張宏旺,張得平,陳慧珠,石保峰 ,賈海江,首安發(fā),唐新蓮,魯 婷,沈方科
(1.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院/植物科學(xué)國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(廣西大學(xué)),廣西 南寧 530005;2.廣西壯族自治區(qū)煙草公司賀州市公司,廣西 賀州 542899;3.廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司,廣西 南寧 530001)
【前人研究進(jìn)展】硒是動物和人體營養(yǎng)的必需微量元素,在環(huán)境和食物鏈中,硒與動物的生長發(fā)育和人體健康存在密切關(guān)系,其在防癌、抗癌、抗衰老和提高免疫力、保護(hù)肝臟和心肌健康等作用等方面具有重要作用[1-2]。環(huán)境中硒過量或缺乏均會導(dǎo)致人體和動物產(chǎn)生疾病,故硒的重要性受到了空前重視。隨著吸煙與健康問題的日益突出,煙草的可用性和安全性已成為重要的研究方向之一。許多疾病的產(chǎn)生,特別是一些癌癥(如肺癌)與煙氣焦油和煙氣自由基有關(guān)。卷煙燃燒后產(chǎn)生的自由基的活性很高,進(jìn)入人體后能引起細(xì)胞損傷,同時還可直接與DNA結(jié)合使細(xì)胞轉(zhuǎn)化[3]。而硒具有抑制脂質(zhì)過氧化、清除活性氧自由基的生物功能,從而可以保護(hù)細(xì)胞膜免受損傷,起到降低基因突變、修復(fù)DNA的作用。硒能降低煙氣中有害物質(zhì)尤其是焦油含量和毒性,抑制腫瘤產(chǎn)生,從而可以減輕吸煙對人體健康的危害。王美珠等[4]研究發(fā)現(xiàn)香煙含硒量與焦油含量和自由基濃度呈顯著負(fù)相關(guān);香煙主氣流中硒的含量是香煙含硒總量的8%~11%,香煙中的硒對人體血清中硒水平有輕微影響,抽吸高硒煙可起到微量的補(bǔ)硒作用?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】磷、硫均是烤煙生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素,在煙株體內(nèi)的含量分別占干重的0.15%~0.6%、0.2%~0.5%[5-6]。磷、硫的豐缺對煙株的生發(fā)育、煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)等具有重要的影響[5,7-9]。相關(guān)研究表明,磷、硫、硒3種元素在土壤中均以陰離子形態(tài)被植株吸收,磷或硫元素的豐缺影響植物對硒的吸收與積累[10-12]。張繼榛等[13]、Bloem E等[14]研究均表明磷、硫間存在顯著的正交互作用。因此,合理施用磷、硫肥可促進(jìn)植物對硒的吸收,在富硒土壤上種植煙草或向煙草施用硒肥,生產(chǎn)富硒煙葉以提高煙葉安全性是一個重要研究方向。【研究意義】了解現(xiàn)有的硫或磷對煙草中吸收硒的變化及影響,探討某一種煙草品種在不同的施肥水平下,即不同濃度磷、硫水平下,對煙草硒含量吸收的影響,揭示土壤中硫、磷的交互作用對煙草硒吸收的影響,為富硒煙草的施肥方式及增加煙草硒含量的方法上提供科學(xué)依據(jù)?!緮M解決的關(guān)鍵問題】通過土培實(shí)驗(yàn),探明最佳的磷、硫施用量,以提高種植在富硒土壤上的煙葉硒含量,同時為煙草生產(chǎn)的減肥降本、增產(chǎn)提質(zhì)增效提供技術(shù)參考。
供試植物為云煙205,試驗(yàn)于2016年2~7月在廣西大學(xué)溫室進(jìn)行。供試土壤為高硒土壤,實(shí)驗(yàn)前風(fēng)干捶碎,過1 cm篩,混勻備用。其理化性質(zhì)為:pH為4.5,有機(jī)質(zhì)含量33.13 g/kg,堿解氮含量400 mg/kg,速效磷(P2O5)含量13.2 mg/kg,全磷含量1.92 mg/kg,速效鉀(K2O)含量110.5 mg/kg,全鉀含量12.94 mg/kg,全硒含量1.0 mg/kg。
1.2.1 磷硫交互作用對旺長期烤煙硒吸收的影響 采用盆栽試驗(yàn),每盆裝風(fēng)干土2.5 kg,各種施肥設(shè)計(jì)用量水平見表1。試驗(yàn)設(shè)7個處理(T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7),每個處理3次重復(fù),每個重復(fù)1盆,其中處理T1為不施加硫和磷的對照。裝土盆栽器皿大小為:直徑12 cm、高18 cm,每盆移栽一株煙苗對試驗(yàn)過程進(jìn)行嚴(yán)格管理,保持土壤濕潤和保障植株無病蟲害發(fā)生。于移栽后40 d(旺長期)采集土壤樣品和植株樣品,測定土壤pH和煙草硒含量等指標(biāo)。
表1 旺長期烤煙盆栽試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Pot experiment design of flue-cured tobacco at vigorous period
1.2.2 硫、磷的交互作用對成熟期烤煙硒吸收的影響 采用盆栽實(shí)驗(yàn),每盆裝入風(fēng)干土10 kg,各種施肥設(shè)計(jì)用量水平見表2,共設(shè)7個處理(C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7),每個處理3次重復(fù),每個重復(fù)1盆,其中C1為不施加磷和硫的對照,每盆移栽1株煙苗。保持土壤濕潤,其中2/3氮肥做基肥,1/3氮肥于移栽后30 d追施。于移栽后75 d(成熟期)采集土壤樣品和植株樣品,測定煙草硒含量和土壤pH等指標(biāo)。
分別于煙苗移栽后40、75 d時按地上部分和地下部分采收煙草,洗凈過去離子水后,105 ℃殺青30 min,65 ℃烘干至恒重。煙草植株樣品經(jīng)烘干、磨樣、過0.25 mm篩,備用。土壤樣品自然風(fēng)干后,磨細(xì)過后備用。
表2 成熟期烤煙盆栽試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 2 Pot experiment design of flue-cured tobacco at mature period
煙葉硒、磷、硫含量的測定:稱取0.2000 g植物樣品于高壓消解罐底部,加入8 mL優(yōu)級純硝酸,放置通風(fēng)櫥中加蓋靜置過夜。第2天給高壓消解罐上套上鐵罐,擰緊,在150 ℃烘箱中烘5 h,直至樣品被消解完全,待冷卻取出放置趕酸板上,120 ℃進(jìn)行趕酸,趕至黃豆粒大小,然后加5 mL濃鹽酸(1∶1)于100 ℃還原0.5 h,冷卻后用小漏斗轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中,超純水定容,搖勻,然后再將溶液進(jìn)行過濾,最后使用ICP-MS測定植株硒、磷、硫等含量。
pH值測定:稱10 g土壤樣品放于50 mL燒杯中,加入25 mL去離子水,放入磁鐵,在磁力攪拌器的工作下攪動15 min,靜置0.5 h后即可浸入pH復(fù)合電極測量pH值。
采用Microsoft Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算處理,用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
2.1.1 不同濃度硫磷含量對旺長期烤煙地上部生物量(干重)的影響 從圖1可以看出,在旺長期,增施不同濃度的硫磷均可以顯著提高煙草的生物量,其中T2、T3、T4和T6處理間的生物量沒有顯著差異,比T1生物量要高,但是T5、T7處理的地上部生物量比T1顯著提高。T1的生物量最少(5.5 g/株),T7處理的生物量最高(8.82 g/株),T4是T1的1.76倍。
圖1 不同濃度硫磷含量對旺長期烤煙地上部生物量(干重)的影響Fig. 1 The effects of different concentrations of sulphur and phosphorus on above-ground biomass (dry weight)of flue-cured tobacco at vigorous stage
以烤煙地上部生物量(Y)為目標(biāo)函數(shù),以硫磷施用量為變量,編碼值X1(P2O5)、X2〔(NH4)2SO4〕,根據(jù)二次回歸飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)[16],建立二元二次回歸方程[17]:
Y=6.66+0.61X1+0.59X2-0.25X1X2+1.05X12-0.76X22。
從回歸方程可知,煙草的地上部生物量與增施的硫磷含量呈拋物線,增施不同濃度的硫磷可以提高煙草的地上部生物量。對地上部生物量的回歸方程求偏導(dǎo)數(shù):
0=0.61-0.25X2+2.1X10=0.59-0.25X1-1.52X2
解得編碼值為X1=-0.24、X2=0.44。將編碼值進(jìn)行換算,地上部生物量達(dá)到預(yù)測最高時的施加硫磷方案是P=6.57 mg/kg、S=6.95 mg/kg,地上部生物量最高預(yù)測值是18.76 g/pot。
2.1.2 不同濃度硫磷含量對旺長期烤煙地上部硒含量的影響 從圖2可以看出,與對照相比,增施不同濃度的硫磷含量可以顯著提高煙草的含硒量,T2和T5處理的地上部硒含量有顯著提高,而T3、T4、T6處理的地上部硒含量與T1沒有顯著差異,T7處理的地上部硒含量顯著低于對照。除對照外,其他6個處理有顯著差異。其中,T5處理的地上部硒含量最高(0.35 mg/kg),T7處理的硒含量最低(0.21 mg/kg),兩者之間差1.66倍。
以煙草地上部硒含量(Y)為目標(biāo)函數(shù),以硫磷施用量為變量,編碼值X1(P2O5)、X2〔(NH4)2SO4〕,根據(jù)二次回歸飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)[16],建立二元二次回歸方程[17]:
Y=0.275+0.0285 X1+0.0085 X2-0.0115 X1X2+0.0525 X12-0.0285 X22
圖2 不同濃度硫磷含量對旺長期烤煙地上部硒含量的影響Fig. 2 The effects of different concentrations of sulphur and phosphorus on selenium content in aboveground part of flue-cured tobaccoat vigorous stage
c根據(jù)回歸方程可知,在[-2,2]的范圍內(nèi),硫磷含量與煙草地上部硒含量的效應(yīng)影響呈拋物線。在一定范圍內(nèi),施加硫磷營養(yǎng)會提高煙草地上部含量。對烤煙地上部硒含量的回歸方程求偏導(dǎo)數(shù),建立方程如下:
0=0.0285-0.0115 X2+0.105
X10=0.0085-0.0115 X1-0.057 X2
解得編碼值X1=-0.25、X2=0.20,換算編碼值,可以得到烤煙地上部硒含量最高的硫磷濃度P=0.285 g/kg、S=0.272 g/kg,烤煙地上部硒含量最高值預(yù)測值為0.365 mg/kg。
2.1.3 不同濃度硫磷含量對旺長期烤煙地下部硒含量的影響 從圖3可以看出,施加不同含量的硫磷對旺長期烤煙地下部的硒含量有較為顯著的影響。與對照相比,T7處理地下部硒含量顯著低于對照,T2、T3、T4和T5處理地下部硒含量要高于對照,而T2和T5處理的地上部硒含量有顯著提高。7個處理中,煙草地下部硒含量最高的是T5(0.81 mg/kg),地下部硒含量最低的是T7(0.43 mg/kg)。
圖3 不同濃度硫磷含量對旺長期烤煙地下部硒含量的影響Fig. 3 The effects of different concentrations of sulphur and phosphorus on selenium content in under-ground part of flue-cured tobacco at vigorous stage
以煙草地下部硒含量(Y)為目標(biāo)函數(shù),以硫磷施用量為變量,編碼值X1(P2O5)、X2〔(NH4)2SO4〕,根據(jù)二次回歸飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)[16],建立二元二次回歸方程[17]:
Y=0.61+0.06 X1+0.01 X12-0.04 X1X2+0.18 X12-0.14 X22
對單因子效應(yīng)進(jìn)行分析(mg/kg):在[-2,2]的范圍內(nèi),硫磷含量與煙草地下部硒含量的效應(yīng)影響呈拋物線。將烤煙地下部硒含量的回歸方程求偏導(dǎo)數(shù),得到的方程如下:
0=0.06-0.04 X1+0.36 X2
0=0.01-0.04X1-0.28X2。
求得編碼值X1=-0.16、X2=0.34,將編碼值進(jìn)行換算,得到施加硫磷營養(yǎng)的方案P=0.605g/kg、S=0.5974 g/kg,得到最佳的烤煙地下部硒含量為0.708 mg/kg。
2.1.4 不同濃度硫磷含量對旺長期烤煙土壤pH的影響 從圖4可以看出,與對照相比,增施不同濃度的磷硫后土壤pH有所增高。T5、T6處理的pH顯著高于對照,T2、T3處理間沒有顯著差異,T4、T7處理的pH值顯著低于對照。在土壤中施加不同濃度的硫磷營養(yǎng)后,T5和T6的pH顯著高于其他處理,T4、T7處理的pH則顯著低于其他處理。土壤pH最高的為T5處理(4.12),最低的為T7處理(4.00)。
圖4 不同濃度硫磷含量對旺長期烤煙土壤pH值的影響Fig. 4 The effects of different concentrations of sulphur and phosphorus on soil pH of flue-cured tobacco at vigorous stage
以土壤pH(Y)為目標(biāo)函數(shù)、硫磷施用量為變量,編碼值 X1(P2O5)、X2〔(NH4)2SO4〕根據(jù)二次回歸飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)[16],建立二元二次回歸方程[17]:
Y=4.036+0.028 X1+0.028 X2+0.008 X1X2+0.037 X12+0.025 X22
從回歸方程可知土壤的pH與硫磷濃度呈正相關(guān)。對土壤pH的回歸方程求偏導(dǎo)數(shù),建立方程如下:
0=0.028+0.008 X2+0.074 X1
0=0.028+0.008 X1+0.05 X2。
解得編碼值為X1=0.047、X2=-0.568,將編碼值進(jìn)行換算,得到土壤pH最高的硫磷施加方案P=4.037 g/kg、S=4.028 g/kg,可得到土壤pH最高預(yù)測值為5.392。
2.2.1 不同濃度硫磷含量對成熟期烤煙地上部硒含量的影響 從圖5可以看出,在成熟期,與對照相比,增施不同濃度的硫磷后對烤煙地上部硒含量高有顯著影響。其中,C3、C7間沒有顯著差異,在增施硫磷處理中,只有C5比對照的硒含量高,與其他處理相比具有顯著差異;C4的地上部硒含量最低、為0.57 mg/kg,煙草地上部硒含量最高的是C5(0.83 mg/kg),C5比C4增加46%。C2處理的地上部硒含量是0.76 mg/kg,C3處理的地上部硒含量是0.62 mg/kg,可見,單施加磷營養(yǎng)要比單施加硫營養(yǎng)促進(jìn)烤煙地上部對硒的吸收效應(yīng)。施加不同的硫磷含量后,地上部硒含量最高的與對照C1相比,C5比C1增加了14%。
圖5 不同濃度硫磷含量對成熟期烤煙地上部硒含量的影響Fig. 5 The effects of different concentrations of sulphur and phosphorus on selenium content in above-ground part of flue-cured tobacco at mature period
以煙草地上部硒含量(Y)為目標(biāo)函數(shù)、硫磷施用量為變量,編碼值X1(P2O5)、X2〔(NH4)2SO4〕,根據(jù)二次回歸飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)[16],建立二元二次回歸方程[17]:
Y=0.575+0.069 X1-0.001 X2+0.054 X1X2+0.164 X12+0.005 X22
從回歸方程可知煙草地上部硒含量(75 d)與硫磷濃度呈正相關(guān)。根據(jù)地上部硒含量回歸方程求偏導(dǎo)數(shù),得到方程如下:
0=0.069+0.054 X2+0.328 X1
0=-0.001+0.054 X1+0.01 X2
求得編碼值為X1=-2.04、X2=-10.9,換算編碼值,求得施加硫磷方案P=1.114 g/kg、S=1.76 g/kg,那么可以算得地上部硒含量最高預(yù)測值為1.09 mg/kg。
2.2.2 不同濃度硫磷含量對成熟期烤煙地下部硒含量的影響 從圖6可以看出,與對照相比,增施不同濃度的硫磷對成熟期烤煙地下部硒含量有明顯變化。其中,沒有施加硫營養(yǎng)C2處理的地下部硒含量是0.52 mg/kg,沒有施加磷營養(yǎng)C3處理的地下部硒含量是0.42 mg/kg,從地下部硒含量來看,C2處理比C3處理的地下部硒含量增加24%,單施加磷營養(yǎng)要比單施加硫營養(yǎng)促進(jìn)烤煙地上部對硒的吸收效應(yīng)。其中,C4、C5和C6處理的地下部硒含量顯著高于C1,而其他處理的硒含量與C1沒有顯著差異,煙草地下部硒含量最高的是C6處理(0.75 mg/kg),最低的是C3處理(0.42 mg/kg)。增施硫磷含量后,地下部硒含量最高的C6處理比T1增加70%。
圖6 不同濃度硫磷含量后對成熟期烤煙地下部硒含量的影響Fig. 6 The effects of different concentrations of sulphur and phosphorus on selenium content in under-ground part of flue-cured tobacco at mature period
以煙草地下部硒含量(Y)為目標(biāo)函數(shù)、硫磷施用量為變量,編碼值 X1(P2O5)、X2〔(NH4)2SO4〕,根據(jù)二次回歸飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)[16],建立二元二次回歸方程[17]:
Y=0.677+ 0.083X1+0.033 X2+0.043 X1X2-0.183X12+ 0.019X22
對單因子效應(yīng)進(jìn)行分析(mg/kg):在[-2,2]的范圍內(nèi),硫磷含量與煙草地下部硒含量的效應(yīng)影響呈拋物線。對烤煙地下部硒含量的回歸方程求偏導(dǎo)數(shù),建立方程如下:
0=0.083+0.043X2-0.366X1
0=0.033+0.043X1+0.038X2
解得編碼值為X1=-0.70、X2=-7.89,換算編碼值后,得到地下部硒含量最高的硫磷施加方案P=0.53 g/kg、S=1.60 g/kg,那么可以得到成熟期烤煙地下部硒含量最高預(yù)測值為0.807 mg/kg。
2.2.3 不同濃度硫磷含量對成熟期烤煙土壤pH的影響 從圖7可以看出,與對照相比,其他處理的土壤pH值存在差異,增施不同濃度的硫磷后對烤煙土壤的pH值有一定影響。沒有施加硫營養(yǎng)C2處理的土壤pH為4.38,沒有施加磷營養(yǎng)C3處理的土壤pH為4.32,單施加磷營養(yǎng)的土壤pH值要比單施加硫營養(yǎng)的土壤pH高,在施加硫磷的處理中,沒有施加磷營養(yǎng)的C3處理明顯要比其他處理pH值低。
圖7 不同濃度硫磷含量后對成熟期烤煙土壤pH值的影響Fig. 7 The effects of different concentrations of sulphur and phosphorus on soil pH of flue-cured tobacco at mature period
以土壤pH(Y)為目標(biāo)函數(shù)、硫磷施用量為變量,編碼值 X1(P2O5)、X2〔(NH4)2SO4〕,根據(jù)二次回歸飽和D-最優(yōu)設(shè)計(jì)[16],建立二元二次回歸方程[17]:
Y=4.373+0.024X1-0.006 X2+0.004X1X2-0.026X12+0.007 X22
在[-2,2]的范圍內(nèi),硫磷含量與土壤pH呈拋物線。對土壤pH的回歸方程求偏導(dǎo)數(shù),得到方程如下:
0=0.024+0.004 X2-0.052 X1
0=-0.006+0.004 X1+0.014 X2
求得編碼值為X1=0.48、X2=0.41,換算編碼值,得到施加硫磷方案P=4.379 g/kg、S=4.37g/kg。
磷是植物生長過程中三大必需營養(yǎng)元素之一,幾乎參與了作物光合作用各個階段的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、光合產(chǎn)物運(yùn)轉(zhuǎn)和能量傳遞,是作物生長發(fā)育過程中必不可少的養(yǎng)分,對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)等具有重要的影響。硫是繼氮、磷、鉀之后作物生長發(fā)育所需要的第四大主要營養(yǎng)元素,是構(gòu)成含硫氨基酸和蛋白質(zhì)的基本營養(yǎng)元素,又能合成其他重要的生物活性物質(zhì),參與酶的活化等生理活動。因此,磷、硫能調(diào)節(jié)植物代謝,提高產(chǎn)量和改善產(chǎn)品品質(zhì)[18-20]。
本研究結(jié)果表明,磷、硫營養(yǎng)的施用均提高了旺長期烤煙地上部的生物量,T1處理烤煙的生物量最低(5.5 g/株),T7處理的生物量最高(8.82 g/株),T7處理的生物量是T1的1.6倍。土壤中增施不同濃度的硫、磷水平含量后煙草地上部生物量明顯提高,這與王越等[21]、梁紅[22]、田苗等[23]研究結(jié)果類似。
磷與硒在土壤中均以陰離子形態(tài)被植物吸收,其離子半徑和理化性質(zhì)類似。硫與硒同為周期表第ⅥA族元素,其原子大小基本相同,鍵能、電離性質(zhì)、電子親和力和電負(fù)性相近,植物體內(nèi)硫、硒的同化途徑相似[24]。因此磷、硫營養(yǎng)元素的施用情況也是影響植物吸收硒的重要環(huán)境因素之一。楊奎等[25]研究指出,土壤全硫、全磷等影響土壤硒的賦存形態(tài),土壤有效磷、有效硫通過提高水稻生物可利用態(tài)硒含量,從而影響土壤硒向水稻籽粒遷移轉(zhuǎn)化。姚歡等[26-27]研究發(fā)現(xiàn),磷肥的施用促進(jìn)土壤硒的有效性提高、磷的濃度增加也促進(jìn)水稻對硒的吸收;但是關(guān)于磷促進(jìn)土壤硒有效性的研究存在一定差異。劉勤等[11]研究表明,在土壤-稻株的系統(tǒng)中,磷、硒之間的關(guān)系既相互促進(jìn)又相互拮抗。本實(shí)驗(yàn)中,旺長期除T1外,其他6個處理的地上部硒含量有顯著差異。其中,T5的地上部硒含量最高(0.35mg/kg),T7的硒含量最低(0.21 mg/kg),兩者之間相差1.66倍,硒含量最高的T5處理比T1高1.4倍。地下部硒含量在增施不同濃度硫磷含量后有顯著區(qū)別,其中,T5處理的地下部硒含量最高(0.81 mg/kg)。與對照相比,T4、T5處理的硒含量均有提高,而T6、T7處理的硒降低,可見,T5處理的硫磷營養(yǎng)對于烤煙富硒的效應(yīng)是協(xié)同作用,而T6、T7兩個處理的硫磷營養(yǎng)對于烤煙富硒的效應(yīng)是拮抗作用。成熟期時,對于地上部硒含量,處理C2、C3、C6和C7 4個處理與C1的硒含量沒有顯著差異,處理C5明顯比C1的地上部硒含量高, C4處理的地上部硒含量顯著低于C1;而對于地下部硒含量,處理C2的硒含量高于C1,處理C3與C1的硒含量沒有顯著差異,處理C4、C5、C6和C7的硒含量顯著高于C1。所以,對成熟期來說,處理C5中硫磷營養(yǎng)對于烤煙富硒的效應(yīng)是協(xié)同作用, C2、C4、C6和C7這4個處理中硫磷營養(yǎng)對于烤煙富硒的效應(yīng)則是拮抗作用。因此磷硫交互作用對于煙草富硒效性的協(xié)同作用,受植物的生育時期及磷硫營養(yǎng)的比例而不同。另外,無論旺長期還是成熟期,單施加磷營養(yǎng)的處理和單施加硫營養(yǎng)的處理效應(yīng)相比,單施加磷營養(yǎng)的處理的地上部和地下部的硒含量均高于單施加硫營養(yǎng)的處理,可見,施用單效應(yīng)的磷、硫?qū)熑~的硒增加是正效應(yīng),單加磷的富硒效果比單加硫的效果要好。旺長期的烤煙地上部硒含量明顯低于地下部的,這與前人的研究結(jié)果[12]一致;而成熟期的烤煙,地上部的硒含量與地下部的硒含量沒有明顯差異,根系對硒的含量變化不大。王曉芳等[28]研究發(fā)現(xiàn),硒非積累植物成熟時莖、葉中硒含量很低,而籽粒中的硒濃度與地下部的硒濃度基本一致。這也可能與硒在植物中的轉(zhuǎn)運(yùn)及土壤中的硒形態(tài)有關(guān),硒在土壤中與可氧化硫化物結(jié)合硒可能轉(zhuǎn)化為硒酸鹽后通過硫酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)子被水稻吸收[29],而轉(zhuǎn)化為亞硒酸鹽后通過水通道[30]或磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)子[31]被水稻吸收;王鵬等[32]研究發(fā)現(xiàn),磷素可以活化土壤中穩(wěn)定態(tài)硒,同時也可提高硒酸鹽的生物有效性。
土壤中硒存在的化學(xué)形態(tài)很大程度上由土壤pH值決定,因此影響硒的有效性。Geering等[27]測定了紫花苜蓿在中性和酸性土壤上對Se4+的積累量,發(fā)現(xiàn)當(dāng)植物生長的土壤pH較高時,吸收的硒含量同樣也高。Hawrylak[33]試驗(yàn)表明,隨著土壤pH值的增加,吸附基上的Se4+會被氫氧化鐵所取代,使Se4+進(jìn)入溶液,從而導(dǎo)致硒有效性增加。本研究表明,在旺長期時,土壤pH最高的是T5處理,地下部硒含量最高的也是T5;在成熟期,土壤pH最高的是C6處理,同樣地下部硒含量最高的也是C6處理,說明磷硫營養(yǎng)同施與土壤pH 存在一定的相關(guān)性。在兩個生育期,T5、C5兩個處理采用高磷中硫水平磷硫營養(yǎng)設(shè)計(jì),土壤pH值提高,同時烤煙的硒積累量明顯高于其他處理,這與劉宇、嚴(yán)佳等關(guān)于pH值影響硒的有效性的研究結(jié)果一致[34-35],說明合理施用一定水平的磷硫營養(yǎng)有利于提高土壤硒的有效性,從而促進(jìn)烤煙硒的積累量增加。
根據(jù)旺長期時烤煙地上部硒含量的回歸方程:Y=0.275+0.0285X1+0.0085X2-0.0115X1X2+0.0525X12-0.0285X22,得到烤煙地上部硒含量最高的硫、磷濃度:P=0.285 g/kg,S=0.272 g/kg??緹煹厣喜课孔罡咧殿A(yù)測值為0.365 mg/kg;而成熟期烤煙地上部含硒量回歸方程:Y=0.575+0.069X1-0.001X2+0.054X1X2+0.164X12+0.005X22,可以得到施加的硫磷方案:P=1.114 g/kg,S=1.76 g/kg,得到的地上部硒含量最高預(yù)測值為1.09 mg/kg。施加不同的硫磷水平營養(yǎng)后,從烤煙吸收硒的效應(yīng)來看,烤煙對于硒的吸收是整個生長期都在進(jìn)行的,成熟期吸收的硒含量比旺長期明顯增多。
磷、硫各自單效應(yīng)在提高煙葉的硒含量的效應(yīng)上為正效應(yīng),過高磷、硫交互作用為負(fù)效應(yīng),合理的磷硫比促進(jìn)煙葉硒含量的提高。對于成熟期的烤煙,施加硫、磷營養(yǎng)的方案是:P=1.114 g/kg,S=1.76 g/kg,可以促進(jìn)烤煙地上部的富硒效應(yīng),提高地上部硒含量。成熟期、旺長期兩個時期烤煙地下部的硒含量沒有顯著差異,成熟期的煙葉硒含量要比旺長期的要高。說明煙葉對硒的吸收是一個持續(xù)的過程。不同的磷硫水平處理的土壤pH值表現(xiàn)出一定的差異性,其對應(yīng)處理的煙葉硒含量也具有差異。這有可能與不同的磷、硫營養(yǎng)比例施用有關(guān),導(dǎo)致土壤理化性質(zhì)的變化,提高了土壤硒的有效性,從而促進(jìn)植物對土壤硒的吸收。