中，楚油雜79在硒肥處理下，籽粒硒含量較高且鎘含量較低，是具備富硒低鎘特性的優(yōu)勢(shì)良種，但供試油菜品種為江漢平原主推品種，較適宜在試驗(yàn)區(qū)域種植，給予多種硒肥處理后，籽粒富硒能力較好，但品種間遺傳背景存在差異，推廣上應(yīng)因地制宜。綜上，3種施硒方式中，XKY處理提高油菜籽粒硒含量降低鎘含量的效果最佳，可應(yīng)用于油菜富硒生產(chǎn)。楚油雜79在XY、XKY處理下，油菜籽粒能較好地吸收硒肥且鎘積累量較低，是具備富硒低鎘潛力的優(yōu)勢(shì)良種。