胡華鋒，朱 海，介曉磊，嚴學兵，胡承孝，王成章，魯劍巍，趙 京

(1.河南牧業(yè)經(jīng)濟學院,河南 鄭州450011; 2.黃淮學院生物工程系，河南 駐馬店463000;3.華中農(nóng)業(yè)大學 資源與環(huán)境學院,湖北 武漢 4300701;4.河南農(nóng)業(yè)大學 牧醫(yī)工程學院，河南 鄭州 450002)

基施硒肥對不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量及土壤有效硒的影響

胡華鋒1，3，朱 海4，介曉磊2*，嚴學兵4，胡承孝3，王成章4，魯劍巍3，趙 京4

(1.河南牧業(yè)經(jīng)濟學院,河南 鄭州450011; 2.黃淮學院生物工程系，河南 駐馬店463000;3.華中農(nóng)業(yè)大學 資源與環(huán)境學院,湖北 武漢 4300701;4.河南農(nóng)業(yè)大學 牧醫(yī)工程學院，河南 鄭州 450002)

為適時收獲紫花苜蓿(MedicagosalivaL.)及提高硒肥利用率，探索不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)累積和土壤有效硒變動規(guī)律，采用基施硒肥的方法，研究0、0.15、0.25、0.35、0.45、0.75和1.05 kg/hm27種硒肥用量對紫花苜蓿不同生育期干物質(zhì)產(chǎn)量及土壤有效硒的影響，結果表明，基施硒肥能顯著(P<0.05)提高各生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量，促進干物質(zhì)快速累積，且干物質(zhì)產(chǎn)量隨施硒量增加呈先升后降趨勢，以施硒0.45 kg/hm2干物質(zhì)產(chǎn)量和累積速率最大；紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量隨生育期延長而增加，盛花期最高；而干物質(zhì)累積速率呈升-降-升-降的變化趨勢，峰值是分枝期和初花期，初花期最大；施硒對紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量和累積速率隨生育期的變化無影響。施硒能提高土壤有效硒含量，并與施硒量呈正相關，以施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，極顯著(P<0.01)高于不施硒土壤。試驗表明，分枝期和初花期是苜蓿干物質(zhì)累積關鍵期，應特別注意此生育期田間管理；基施硒肥能提高苜蓿各生育期干物質(zhì)產(chǎn)量和土壤有效硒含量，促進干物質(zhì)快速累積，施硒0.45 kg/hm2草產(chǎn)量最大，且盛花期收割能獲得更高產(chǎn)量。

硒；紫花苜蓿；生育期；土壤有效硒

硒是動物必需營養(yǎng)元素，而非植物必需營養(yǎng)元素。但研究發(fā)現(xiàn)硒能促進植物幼苗生長[1]，且低濃度時作為氧化抑制劑，而高濃度下作為氧化促進劑[2]。圓葉決明施硒表明，基施硒量≤150 g/hm2時，能有效促進株高、莖葉干重及總生物量的提高，而基施硒量>150 g/hm2時,產(chǎn)量增幅下降[3]。紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是分布最廣、栽培歷史最老的豆科牧草，因產(chǎn)量高、品質(zhì)好、營養(yǎng)豐富而被譽為“牧草之王”，且種植面積最大牧草之一[4]。隨著我國畜牧業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，對牧草需求也將迎來新的增長。為探索不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)累積和土壤有效硒變動規(guī)律，本試驗研究了不同基施硒肥水平對不同生育期紫花苜蓿草產(chǎn)量及土壤有效硒含量的影響，為適時收獲紫花苜蓿及提高硒肥利用率提供實踐和理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試紫花苜蓿品種為秋眠級是3.0的金皇后；供試硒肥為含Se 45.5 %的無水亞硒酸鈉(NaSeO3，AR)。

1.2 試驗地自然狀況

試驗于2009年在河南農(nóng)業(yè)大學科教園區(qū)(E113°46′～113°32′和N 34°26′～34°36′) 進行。該區(qū)屬于北暖溫帶大陸季風性氣候，日平均氣溫14.3 ℃，1月份日均溫1.5 ℃(最低-20 ℃)，七月份日均溫27.5 ℃(最高40 ℃)，≥10 ℃有效積溫4700～5000 ℃，平均年降雨量630 mm，無霜期220～225 d[5]。

土壤為黃河沖積物上發(fā)育的潮土，質(zhì)地輕壤質(zhì)，其0～20 cm土層理化性狀如下：堿解氮54.38 mg/kg，速效磷8.26 mg/kg，速效鉀63.54 mg/kg，有機質(zhì)9.35 g/kg，有效銅(Cu)1.10 mg/kg，有效鈷(Co) 0.10 mg/kg，有效鋅(Zn) 0.61 mg/kg，有效錳(Mn)16.10 mg/kg，有效硼(B) 0.50 mg/kg，有效鉬(Mo) 0.05 mg/kg，有效鐵(Fe) 6.74 mg/kg，有效硒(Se)0.010 mg/kg，CaCO339.15 g/kg，pH(土∶水=1∶1)7.95。

1.3 試驗設計

采用大田小區(qū)試驗，在氮肥、磷肥、鉀肥及微肥足量供應下，設置Se0(0，CK)、Se1(0.15 kg/hm2)、Se2(0.25 kg/hm2) 、Se3(0.35 kg/hm2) 、Se4(0.45 kg/hm2) 、Se5(0.75 kg/hm2)和Se6(1.05 kg/hm2) 7個基施硒肥處理，隨機區(qū)組排列，重復3次，共計21個小區(qū)，每小區(qū)面積為4×3 m2。根據(jù)試驗設計將硒肥與磷肥(P2O5112.5 kg/hm2)、氮肥(N 60.0 kg/hm2)、鉀肥(K2O 105.0 kg/hm2)、七水硫酸鋅(13.0 kg/hm2)、七水硫酸鈷(0.5 kg/hm2)、五水硫酸銅(5.0 kg/hm2)、七水硫酸亞鐵(15.0 kg/hm2)、四水鉬酸銨(3.0 kg/hm2)、一水硫酸錳(5.0 kg/hm2)和硼砂(15.0 kg/hm2)一起攙土混均作基肥，均勻撒施于規(guī)劃小區(qū)土壤表面，然后人工翻施20 cm。

于2009年10月1日耕地，10月2日規(guī)劃小區(qū)，施肥，深翻；10月3日播種，播量為15 kg/hm2，播深2～3 cm，行距30 cm，播后輕壓。試驗所用磷肥為過磷酸鈣(含P2O512%)、鉀肥為硫酸鉀(含K2O54%)和氮肥為尿素(含N 46%)，苗期及時防治病蟲害和雜草，其他按苜蓿生產(chǎn)常規(guī)進行管理。

于次年苜蓿苗期、分枝期、孕蕾期、初花期、盛花期，隨機選取0.5 m2刈割，留茬2 cm左右，刈割后105 ℃殺青15 min，于75 ℃烘干稱重，計算干草產(chǎn)量。并同時采集小區(qū)0～20 cm耕層土壤，風干，粉碎，過0.3 mm篩。

1.4 測定項目及方法

供試土壤理化性質(zhì)和土壤有效硒采用常規(guī)分析方法進行[6-7]。牧草干物質(zhì)(DM)累積速率=干物質(zhì)(DM)累積的增量/生長天數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2003和SPSS12.0統(tǒng)計軟件進行方差分析和用LSD法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 基施硒肥對不同生育期干物質(zhì)產(chǎn)量的影響

基施硒肥顯著(P<0.05)提高同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量(見表1)。與對照(Se0)相比，施硒紫花苜蓿苗期、分枝期、孕蕾期、初花期、盛花期干物質(zhì)產(chǎn)量分別為提高7.94%～31.52%、12.24%～35.54%、10.66%～43.18%、4.88%～15.44%、5.46%～16.91%；且同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量均隨施硒量增加呈先升后降趨勢，并以施硒0.45 kg/hm2增產(chǎn)效果最好，分別顯著(P<0.05)高于對照263 kg/hm2、595 kg/hm2、999 kg/hm2、701 kg/hm2、810 kg/hm2；當施硒量高于0.45 kg/hm2時，同生育期干物質(zhì)產(chǎn)量呈顯著(P<0.05)甚至極顯著降低(P<0.01)；且紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量隨生育期延長而遞增，盛花期最高，施硒對紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量隨生育期的變化無影響。

表1 基施硒肥對不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量的影響Table 1 Effect of Se fertilizer on dry matter yield in the different growth stages of alfalfa kg/hm2

注：同列數(shù)據(jù)肩標不同小寫表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示極顯著(P<0.01)，相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。下同。

Notes：In the same column,values with the different lowercase or capital letter superscripts indicate significant difference (P<0.05) or very significant difference (P<0.01),and values with the same letter superscripts indicate insignificant difference (P>0.05).The same as below.

2.2 基施硒肥對不同生育期干物質(zhì)累積速率的影響

由圖1可知，整個生育時期，紫花苜蓿干物質(zhì)累積速率呈升-降-升-降變化趨勢，峰值是分枝期和初花期，初花期最大，盛花期最小。分枝期和初花期是紫花苜蓿營養(yǎng)生長和生殖生長的關鍵期。

由圖1還可知，苗期到孕蕾期及初花期到盛花期均表現(xiàn)為對照紫花苜蓿累積速率最小，施硒0.45 kg/hm2累積速率最大，說明施硒促進了紫花苜蓿干物質(zhì)的快速累積；而孕蕾期到初花期對照紫花苜蓿累積速率最大，施硒0.45 kg/hm2累積速率最小，因為孕蕾期到初花期，紫花苜蓿以生殖生長為主，這恰好說明施硒能促進紫花苜蓿生殖生長。且分枝期、孕蕾期和初花期干物質(zhì)累積速率差異表現(xiàn)明顯，而苗期和盛花期差異表現(xiàn)不突出。

2.3 基施硒肥對不同生育期土壤有效硒的影響

基施硒肥能提高各生育期紫花苜蓿土壤有效硒含量(見表2)。與不施硒土壤相比，施硒苜蓿苗期、分枝期、孕蕾期、初花期、盛花期土壤有效硒增幅分別為：34.11%～481.98%、37.26%～480.90%、15.41%～366.21%、33.13%～396.89%、25.78%～396.32%；且土壤有效硒含量與施硒量呈正相關(見表3)，各生育期均以施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，極顯著(P<0.01)高于不施硒土壤，且土壤有效硒含量隨紫花苜蓿生育期延長而降低，降幅為：24.75%～40.84%，且方差分析顯示，紫花苜蓿苗期、分枝期土壤有效硒含量顯著(P<0.05)高于盛花期，但苗期、分枝期、孕蕾期、初花期紫花苜蓿土壤有效硒含量差異不顯著(P<0.05)。

圖1 基施硒肥對不同生育期紫花苜蓿干物質(zhì)累積速率的影響Fig.1 Effect of Se fertilizer on the accumulation rate ofdry matter at different growth stage

表2 紫花苜蓿不同生育期土壤有效硒含量Table 2 Effect of Se fertilizer on dry matter yield in the different growth stages of alfalfa mg/kg

表3 施硒量與不同生育期土壤有效硒含量的相關性Table 3 Correlations of Se rate and content of soil effective selenium at different growth stage of alfalfa mg/kg

注:** 和 * 分別表示兩個變量在P<0.01和P<0.05水平下顯著相關。

Notes: ** and * indicate significant correlation of two variables whenP<0.01 andP<0.05,respectively.

3 討 論

3.1 基施硒肥對不同生育期干物質(zhì)產(chǎn)量的影響

硒符合Bertrand生物劑量規(guī)律,即低濃度時,促進植物的生長發(fā)育,過量則構成毒害[8]。田應兵等[9]研究認為黑麥草施Se濃度0.1 mg/L產(chǎn)量最高，而當硒濃度提升至10 mg/L時，黑麥草出現(xiàn)中毒癥狀；翁伯琦等[3]研究也發(fā)現(xiàn)，圓葉決明施Se量≧150 g/hm2時，產(chǎn)量下降；李登超等[10]研究也認為，小白菜施Se 0.5 mg/L產(chǎn)量最高，而當施Se量≧2.5 mg/L時，生長受抑制，產(chǎn)量下降。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿施硒量≤0.45 kg/hm2時，其產(chǎn)量隨施硒量增加而提高，而硒肥量>0.45 kg/hm2時，紫花苜蓿增產(chǎn)幅度顯著(P<0.05)降低。這可能與硒的雙重功效有關[11]。即高濃度時，作為氧化促進劑，提高脂類過氧化產(chǎn)物的積累，由于產(chǎn)生氧化作用脅迫而引起牧草增產(chǎn)降低[12-13]。在適當濃度下，作為氧化抑制劑，有利于作物生長，而使牧草增產(chǎn)[14]。因此，在紫花苜蓿生產(chǎn)中，可適量施用硒肥，以利于產(chǎn)草量的提高。

干物質(zhì)累積速率是反應牧草干物質(zhì)增長快慢指標，可用來指導牧草田間管理，而關于此研究較少。本研究發(fā)現(xiàn)，施硒促進了紫花苜蓿干物質(zhì)的快速累積，苗期到孕蕾期及初花期到盛花期對照紫花苜蓿累積速率最小，施硒0.45 kg/hm2累積速率最大；而孕蕾期到初花期施硒0.45 kg/hm2累積速率最小，對照累積速率最大，這恰好說明施硒能促進紫花苜蓿生殖生長。苗期和盛花期差異表現(xiàn)不突出，而分枝期、孕蕾期和初花期干物質(zhì)累積速率差異表現(xiàn)明顯。整個生育時期，紫花苜蓿干物質(zhì)累積速率呈升-降-升-降變化趨勢，峰值是分枝期和初花期，初花期最大，盛花期最小。分枝期和初花期是紫花苜蓿營養(yǎng)生長和生殖生長的關鍵期。因此應特別注意此生長期田間管理。

3.2 基施硒肥對不同生育期土壤有效硒的影響

基施硒肥能提高各生育期苜蓿土壤有效硒含量，并與施硒量呈正相關，且均施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，極顯著(P<0.05)高于不施硒土壤；薛瑞玲[15]同樣發(fā)現(xiàn)，小白菜土壤全硒、Se(IV)和Se(0)含量均隨施Se量增加顯著升高(P<0.05)。田秀英等[16]研究也認為，施硒提高了土壤有效硒，并隨施硒量增加而增高。施硒量<1.05 kg/hm2時，土壤有效硒隨紫花苜蓿生育期推移變化不大；而當施硒量為1.05 kg/hm2時，土壤有效硒隨生育期推移而降低，且苗期、分枝期顯著高于盛花期。此現(xiàn)象與薛瑞玲[15]研究小白菜施硒相同。研究還發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿生長各時期，未施硒土壤有效硒分別為0.017 mg/kg，0.016 mg/kg，0.019 mg/kg，0.018 mg/kg，0.014 mg/kg，而供試原土壤有效硒為0.010 mg/kg,與起始值相比反而有所提升。這可能因為土壤緩效的礦質(zhì)態(tài)或有機態(tài)硒能夠轉(zhuǎn)化為作物可利用的有效態(tài)硒，土壤硒這種轉(zhuǎn)化能力可能因為根際氧化還原反應可以改變硒有效性[17]。此結果與田秀英等[16]研究苦蕎施硒結果相同。作物在生長發(fā)育過程中,由于根系與土壤相互作用及微生物活動影響,硒在土壤中的轉(zhuǎn)化、遷移較為復雜，上述現(xiàn)象機理仍需深入研究。

4 結 論

基施硒肥能顯著提高各生育期紫花苜蓿干物質(zhì)產(chǎn)量及促進干物質(zhì)快速累積，且干物質(zhì)產(chǎn)量隨施硒量增加呈先升后降趨勢，累積速率隨生育期推移呈升-降-升-降變化，峰值在分枝期和初花期，以施硒0.45 kg/hm2干物質(zhì)產(chǎn)量和累積速率最大。

基施硒肥能提高各生育期紫花苜蓿土壤有效硒含量，并與施硒量呈正相關；以施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，極顯著高于不施硒土壤；施硒≥1.05 kg/hm2時，土壤有效硒含量隨紫花苜蓿生育期延長而降低，降幅為：24.75%～40.84%，且苗期、分枝期顯著高于盛花期。

[1]陳 銘,劉更另.高等植物的硒營養(yǎng)及在食物鏈中的作用(二)[J].土壤通報,1996,27(4):185-188.

[2]Hartikainen H,Xue T L,Piironen V,et al.Selenium concentration of feseue and pro-oxidantin ryegrass[J].Plant Soil,2000,225:1-2,193-200.

[3]翁伯琦,黃東風,熊德中,等.硒肥對豆科牧草圓葉決明生長和植株養(yǎng)分含量及其固氮能力的影響[J].應用生態(tài)學報,2005,16(6):1 056-1 060.

[4]董寬虎.苜蓿產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)與加工利用[M].北京：金盾出版社,2002：3-7.

[5]胡華鋒，介曉磊，郭 孝，等.氮磷鉀及微量元素與有機肥酸施對紫花苜蓿飼草產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學學報，2014，41(1)：98-101.

[6]魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學分析法[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1999：325-336.

[7]史瑞和.土壤農(nóng)化分析[M].2版.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1990：29-199.

[8]尚慶茂,李平蘭.硒在高等植物中的生理作用[J].植物生理學通訊,1998,34(4):284-287.

[9]田應兵,陳 芬,熊明標,等.黑麥草對硒的吸收、分配與累積[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2005,11(1):122-127.

[10]李登超,朱祝軍,徐志豪,錢瓊秋.硒對小白菜生長和養(yǎng)分吸收的影響[J].植物營養(yǎng)與肥料學報,2003,9(3): 353-358.

[11]董廣輝,陳利軍,武志杰.植物硒素營養(yǎng)及其機理研究進展[J].應用生態(tài)學報,2002,13(11):1 487-1 490.

[12]劉雪華.我國豆科植物屬的地理分布型及其結瘤固氮性[J].地理研究,1995,14(3):97-104.

[13]章家恩,廖宗文.試論土壤的生態(tài)肥力及其培育[J].土壤與環(huán)境,2000,7(3):253-256.

[14]李永華,王五一.硒的土壤環(huán)境化學研究進展 [J].土壤通報,2002,33(3):230-234.

[15]薛瑞玲.石灰性土壤中硒的價態(tài)轉(zhuǎn)化及其生物有效性研究[D].陜西楊凌:西北農(nóng)林科技大學,2010.

[16]田秀英,李會合,王正銀.施硒對苦蕎N,P,K營養(yǎng)元素和土壤有效養(yǎng)分含量的影響[J].水土保持學報,2009,23(3):112-116.

[17]Michael J B,Bruce R J.Redoxtransformations and plant uptake of selenium resulting from root-soil interactions[J] .Plant and Soi1,1994,158: 1-12.

EffcetofSeApplicationasBasalFertilizeronDryMatterYieldandSoilavailableSeinDifferentGrowthStagesofAlfalfa

HU Hua-feng1,3,ZHU hai4,JIE Xiao-lei2*,YAN Xue-bing4,HU Cheng-xiao3,WANG Cheng-zhang4,LU Jian-wei3,Zhao Jing4

(1.HenanUniversityofAnimalHusbandryandEconomy,Zhengzhou，Henan450011,China;2.DepartmentofBiologicalEngineering,HuanghuaiUniversity,Zhumadian，Henan463000,China;3.CollegeofResourcesandEnvironment,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan,Hubei430070,China;4.CollegeofResourcesandEnvironment,HenanAgriculturalUniversity,ZhengzhouHenan450002,China)

To timely harvest alfalfa (MedicagosalivaL.)，improve the utilization of selenium fertilizer,and explore the dynamics of dry matter accumulation and variation laws of soil valid selenium in different growth stages of alfalfa.the field experiment was carried out to study the influence of Se application as basal fertilizer on dry matter yield and soil available Se in the different growth stages of alfalfa.The results showed that basal selenium fertilizer significantly (P<0.05) improved dry matter yield in the all growth stages of alfalfa and promote the rapid accumulation of dry matter,and dry matter yield increased first and then decreased with the increasing of Selenium.The dry matter yield and cumulative rate reached its maximum amount when the basal Selenium fertilizer was 0.45 kg/hm2,the dry matter yield of alfalfa increased with the extension of growth stage,the yield was the highest when alfalfa was at the Flowering stage; dry matter accumulation revealed a fluctuated trend intervening increasing and decreasing with the extension of growth stage,climaxing at the branching stage and early flowering stage and peaking at the early flowering stage; Selenium fertilizer did not affect the change of dry matter yield and the accumulation rate of alfalfa.Selenium fertilizer could improve the effective selenium content of the soil,and positively correlated with the amount of applied selenium,the available selenium content of soil was the highest when the amount of applied selenium was 1.05 kg/hm2.and was significant (P<0.01) higher than the soil without applied selenium.To sum up,the branching stage and early flowering stage are critical periods for the dry matter accumulation of alfalfa and field management should specially be attended in this growing period; basal application of selenium fertilizer could increase dry matter yield of alfalfa and soil effective selenium content at different growth stages; the grass yield，accumulation rate and soil effective selenium content were the largest when the amount of selenium fertilizer was 0.45 kg/hm2and the higher yields could be obtained when alfalfa was harvested in the flowering stage.

Selenium; alfalfa(MedicagosativaL.);growth period; soil effective selenium

2014-03-07，

2014-03-30

“十二五”國家科技支撐計劃項目(2011BAD17B04)；河南省重點科技攻關項目(132102110055)；河南省高等學校青年骨干教師資助計劃項目(2012GGJS-203)；河南牧業(yè)經(jīng)濟學院博士基金項目(2012A20)；鄭州市科技攻關項目(131PPTGG422-3)

胡華鋒(1977-)，男，河南汝南人，博士，副教授，研究方向：牧草生產(chǎn)與畜禽廢物利用研究。E-mail: hhf607@163.com

*[通訊作者]介曉磊(1963-)，男，河南臨潁人，教授，博士生導師，研究方向：土壤與植物營養(yǎng)研究。E-mail: jiexl@263.net

S811.6

A

1005-5228(2014)07-0067-05