玉米不同生育期對硒肥的吸收富集規(guī)律研究

高海娜

（安康市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，陜西 安康 725021）

硒是人類必需的重要微量元素之一，在人體內(nèi)主要以有機(jī)硒的形式存在，包括硒代氨基酸、硒多糖、核酸硒、硒蛋白、甲基硒等多種形式。硒在動植物體內(nèi)的抗氧化反應(yīng)中十分重要，具有清除自由基、抗氧化、增強(qiáng)人體免疫力及抗癌等作用[1]。人體必須通過飲食從外部攝入硒，但是我國超過72%的地區(qū)嚴(yán)重缺硒，這些地區(qū)產(chǎn)出作物中的硒遠(yuǎn)不能達(dá)到人類對硒的參考攝入量[2]。缺硒地區(qū)的人群必須通過其他途徑補(bǔ)充硒元素，因此富硒食品的開發(fā)受到了廣泛的關(guān)注[3]。

植物作為自然界硒生態(tài)循環(huán)中關(guān)鍵性中間環(huán)節(jié)，可以吸收利用土壤環(huán)境中各形態(tài)的硒，并轉(zhuǎn)化為人體更易吸收的有機(jī)態(tài)硒，是人和動物獲取硒的重要來源[4]。天然食物中的硒難以滿足人體的正常需要，通過外源添加硒，收獲富硒產(chǎn)品，可為人類提供更安全、有效的植物性硒源。玉米、水稻等谷類作物是人類的主要糧食作物，谷類作物中的硒占人類飲食中硒攝入總量的70%～80%，是人體最重要的硒源[5]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021 年4—10 月在安康市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院進(jìn)行，供試品種為鄭單958。試驗(yàn)采取隨機(jī)區(qū)組排列，設(shè)置1 個對照CK（0 kg/hm2），6 個硒肥處理水平（以單質(zhì)硒計(jì)），分別為處理1（1.5 kg/hm2）、處理2（3 kg/hm2）、處理3（6 kg/hm2）、處理4（9 kg/hm2）、處理5（12 kg/hm2）、處理6（15 kg/hm2），硒肥來源為亞硒酸鈉。

試驗(yàn)設(shè)置重復(fù)3 次，共21 個小區(qū)，小區(qū)面積12 m2，每個小區(qū)開溝3 行，每行播種21 株。硒肥隨基肥混合施入大田，4 月15 日播種，田間管理參照日常管理要求進(jìn)行。

1.2 樣品處理及硒含量檢測

樣品處理：各處理分別在玉米苗期取樣10 株，乳熟期取樣5 株，成熟期取樣5 株，將植株先用自來水再用去離子水沖洗干凈后，按照根、莖、葉、果實(shí)分開，在烘箱內(nèi)105 ℃下殺青，60～80 ℃烘干至恒重。

硒檢測：各處理烘干粉碎后的樣品經(jīng)預(yù)處理后，用雙道原子熒光儀測定其硒含量。各時期玉米的總硒含量為各部位硒含量×重量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行差異顯著性分析，并用Excel 2003 軟件進(jìn)行柱形圖的制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 苗期植株不同部位硒含量

由表1 可看出，不同處理施硒量對苗期根系與地上部分硒含量的影響不同。在各處理水平下，玉米根系的硒含量變化范圍為0.112～0.177 mg/kg，各處理間無顯著差異。其中，地上部分硒含量變化范圍為0.022～0.089 mg/kg，處理3（6 kg/hm2）時顯著高于其他處理水平，達(dá)到0.089 mg/kg，其次是處理2（3 kg/hm2），達(dá)到了0.047 mg/kg，其他處理之間差異不顯著。在各處理水平下，根系部分的硒含量均高于地上部分，且平均值為地上部分的3.24 倍。

表1 苗期植株不同部位硒含量

試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，隨著土壤施硒量的增加，苗期玉米根系對硒肥的吸收處于比較穩(wěn)定的水平，地上部分硒含量在各處理水平下表現(xiàn)為先增后降的變化趨勢，處理3（6 kg/hm2）水平下，比較有利于根系將硒向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)和分配。

2.2 乳熟期不同器官硒含量

由表2 可知，在玉米乳熟期，不同土壤施硒處理水平對玉米根系、莖稈、葉片、籽粒、穗軸等硒含量的影響顯著。

表2 乳熟期不同器官硒含量

隨著生育期的推移，乳熟期玉米植株各器官發(fā)育基本完善，硒被玉米吸收后分布在植株的各個器官，隨著土壤施硒量的增加，不同器官對硒的吸收和富集能力有所差異，硒在各器官的分布特點(diǎn)不同。不同濃度處理下，各部位平均硒含量表現(xiàn)為根系＞穗軸＞葉片＞籽粒＞莖稈，以根部最高，為0.205 mg/kg，莖稈硒含量最低，為0.089 mg/kg。

2.3 成熟期不同器官硒含量

由表3 可知，在玉米成熟期，不同器官平均硒含量大小依次排序?yàn)樾鬯耄靖担救~片＞莖稈＞籽粒＞穗軸?？梢?，成熟期玉米硒主要分布在雄穗、根系等部位，葉片、莖稈、籽粒對硒的吸收也相對較高。

表3 成熟期不同器官硒含量

研究認(rèn)為，大量微生物聚集在植物根部，增強(qiáng)了根部對各物質(zhì)的吸收能力，即植物的根際效應(yīng)，所以通常根部各物質(zhì)的含量相對較高；玉米成熟期，雄穗和籽粒硒含量相對較高，說明硒可能與玉米生殖生長能力密切相關(guān)。

2.4 施硒對玉米不同生育期植株總硒含量的影響

由圖1 可知，在7 個處理水平下，植株平均總硒含量大小依次為乳熟期＞成熟期＞苗期，各生育期玉米總硒含量變化范圍分別為：0.90～1.18 mg/kg、0.86～1.01 mg/kg、0.14～0.24 mg/kg。

圖1 玉米不同生育期植株總硒含量

土壤低濃度硒，即濃度小于處理2 時能促進(jìn)植株對硒的吸收和積累；土壤硒濃度介于處理2 和處理4時，植株總硒含量趨于較為穩(wěn)定的水平；隨著土壤硒處理濃度的增大，即介于處理4 和處理6 時，不同生育期植株總硒含量變化有所不同，但當(dāng)土壤硒濃度最大時，均有所下降。從苗期（生長初期）到乳熟期（生長旺盛期），玉米總硒含量增加了4.2～5.3 倍，表現(xiàn)為正增長趨勢；從乳熟期（生長旺盛期）到成熟期（生長衰弱期），玉米總硒含量表現(xiàn)為負(fù)增長趨勢。

2.5 施硒對玉米籽粒硒含量的影響

目前，對成熟期玉米籽粒硒含量的研究較多[6]，而對乳熟期籽粒硒含量的報道鮮見。由圖2 可知，隨著土壤硒處理濃度的增大，乳熟期與成熟期籽粒硒含量均呈現(xiàn)先增后降的變化趨勢。成熟期籽粒硒在處理3 時有最大值（0.05 mg/kg），且在處理2、處理4 時，硒含量也相對較高；乳熟期籽粒硒含量在處理4 時出現(xiàn)峰值（0.23 mg/kg），是成熟期最大值的4.7 倍；在不同硒處理水平下，乳熟期籽粒硒含量均顯著高于成熟期籽粒硒，說明玉米籽粒在乳熟期比成熟期更易集硒。

圖2 不同施硒量對玉米籽粒硒含量的影響

2.6 施硒對玉米百粒重的影響

百粒重是構(gòu)成玉米產(chǎn)量的重要因子，研究土壤施硒對玉米百粒重的影響具有重要意義。由圖3 可知，土壤施硒處理后，玉米百粒重均有不同程度的增加，但在處理3 時達(dá)最大值28.31 g，較對照提高了9.80%。顯然，土壤適量供硒（以處理3 為宜）可提高玉米百粒重，有利于富硒玉米產(chǎn)量的提升。

圖3 不同施硒量對玉米百粒重的影響

3 結(jié)論與討論

相關(guān)試驗(yàn)表明，通過適當(dāng)?shù)氖┯梅绞剑ㄍ潦┗蛉~面噴施），添加適量或較低濃度的硒，對植物生長有促進(jìn)作用[7]。李登超等（2003）[8]研究表明，小白菜水培營養(yǎng)液培養(yǎng)添加硒肥時，硒濃度不高于1.0 mg/L 時對小白菜生長有促進(jìn)的作用，硒濃度不低于2.5 mg/L 時會抑制小白菜的生長發(fā)育。

研究結(jié)果表明，土壤施用硒肥可顯著提高玉米籽粒中的總硒含量，與JIANWEI WANG 等（2013）[9]的研究結(jié)果一致。土壤施硒后對玉米不同生育時期產(chǎn)量和硒含量會產(chǎn)生一定影響，地上部分與地下部分硒含量在各處理水平下均表現(xiàn)為先增后降的變化趨勢，且在土壤施硒處理3 下出現(xiàn)最大值，說明該處理水平較有利于根系將硒向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)和分配。土壤施硒濃度過高會抑制作物對硒的吸收轉(zhuǎn)化。土壤施硒對玉米乳熟期根系和苞葉硒含量的影響顯著，各器官硒含量中以根部最高，平均為0.21 mg/kg，葉片硒含量最低。當(dāng)土壤硒濃度在處理2 和處理3 之間時，即施硒量介于3～6 kg/hm2，較適宜玉米對硒的積累。從玉米苗期至乳熟期，植株生長旺盛，需要吸收較多的營養(yǎng)物質(zhì)，對硒的吸收和積累量也相應(yīng)增加。乳熟期是玉米對硒吸收利用最多的時期，這可能是由玉米自身硒累積特征決定的。

進(jìn)入成熟期后，生長逐漸衰弱直到停止，該時期植株體內(nèi)硒元素含量減少。玉米植株硒含量隨生育期的加速而降低，這可能是玉米生長量增大后干物質(zhì)量增加而引起的稀釋效應(yīng)[10]，需進(jìn)一步深入研究。研究認(rèn)為，玉米植株總硒含量的變化與土壤硒濃度、生長發(fā)育的階段性有關(guān)。土壤適量供硒能提高玉米百粒重，在亞硒酸鈉4.5 kg/hm2處理?xiàng)l件下較對照提高了9.80%。這與彭濤等（2015）[11]研究在小麥生長過程中噴施硒肥對小麥硒含量和產(chǎn)量影響的研究結(jié)果一致，其研究表明通過葉面噴施硒肥可明顯提高小麥籽粒的硒含量，并在一定程度上對小麥產(chǎn)量的提高有促進(jìn)作用，產(chǎn)量增幅介于0.9%～5.5%。研究結(jié)果對富硒玉米進(jìn)一步開發(fā)生產(chǎn)提供了科學(xué)指導(dǎo)，得出玉米在土壤施硒量介于3～6 kg/hm2為推薦用量，今后應(yīng)結(jié)合土壤有效硒含量開展對玉米品質(zhì)改善和產(chǎn)量提高等方面研究。