施硒方式對燕麥產量和籽粒硒含量的影響

王亞南，范雅琦，霍瑞軒，姚濤，郭來春，葛軍勇，喬月靜

（1山西農業(yè)大學農學院，山西太谷 030801；2吉林省白城市農科院，吉林白城 137000；3河北省張家口市農科院，河北張家口 075000）

0 引言

硒作為一種元素，在1817 年由瑞典科學家BERZELIUS 在研究硫酸廠鉛室中發(fā)現[1]。硒是人體必需元素之一，人體內缺乏硒元素會引起嚴重的疾病，如大骨節(jié)病，克山病等[2-3]。中國許多地區(qū)中土壤含硒量非常低，如：內蒙古自治區(qū)、吉林、河北、山西、浙江、遼寧省等地區(qū)，同時這些地區(qū)的食物含硒量也非常少[4]，施用硒肥可以一定程度上緩解這個問題。缺硒會導致疾病，補硒過量又會出現中毒現象，硒元素對于膳食缺乏和中毒水平的范圍在(＜40 μg/kg)和(＞400 μg/kg)之間[5-6]。所以，根據每個人不同的身體狀況，要合理的補充硒。

燕麥為禾本科一年生草本植物，抗旱，耐寒，對土壤的適應能力強，可以有效地改良鹽堿地[1-2]。中國禾本科作物中，燕麥的總產量位于第六位[9]。燕麥又分為皮燕麥和裸燕麥，世界各地主要以種植皮燕麥為主，中國主要種植裸燕麥[10]。燕麥含有豐富的營養(yǎng)元素，還具有保健作用，如：降血糖、降血脂、促進益生菌繁殖、抗氧化以及增強抵抗力[11]等。目前國內對小麥進行外源硒處理的研究較多，對燕麥采用土壤基施硒肥和噴施硒肥的研究較少，因此有效提高燕麥籽粒中硒含量具有重要意義。大量研究表明，通過施用微量元素，可以提高作物可食用部分的微量元素含量[12-15]。因此可通過外源施用硒肥提高其籽粒中硒含量，然而硒對農作物的產量影響具有兩面性，適宜的硒含量可以促進作物的生長發(fā)育，高濃度的硒會導致農作物的產量下降[16]。本研究通過葉面噴施硒肥和土壤基施硒肥2 種施硒方式，探索不同燕麥品種施硒方式對燕麥籽粒中硒含量以及燕麥產量的影響，以期為篩選適合燕麥品種的施硒方式以及如何有效提升產量提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區(qū)狀況

本試驗在山西省朔州市山陰縣(112°25′E，39°11′N)進行，位于山西省北部，年平均氣溫為7.6℃，降雨量362.4 mm，無霜期為143 d，土壤為沙壤土，土壤基礎理化性狀為堿解氮98 g/kg、有效磷16.06 g/kg、速效鉀50.70 g/kg、有機質9.41 g/kg、pH 8.29、全硒0.126 mg/kg。

1.2 試驗材料

試驗所選燕麥品種共20個品種，分別為‘白燕1號’～‘白燕11號’，‘白燕13號’～‘白燕20號’由白城研究所提供，‘壩莜1號’由張家口研究所選育。

硒肥購自蘇州硒谷科技，水溶性硒肥(SETEK-BF-003)：有效成分為氨基酸螯合態(tài)硒，其中硒含量≥2000 mg/L。含硒有機肥(SETEK-BF-001)：總硒含量≥1000 mg/kg。

1.3 試驗設計

燕麥采用條播方式，播種量為150 kg/hm2，行距30 cm。為完全隨機區(qū)組試驗設計，重復3 次，小區(qū)面積20 m2，試驗1：葉面噴施硒肥分為施硒肥(Se)和不施硒肥(CK)2個處理，在抽穗期前后7 d，2次葉面噴施硒肥，施硒量為300 mL/hm2，兌水至450 L/hm2。試驗2：土壤基施硒肥量處理，對照不施硒肥(0 kg/hm2)，低硒(75 kg/hm2)，高硒(150 kg/hm2)。2020 年5 月10 日播種，9 月20 日收獲，人工鐮刀收獲，每小區(qū)選取2 m2測產。分別測定2 種不同施硒肥方式下的燕麥籽粒產量，室內考種穗粒、穗粒數、千粒重等產量性狀。采用電感耦合等離子體離子發(fā)射光譜法(ICP-MS)測定燕麥籽粒中硒含量。

1.4 數據分析

采用SPSS 26.0 軟件進行方差分析，其他分析在Microsoft Excel 2003中進行。

2 結果與分析

2.1 葉面噴施硒肥對于不同燕麥品種的產量和籽粒中硒含量影響

由圖1 和表1 得出，20 個燕麥品種葉面噴施硒肥后，燕麥品種的穗數、穗粒數、產量與CK 均未達到顯著水平(P>0.05)，說明葉面噴施硒肥對燕麥的穗數、穗粒數、產量沒有顯著影響?！籽?1號’和‘白燕18號’千粒重與CK 對比均達到顯著水平(P＜0.05)，千粒重比CK分別提升了10.27%、9.36%。葉面噴施硒肥后穗數的范圍為218.00×104～253.33×104株/hm2，穗粒數范圍為61.00～68.00 粒，千粒重的范圍為21.10～26.13 g，產量的范圍為2768.77～3233.63 kg/hm2。20個燕麥品種未噴施硒肥前，‘白燕9 號’產量最高，為3254.40 kg/hm2；在葉面噴施硒肥后，‘白燕4 號’產量最高，為3233.19 kg/hm2，但與CK無顯著差異。

表1 葉面噴施硒肥對于不同燕麥品種各產量因素的影響

圖1 葉面噴施硒肥對于不同燕麥品種各產量因素的影響

由圖2得出，葉面噴施硒肥后，20個不同的燕麥品種籽粒中硒含量大幅度增加，其中‘白燕5 號’籽粒中硒含量提升最大，由45.3 μg/kg 提升到304.39 μg/kg。提升了830.01%。其他燕麥品種籽粒中硒含量均有不同程度的提升，說明葉面噴施硒肥可以顯著提高燕麥籽粒中硒含量。葉面噴施硒肥后籽粒中硒含量范圍為46.35～271.95 μg/kg，CK 處理下籽粒中硒含量范圍為18.26～165.00 μg/kg，燕麥籽粒中硒含量增幅為7.93%～830.01%。大部分燕麥品種籽粒中硒含量均與CK 差異顯著(P<0.05)，因此葉面噴施硒肥是提升燕麥籽粒中硒含量的有效方式。

圖2 葉面噴施硒肥對于不同燕麥品種籽粒硒含量的影響

2.2 基施硒肥對于不同燕麥品種的產量和籽粒中硒含量的影響

由圖3和表2得出，土壤基施硒肥后，個別燕麥品種的穗數、穗粒數、千粒重與產量等性狀與CK差異達到顯著水平(P<0.05)，穗數在低硒量下范圍為215×104～237×104株/hm2，在高硒量下范圍為213×104～239×104株/hm2，穗粒數在低硒量下范圍為64～72粒。高硒量下范圍為62～69粒，在2個施硒量下‘白燕7號’穗粒數顯著提升(11.35%)。‘白燕10號’穗粒數與CK 差異顯著，隨著施硒量的增加穗粒數呈現出先上升后下降的趨勢，在低硒量下提升了5.58%，在高硒量下下降了2.03%。千粒重在低硒量下范圍為21.73～24.63 g，高硒量下范圍為21.40～24.50 g。隨著施硒量的增加，‘白燕18 號’的千粒重顯著提升，分別提升了6.89% 、9.34% 。 低硒量下產量范圍2700.89、3279.54 kg/hm2，高硒量下產量范圍為2668.42～3222.75 kg/hm2?！籽?0 號’在低硒量下產量提升最大(13.33%)，‘白燕7 號’在高硒量下產量提升最大(9.28%)?！籽?5 號’和‘白燕20 號’隨著施硒量的增加，產量呈先上升后下降的趨勢。在低硒量下，產量分別提升了4.99%、4.82%。在高硒量下，產量分別下降了6.41%、5.84%。

表2 土壤基施硒肥對于不同燕麥品種各產量因素的影響

圖3 土壤基施硒肥對于不同燕麥品種各產量因素的影響

由圖4 得出，不同燕麥品種土壤基施硒肥效果不同，大部分燕麥品種的籽粒中硒含量均與CK 差異顯著(P<0.05)。‘白燕2號’在低硒量下籽粒中硒含量提升最大(16.60%)?！籽?號’在高硒量下籽粒中硒含量提升最大(36.43%)?！籽?0號’和‘白燕14號’隨著施硒量的增加籽粒中硒含量呈顯著下降趨勢。而‘白燕9號’在低硒量下，籽粒中硒含量提升了6.53%，在高硒量下，籽粒中硒含量下降了12.16%。大部分燕麥品種隨著施硒量的提升，籽粒中硒含量隨之提升。土壤基施硒肥后，低硒量下增幅為2.09%～16.60%，其中‘白燕2 號’增幅最大；高硒量下增幅為0.82%～36.43%，其中‘白燕8 號’增幅最大。由此說明，適量的硒會促進燕麥籽粒中硒含量，但要根據不同燕麥品種對于硒耐受程度的不同選擇適宜的施硒量，從而更安全有效的提高籽粒中硒含量。

圖4 土壤基施硒肥對于不同燕麥品種籽粒硒含量的影響

3 結論

本試驗得出，燕麥各單株性狀以及產量的影響表現為：土壤基施硒肥>葉面噴施硒肥，籽粒硒含量的影響表現為葉面噴施硒肥>土壤基施硒肥。不同燕麥品種的富硒能力不同，對不同品種燕麥采取同一施硒量時，籽粒硒含量的提升不同，葉面噴施硒肥對于籽粒硒含量的提升更加顯著，而基施硒肥對于燕麥的單株性狀以及千粒重，產量差異顯著。綜上所述，以增產、改良品種性狀為目標，選擇基施硒肥效果比較好；以提高籽粒硒含量為目標，選擇葉面噴施硒肥效果好。全面提高燕麥的產量以及籽粒硒含量應合理將噴施硒肥和基施硒肥合理配施施用，以達到最佳效果。

4 討論

4.1 葉面噴施硒肥對于不同燕麥品種產量和籽粒硒含量的影響

通過對燕麥不同品種的產量構成因素以及籽粒中硒含量等指標的分析，發(fā)現葉面噴施硒肥對于株高、穗長、穗數、以及產量的影響未達到顯著水平，而籽粒中硒含量可以顯著提高，這與張軍新[17]等研究相似。本試驗中噴施硒肥后均顯著的提高了燕麥籽粒中硒含量，其中‘白燕5號’噴施硒肥后籽粒中硒含量提升最大，由45.3 μg/kg提升到304.39 μg/kg，提升了830.01%。說明施用適量的硒肥可以使燕麥達到富硒食品的范圍。研究發(fā)現[18]，葉面噴施硒肥對于水稻的產量沒有顯著影響，硒不能作為提高作物的必需營養(yǎng)元素，但玉米葉面噴施硒肥后，不僅可以提高玉米籽粒中硒含量，還可以提高玉米產量，當濃度過高時，會造成植株葉片灼燒，直接影響玉米的產量[19]。在不同燕麥品種葉面噴施硒肥后，籽粒中硒含量顯著增加，籽粒產量提高[20]。硒在100、200、300 mg/kg這3個濃度梯度時，燕麥不受傷害的安全濃度范圍內，噴施硒肥后籽粒中硒含量顯著提高，同時利用300 mg/kg 硒濃度分別對小麥和燕麥進行處理后，燕麥籽粒硒含量顯著低于小麥[21]。本試驗發(fā)現葉面噴施硒肥是提升籽粒中硒含量的有效方式，其中原因可能是硒從葉面直接通過韌皮部轉運至籽粒中的過程相比于通過根系吸收轉運至籽粒中的過程更加高效。但葉面噴施硒肥對產量以及產量構成因素影響不顯著，造成的原因可能是因為葉面噴施硒肥的時間比土壤基施硒肥晚，葉面噴施硒肥在抽穗期前后7 d，硒肥沒有在植株幼苗期間對生長發(fā)育發(fā)揮作用。

4.2 基施硒肥對于不同燕麥品種產量和籽粒硒含量的影響

土壤基施硒肥可以顯著提高部分燕麥品種的株高、穗長、穗數以及產量。形成的原因可能是有機硒肥富含大量有機質，有利于提高土壤肥力和燕麥的生長與發(fā)育?；┪屎螅籽?0號’在低硒量下產量提升最大(13.33%)，‘白燕7號’在高硒量下產量提升最大(9.28%)。有研究發(fā)現[22]，土壤基施硒肥可以顯著提高馬鈴薯成熟植株各器官的硒含量，它可以成為提高食物鏈硒水平的重要措施。但隨著施硒量的增加，有些品種會產生硒毒害現象，如植株矮小，產量降低[23]。‘白燕15號’和‘白燕20號’隨著施硒量的增加，產量呈先上升后下降的趨勢；在低硒量下，產量分別提升了4.99%、4.82%。在高硒量下，產量分別下降了6.41%、5.84%。因此選擇合適的硒用量對于提升燕麥產量有重要意義[24]。研究表明[25]，土壤基施硒肥可以提高苜蓿的生物產量和土壤有效硒含量，促進干物質快速積累。王斐等[26]在研究中也得出了相同的結論，施肥量較小時，梨中果肉和葉片中硒含量與施肥量呈正相關，但當施肥量超過2700 mg/株時，硒含量反而會降低。土壤基施硒肥可提高紫花苜蓿的株高，適量施硒效果顯著，但濃度高時，呈現出抑制作用[27]。本試驗中也出現相同情況，土壤基施硒肥后，隨著施硒量的增加個別燕麥品種籽粒中硒含量呈現出先上升后降低的趨勢，如‘白燕9號’在低硒量下，籽粒中硒含量比CK提升了6.53%，在高硒量下，籽粒中硒含量比CK 下降了12.16%?！籽?號’也表現出相同的現象，可能一些品種對于硒較敏感，且不同品種間燕麥對于硒的富集能力也有一定的差異[28]。土壤基施硒肥相較于葉面噴施硒肥更有利于植物的生長，但部分品種隨著施硒量的增加，籽粒硒含量下降。如何安全有效的提高燕麥籽粒中硒含量，不會對燕麥生長產生抑制作用還需要進一步的研究。