孫學(xué)映，朱體超，陳光蓉，張 莉

（1. 重慶三峽農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 404155；2. 重慶三峽職業(yè)學(xué)院，重慶 404155）

硒（Selenium）是人體必需的微量元素之一，具有抗癌、防癌、預(yù)防心腦血管疾病、抗衰老、提高人體免疫力等作用，是部分有毒重金屬的天然解毒劑，能減輕放射線、微波對(duì)人體的傷害[1]。硒的攝入量如果低于最適量，對(duì)人體免疫系統(tǒng)的發(fā)育和功能造成不利影響，補(bǔ)硒可使細(xì)胞免疫、體液免疫、非特異性免疫功能得到改善，刺激抗體的產(chǎn)生[2]。據(jù)報(bào)道，食物中的硒含量低于100 ug/kg就會(huì)造成人體缺硒，高于500 ug/kg 又會(huì)產(chǎn)生硒中毒，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)糧食中硒含量為100～300 ug/kg[3]。利用生物具有的吸收、轉(zhuǎn)化、富集能力，可將無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒，生產(chǎn)出富硒營(yíng)養(yǎng)食品，該類(lèi)產(chǎn)品中有機(jī)硒的存在形式類(lèi)似天然食物，生理活性強(qiáng)、毒性低，利于機(jī)體吸收[4]。大豆是植物蛋白的重要來(lái)源，蛋白質(zhì)含量30%～40%，硒主要富集在大豆蛋白中，生物有效性為86%～96%，因而大豆可以作為一種良好的植物性硒源[5]。葉面噴施硒肥可顯著提高大豆硒含量，同時(shí)提高大豆品質(zhì)，但對(duì)產(chǎn)量無(wú)明顯影響，是一種富集和提高大豆籽食部分含硒量的有效方法[6]。試驗(yàn)旨在研究噴施時(shí)期、硒肥用量、噴施次數(shù)、間隔時(shí)間對(duì)大豆硒含量的影響效應(yīng)，為葉面噴施硒肥技術(shù)的制定提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地海拔326 m，紫色壤土，肥力中上，排灌方便。播種前除草開(kāi)廂起溝，精細(xì)整地。試驗(yàn)品種“油春10-2”，為中國(guó)農(nóng)科院油料作物研究所選育的大豆早熟品種，對(duì)硒的吸收轉(zhuǎn)化能力較強(qiáng)。液體硒肥為山東省東營(yíng)市盈源肥業(yè)科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的“硒豐5118”。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用四元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)，以大豆籽粒含硒量為目標(biāo)函數(shù)（Y），噴施時(shí)期（X1）、硒肥用量（X2）、噴施次數(shù)（X3）、間隔時(shí)間（X4）為決策變量。噴施時(shí)期指初花期后的時(shí)間，初花期（50%植物開(kāi)出第一朵花）計(jì)為第0 天；硒肥用量指每次噴施硒肥溶液的數(shù)量；噴施次數(shù)指大豆生長(zhǎng)期間噴施硒肥溶液的次數(shù)；間隔時(shí)間指兩次噴施硒肥溶液相距的時(shí)間。設(shè)計(jì)水平及編碼值見(jiàn)表1。36個(gè)小區(qū)隨機(jī)排列，重復(fù)2 次，小區(qū)面積8.0 m2，每小區(qū)種4 行，行長(zhǎng)5 m，行寬0.4 m，種植密度為25 萬(wàn)株/hm2。

1.3 田間管理

田間試驗(yàn)于2013年3～7月實(shí)施。3月28 播種，種肥用過(guò)磷酸鈣300 kg/hm2、復(fù)合肥（N∶P2O5∶K2O=15%∶15%∶15%）150 kg/hm2。4月16日溝灌水抗旱，4月24日定苗，5月11日和27日人工除草，5月25日第一次噴施硒溶液。硒肥溶液的配制方法是：每小區(qū)取規(guī)定用量的液體硒肥，對(duì)水480 mL。噴施方法是：每小區(qū)單獨(dú)配制硒肥溶液，用微型噴霧器（容積1 000 mL）手動(dòng)噴施到葉面。7月12日各小區(qū)全部收獲。

表1 試驗(yàn)因子及水平設(shè)置

1.4 測(cè)試項(xiàng)目與方法

收獲晾干后每小區(qū)隨機(jī)抽取100 g 籽粒，采用催化極譜法（JP4000 極譜儀）檢測(cè)總硒含量，操作步驟是：將籽粒粉碎過(guò)篩20 目，稱(chēng)一定量樣品，加高氯酸、硝酸低溫消化，定容備用，吸取樣品溶液加入氯化銨、氨水、EDTA、碘酸鉀后在極譜儀上用峰電位約0.86 mv 進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施硒肥對(duì)大豆硒含量的影響

用Excel 2003 對(duì)試驗(yàn)結(jié)果作初步計(jì)算（見(jiàn)表2），不同處理下大豆籽粒中硒含量（Y）變化較大，從83.3 到352.3 mg/kg。用DPS7.55 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、數(shù)學(xué)模型建立、失擬性檢測(cè)、效應(yīng)分析等[7]。方差分析表明，X1的一次項(xiàng)顯著（P=0.030 3＜0.05），二次項(xiàng)不顯著（P=0.170 9＞0.10）；X2的一次性極顯著（P=0.000 6＜0.01），二次項(xiàng)達(dá)0.10 顯著（P=0.067 3＜0.10）；X3的一次性極顯著（P=0.001＜0.01），二次項(xiàng)不顯著（P=0.217 6＞0.10）；X4的一次性顯著（P=0.049 9＜0.05），二次項(xiàng)顯著（P=0.033 1＜0.05）；X2X3互作項(xiàng)顯著（P=0.036 7＜0.05）其他互作項(xiàng)均不顯著；回歸項(xiàng)極顯著（P=0.003 9＜0.01），失擬項(xiàng)不顯著（P=0.406 4＞0.10）。

2.2 數(shù)學(xué)模型的建立

表2 四元二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣及試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)DPS 軟件分析，得到大豆硒含量（Y）與4 因子間的回歸方程如下：

按0.10 顯著水平剔除不顯著項(xiàng)后，得到如下優(yōu)化方程：

失擬性檢測(cè)結(jié)果表明，F(xiàn)1=1.0992，不顯著，F(xiàn)2=4.2465，達(dá)極顯著水平，說(shuō)明本試驗(yàn)建立的回歸方程對(duì)試驗(yàn)點(diǎn)擬合程度較好，能反映客觀實(shí)際，影響硒含量的主要因子選擇恰當(dāng)，4個(gè)因子與硒含量關(guān)系密切，建立的數(shù)學(xué)模型對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有較好的擬合性。

回歸方程的復(fù)決定系數(shù)R2=SS回歸/SS總和=0.739，復(fù)相關(guān)系數(shù)R=0.859 6，說(shuō)明4 因子對(duì)大豆含硒量的影響達(dá)85.96%。

2.3 效應(yīng)分析

2.3.1 單因子主效應(yīng) 由優(yōu)化方程得到各因子與含硒量（Y）的函數(shù)關(guān)系（其他因子取0 水平）為：Y（X1）=288.65-20.12 X1，Y（X2）=288.65+34.97 X2-14.47 X22，Y（X3）=288.6 5+33.02 X3，Y（X4）=288.65+18.03 X4-17.11 X42。

由以上4個(gè)函數(shù)關(guān)系繪制出效應(yīng)曲線（圖1）可知，X1的一次項(xiàng)偏回歸系數(shù)為負(fù)值，二次項(xiàng)不顯著，隨水平值由低到高，硒含量呈下降趨勢(shì)。X2的效應(yīng)曲線呈開(kāi)口向下的拋物線，隨水平值增加，硒含量先迅速增加，當(dāng)水平值為1 時(shí)，達(dá)曲線極值309.15 ug/kg，水平值大于1時(shí)，硒含量下降。X3的一次項(xiàng)偏回歸系數(shù)為正值，二次項(xiàng)不顯著，隨水平值增加，硒含量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。X4的效應(yīng)曲線是斜率較小的拋物線，硒含量隨水平值增加先遞增，當(dāng)水平值為0.5 時(shí)，達(dá)曲線極值293.39 ug/kg，水平值大于0.5 時(shí)，硒含量又逐漸降低。

圖1 主效應(yīng)分析圖

2.3.2 單因子邊際效應(yīng) 對(duì)優(yōu)化方程用降維法求出單因子邊際效應(yīng)模型為：αY/αX1=-20.12，αY/αX2=34.97-28.94 X2，αY/αX3=33.02，αY/αX4=18.03-34.22 X4。

由以上函數(shù)關(guān)系繪制出邊際效應(yīng)圖（圖2），可以看出，X1對(duì)硒含量的影響呈負(fù)效應(yīng)，隨水平值增加，硒含量按一個(gè)恒定值逐漸降低。X2對(duì)硒含量的影響隨水平值增加呈先增加后降低的變化，水平取值較低時(shí)，硒含量逐漸增高，但增長(zhǎng)量逐漸降低，當(dāng)水平值為1.208 時(shí)，硒含量達(dá)最大值，水平值大于1.208 時(shí)，硒含量降低。X3對(duì)硒含量的影響呈正效應(yīng)，隨水平值增加，硒含量逐漸提高，增長(zhǎng)量為一恒定值。X4 隨水平值由低到高，硒含量呈先增加后降低的變化，當(dāng)水平值為0.527 時(shí)，硒含量達(dá)最高值。

圖2 邊際效應(yīng)分析圖

2.3.3 互作效應(yīng) 分析表明，硒含量不僅受單因素效應(yīng)影響，還受互作效應(yīng)的顯著影響，X2X3互作項(xiàng)達(dá)0.05 顯著水平，硒肥用量與噴施次數(shù)之間存在協(xié)同促進(jìn)作用。當(dāng)硒肥用量X2≤1 時(shí)，隨噴施次數(shù)（X3）增加，硒含量逐漸提高。當(dāng)X3≤-1 時(shí)，硒含量隨硒肥用量增加而遞增。當(dāng)0≤X3≤2 時(shí)，隨硒肥用量增加，硒含量呈先增加后降低的趨勢(shì)（見(jiàn)表3）。

表3 硒肥用量和噴施次數(shù)的交互效應(yīng)（ug/kg）

2.4 最佳效應(yīng)模擬

綜合分析，X1和X4獲得較高硒含量的水平值分別為-2～0 和0～1，作為預(yù)設(shè)值進(jìn)行數(shù)字模擬，同時(shí)限定硒含量（Y）取值范圍以符合我國(guó)食品中硒限量標(biāo)準(zhǔn)[11]，量化各因子應(yīng)取的合理變動(dòng)范圍（95%置信區(qū)間），結(jié)果表明，獲得硒含量（Y）200～300 ug/kg 的處理組合共43個(gè)，各因子合理水平取值為：-1.191～-0.483（X1）、-0.701～0.097（X2）、-0.603～0.185（X3）、0.279～0.698（X4）（見(jiàn)表4）。

3 小結(jié)與討論

3.1 討論

大豆葉面噴施硒肥時(shí)期對(duì)籽粒含硒量的影響呈負(fù)效應(yīng)，隨著噴施時(shí)期延遲，硒含量呈直線下降趨勢(shì)，每延遲5 d，硒含量下降20.12 ug/kg。由于X1的二次項(xiàng)偏回歸系數(shù)為-10.64，硒含量的實(shí)際下降幅度更大，但未達(dá)顯著水平。因此硒肥葉面噴施的最佳時(shí)期為花期，即初花期后盡早噴施，有利于獲得較高的硒含量，噴施時(shí)期過(guò)晚，外源硒不能被充分吸收利用，導(dǎo)致硒含量下降。唐玉霞等[9]對(duì)冬小麥葉面噴施硒肥效果的研究表明，葉面噴硒效果以灌漿初期最好，其次是抽穗期，灌漿中期效果較差?？梢?jiàn)噴施時(shí)期對(duì)作物硒積累有顯著影響。

表4 各因子取值區(qū)間

大豆葉面噴施硒溶液對(duì)籽粒硒含量影響顯著。隨硒肥用量增加，硒含量快速提高，但增長(zhǎng)量逐漸降低，當(dāng)噴施量為42 08 mL/hm2時(shí)，硒含量達(dá)到309.78 ug/kg；繼續(xù)增大施用量，硒含量呈下降趨勢(shì)，每增加1 000 mL/hm2，硒含量降低28.94 ug/kg。由此可見(jiàn)，增加硒肥用量是提高大豆含硒量的主要措施，但施用量過(guò)大，對(duì)硒富集起抑制作用，導(dǎo)致硒含量降低，因此硒肥用量宜控制在適度范圍內(nèi)。周勛波[8]、冶軍[6]等研究也認(rèn)為，大豆籽粒硒含量隨噴施硒肥量的增加而顯著提高，但過(guò)量噴施導(dǎo)致中毒癥狀，生產(chǎn)上應(yīng)控制在適宜范圍。本試驗(yàn)中沒(méi)有出現(xiàn)硒中毒現(xiàn)象。張艷玲等[5]研究表明，葉面噴施200 g/hm2Na2SeO3和生物硒肥可使低硒土壤大豆含硒量達(dá)到11～12 mg/kg，故大豆對(duì)外源硒有較高的生物利用效率。羅盛國(guó)等[10]認(rèn)為，在低硒土壤上，小麥、玉米、大豆葉面噴硒與硒含量呈正相關(guān)，可使硒含量從50 ug/kg 提高到200 ug/kg。魏丹等[3]認(rèn)為葉面噴施硒肥可以增加稻米中的含硒量，達(dá)到0.151～0.206 mg/kg，是補(bǔ)充食物中硒含量的安全、有效途徑。

噴施次數(shù)越多，硒含量越高，因此，增加噴施次數(shù)是提高硒含量的有效措施，每增加1 次，硒含量提高16.51 ug/kg。由于噴施次數(shù)的二次項(xiàng)偏回歸系數(shù)為-9.54，說(shuō)明次數(shù)過(guò)多也會(huì)造成硒含量下降，可能由于出現(xiàn)過(guò)量施肥，但影響不顯著。

在多次噴施硒肥情況下，每?jī)纱沃g的間隔時(shí)間對(duì)硒含量也有顯著影響。效應(yīng)分析表明，間隔時(shí)間過(guò)少或過(guò)多都不利于硒積累，最佳間隔時(shí)間為6.5 d。在間隔時(shí)間過(guò)少時(shí)，可能導(dǎo)致噴硒量過(guò)高，相反，間隔時(shí)間過(guò)多，可能導(dǎo)致噴硒量不足，且噴施時(shí)間延遲。

硒肥用量與噴施次數(shù)之間存在協(xié)同促進(jìn)作用。當(dāng)硒肥用量不足時(shí)增加噴施次數(shù)，或噴施次數(shù)較少時(shí)增加硒肥用量，都有利于硒的富集。當(dāng)硒肥用量不足和噴施次數(shù)較少，或硒肥用量過(guò)高和噴施次數(shù)過(guò)多時(shí)，都導(dǎo)致硒含量較低。因此硒肥用量和噴施次數(shù)都需要控制在適度范圍內(nèi)。

3.2 小結(jié)

各因子對(duì)大豆籽粒硒含量都有顯著影響。噴硒時(shí)期以花期為最佳，延遲噴施，導(dǎo)致硒含量直線下降；隨噴硒量增加，硒含量快速提高，但過(guò)量噴硒，導(dǎo)致硒含量下降；噴施次數(shù)對(duì)硒含量的影響呈直線上升趨勢(shì)，噴施次數(shù)越多，硒含量越高；間隔時(shí)間過(guò)少或過(guò)多，都不利于硒積累，以6.5 d 為最佳。各因子的合理取值范圍為：噴硒時(shí)期為初花后4～8 d，硒肥用量2 300～3 100 mL/hm2，噴施次數(shù)2～3 次，間隔時(shí)間6～7 d。在這一范圍內(nèi)，獲得200～300 ug/kg 的硒含量的置信區(qū)間為95%。為了達(dá)到富硒食品的安全標(biāo)準(zhǔn)，硒含量不能高于300 ug/kg[11]，因此可以進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù)措施為：花期噴施第1 次，間隔7 d 后噴施第2 次，每次噴硒量為2 500 mL/hm2，可使大豆中硒含量達(dá)200 ug/kg。

[1]許學(xué)宏，余云飛，高 芹，等.富硒農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，（1）：311-313.

[2]陳小利，呂俊芳.微量元素硒與人體健康[J].延安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，20（2）：64-67.

[3]魏 丹，楊 謙，遲鳳琴，等.葉面噴施硒肥對(duì)水稻含硒量及產(chǎn)量的影響[J].土壤肥料，2005，（1）：39-41.

[4]寧嬋娟，吳國(guó)良.微量元素硒與人體健康及我國(guó)富硒食品的開(kāi)發(fā)狀況[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（5）：88-90.

[5]張艷玲，潘根興，胡秋輝，等.葉面噴施硒肥對(duì)低硒土壤中大豆不同蛋白組成及其硒分布的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，26（1）：37-40.

[6]冶 軍，單維東，褚貴新.葉面噴施硒肥對(duì)大豆產(chǎn)量和質(zhì)量效應(yīng)的初步研究[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，46（3）：506-509.

[7]唐啟義，馮明光.DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[8]周勛波，吳海燕，謝甫綈.大豆噴施硒肥效應(yīng)的初步研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2005，20（11）：45-48.

[9]唐玉霞，王慧敏，呂英華，等.冬小麥硒素吸收積累特性及葉面噴硒效應(yīng)的研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2010，25（增刊）：198-201.

[10]羅盛國(guó)，徐寧彤，劉元英.葉面噴硒提高糧食中的硒含量[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，30（1）：18-22.

[11]吳正奇，劉建林.硒的生理保健功能和富硒食品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2005，（5）：43-46.