不同形態(tài)葉面硒肥對水稻吸收和轉(zhuǎn)運硒的影響①

王 琪，王雅琦，萬亞男，李花粉

不同形態(tài)葉面硒肥對水稻吸收和轉(zhuǎn)運硒的影響①

王 琪，王雅琦，萬亞男，李花粉*

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，農(nóng)田土壤污染防控與修復(fù)北京市重點實驗室，北京 100193)

通過田間試驗，研究了不同形態(tài)葉面硒肥對水稻吸收和轉(zhuǎn)運硒的影響。與空白對照相比，亞硒酸鈉、硒酸鈉、硒代蛋氨酸和化學(xué)納米硒在水稻揚花期一次施用(15 g/hm2)可使水稻籽粒、潁殼和秸稈的硒含量分別提高0.06 ～ 0.64、0.36 ～ 0.83和0.32 ～ 0.75 mg/kg。籽粒硒的回收率大小順序為：硒代蛋氨酸(34.6%)>亞硒酸鈉(15.7%)>硒酸鈉(15.0%)>化學(xué)納米硒(6.6%)；硒在水稻各部位中的分配比例的高低順序為：秸稈>籽粒>潁殼。此外，硒用量與水稻籽粒的硒含量呈極顯著線性相關(guān)。按照黑龍江省富硒大米的地方標(biāo)準(zhǔn)(DB23T 790—2004)，達(dá)到一等大米的硒含量指標(biāo)(0.20 ～ 0.30 mg/kg)，亞硒酸鈉單施的施用量為6.01 ～ 10.62 g/hm2，腐植酸+亞硒酸鈉復(fù)合肥的施用量為4.26 ～ 8.63 g/hm2。硒代蛋氨酸的富硒效率高于其他3種硒形態(tài)，腐植酸+亞硒酸鈉復(fù)合肥的富硒效率高于亞硒酸鈉單施。

水稻；葉面噴施；生物強(qiáng)化；硒回收率

硒(Se)是一種人體健康所必需微量元素，缺硒會引發(fā)克山病、大骨節(jié)病、心肌變性、肌營養(yǎng)不良、白內(nèi)障等多種疾病[1]。全球性的缺硒現(xiàn)象較為普遍，據(jù)統(tǒng)計，我國約72% 的國土面積，以及將近2/3的居民因膳食結(jié)構(gòu)中硒含量不足，處于缺硒或臨界缺硒的邊緣[2-3]，究其根本原因可能是由土壤硒的有效性低從而引起的人體植食性硒攝入缺乏所導(dǎo)致[4]。因此，可以通過糧食作物的農(nóng)藝生物強(qiáng)化措施來提高人體的硒營養(yǎng)水平。而水稻是我國第一大糧食作物，不僅能提供人體所需80% 左右的能量[5]，還能供給日常所需的大部分的蛋白質(zhì)和微量元素[6]。因此，富硒水稻生產(chǎn)是我國目前應(yīng)用最廣泛和最有效的補(bǔ)硒途徑。

雖然水稻在人體攝取硒的方面具有重要作用，但是全球范圍內(nèi)大米的硒含量普遍較低。調(diào)查表明我國市售的160種大米中硒含量的變化范圍約為0.003 ～ 0.049 mg/kg，均值為0.026 mg/kg[7-8]，并且富硒品種和非富硒品種之間的差異顯著[9]，即使是在富硒品種的種植過程中也需要額外再施用富硒肥料來維持籽粒高硒含量的性狀表達(dá)[10]。通常情況下，葉面噴施的富硒效果優(yōu)于土壤基施[11]。葉面噴施硒肥的主要形態(tài)為硒酸鈉或亞硒酸鈉，且兩者富硒效果的高低規(guī)律尚未達(dá)成統(tǒng)一定論，還需更深入的研究來證實。除了硒酸鈉和亞硒酸鈉外，硒代蛋氨酸或化學(xué)納米硒等其他形態(tài)硒肥的效果還鮮有報道。前期的研究結(jié)果表明小麥和玉米噴施硒代蛋氨酸時，其生物有效性低于亞硒酸鈉和硒酸鈉[12]。由于水稻和小麥、玉米的生長環(huán)境和作物品種差異較大，所以在之前研究的基礎(chǔ)上，通過大田試驗研究了水稻噴施不同形態(tài)的硒肥對水稻籽粒富集硒的特征，并且根據(jù)不同的施肥用量與籽粒硒含量的相關(guān)性來估算最佳施肥用量，旨在為富硒大米的開發(fā)提供科學(xué)的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

水稻田間試驗位于黑龍江省農(nóng)科院田間試驗基地(哈爾濱市方正縣德善鎮(zhèn)，128°83′E、45°83′N)，屬于寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年均降水量579.7 mm，年均日照時數(shù)4 446 h。試驗點的表層土壤(0 ～ 20 cm)基本理化性質(zhì)如表1所示。表層土壤的硒含量為0.20 mg/kg，根據(jù)硒元素生態(tài)景觀的界限值劃分[13]，試驗點土壤屬于足硒土壤(0.175 ～ 0.450 mg/kg)。本試驗供試水稻品種為稻花香2號，為北方種植的粳稻品種之一。水稻種子由黑龍江省農(nóng)科院土壤肥料與環(huán)境資源研究所提供。

表1 供試土壤基本理化性質(zhì)

1.2 試驗設(shè)置

1.2.1 不同形態(tài)葉面硒肥對水稻硒含量的影響 試驗一于5月播種水稻，同年9月收獲。在水稻種植過程中，通過葉面噴施不同形態(tài)的硒肥來增加水稻籽粒的硒含量。富硒葉面肥在水稻揚花期(7月)一次噴施，噴施量分別為15 g/hm2(以Se計)。試驗共包括5個處理：空白(水，CK)、亞硒酸鈉(Se(IV))、硒酸鈉(Se(VI))、硒代蛋氨酸(SeMet)和化學(xué)納米硒(nano-Se)，每個處理3個重復(fù)，共15個試驗小區(qū)。小區(qū)隨機(jī)排列，面積為5 m × 5 m，各小區(qū)之間設(shè)有1 m的緩沖帶。試驗中所使用的硒試劑均為分析純試劑，先溶解于去離子水中配成硒肥母液，再加自來水稀釋(400 L/hm2)，用電動噴霧器進(jìn)行葉面噴施。硒酸鈉和亞硒酸鈉購于Sigma公司(St Louis, MO, USA)，硒代蛋氨酸由山西大學(xué)提供，化學(xué)納米硒參照Lin 和 Wang[14]的方法制備?；瘜W(xué)納米硒的粒徑由透射電子顯微鏡(TEM-EDAX, Hitachi HT7700, Japan)測定，其顆粒大小為 (142.8 ± 9.1) nm。

1.2.2 葉面硒肥的施用量對水稻硒含量的影響及其相關(guān)性 試驗二設(shè)置3個硒施用量(0、15和30 g/hm2，以Se計)和2個施用方式(亞硒酸鈉單施、腐殖酸+亞硒酸鈉復(fù)合施用，記作Se(IV)和HA+Se (IV))，共5個處理，每個處理3個重復(fù)，共15個小區(qū)。每個小區(qū)隨機(jī)排列，面積為5 m × 5 m，小區(qū)之間設(shè)有1 m的緩沖帶。試驗中亞硒酸鈉購于Sigma公司(St Louis, MO, USA)，腐殖酸由中項國際有限公司提供，腐殖酸用量為1.5 L/hm2。田間作物的管理和硒肥施用方法與試驗一相同。

1.3 樣品制備與測定

水稻成熟后每個小區(qū)分別收取1 m2水稻稻谷樣品，曬干后用脫粒機(jī)去除潁殼，稱重計算每平方米籽粒和潁殼的產(chǎn)量并換算為t/hm2。采取S型五點采樣法采集各個小區(qū)的籽粒、秸稈和潁殼樣品，充分混勻備用。植物樣品用自來水清洗3遍，去離子水清洗3次，在105 ℃ 殺青30 min，75 ℃ 烘干，粉碎并過0.5 mm尼龍網(wǎng)篩。土壤樣品風(fēng)干，剔除樣品中植物根系，研缽研磨過0.15 mm尼龍網(wǎng)篩，樣品存放于自封袋中待測。

稱取0.250 0 ～ 0.251 0 g植物或土壤樣品，分別通過硝酸或王水(HCl︰HNO3=3︰1)浸泡過夜，微波消解(美國CEM公司，MARS5)。消解液加6 mol/L鹽酸后，經(jīng)100 ℃水浴2 h將六價硒還原為四價硒[15]，使用雙道原子熒光光度計(北京吉天，AFS-920)測定溶液中的硒含量。樣品消解及水浴過程中使用的各種酸均為優(yōu)級純，分析過程加入空白及國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(GBW10014和GBW07410)進(jìn)行分析質(zhì)量控制，分析過程中硒的回收率達(dá)到85% ～ 110%。測定過程中使用的硒標(biāo)準(zhǔn)貯備液(100 mg/L)購于國家環(huán)保總局標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所。

1.4 數(shù)據(jù)處理

相關(guān)指標(biāo)計算公式如下(均以干物質(zhì)量(DW)計)：

籽粒中硒的總量(g/hm2)=籽粒硒含量(mg/kg)×籽粒產(chǎn)量(kg/hm2)/1 000 (1)

潁殼中硒的總量(g/hm2)=潁殼硒含量(mg/kg)×潁殼產(chǎn)量(kg/hm2)/1 000 (2)

籽粒硒的回收率(%)=籽粒中硒的總量/15 (g/hm2)×100 (3)

潁殼硒的回收率(%)=潁殼中硒的總量/15(g/hm2)×100 (4)

轉(zhuǎn)移系數(shù)(TF)=籽粒中硒含量(mg/kg)/秸稈中硒含量(mg/kg) (5)

試驗數(shù)據(jù)表示為3次重復(fù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差，采用SAS軟件進(jìn)行方差分析(多重比較采用Duncan法)，圖采用Sigmaplot 12.5軟件繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同形態(tài)葉面硒肥對水稻硒含量的影響

圖1是試驗一中不同形態(tài)硒處理對水稻地上部硒含量的影響。根據(jù)黑龍江省富硒大米的現(xiàn)行地方標(biāo)準(zhǔn)(DB23T 790—2004)中規(guī)定，富硒稻谷中硒含量范圍為0.10 ～ 0.30 mg/kg[16]。但是，CK處理中的籽粒硒含量較低，僅為0.08 mg/kg，尚未達(dá)到富硒大米的含量要求(圖1A)。當(dāng)對水稻葉面噴施15 g/hm2的硒肥后，籽粒的硒含量增加了0.06 ～ 0.64 mg/kg，相當(dāng)于每克硒施用到每公頃農(nóng)田中將增加0.004 ～ 0.043 mg/kg的籽粒硒含量。不同形態(tài)的硒肥處理水稻籽粒的硒含量差異顯著(<0.05)，SeMet處理水稻籽粒的硒含量最高，nano-Se處理的籽粒硒含量最低，前者的硒含量比后者高出4.03倍。而Se(IV) 和Se(VI) 兩個處理下的水稻籽粒的硒含量無顯著性差異。

葉面噴施不同形態(tài)硒肥顯著提高水稻潁殼和秸稈的硒含量(圖1B、1C)。與CK相比，噴施硒肥處理潁殼和秸稈中的硒含量分別顯著提高3.04倍 ～ 6.92倍和2.03倍～ 4.70倍(<0.05)。SeMet處理的潁殼和秸稈硒含量最高，分別比其他噴硒處理高76.4% ～ 96.1% 和14.1% ～ 87.9%。同時，不同形態(tài)的硒肥處理，水稻籽粒、潁殼和秸稈硒含量的高低順序也不同。在SeMet和Se(VI)處理下，水稻各部位硒含量的先后順序為：潁殼>秸稈>籽粒；然而，在Se(IV) 和nano-Se處理下，水稻各部位硒含量的先后順序為：秸稈>潁殼>籽粒。

(A. 籽粒，B. 潁殼，C. 秸稈；數(shù)據(jù)表示為均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(n=3)；圖中小寫字母不同表示處理間差異顯著(P<0.05)，下圖同)

2.2 不同形態(tài)葉面硒肥對水稻產(chǎn)量、硒回收率和轉(zhuǎn)移系數(shù)的影響

表2為不同形態(tài)葉面硒肥對水稻產(chǎn)量、硒回收率和轉(zhuǎn)移系數(shù)的影響?？傮w上，水稻籽粒和潁殼產(chǎn)量均值分別為6.54 t/hm2和1.44 t/hm2；葉面硒肥的施用均能增加籽粒和潁殼的產(chǎn)量，但增產(chǎn)不顯著。施用不同形態(tài)的葉面硒肥，水稻籽粒和潁殼的產(chǎn)量分別比CK高出17.1% ～ 36.5% 和3.4% ～ 29.3%。其中，SeMet處理的籽粒產(chǎn)量最高，而Se(VI) 處理的潁殼產(chǎn)量最高。水稻籽粒和潁殼中硒的回收率是用來評價不同形態(tài)的葉面硒肥的富硒效果。結(jié)果表明，不同形態(tài)的硒肥能顯著影響水稻籽粒和潁殼中硒的回收率(<0.05)。SeMet處理籽粒的硒回收率最高；而Se(VI) 和Se(IV) 處理的硒回收率次之，且兩處理間差異不顯著；nano-Se處理籽粒的硒回收率最低，且比其他處理低56.1% ～ 80.9%。同樣，SeMet處理穎殼硒回收率最高且各處理的先后順序為：SeMet>Se(VI)> nano-Se>Se(IV)。

表2 不同形態(tài)葉面硒肥對水稻產(chǎn)量、硒回收率和轉(zhuǎn)移系數(shù)的影響

注：表中數(shù)據(jù)表示為均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差(=3)；同列數(shù)據(jù)小寫字母不同表示處理間差異顯著(<0.05)。

轉(zhuǎn)移系數(shù)是指籽粒中某元素的含量與秸稈中含量的比值，用來評價植物從秸稈向籽粒運輸和富集該元素的能力。轉(zhuǎn)移系數(shù)越大，則從秸稈向籽粒的轉(zhuǎn)運能力越強(qiáng)。不同形態(tài)的硒肥處理能顯著影響硒元素在水稻體內(nèi)的轉(zhuǎn)移系數(shù)(表2，<0.05)。在SeMet處理下，硒在水稻體內(nèi)的轉(zhuǎn)移系數(shù)最高；而在nano-Se處理下，硒在水稻中的轉(zhuǎn)移系數(shù)最低；前者的轉(zhuǎn)移系數(shù)比后者高3.11倍。此外，秸稈的產(chǎn)量是通過水稻的秸稈籽粒比即草谷比換算得出，根據(jù)苑亞茹[17]對57個樣本分析得到水稻的草谷比均值為1.01。所以，在此基礎(chǔ)上估算得出水稻秸稈的產(chǎn)量均值為6.71 t/hm2(數(shù)據(jù)未列出)。根據(jù)水稻地上各部位的產(chǎn)量和硒含量可以計算得出，nano-Se處理下的水稻籽粒、潁殼、秸稈中的硒總量分別占地上部硒總量的13.7%、11.2% 和75.1%；而在其他處理下水稻籽粒、潁殼、秸稈中的硒總量分別占地上部硒總量的29.5% ～ 38.6%、9.0% ～ 12.7% 和50.3% ～ 60.3%(圖1，表2)。

2.3 硒肥施用量對水稻硒含量的影響及其相關(guān)性

圖2結(jié)果表明不同硒肥施用量顯著影響水稻籽粒、潁殼和秸稈中的硒含量(<0.05)，亞硒酸鈉肥料的施用方式(單施或復(fù)合施用)對籽粒、潁殼和秸稈中硒含量無顯著性影響，且兩個因素之間無交互作用。隨著施肥量的增加，水稻籽粒、潁殼和秸稈的硒含量隨之增加。除施肥量30 g/hm2下HA+Se(IV) 處理穎殼硒含量低于Se(IV) 處理外，其他施肥量下HA+Se(IV)處理的籽粒、潁殼和秸稈硒含量均高于Se(IV) 處理。根據(jù)黑龍江省富硒大米的地方標(biāo)準(zhǔn)(DB23T 790—2004)規(guī)定的一等大米的硒含量范圍為0.20 ～ 0.30 mg/kg，進(jìn)行水稻籽粒硒含量和硒肥施用量之間的相關(guān)性分析(圖3)。結(jié)果表明，硒肥用量和水稻籽粒硒含量符合一元線性相關(guān)關(guān)系。若葉面單施Se(IV) 使水稻籽粒的硒含量介于0.20 ～ 0.30 mg/kg，則需要Se(IV)的施用量為6.01 ～ 10.62 g/hm2；而噴施HA+Se(IV)復(fù)合肥時，需要的HA+Se(IV)復(fù)合肥的施用量為4.26 ～ 8.63 g/hm2；后者比前者的施用量約少2 g/hm2左右。此外，施用15 g/hm2和30 g/hm2HA+Se(IV)復(fù)合肥時，水稻籽粒產(chǎn)量比相同施用量的Se(IV)單施的產(chǎn)量高出13.7%(數(shù)據(jù)未列出)。因此，上述結(jié)果表明富硒大米的生物強(qiáng)化過程中，與Se(IV)單施相比較，HA+Se(IV) 復(fù)合施用能增加籽粒產(chǎn)量并且減少硒肥的施用量。

3 討論

不同形態(tài)的葉面硒肥能顯著影響水稻籽粒中硒含量和回收率(圖1A，表2)。本研究中，在SeMet處理下，水稻籽粒的硒含量和回收率顯著高于其他處理，表明SeMet的生物有效性較強(qiáng)。但是Wang等[12]對小麥和玉米葉面噴施SeMet時，其籽粒的硒含量和回收率與Se(IV) 處理的結(jié)果相近。上述結(jié)果不一致的原因可能是由于作物葉片的延展面積不同，對葉面肥料的吸收承載力也不同，小部分的硒肥可能會殘留在土壤表層而被土壤所固定。水稻生長在淹水條件下，噴施硒肥而殘留在土壤中的SeMet可能會溶解在水田中而再次被根系吸收利用，所以生物有效性較高。相反，nano-Se處理下水稻籽粒的硒含量和回收率均最低(圖1A，表2)，表明nano-Se的富硒效果和轉(zhuǎn)移效率低于其他處理。這一結(jié)果可能是由秸稈對nano-Se的吸附、固定作用所導(dǎo)致。前人研究報道指出納米顆粒只有穿過植物細(xì)胞壁后才能轉(zhuǎn)移到細(xì)胞的原生質(zhì)體中[18]，而且細(xì)胞壁的最大孔隙直徑約為5 nm[19]，由此推斷出小于5 nm的納米直徑顆粒才能穿過細(xì)胞壁被植物吸收利用。由于本研究所用化學(xué)納米硒的粒徑遠(yuǎn)大于細(xì)胞壁孔，所以推測其為導(dǎo)致較少量的硒被轉(zhuǎn)移至籽粒中的主要原因。此外，即使在同樣的硒肥形態(tài)處理條件下，不同水稻品種之間的富硒效率存在顯著差異。例如，本研究表明Se(IV) 和Se(VI) 處理的籽粒硒含量和回收率的結(jié)果相近，而Deng等[20]的研究結(jié)果表明Se(VI)處理(葉面噴施)的水稻籽粒硒含量比Se(IV)處理的硒含量高35.9%。同樣，本研究中，對稻花香2號水稻噴施15 g/hm2的Se(VI) 后，每克硒施用到每公頃農(nóng)田中將增加0.016 mg/kg的籽粒硒含量(圖1A)；而前人的研究在對特優(yōu)59水稻品種噴施20 g/hm2的Se(VI)時，每克硒施用到每公頃農(nóng)田中將增加0.028 mg/kg的籽粒硒含量[21]，前者比后者的富硒效率低35.7%。

圖2 亞硒酸鈉和腐植酸+亞硒酸鈉處理下水稻各部位的硒含量

(A. 亞硒酸鈉；B. 腐植酸+亞硒酸鈉；*、**分別表示相關(guān)性達(dá)P<0.05和P<0.01顯著水平；圖中兩條虛線表示黑龍江省富硒大米地方標(biāo)準(zhǔn)（DB23T790—2004）規(guī)定的一等大米的硒含量范圍)

不同形態(tài)的葉面硒肥顯著影響了水稻潁殼和秸稈的硒含量和分配比例(圖1B、1C)。SeMet處理下潁殼和秸稈的硒含量最高，nano-Se處理次之，Se(IV)和Se(VI)最低且兩處理間無顯著差異。各處理下硒在水稻中的分配比例的高低順序為：秸稈>籽粒>潁殼(圖1和表2)。同樣在晏娟等[22]研究中也發(fā)現(xiàn)水稻葉面噴施硒肥后，硒的分配比例高低為：稻草>稻谷。此外，不同葉面硒肥形態(tài)還能顯著影響硒的轉(zhuǎn)移系數(shù)(表2，<0.05)。在SeMet處理下，硒在水稻體內(nèi)的轉(zhuǎn)移系數(shù)比納米硒高出3.11倍(表2)，表明納米硒在水稻秸稈向籽粒轉(zhuǎn)移的能力較弱，生物有效性較低，推測可能是由于納米硒進(jìn)入水稻體內(nèi)后大部分與體內(nèi)的酶或蛋白發(fā)生反應(yīng)形成含硒多糖和硒蛋白等有機(jī)硒，被鑲嵌在秸稈內(nèi)參與水稻的生理作用，但還需要硒的形態(tài)分析和同位素標(biāo)記聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行深入探究。

大量研究表明，在適宜的時間施用適量的硒肥能顯著增加水稻籽粒的產(chǎn)量。池忠志等[23]的研究結(jié)果表明，在水稻齊穗之后6 ～ 12 d時葉面噴施硒肥，水稻的增產(chǎn)效果最佳，隨著噴施時期的延后，增產(chǎn)幅度會逐漸降低。田間葉面噴施15 g/hm2硒肥的水稻產(chǎn)量最高，而較高的硒肥用量可能會影響水稻的生長[24]。本研究表明，雖然在水稻揚花期硒肥的施用不能顯著增加籽粒和潁殼的產(chǎn)量，但是硒肥處理下籽粒和潁殼的產(chǎn)量分別比空白對照處理高出17.1% ～ 36.5% 和3.4% ～ 29.3%(表2)，表明在水稻揚花期施用硒肥有一定的增產(chǎn)效果。遲鳳琴等[25]通過比較不同時期噴施硒肥對水稻產(chǎn)量的影響，也發(fā)現(xiàn)在揚花期噴施硒肥的增產(chǎn)效果明顯。此外，在同等的施肥量下，HA+Se(IV) 處理的籽粒產(chǎn)量比Se(IV) 處理高出13.7%，表明腐殖酸與亞硒酸鹽復(fù)合施用能增加水稻籽粒的產(chǎn)量。這一結(jié)果產(chǎn)生可能是因為腐殖酸參與植物體內(nèi)的氧化還原過程，促進(jìn)植物的呼吸作用，進(jìn)而促進(jìn)植物的生長[26]。

本研究表明水稻籽粒的硒含量與硒肥用量呈線性正相關(guān)關(guān)系(圖3)。在一定施肥量范圍內(nèi)，稻谷的硒含量隨著亞硒酸鹽施用量的增大而增加，但施肥量增加到一定程度后，如果繼續(xù)增加施用量，稻谷的硒含量將不再增加[27]。在本研究中最大施肥量(30 g/hm2)時，水稻籽粒的硒含量尚未達(dá)到最高值(圖3A)。同樣，在玉米上噴施亞硒酸鹽時，玉米籽粒的硒含量也與硒肥用量呈一元線性相關(guān)關(guān)系，當(dāng)每克硒施用到每公頃農(nóng)田中將增加0.008 mg/kg的籽粒硒含量[28]，其籽粒硒含量的增長速度僅為水稻的一半左右(圖1A)，表明水稻對葉面硒肥的響應(yīng)要優(yōu)于玉米。另外，HA+Se(IV)處理的籽粒硒含量高于Se(IV) 處理(圖2A)，表明腐植酸與Se(IV)復(fù)合施用的富硒效果高于Se(IV)單施。不施肥時水稻籽粒的硒含量為0.08 mg/kg，尚未達(dá)到黑龍江省富硒大米的硒含量要求(0.10 ～ 0.30 mg/kg)，加之葉面硒肥施用后的殘留效應(yīng)較低[12]，因此，需要每年施用硒肥來維持富硒大米的硒含量水平。如果葉面噴施Se(IV)使水稻籽粒達(dá)到黑龍江省一等富硒大米的硒含量范圍(0.20 ～ 0.30 mg/kg)，那么需要Se(IV)的施用量比噴施HA+Se(IV)復(fù)合肥多出2 g/hm2左右。由于腐殖酸中含有多種活性的官能團(tuán)，如羧基、醇羥、基酚羥基等，能與人體所需的元素絡(luò)合形成穩(wěn)定的絡(luò)合物[29]，葉面噴施之后可能不易被微生物分解或揮發(fā)損失至大氣中，所以HA+Se(IV)復(fù)合施用能增加籽粒產(chǎn)量、減少硒肥的施用量，更環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效。

4 結(jié)論

1)葉面噴施硒肥能提高水稻籽粒和潁殼的產(chǎn)量，但是增產(chǎn)效果不顯著。除了nano-Se處理的籽粒硒含量外，葉面噴施硒肥能顯著提高水稻地上各部位的硒含量水平。

2)不同硒形態(tài)能顯著影響水稻地上各部位的硒含量、硒回收率和轉(zhuǎn)移系數(shù)。綜合對比得出，不同形態(tài)葉面硒肥的富硒效果和轉(zhuǎn)移系數(shù)的先后順序為SeMet>Se(VI)、Se(IV)>nano-Se。

3)水稻地上部的硒含量與硒肥用量呈線性相關(guān)關(guān)系，HA+Se(IV)復(fù)合肥施用量為4.26 ～ 8.63 g/hm2時，可以使水稻籽粒的硒含量達(dá)到0.20 ～ 0.30 mg/kg，比Se(IV)單施更環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效。

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Effects of Different Forms of Foliar Selenium Fertilizers on Se Accumulation and Distribution in Rice (L.)

WANG Qi, WANG Yaqi, WAN Ya’nan, LI Huafen*

(Beijing Key Laboratory of Farmland Soil Pollution Prevention and Remediation, College of Resources and Environmental Sciences, China Agricultural University, Beijing 100193, China)

Field experiments were carried out to study the effects of different forms of foliar selenium fertilizers on the absorption and transportation of Se by rice. Compared with the control treatment, sodium selenite, sodium selenate, selenomethionine (SeMet), chemical nano-Se foliar applied once (15 g/hm2) at the flowering stage of rice increase Se contents of grain, husk and straw by 0.06–0.64, 0.36–0.83and 0.32–0.75 mg/kgrespectively. Grain Se recovery is in the order of SeMet (34.6%) > sodium selenite (15.7%) > sodium selenate (15.0%) > chemical nano-Se (6.6%); while Se distribution in rice is in the order of straw>grain>husk. Furthermore, Se content in rice grains is increased significantly with the increase of Se application dosage. When applied selenite of 6.01–10.62 g/hm2or humic acid+selenite (HA+Se) of 4.26–8.63 g/hm2, Se content in rice grains meets the standard first grade for Se-enriched rice proposed by Heilongjiang Province (0.20–0.30 mg/kg, DB23T 790—2004). Se biofortification efficiency of SeMet is greater than other three Se forms, and HA+Se is greater than selenite.

Rice; Foliar application; Biofortification; Se recovery

S365

A

10.13758/j.cnki.tr.2022.06.002

王琪, 王雅琦, 萬亞男, 等. 不同形態(tài)葉面硒肥對水稻吸收和轉(zhuǎn)運硒的影響. 土壤, 2022, 54(6): 1101–1107.

國家自然科學(xué)基金項目(41907146)和公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201303106)資助。

通訊作者(lihuafen@cau.edu.cn)

王琪(1988—)，女，河北黃驊人，博士，實驗師，主要研究方向為功能農(nóng)業(yè)。E-mail: wangqi88@cau.edu.cn