葉面噴施硒肥對(duì)不同品種小麥產(chǎn)量及籽粒硒含量的影響

馬鳳霞，王 沛，張 敏，孔凡美*，張小村*

1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東 泰安 271018

2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018

3.肥城農(nóng)業(yè)局，山東 泰安 271000

硒是人體生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的16 種微量元素之一[1]。保證機(jī)體中一定水平的硒含量，可以有效提高人體的抗氧化性和免疫力，對(duì)人體健康十分重要[2-4]。我國(guó)72%的國(guó)土貧硒或缺硒[5-7]，2/3 的人口存在不同程度的硒攝入不足[8，9]，人體長(zhǎng)期硒攝入不足會(huì)造成一系列硒缺乏疾病[10，11]，人體每天應(yīng)攝取50～250μg 硒[12]。然而，人體自身不能合成硒，人體所需的硒主要來自食物[13]。而食物中的有機(jī)硒和無機(jī)硒在生物活性、毒性和生物有效性等方面存在明顯差別，特別是，無機(jī)硒不易被吸收，易對(duì)人體造成毒害。而植物則可以通過自身的生理代謝，將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒[14]，成為人體攝入硒的主要來源之一[15]。因此，以生物源對(duì)人體進(jìn)行補(bǔ)硒是較為安全、科學(xué)和健康的補(bǔ)硒方法[16]。通過田間直接施用硒肥或者葉面噴施硒肥可以顯著提高作物可食部位的硒含量，這種方式是當(dāng)前最常用的補(bǔ)硒手段之一。

小麥?zhǔn)俏覈?guó)第三大糧食作物，在人們的飲食結(jié)構(gòu)中占據(jù)主要地位[17，18]，其含硒量高低與人體的硒營(yíng)養(yǎng)狀況密切相關(guān)[19]。小麥?zhǔn)俏舾行椭参?，?duì)硒的積聚能力較強(qiáng)[20-23]。葉面噴施硒肥即可顯著提高小麥籽粒硒含量，比如，葉面噴施亞硒酸鈉116 g·hm-2可將小麥籽粒中的硒含量平均提高到647.8μg·kg-1[24]，而葉面噴施100 g·hm-2（硒酸鈉）甚至可以將籽粒硒含量增加到2619.0μg·kg-1[25]。因此，通過施硒肥提高小麥含硒量對(duì)解決我國(guó)部分地區(qū)的缺硒問題具有重要意義。本研究通過葉面噴施亞硒酸鈉肥料對(duì)130 份小麥品種（系）籽粒硒含量進(jìn)行研究，以期為富硒小麥生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為130 份小麥品種（系），包括山東品種61 個(gè)、河北品種21 個(gè)、河南品種14 個(gè)、陜西品種11 個(gè)、山西品種7 個(gè)、北京市品種4 個(gè)、江蘇品種3 個(gè)、四川品種2 個(gè)、貴州品種1 個(gè)、云南品種1 個(gè)、歐洲品種3 個(gè)、澳大利亞品種1 個(gè)和加拿大品種1 個(gè)（表1）。

供試硒肥：亞硒酸鈉。

表1 供試小麥品種（系）Table 1 Wheat varieties(lines)tested

1.2 試驗(yàn)方法

130 份小麥材料分別于2012～2013 和2013～2014 小麥生長(zhǎng)季（簡(jiǎn)稱2013 和2014）種植于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)基地（山東省泰安市，東經(jīng)116°20′～117°59′，北緯35°38′～36°28′）。每個(gè)材料種植3 行，行長(zhǎng)3 m。設(shè)置對(duì)照（CK，葉面僅噴施清水）和葉噴硒肥（純硒，120 g·hm-2，亞硒酸鈉）兩個(gè)處理。播前施尿素450 kg·hm-2、過磷酸鈣300 kg·hm-2、氯化鉀100 kg·hm-2作為底肥。小麥孕穗后期葉面噴施0.08 g·L-1的亞硒酸鈉溶液，其它管理按照正常大田管理進(jìn)行。

1.3 樣品采集及處理

小麥播種前，試驗(yàn)地“米”字型布點(diǎn)采集9 份0～20 cm 土層基礎(chǔ)土壤樣品，進(jìn)行土壤基本理化性質(zhì)測(cè)定。2013 年土壤理化性質(zhì)：堿解氮53.80 mg·kg-1、速效磷24.81 mg·kg-1、速效鉀88.60 mg·kg-1、總硒204.02μg·kg-1、pH 7.80；2014 年土壤理化性質(zhì)：堿解氮59.01 mg·kg-1、速效磷23.42 mg·kg-1、速效鉀107.97 mg·kg-1、總硒208.01μg·kg-1、pH 7.70。

小麥?zhǔn)斋@期，每行隨機(jī)取5 株小麥合并作為一個(gè)樣品，稱重后取平均值作為單株籽粒產(chǎn)量。小麥籽粒硒含量采用混合取樣法測(cè)定，籽粒烘干、磨細(xì)、過篩，用于小麥籽粒硒元素測(cè)定。

稱取過100 目篩的小麥粉1.000 g 消解，原子熒光光譜儀測(cè)定籽粒硒含量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 22.0 軟件，方差分析采用LSD 法，聚類分析采用最短距離法，箱線圖作圖采用Origin 9.0 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施硒肥對(duì)不同小麥品種（系）單株籽粒產(chǎn)量的影響

與CK 相比，噴施硒肥的130 份小麥單株籽粒產(chǎn)量有增產(chǎn)也有減產(chǎn)，但其下四分位、中位數(shù)、上四分位、平均數(shù)均較高（圖1）。2013 年，CK 單株籽粒產(chǎn)量平均值為19.80 g，130 份小麥品種（系）單株籽粒產(chǎn)量在10.00～35.40 g 之間；噴施硒肥的130 份小麥品種（系）單株籽粒產(chǎn)量平均值為22.93 g，單株籽粒產(chǎn)量在11.20～39.25 g 之間。總體來看，與CK 相比，噴施硒肥顯著提高了2013 年的小麥單株籽粒產(chǎn)量，平均增產(chǎn)15.81%。2014 年，CK 單株籽粒產(chǎn)量平均值為20.88 g，130 份小麥品種（系）平均單株籽粒產(chǎn)量在6.20～41.00 g 之間；噴施硒肥的130 份小麥品種（系）單株籽粒產(chǎn)量平均值為20.06 g，單株籽粒產(chǎn)量在4.92～40.00 g 之間。2014 年噴施硒肥處理的單株籽粒產(chǎn)量與CK 差異不顯著。

2013 年噴施硒肥的小麥單株籽粒產(chǎn)量最低為11.20 g（山農(nóng)45），最高可達(dá)39.25 g（石新618），中位數(shù)為23.00 g。2014 年噴施硒肥的小麥單株籽粒產(chǎn)量最低為9.80 g（泰山23 和珍珠綠AN2），最高可達(dá)40.00 g（泰山22），中位數(shù)為19.00 g。由兩年平均可見，噴施硒肥使54%的小麥品種（系）單株籽粒產(chǎn)量得到了提高，同時(shí)，也有46%的小麥品種（系）單株籽粒產(chǎn)量不同程度地降低?？偟膩碚f，噴施硒肥對(duì)小麥品種籽粒產(chǎn)量的增加效應(yīng)因品種不同而異。

圖1 葉面噴施硒肥對(duì)小麥單株籽粒產(chǎn)量的影響Fig.1 Effect selenium fertilize on grain yield per plant of wheat

2.2 葉面噴施硒肥對(duì)不同小麥品種（系）籽粒硒含量的影響

2013 和2014 年，噴施硒肥的130 份小麥品種（系）籽粒硒含量均顯著高于CK(圖2)。2013 年，噴施硒肥的130份小麥品種（系）籽粒硒含量平均值為787.9μg·kg-1，籽粒硒含量在46.6～2552.1μg·kg-1之間；而CK 處理籽粒硒含量平均值為78.5μg·kg-1，籽粒硒含量在4.7～253.9μg·kg-1之間。2014 年，噴施硒肥的130 份小麥品種（系）籽粒硒含量平均值為621.2μg·kg-1，籽粒硒含量在160.0～1882.6μg·kg-1之間；而CK 處理籽粒硒含量平均值為60.0μg·kg-1，籽粒硒含量在15.6～178.9μg·kg-1之間。

2013 年噴施硒肥處理的籽粒硒含量與2014 年差異顯著，130 份小麥品種（系）的下四分位、中位數(shù)、上四分位、平均值均高于2014 年。然而，與2013 年相比，噴施硒肥后，2014 年的小麥品種（系）的硒含量范圍更加集中，50%的小麥品種（系）籽粒硒含量集中在387.5～795.0μg·kg-1之間。2013 年噴硒小麥籽粒硒含量最低的品種是2011 品6109（46.6μg·kg-1），最高的是小偃216（2552.1μg·kg-1）。2014 年噴硒小麥籽粒硒含量最低的品種是2011 品6109（160.0μg·kg-1），最高的是小偃216（1880.0μg·kg-1）。

圖2 葉面噴施硒肥對(duì)小麥籽粒硒含量的影響Fig.2 Effect selenium fertilizer on grain selenium content

2.3 葉面噴施硒肥對(duì)不同小麥品種（系）單株籽粒硒累積量的影響

小麥單株籽粒硒累積量與單株硒含量的規(guī)律類似（圖3）。2013 和2014 年，噴施硒肥的130 份小麥品種（系）單株籽粒硒累積量均顯著高于CK。2013 年，噴施硒肥的130 份小麥品種（系）單株籽粒硒累積量平均值為18.2μg，單株籽粒硒累積量在1.3～66.1μg 之間；而CK 處理的130 份小麥品種（系）單株籽粒硒累積量平均值為1.8μg，單株籽粒硒累積量在0.1～6.6μg 之間。2014 年，噴施硒肥的130 份小麥品種（系）單株籽粒硒累積量平均值為12.9μg，130 份小麥品種（系）平均單株籽粒累積量在2.7～63.2μg 之間；而CK 處理的130 份小麥品種（系）單株籽粒硒累積量平均值為1.3μg，單株籽粒硒累積量在0.2～4.4μg 之間。

2013 年噴施硒肥處理的單株籽粒硒累積量與2014 年差異顯著，130 份小麥品種（系）的下四分位、中位數(shù)、上四分位、平均值均高于2014 年。然而，與2013 年相比，噴施硒肥的2014 年的小麥品種（系）的硒累積量范圍更加集中，50%的小麥品種（系）籽粒硒累積量集中在6.3～17.5μg 之間。2013 年噴施硒肥的小麥單株籽粒硒累積量最低的小麥品系為2011 品6109（1.3μg），最高為L(zhǎng)S6045（66.1μg）。2014 年噴施硒肥的小麥單株籽粒硒累積量最低的小麥品系仍為2011 品6109（2.7μg），最高為西農(nóng)9871（63.2μg）。

圖3 葉面噴施硒肥對(duì)小麥單株籽粒累積量的影響Fig.3 Effect selenium fertilizer on grain selenium accumulation per plant

2.4 不同小麥品種（系）單株籽粒含硒量的差異

130 份小麥品種（系）籽粒硒含量、單株籽粒硒累積量、單株籽粒產(chǎn)量存在極顯著差異（表2），表明不同小麥品種對(duì)硒肥的反應(yīng)程度不同。噴施硒肥處理與CK 處理相比，籽粒硒含量、單株籽粒硒累積量以及單株籽粒產(chǎn)量存在顯著差異，表明施硒對(duì)小麥籽粒硒含量、累積量及籽粒產(chǎn)量均有顯著影響。

表2 不同小麥品種間單株籽粒硒含量、硒累積量、產(chǎn)量方差分析Table 2 Variance analysis of selenium content,selenium accumulation and yield of single plant in different wheat varieties(lines)per plant

2.5 葉面噴硒小麥品種（系）聚類分析

根據(jù)兩年硒含量平均值聚類分析表明，把130 份小麥品種（系）可分成3 類（表3），從中篩選出了10 份籽粒硒含量較高的材料。I類硒含量范圍為：1590.7～2216.0μg·kg-1，包括10 個(gè)品種（系）：西農(nóng)889、運(yùn)豐139、LS6045、中優(yōu)9507、西農(nóng)213、小偃92、西農(nóng)9871、陜農(nóng)138、西農(nóng)85 和小偃216，這些小麥品種（系）籽粒硒含量較高。第Ⅱ類硒含量范圍為：860.0～1299.6μg·kg-1，包括28個(gè)品種（系），小麥籽粒硒含量中等。第Ⅲ類硒含量范圍為：103.3～810.9μg·kg-1，包括92 個(gè)品種（系），小麥籽粒硒含量相對(duì)較低。

表3 不同小麥品種(系)籽粒硒含量聚類分析Table 3 Cluster analysis of selenium content in grain of different wheat varieties(lines)

3 討論

本試驗(yàn)研究了葉面噴施硒肥對(duì)130 份小麥品種（系）籽粒含硒量和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明，與CK 相比，2013 和2014 年130 份小麥品種（系）籽粒平均硒含量分別提高了709.4μg·kg-1和561.2μg·kg-1。本試驗(yàn)中，葉面噴施硒肥120 g·hm-2（亞硒酸鈉）后小麥籽粒中硒含量最高（小偃216）可達(dá)2552.1μg·kg-1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過GB13105-1991《食品中硒限量衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的成品糧中含硒量(以硒計(jì))應(yīng)低于300μg·kg-1的要求。可見，葉面噴施硒肥可以顯著提高籽粒中的硒含量，通過葉面噴施硒肥獲取富硒小麥?zhǔn)切兄行У姆椒ǎ且苯幼鳛槭称肥秤眯韪鶕?jù)小麥的加工要求對(duì)小麥最終產(chǎn)品的硒含量進(jìn)一步進(jìn)行確定。

本試驗(yàn)中，130 份小麥品種（系）的籽粒硒含量、積累量均存在顯著的品種間差異。葉面噴施硒肥后籽粒硒累積量最低（2011 品6109）為1.3μg，最高（西農(nóng)9871）達(dá)63.2μg。李韜等[22]對(duì)110份小麥品種（系）籽粒硒含量測(cè)定也表明不同小麥品種間籽粒硒含量存在品種間差異。本試驗(yàn)中西農(nóng)889、運(yùn)豐139、LS6045、中優(yōu)9507、西農(nóng)213、小偃92、西農(nóng)9871、陜農(nóng)138、西農(nóng)85 和小偃216 等10 份小麥材料葉面噴施硒肥可使籽粒硒濃度達(dá)到1590.7～2216.0μg·kg-1，這些品種在今后硒強(qiáng)化或育種利用方面具有較大的應(yīng)用潛力。

劉慧等[24]對(duì)2009～2011 年中國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)655 份小麥籽粒硒含量的研究表明，我國(guó)小麥籽粒硒含量整體表現(xiàn)為北部高于南部、西部高于東部，并推測(cè)籽粒硒含量的這種區(qū)域差異可能與土壤有機(jī)質(zhì)含量的區(qū)域差異有關(guān)。本試驗(yàn)中，同一土壤養(yǎng)分水平下，西部育成的小麥品種籽粒硒含量整體上高于東部，這表明小麥籽粒硒含量西部整體高于東部不僅僅與土壤養(yǎng)分差異有關(guān)，還與小麥品種的富硒特性有關(guān)。

4 結(jié)論

葉面噴施硒肥顯著提高小麥籽粒硒含量，不同小麥品種（系）間籽粒硒含量存在顯著基因型差異。西農(nóng)889、運(yùn)豐139、LS6045、中優(yōu)9507、西農(nóng)213、小偃92、西農(nóng)9871、陜農(nóng)138、西農(nóng)85、小偃216 等10 份小麥品種（系）具有較好的籽粒富硒特性。