2種施硒方式對水稻硒吸收及分布的影響

蔣雄英　莫千持　蔣云偉　黃麗秀　尹輝　趙恒志　范大泳

摘要：【目的】探究不同施硒方式對水稻硒吸收及分布的影響，為富硒水稻栽培和品種選育提供參考?！痉椒ā客ㄟ^盆栽試驗(yàn)，以3個(gè)具有相同遺傳背景的水稻品種（中早22、陵兩優(yōu)22和株兩優(yōu)22）為研究對象，設(shè)土壤施硒（Na2SeO3）1 mg/kg和葉面噴硒20 mL/L 2種處理，成熟期分別測定3個(gè)水稻品種的相關(guān)農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、植株各部位的硒含量及土壤養(yǎng)分含量?！窘Y(jié)果】外源施硒對水稻的生長及產(chǎn)量影響不明顯，但能有效調(diào)控水稻各部位的硒含量。土壤施硒不同處理水稻品種的硒吸收累積量依次為中早22>陵兩優(yōu)22>株兩優(yōu)22，而葉面噴硒處理品種間的硒吸收累積量表現(xiàn)為株兩優(yōu)22>陵兩優(yōu)22>中早22。土壤施硒處理各品種的經(jīng)濟(jì)集硒率表現(xiàn)為中早22>株兩優(yōu)22>陵兩優(yōu)22，中早22稻米硒含量比例為16.5%，是陵兩優(yōu)22（6.6%）的2.5倍;葉面噴硒處理各品種的經(jīng)濟(jì)集硒率則表現(xiàn)為株兩優(yōu)22>陵兩優(yōu)22>中早22，株兩優(yōu)22的稻米硒含量比例為17.3%，是中早22（7.9%）的2.2倍。與葉面噴硒處理相比，土壤施硒處理抑制了土壤的水解性氮含量，提高了土壤全硒和速效鉀的含量。【結(jié)論】添加外源硒能有效調(diào)控稻米的硒含量，土壤施硒方式下中早22更易產(chǎn)出富硒稻米;而葉面噴硒處理后，株兩優(yōu)22的稻米硒含量更高。雜交水稻親本的富硒特性對雜種后代的富硒能力具有不同影響。

關(guān)鍵詞： 水稻;土壤施硒;葉面噴硒;硒分布

中圖分類號： S511? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：2095-1191（2021）01-0123-06

Abstract：【Objective】The different ways of applying selenium on absorption and distribution of selenium in rice were studied to provide reference for cultivation and variety selection of selenium-enrichment rice. 【Method】 Through pot experiment， the three rice varieties with the same genetic background（Zhongzao 22， Lingliangyou 22 and Zhuliangyou 22）as the research object， set two treatments of soil application of selenium（Na2SeO3） 1 mg/kg and foliar application of selenium 20 mL/L， the agronomic characters， yield， selenium content in various positions and soil nutrient content of three rice varieties were determined respectively at the mature stage. 【Result】Adding exogenous selenium had no obvious effects on rice growth and yield， but could effectively control the selenium content of each part in rice. Selenium absorption accumulation of different rice varieties applying selenium to soil ranked as follows：Zhongzao 22>Lingliangyou 22>Zhuliangyou 22， and the absorption accumulation of exogenous selenium for spraying on the leaf was Zhuliangyou 22>Lingliangyou 22>Zhongzao 22. After soil application of selenium， the set of economic rate of selenium performance for each variety was Zhongzao 22>Zhuliangyou 22>Lingliangyou 22， the selenium content ratio of Zhongzao 22 rice was 16.5%， 2.5 times as that of Lingliangyou 22（6.6%）， and after foliar application of selenium， the economic selenium collection rate of each variety was Zhuliangyou 22>Lingliangyou 22>Zhongzao 22， the selenium content ratio of Zhuliangyou 22 rice was 17.3%， 2.2 times as that of Zhongzao 22（7.9%）. Compared with the foliar application of selenium， soil selenium treatment inhibited the hydrolysis nitrogen content of soil， increased the content of total selenium and availa-ble potassium in soil. 【Conclusion】Adding exogenous selenium can effectively regulate the selenium content of rice，? Zhongzao 22 is more likely to produce selenium-rich rice under the mode of soil application of selenium; and after foliar application of selenium， Zhuliangyou 22 selenium content of rice is higher. The selenium-enriched characteristics of hybrid rice parents have different effects on the selenium-enriched ability of hybrid offspring.

Key words： rice; soil application of selenium; foliar application of selenium; distribution of selenium

Foundation item：Guangxi Science Research and Technology Development Project（Guike AD16380194）;Guangxi Innovation Team Building Special Project of National Modern Agriculture Industry Technology System（nycytxgxcxtd-01-08）;Guilin Scientific Research and Technology Development Project（20190215-13）

0 引言

【研究意義】硒是人和動(dòng)物生命中必需的微量元素，對改善人類身體健康有著舉足輕重的作用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常通過施用硒肥來提高作物的硒含量，這也是目前調(diào)控硒生態(tài)及補(bǔ)充和改善硒營養(yǎng)最簡單易行的有效措施（萬海英等，2014）。水稻位列我國三大糧食作物之首，其硒含量直接影響著人體硒營養(yǎng)水平。目前，提高水稻籽粒硒含量的方法主要是通過添加外源硒來提高土壤硒含量，間接促進(jìn)根系對硒的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，或直接進(jìn)行葉面噴施外源硒肥來提高稻米硒含量等。因此，比較不同施硒方式對水稻硒吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，探討不同水稻品種對外源硒的吸收能力和分布差異，對富硒水稻的生產(chǎn)和發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前，關(guān)于提高水稻硒含量的研究及外源硒對水稻生長影響的相關(guān)報(bào)道較多。陳雪等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，通過土壤和葉面添加外源硒能不同程度提高水稻籽粒硒含量，對調(diào)控稻米主食區(qū)人民的硒營養(yǎng)健康有積極作用。黃太慶等（2017，2019）研究表明，添加四價(jià)外源硒能顯著增加水稻各部位全硒含量，使水稻吸收的硒更容易向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)，且更容易在糙米和精米中富集;但施用適量外源硒對水稻產(chǎn)量及生物量影響不顯著。不同水稻品種對外源硒的富集能力也有差異。周鑫斌等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施亞硒酸鈉（Na2SeO3）可顯著提高水稻籽粒硒含量，但不同水稻品種對硒的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力存在差異。朱文東（2014）研究指出，不同水稻品種的富硒能力存在差異，富硒土壤仍需配套種植硒富集能力強(qiáng)的水稻品種。趙敏（2015）通過比較21個(gè)水稻品種添加外源硒后的硒含量，發(fā)現(xiàn)不同水稻品種在同一生育期對硒的富集能力不同，且同一水稻品種對不同形式的外源硒的富集效果也存在差異?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】施用外源硒被認(rèn)為是提高水稻硒含量的重要途徑之一，但不同施硒方式、不同品種富集硒的能力均可影響作物的硒吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)。目前，針對廣西稻區(qū)土壤和葉面施硒后，不同水稻品種的富硒能力、硒在水稻不同部位的分布及利用率的系統(tǒng)研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以3個(gè)具有相同遺傳背景的水稻品種為研究對象，通過盆栽試驗(yàn)，采用土壤施硒和葉面噴硒2種方式，比較3個(gè)水稻品種對土壤硒和葉面硒的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)、積累和分布情況，探索不同外源施硒方式對不同品種水稻硒營養(yǎng)及外源硒利用率的影響，為深入研究富硒水稻栽培和品種選育提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 供試材料

供試水稻品種：中早22、陵兩優(yōu)22和株兩優(yōu)22。3個(gè)水稻品種具有相同的遺傳背景，其中中早22為陵兩優(yōu)22和株兩優(yōu)22的父本。

供試硒肥：Na2SeO3。

供試土壤：桂林市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心水稻育種核心試驗(yàn)基地0～20 cm耕層土壤。土壤基本理化性質(zhì)：pH 6.8，水解性氮128.0 mg/kg，有效磷37.9 mg/kg，速效鉀93.8 mg/kg，有機(jī)質(zhì)31.8 g/kg，全硒0.68 mg/kg。根據(jù)DB45/T 1442—2016《土壤中全硒含量的分級要求》判定該土壤屬于富硒土壤（0.45～3.00 mg/kg）。土壤取回后自然風(fēng)干，去除雜物后過3 mm篩備用。

1. 2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018年7—11月在桂林市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中心水稻育種基地進(jìn)行，采用盆栽法，用直徑30 cm、高25 cm的黑色塑料桶，每桶裝10 kg風(fēng)干土。育秧移栽，7月26日催芽播種，8月8日移栽，每桶定植3穴，每穴1株。施肥量按N∶P2O5∶K2O=1∶0.4∶1.1比例施用，每千克土壤加入純N 0.2 g（尿素，含N 46%），P2O5 0.08 g（生物酶活化磷肥，含P2O5 16%），K2O 0.22 g（氯化鉀，含K2O 60%）;其中氮肥和鉀肥按基肥∶穗肥=7∶3比例分2次施用，磷肥作基肥一次性施用。

試驗(yàn)采用土壤施硒和葉面噴硒2種方式。土壤施硒：每千克土壤加入Na2SeO3 1 mg，作基肥一次性施用。葉面噴硒：于孕穗期噴施20 mg/L的Na2SeO3溶液400 mL。土壤和肥料充分混勻后，淹水浸泡2周以上。每個(gè)品種每個(gè)處理重復(fù)4 次，共計(jì)24桶。水稻全生育期保持土壤處于淹水狀態(tài)，同時(shí)進(jìn)行病蟲害防治。

1. 3 測定項(xiàng)目及方法

水稻成熟后，調(diào)查株高、分蘗數(shù)、有效穗數(shù)等相關(guān)農(nóng)藝性狀，并進(jìn)行樣品采集。將整株水稻連根拔起后分為根系和地上部分，根系用自來水沖洗干凈后，浸泡在0.1%鹽酸溶液中10 min后取出，再用去離子水沖洗3次，不銹鋼剪刀剪碎后用信封儲存，放至恒溫烘箱內(nèi)105 ℃殺青30 min，70 ℃烘干，記載干物重;地上部分裝入網(wǎng)袋自然曬干后進(jìn)行穗長、千粒重、實(shí)粒數(shù)、含水率等考種測定;稻米、谷殼、莖葉和根系分別用不銹鋼磨樣機(jī)粉碎磨細(xì)，用自封袋儲存?zhèn)溆谩?/p>

植株樣品和稻米全硒含量按照GB 5009.93—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中硒的測定》進(jìn)行測定分析。

基礎(chǔ)土壤樣品及收獲后采集的各處理土壤樣品，送至廣西益譜檢測技術(shù)有限公司檢測土壤全硒含量及pH、堿解氮、有效磷、速效鉀和有機(jī)質(zhì)含量。

1. 4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用WPS進(jìn)行整理和制圖，利用SPSS 21.0進(jìn)行方差分析，采用Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行差異性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2. 1 施硒方式對不同水稻品種農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，土壤施硒和葉面噴硒后，3個(gè)水稻品種的株高、穗長、千粒重、根系干重、莖葉干重和籽粒重整體以中早22表現(xiàn)較佳。其中，中早22的株高和穗長顯著高于陵兩優(yōu)22（P<0.05，下同），土壤施硒處理的千粒重和葉面噴硒處理的根系干重也顯著高于陵兩優(yōu)22。但土壤施硒和葉面噴硒后，3個(gè)水稻品種的成穗率、結(jié)實(shí)率和籽粒重差異均不顯著（P>0.05，下同），說明外源硒對水稻產(chǎn)量的影響不明顯。

2. 2 施硒方式對水稻根系、莖葉和籽粒硒含量的影響

由表2可知，土壤施硒和葉面噴硒后，不同品種水稻植株體內(nèi)各部位的硒含量存在明顯差異。對于中早22品種，土壤施硒后其根系硒含量高達(dá)1.329 mg/kg，是葉面噴硒處理的2.56倍;而地上部分中，葉面噴硒處理的莖葉、稻米和谷殼硒含量顯著高于土壤施硒處理，分別是土壤施硒處理的35.53、1.32和1.96倍。對于株兩優(yōu)22品種，2種外源施硒方式對其根系硒含量無顯著影響;而地上部分中，葉面噴硒處理的莖葉、稻米和谷殼硒含量顯著高于土壤施硒處理，分別是土壤施硒處理的9.73、4.13和3.46倍。對于陵兩優(yōu)22品種，土壤施硒后其根系硒含量為1.146 mg/kg，是葉面噴硒處理的1.40倍;而地上部分中，葉面噴硒處理的莖葉、稻米和谷殼硒含量顯著高于土壤施硒處理，分別是土壤施硒處理的7.04、5.57和3.18倍?？偟膩砜?，土壤施硒處理中，中早22的硒吸收累積量最高（2.033 mg/kg），株兩優(yōu)22最低（1.560 mg/kg）;而葉面噴硒處理則為株兩優(yōu)22的吸收累積量最高（5.872 mg/kg），中早22最低（5.580 mg/kg）。表明土壤施硒處理主要通過提高地下部的硒含量來改善植株地上部對硒的吸收累積效應(yīng)，而葉面噴硒處理則是通過直接作用于植株地上部各器官來影響植株對硒的吸收累積。

2. 3 施硒方式對水稻各部位硒分配比例的影響

由圖1可看出，不同施硒方式下，3個(gè)水稻品種不同部位對硒的吸收比例存在差異，但整體變化趨勢相似。由圖1-A可知，土壤施硒處理中早22植株吸收的硒主要滯留在根系中，分配比例為65.4%;其次為稻米和谷殼，硒分配比例分別為16.5%和12.4%，莖葉的硒分配比例最低;葉面噴硒處理中早22植株吸收的硒主要滯留在莖葉中，分配比例為73.9%，稻米的硒分配比例為7.9%，低于土壤施硒處理。由圖1-B可知，土壤施硒處理株兩優(yōu)22植株吸收的硒也主要滯留在根系中，分配比例為50.4%，稻米硒分配比例為15.8%;葉面噴硒處理株兩優(yōu)22植株吸收的硒主要滯留在莖葉中，分配比例為57.0%，稻米硒分配比例為17.3%，略高于土壤施硒處理。由圖1-C可知，陵兩優(yōu)22在不同施硒方式下，其植株吸收的硒在各部位的變化趨勢與株兩優(yōu)22基本一致，其中土壤施硒處理稻米的硒分配比例為6.6%，葉面噴硒處理稻米的硒分配比例為12.6%，高于土壤施硒處理，但低于株兩優(yōu)22葉面噴硒處理稻米的硒分配比例。

由此可見，土壤添加外源施硒，中早22的經(jīng)濟(jì)集硒率（可食用部分稻米的硒含量占整個(gè)植株體內(nèi)總硒含量的比例）最高，其次為株兩優(yōu)22，陵兩優(yōu)22最低;葉面噴施外源硒，株兩優(yōu)22的經(jīng)濟(jì)集硒率最高，其次為陵兩優(yōu)22，中早22最低。

2. 4 外源硒對水稻土壤養(yǎng)分含量的影響

由表3可看出，3個(gè)水稻品種土壤施硒處理的土壤全硒含量均顯著高于葉面噴硒處理，但土壤pH和有機(jī)質(zhì)含量無顯著差異。中早22葉面噴硒處理的土壤水解性氮含量顯著高于土壤施硒處理，土壤有效磷和速效鉀含量無顯著差異;株兩優(yōu)22土壤施硒處理的土壤有效磷含量顯著低于葉面噴硒處理，土壤速效鉀含量顯著高于葉面噴硒處理，土壤水解性氮含量無顯著差異;陵兩優(yōu)22土壤施硒處理的土壤水解性氮含量顯著低于葉面噴硒處理，土壤速效鉀含量顯著高于葉面噴硒處理，土壤有效磷含量無顯著差異。

3 討論

本研究以3個(gè)具有相同遺傳背景的雜交水稻品種為試驗(yàn)材料，分析比較各水稻品種對硒的吸收特性，以探究雜交后代及親本對不同方式外源硒的富集能力。研究發(fā)現(xiàn)，土壤施硒和葉面噴硒后，3個(gè)水稻品種的籽粒重差異均不顯著，說明添加外源硒對水稻產(chǎn)量影響不明顯，其主要原因可能是硒僅為一種微量元素，并非作物的必須營養(yǎng)元素，故不構(gòu)成作物產(chǎn)量的主要限制因子。與劉永賢等（2017）研究指出噴施含硒葉面肥后水稻并無明顯增產(chǎn)效果及韋葉娜等（2017）研究發(fā)現(xiàn)施用一定濃度的硒對秈稻泰選1號產(chǎn)量無顯著影響的研究結(jié)果相似，但與吳永堯等（2000）研究證實(shí)施硒肥能提高水稻抵御外界惡劣條件的抗性，增強(qiáng)抗氧化能力，進(jìn)而提高水稻產(chǎn)量的結(jié)果存在差異，這種差異可能與試驗(yàn)所用水稻品種不同有關(guān)，不同水稻品種對硒的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)能力不同而導(dǎo)致結(jié)果的差異性。

本研究發(fā)現(xiàn)，添加外源硒能有效調(diào)控水稻植株體內(nèi)各部位的硒含量，3個(gè)水稻品種對不同方式外源硒的吸收利用各有差異。土壤添加亞硒酸鹽后，中早22較其他2個(gè)品種的根系能吸收更多的硒，并更容易將可利用形態(tài)的硒通過木質(zhì)部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)，與李圣男等（2015）研究得出在缺硒土壤上添加富硒有機(jī)肥能有效提高玉米植株對硒的吸收量，且根系吸收的硒更容易轉(zhuǎn)移到地上部的研究結(jié)果相似，哈新芳等（2017）也發(fā)現(xiàn)施用適量富硒有機(jī)肥能顯著提高水稻各組織器官特別是根部硒含量。而葉面噴硒處理后，株兩優(yōu)22對硒的吸收累積量最高，且葉面噴硒處理3個(gè)品種的硒吸收累積量均高于土壤施硒處理，與陳雪等（2017）研究發(fā)現(xiàn)葉面噴施等量的外源硒后，博Ⅲ優(yōu)和三香628的地上部硒含量顯著高于土壤施硒處理的結(jié)果相似。這可能是葉面噴施的硒直接被莖葉吸收，未接觸土壤，不容易被土壤固定，減少了土壤根系吸收的漫長過程，進(jìn)而提高了植株對硒的利用率（劉媛媛等，2014）。

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（責(zé)任編輯 王 暉）