施用含硒有機(jī)肥對(duì)粉葛產(chǎn)量及硒吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的影響

王艷 楊遠(yuǎn)寧 王學(xué)禮 曹升 歐昆鵬

摘 ?要：本研究采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，設(shè)置6個(gè)處理，研究增施不同量含硒有機(jī)肥對(duì)粉葛生長(zhǎng)、產(chǎn)量及硒在粉葛不同器官中富集狀況的變化，探討增施含硒有機(jī)肥對(duì)粉葛產(chǎn)量和硒吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的影響。結(jié)果表明：隨著施肥量的增加，凈光合速率先降低后升高，胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）和氣孔導(dǎo)度（Gs）則逐漸遞增。施用含硒有機(jī)肥均顯著提高了粉葛塊根中的硒含量，塊根硒含量最大值達(dá)0.084 mg/kg，比對(duì)照處理提高58.49%。藤/塊根、蘆頭/塊根中硒的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均有降低，說明隨著施肥量的增加，更多的硒被固定在塊根中;根際土壤中總硒含量比對(duì)照提高6.9%～27.4%，有效態(tài)硒含量提高了9.5%～34.8%。施肥均顯著提高了商品薯中的硒積累量，各處理分別比對(duì)照提高了39.64%、13.73%、29.79%、47.66%和69.95%。綜合考慮肥料成本、產(chǎn)量及塊根硒積累量等因素，實(shí)際生產(chǎn)中施肥量6000 kg/hm2較為合適。綜上所述，增施生物有機(jī)肥可提高粉葛的光合作用，促進(jìn)其生長(zhǎng)，提高塊根產(chǎn)量及硒積累量。研究結(jié)果為含硒有機(jī)肥調(diào)控下粉葛富硒栽培提供了理論參考。

關(guān)鍵詞：粉葛;硒;吸收;轉(zhuǎn)運(yùn);有機(jī)肥

Abstract： A randomized block test with six experimental treatments using no selenium containing organic fertilizer as CK was undertaken to reveal the effect of growth situation， yield and selenium absorption and transportation of Pueraria thomsonii?Benth in different fertilization mode. Results showed that net photosynthetic rate first decreased and then increased， intercellular CO2 concentration， transpiration rate and stomatal conductance increased with the increase of fertilizer application. The selenium concentration in the roots of P. thomsonii?Benth was significantly increased with applying of selenium containing organic fertilizer， the maximum selenium concentration of root was 0.084 mg·kg-1， which was 58.49% higher than the control. Compared with the control， the transport coefficients of selenium in rattan / tuber and basal?part?of?stem / tuber decreased， more selenium was fixed in the root tuber with the increase of fertilization. The total selenium concentration in rhizosphere soil increased by 6.9%-27.4%， and the available selenium concentration increased by 9.5%-34.8%. The accumulation of selenium in commodity production was significantly increased， compared with the control group， the increase was 39.64%， 13.73%， 29.79%， 47.66% and 69.95%， respectively. Considering fertilizer cost， yield and selenium accumulation in root， fertilizer rate of 6000 kg·hm-2 is suitable in actual production. In a word， the application of bioorganic fertilizer could improve the photosynthesis， promote the growth， and increase the yield of root and the accumulation of selenium. The yield and commodity rate of root tuber were improved with applying selenium containing organic fertilizer. The results would provide a theoretical reference for P. thomsonii?Benth Se-enriched cultivation under the regulation of organic fertilizer containing selenium.

Keywords： Pueraria thomsonii?Benth; selenium; absorption; transport; organic fertilizer

硒（Se）是人類和動(dòng)物健康必須的微量元素之一[1]，其營(yíng)養(yǎng)保健作用包括抗氧化衰老、抗腫瘤以及提高人體免疫力等[2-4]。大量研究表明，大約15%的人硒元素?cái)z入不足[5]，長(zhǎng)期缺硒可導(dǎo)致克山病等多種疾病[6-7]。我國(guó)大約有72%的縣（市）存在不同程度的硒缺乏，其中1/3為嚴(yán)重缺硒區(qū)，硒攝取不足人口達(dá)3億以上[8]。但廣西屬于富硒地區(qū)，截止2017年底，廣西富硒土壤面積為2.95104 km2，約占全國(guó)的1/5，是我國(guó)目前地球化學(xué)調(diào)查圈定的最大面積的連片富硒土壤[9]。然而，卻出現(xiàn)了“富硒土壤不一定長(zhǎng)出富硒農(nóng)產(chǎn)品”的現(xiàn)象[10]，富硒農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)出很大程度上與土壤硒生物有效性有關(guān)。已有研究表明，土壤中能被植物吸收利用的有效硒非常少，一般不到總硒的5%，與土壤性質(zhì)及土壤硒的存在形式密切有關(guān)[11-12]。廣西廣泛分布紅壤，而紅壤中的硒主要以四價(jià)（亞硒酸鹽態(tài)）存在，容易被紅壤中大量存在的鐵鋁氧化物、黏土礦物吸附形成鐵鋁復(fù)合體，導(dǎo)致紅壤中硒生物有效性較低[13]。目前，通過施用外源硒已成為生產(chǎn)富硒農(nóng)產(chǎn)品的主要途徑，如通過葉面噴硒使得甘薯塊根的硒含量達(dá)311.3 μg/kg，比對(duì)照提高8.54倍[14];土壤施硒肥為300 g/hm2時(shí)，馬鈴薯產(chǎn)量提高22.4%，有機(jī)硒的轉(zhuǎn)化率達(dá)到81.98%，產(chǎn)品達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)[15]。食用富硒農(nóng)產(chǎn)品已經(jīng)成為人體補(bǔ)硒的安全有效途徑[16]。

粉葛（Pueraria thomsonii?Benth）屬豆科，是一種多年生藤本落葉植物。粉葛的塊根屬于傳統(tǒng)中藥材，具備清熱去火、滋補(bǔ)養(yǎng)顏、解暑防暑等功效[17]，因此，粉葛有著“南葛北參”的美譽(yù)，且已被列入國(guó)家“藥食兩品”名錄。廣西作為“粉葛之鄉(xiāng)”，年產(chǎn)量突破百萬(wàn)噸，形成了全國(guó)重要的粉葛產(chǎn)品集散地。而近年來，廣西推廣的粉葛無公害栽培中有機(jī)肥使用的比重越來越大[18]。已有研究表明，施用外源硒可提高馬鈴薯[15]、甘薯[19]等薯類作物的產(chǎn)量、品質(zhì)及硒含量。但施用外源硒對(duì)粉葛產(chǎn)量及硒吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的影響還未見報(bào)道。因此，本研究采用大田試驗(yàn)，在施用不同量的含硒有機(jī)肥條件下，分析外源硒對(duì)粉葛產(chǎn)量及硒吸收轉(zhuǎn)運(yùn)的影響，研究結(jié)果將為廣西富硒粉葛的栽培種植及硒肥的有效利用等提供指導(dǎo)，對(duì)富硒粉葛產(chǎn)品認(rèn)證及推動(dòng)粉葛產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有較大意義。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

試驗(yàn)地位于廣西南寧市上林縣三里鎮(zhèn)龍樓村（23°30′52″ N，108°47′50″ E），年平均氣溫20.9?℃，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，土壤類型為石灰土，土壤基本理化性質(zhì)為：pH7.85，全N、P、K含量分別為1.71、0.61、4.52 g/kg，有機(jī)質(zhì)26.11 g/kg，堿解N 52.03 mg/kg，速效P 55.65 mg/kg，速效K 237.5 mg/kg，全硒0.708 mg/kg。

供試粉葛品種為廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所選育的‘桂粉葛1號(hào)。試驗(yàn)所用含硒有機(jī)肥，其基本理化性質(zhì)為：pH 8.87，總硒含量50.55?mg/kg，有效硒0.806 mg/kg，有機(jī)質(zhì)231.32 g/kg，北海立地肥業(yè)有限公司生產(chǎn)，市售。

1.2 ?方法

1.2.1 ?試驗(yàn)設(shè)計(jì) ?試驗(yàn)設(shè)置6個(gè)施肥水平：0、6?000、12?000、18?000、24?000、30?000 kg/hm2，記為CK、A1、A2、A3、A4、A5，每個(gè)處理重復(fù)3次;采用傳統(tǒng)的壟作種植方式，每小區(qū)3溝3壟，小區(qū)面積25 m2，小區(qū)間間距0.9?m，壟距0.85?m，壟高0.4 m，株距0.4 m，密度為12?000株/hm2。隨機(jī)區(qū)組排列，區(qū)組內(nèi)順序排列，試驗(yàn)田周邊設(shè)保護(hù)行。按N 90 kg/hm2（尿素），P2O5 90 kg/hm2 （過磷酸鈣），K2O 135 kg/hm2（硫酸鉀）于起壟前一次性施入作底肥。含硒有機(jī)肥施肥時(shí)間為2018年4月9日，在粉葛種植前作基肥施入土壤，于2018年12月4日收獲，采集樣品測(cè)定。

1.2.2 ?項(xiàng)目測(cè)定 ?土壤基本理化性質(zhì)測(cè)定參照鮑士旦[20]的方法： pH值采用酸度計(jì)（梅特勒-托利多SevevMulti型pH計(jì)）進(jìn)行測(cè)定;有機(jī)質(zhì)采用H2SO4-K2CrO7外加熱法測(cè)定;全氮采用半微量開氏法測(cè)定;全磷及速效磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定;全鉀及速效鉀采用火焰光度法測(cè)定;土壤硒的測(cè)定參照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T 1104?2006），植株硒的測(cè)定參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法（GB 5009.93?2010），同時(shí)以GBW07408和GBW10012標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作質(zhì)控（HG-AFS，AF-610A原子熒光光譜儀，北京瑞利儀器公司）測(cè)定[21]。

1.2.3 ?相關(guān)系數(shù) ?轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)（TF）=粉葛地上部分硒含量（mg/kg）/粉葛地下部分硒含量（mg/kg）。

硒積累量（g/hm2）=粉葛塊根硒含量（mg/kg）×每公頃粉葛產(chǎn)量（kg/hm2）。

1.3 ?數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行制表和繪圖，采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理。采用Duncans檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?含硒有機(jī)肥處理下粉葛各部位硒含量

增施含硒有機(jī)肥后能顯著提高粉葛各部位的硒含量。從表1可以看出，對(duì)照處理下，硒含量大小為葉>藤>蘆頭>塊根，塊根中的硒含量最低，為0.053 mg/kg。施硒肥處理下粉葛葉的硒含量為0.376～0.540 mg/kg，除A3處理外，其他處理之間差異不顯著。各處理粉葛的藤硒含量為0.225～ 0.361?mg/kg，A1處理的含量最高，達(dá)到0.361?mg/kg，A3處理最低，為0.225?mg/kg。蘆頭硒含量為0.121～0.135 mg/kg且各處理之間差異不顯著。與CK處理相比，各施肥處理均能顯著提高塊根硒含量，其中，硒含量最高的A5處理相比對(duì)照提高了58.49%。

2.2 ?含硒有機(jī)肥對(duì)粉葛硒積累特征的影響

施用含硒有機(jī)肥有利于富集較多的硒保留在塊根中。從表2可以看出，根施含硒有機(jī)肥后，降低了硒由塊根向蘆頭和藤中的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)，但葉/塊根轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)與含硒有機(jī)肥的施用無明顯相關(guān)性。蘆頭/塊根轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)為1.01～1.42，隨著施肥量的增加，轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)逐漸遞減，最低的是A5處理，為1.01，最高的是CK，為1.42。藤/塊根轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)與蘆頭/塊根轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)有類似的規(guī)律，為1.90～ 3.40，最高的是A1處理，為3.40，最低的是A5處理，為1.90，是對(duì)照處理的65%。

2.3 ?含硒有機(jī)肥處理對(duì)粉葛產(chǎn)量和硒積累量的影響

含硒有機(jī)肥的處理促進(jìn)了粉葛產(chǎn)量和商品率的提高。從表3可以看出，粉葛的產(chǎn)量為27.14～ 29.90 t/hm2，與對(duì)照處理相比，在施用含硒有機(jī)肥后，除A2處理的產(chǎn)量略有下降外，A1、A3、A4和A5處理的產(chǎn)量分別提高了1.96%、0.36%、8.44%和2.69%。各處理下商品薯產(chǎn)量為23.82～ 27.94 t/hm2，A1、A3、A4和A5處理的商品薯產(chǎn)量相比CK分別提高10.46%、5.99%、14.98%和7.17%。在商品率指標(biāo)中，除A2處理外，其余處理相比CK均有所提高。

含硒有機(jī)肥的施用顯著提高了粉葛硒積累量和商品薯的硒積累量。從圖1可以看出，施肥處理中粉葛硒積累量分別為1.88、1.66、1.80、2.03和2.38?g/hm2，相比對(duì)照分別提高了28.99%、13.47%、23.15%、39.04%和63.01%;商品薯硒積累量分別為1.80、1.46、1.67、1.90和2.19 g/hm2，比對(duì)照分別提高了39.64%、13.73%、29.79%、47.66%和69.95%。

2.4 ?根施不同量硒肥后粉葛的光合特性

根施不同量的硒肥后，光合效率整體呈先下降后升高的趨勢(shì)。從圖2可以看出，A5處理的凈光合速率（Pn）達(dá)到最大值13.05 μmol/（m2·s），相比CK提高15.18%。A3處理的氣孔導(dǎo)度（Gs）最小，為0.07?mol/（m2·s），最高的為A5處理的0.142?mol/（m2·s），二者相差102.86%。各處理的胞間CO2濃度（Ci）均高于CK且差異顯著，A5處理的Ci最大，為281.01?μmol/mol，比CK的183.36?μmol/mol高53.25%。經(jīng)過根施硒肥各處理的粉葛蒸騰速率（Tr）均高于CK，A5處理的Tr最高，為4.12?mmol/（m2·s），比CK的2.35 mmol/（m2·s）高75.32 %。

2.5 ?施用含硒有機(jī)肥對(duì)土壤pH、總硒和有效硒含量的影響

施用含硒有機(jī)肥均提高了土壤總硒和有效硒含量，土壤pH略有上升。從表4可以看出，當(dāng)施肥量達(dá)到24?000 kg/hm2以上時(shí)，土壤總硒含量有了顯著提高，最高為A4處理，達(dá)0.902 mg/kg，與對(duì)照相比提高了27.4 %。同時(shí)，隨著施肥量的增加，土壤有效硒含量也逐漸提高，最高的為A5處理，達(dá)57.0?μg/kg，比對(duì)照提高34.8%。土壤pH為8.69～8.74，最高為A2處理的8.74，與對(duì)照處理相比差異顯著，其余處理的pH差異不顯著。

3 ?討論

本研究中發(fā)現(xiàn)，施用含硒有機(jī)肥提高了粉葛塊根的產(chǎn)量，這與施肥處理顯著提高粉葛的光合效率有關(guān)。已有研究表明，施用有機(jī)肥可有效地提高薯類作物木薯在塊根膨大期的SPAD值和塊根形成期及塊根膨大期葉片葉綠素含量和光合強(qiáng)度，促進(jìn)莖葉生長(zhǎng)，進(jìn)而提高產(chǎn)量[22]。推測(cè)原因?yàn)橛袡C(jī)肥養(yǎng)分齊全，肥料的利用率高[23]。施用含硒有機(jī)肥不僅能提高粉葛塊根的產(chǎn)量，對(duì)提高塊根的商品薯產(chǎn)量及商品率效果更好。在處理為6000 kg/hm2這一較低施肥量時(shí)，塊根產(chǎn)量比對(duì)照處理提高了1.96%，各處理中塊根產(chǎn)量提高最多達(dá)8.44%;同時(shí)，6000 kg/hm2處理下商品薯產(chǎn)量比對(duì)照處理提高了10.46%，而各處理中商品薯提高效果最好可達(dá)14.98%。推測(cè)原因?yàn)槭┯煤袡C(jī)肥后改善了土壤結(jié)構(gòu)，有利于塊根生長(zhǎng)，使得薯形發(fā)育良好、整齊度高，進(jìn)而保證了商品薯的產(chǎn)量和商品率[24]。從商品薯中硒累積量來看，施肥處理下商品薯硒積累量比對(duì)照處理高13.73%～69.95%，最低施肥量6000 kg/hm2處理時(shí)，其粉葛塊根中硒積累量已比對(duì)照處理高39.64%，雖不是各處理中效果最好的，但考慮到施用含硒有機(jī)肥的成本為2500元/t，6000 kg/hm2處理下每667 m2肥料的成本已達(dá)1000元，因此，綜合商品薯產(chǎn)量、硒積累量及肥料成本等因素考慮，認(rèn)為在實(shí)際生產(chǎn)中6000 kg/hm2施用量是較為合適的。

本研究中未施用含硒有機(jī)肥的對(duì)照處理中粉葛塊根中的硒含量為0.053 mg/kg，雖然已經(jīng)達(dá)到廣西地方標(biāo)準(zhǔn)（DB45/T 1061—2014）[25]關(guān)于薯類作物中的硒含量的最低標(biāo)準(zhǔn)，但仍屬于較低水平，通過增施含硒有機(jī)肥顯著提高了粉葛塊根中的硒含量，且隨著施肥量的增加，塊根中的硒含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)，這可能跟施肥顯著提高了粉葛根際土壤中的總硒含量有關(guān)，與此同時(shí)，根際土壤有效態(tài)硒含量也隨著施肥量的增加而顯著增加，有效態(tài)硒含量分別比對(duì)照處理提高了9.5%、25.3%、33.1%、31.7%和34.8%，進(jìn)而提高了粉葛不同部位的硒含量。

但所施用的含硒有機(jī)肥肥料本身屬偏堿性肥料，其pH達(dá)8.87，施用后各處理土壤pH比對(duì)照處理略有升高，堿性土壤環(huán)境對(duì)水稻等多種作物會(huì)產(chǎn)生不良影響[26]。那本研究中施用堿性有機(jī)肥是否會(huì)對(duì)粉葛生長(zhǎng)帶來影響呢？首先，粉葛的地理分布較為廣泛，南到海南，北到遼寧，西到甘肅等均有粉葛分布[27]，這說明粉葛對(duì)pH這一土壤性質(zhì)不敏感。另外，通過本研究的數(shù)據(jù)也能看出，即使在堿性土壤中，粉葛的光合特性均隨著施肥量的增加而增加，光合作用的增強(qiáng)促進(jìn)了粉葛產(chǎn)量的提高，因此，施用堿性肥料并不會(huì)對(duì)粉葛的生長(zhǎng)帶來不良影響。當(dāng)然，廣西大部分地區(qū)土壤為酸性紅壤土，增施偏堿性的含硒有機(jī)肥理論上能夠中和土壤的酸性，提高硒素的吸收利用率[28]，這部分的研究工作有待進(jìn)一步開展。

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