周建利 王孟 吳東梅 黃芬肖 邢丹英 劉凱文

摘要：【目的】探討硒肥與氮磷鉀肥配施對營養(yǎng)生長期水稻生長及硒吸收的影響，為水稻富硒栽培技術(shù)提供參考?！痉椒ā坎捎肔16（45）正交設(shè)計，4個試驗因素分別為施氮量（A）、施磷量（B）、施鉀量（C）和施硒量（D），各因素均設(shè)4個水平，對營養(yǎng)生長期水稻進行土壤盆栽試驗。通過測定水稻生長性狀指標（最大葉長、最大葉寬、分蘗數(shù)、株高、葉綠素相對含量（SPAD值）、生物量和硒含量等參數(shù)研究不同處理組合和各試驗因素對營養(yǎng)生長期水稻生長及硒吸收的影響。【結(jié)果】水稻生長性狀的各項指標均隨著施氮水平的增加而增加，硒肥對水稻的生長無顯著影響（P>0.05）；最佳組合是施氮量為0.25 g/kg，施磷量和施鉀量均為0.10 g/kg，施硒量為0.12 mg/kg，其能顯著提高水稻各生長指標和地上部生物量及水稻硒含量（P<0.05）；水稻地上部和地下部硒含量均隨著硒肥用量的增加而增加?！窘Y(jié)論】氮肥是水稻生長的主導(dǎo)因子，氮磷鉀肥和硒肥的配施能促進營養(yǎng)生長期水稻的生長及其對硒的吸收，增施硒肥能提高營養(yǎng)生長期水稻硒含量。

關(guān)鍵詞： 水稻；營養(yǎng)生長期；硒肥；氮肥

中圖分類號： S511.062 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）12-2041-06

Abstract：【Objective】The present study was conducted to investigate the effects of combined application of selenium，nitrogen，phosphorus and potassium fertilizers on growth and selenium absorption at vegetative period in rice，in order to provide references for selenium enriched rice cultivation techniques. 【Method】An pot orthogonal experiment L16（45） was conducted on rice at vegetative period with experimental factors of nitrogen application rate（A）， phosphorus application rate（B），potassium application rate（C） and selenium application rate（D）. All of the factors were set four test levels，respectively. The effects of the combination treatments and experimental factors on rice growth and selenium absorption were evaluated by the indexes of growth[maximum leaf length，maximum blade width，tiller number，plant height and chlorophyll relative content（SPAD）]，biomass and the selenium concentration of the rice. 【Result】Every index of rice growth increased with increase of nitrogen fertilizer application rate. But selenium fertilizer application rates had no significant influence on indexes of rice growth（P>0.05）. The best combination of fertilizer application rate was 0.25 g/kg nitrogen，0.10 g/kg phosphorus，0.10 g/kg potassium and 0.12 mg/kg selenium. The indexes of growth，aboveground biomass and selenium content of rice significantly increased（P<0.05）. Above ground selenium content and underground selenium content of rice increased with increase of selenium fertilizers application rate. 【Conclusion】Nitrogen fertilizer was the main influence factor on rice growth. Combined application of selenium， nitrogen， phosphorus and potassium fertilizers can promote the growth of rice and absorption of selenium at vegetative period. Addition of selenium fertilizers can increase selenium contents in rice at vegetative period.

Key words： rice； vegetative period； selenium fertilizer； nitrogen fertilizer

0 引言

【研究意義】硒（Se）是人體必需的微量元素之一（張均華等，2012），對預(yù)防疾病、增進健康和延緩衰老具有重要作用，被譽為生命的奇效元素（張現(xiàn)偉等，2009）。人體內(nèi)的硒主要從食物中攝取，營養(yǎng)學(xué)會推薦每人每日攝取硒量為50～200 μg（Rayman，2000），但全球三分之二的地區(qū)及我國72%市（縣）的人口存在不同程度的缺硒現(xiàn)象（Cao et al.，2001）。水稻是世界范圍內(nèi)重要的糧食作物之一，且對硒具有生物富集作用（魏丹等，2005；周鑫斌等，2007， 2008，2014），因此，提高稻米硒含量，是改善人體硒營養(yǎng)和促進人體健康的重要途徑（Zhang et al.，2006；Zhang et al.，2014）。氮磷鉀是水稻正常生長的三大必需營養(yǎng)元素，三者的配合施用能顯著提高水稻產(chǎn)量和品質(zhì)（王偉妮等，2011；艾玉春等，2015；魯艷紅等，2015），營養(yǎng)生長期是水稻氮磷鉀等養(yǎng)分吸收的關(guān)鍵時期。因此，研究氮磷鉀肥與硒肥配施對營養(yǎng)生長期水稻生長及其硒含量的影響，對水稻富硒栽培具有重要指導(dǎo)意義。【前人研究進展】魏丹等（2005）和周鑫斌等（2007）通過盆栽試驗和田間試驗探究葉面噴硒對水稻硒含量的影響，結(jié)果表明，葉面噴硒能顯著提高水稻籽粒和秸稈的硒含量，且隨噴硒濃度的增加而增加。黃青青等（2013）研究在3種不同類型土壤（紅壤、黑土和灰鈣土）上施用不同價態(tài)硒肥（亞硒酸鹽和硒酸鹽）對水稻地上部硒含量的影響，結(jié)果表明，3種土壤施用亞硒酸鹽和硒酸鹽均能顯著提高水稻幼苗地上部硒含量，施用亞硒酸鹽比硒酸鹽的效果更佳。何文靜等（2015）通過田間試驗研究土壤施用硒礦粉對水稻硒含量的影響，結(jié)果表明，硒礦粉能顯著增加水稻籽粒與莖稈的硒含量，且硒含量與硒礦粉施用量呈正相關(guān)。由此可見，無論是葉面噴硒還是土壤施硒均能顯著提高水稻硒含量。Fang等（2008）研究鋅、鐵、硒葉面肥對水稻籽粒中硒含量的影響，發(fā)現(xiàn)施用硒葉面肥能顯著提高籽粒硒含量，而施用鋅、鐵葉面肥對水稻籽粒中的硒含量無顯著影響。Boldrin等（2013）研究不同施肥方式（在播種前土壤中施用硒肥，在花期葉面噴施硒肥）和不同種類硒肥（硒酸鹽和亞硒酸鹽）對水稻籽粒中氮、磷、硼、鎂、硫、銅、鋅、鐵等養(yǎng)分含量的影響，結(jié)果表明各處理對水稻籽粒中的氮含量無顯著影響，但均能抑制水稻對硼的吸收；在花期噴施硒酸鹽和亞硒酸鹽能抑制水稻對磷的吸收，但提高籽粒硫含量，土施硒酸鹽或亞硒酸鹽均會增加籽粒鎂含量；花期噴施亞硒酸鹽降低籽粒中銅含量，土施硒酸鹽能顯著提高籽粒鋅含量，而花期噴施硒酸鹽能增加籽粒中鐵含量。在硒與有害重金屬交互作用的研究中（譚周磁等，2000；陳平等，2002；梁程等，2012；方勇等，2013；龐曉辰等，2014），發(fā)現(xiàn)硒與鎘、汞、鉛、鉻等重金屬間存在拮抗作用，施用硒肥能夠抑制水稻對這些重金屬的吸收和轉(zhuǎn)運，減輕重金屬對水稻幼苗的毒害，降低水稻籽粒重金屬含量，提高水稻抗重金屬脅迫的能力。【本研究切入點】目前，相關(guān)研究主要集中在硒與其他微量營養(yǎng)元素及有害重金屬的相互作用對水稻生長和品質(zhì)的影響等方面，關(guān)于硒與大量營養(yǎng)元素氮、磷、鉀的配合施用對水稻的影響研究報道很少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以中稻廣兩優(yōu)476為研究對象，采用L16（45）正交設(shè)計，對營養(yǎng)生長期水稻進行土壤盆栽試驗，分析不同處理組合下水稻的各項生長指標、生物量和硒含量的差異，探討硒肥和氮磷鉀肥配施對營養(yǎng)生長期水稻生長及其吸收硒的影響，為水稻富硒栽培技術(shù)研究提供參考。

1 材料與方法

1. 1 供試材料

供試土壤取自湖北省荊州市農(nóng)業(yè)氣象試驗站。其基本理化性質(zhì)：pH 7.80，有機質(zhì)16.35 g/kg，全氮1.15 g/kg，全磷0.71 g/kg，全鉀7.36 g/kg，堿解氮97.500 mg/kg，有效磷36.890 mg/kg，速效鉀102.910 mg/kg，全硒0.157 mg/kg。

供試水稻品種：廣兩優(yōu)476（全生育期135 d），購自湖北鄂科華泰種業(yè)股份有限公司。供試肥料：尿素（N 46%，湖北三寧化工股份有限公司）；過磷酸鈣（P2O5 12%，湖北宜都興發(fā)化工有限公司）；氯化鉀（K2O 60%，黑龍江倍豐農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料集團有限公司）；硒礦粉（Se 83 mg/kg，湖北省恩施市三色源有機肥廠）。

1. 2 試驗方法

采用L16（45）正交設(shè)計，設(shè)4個試驗因素分別為施氮量（A）、施磷量（B）、施鉀量（C）和施硒量（D）。每個因素設(shè)4個水平：氮肥（N）用量（g/kg）的4個水平為A1（0）、A2（0.05）、A3（0.15）、A4（0.25）；磷肥（P2O5）用量（g/kg）的4個水平為B1（0）、B2（0.05）、B3（0.10）、B4（0.15）；鉀肥（K2O）用量（g/kg）的4個水平為C1（0）、C2（0.10）、C3（0.25）、C4（0.40）；硒肥（Se）用量（mg/kg）的4個水平為D1（0）、D2（0.03）、D3（0.06）、D4（0.12）。共16個處理（表1），以不施肥（A1B1C1D1）為對照，每處理2次重復(fù)。

試驗于2015年5月2日～7月7日進行。采用盆栽試驗，試驗用盆缽為塑料桶（口徑20 cm、高18 cm），每桶裝過5 mm篩的風(fēng)干土4.5 kg。氮、磷、鉀肥分2次施用（每次為總用量的1/2），即施底肥和追肥（移栽后20 d）；硒肥作底肥一次施用。裝盆時，每次稱4.5 kg土，置于塑料盆中，按照每處理的需肥量加入稱好的肥料，攪拌均勻，倒入塑料桶中，加水保持2 cm水層，平衡1周后移栽水稻秧苗。5月2日育苗；5月17日移栽：選擇長勢一致的秧苗，每桶2穴，每穴2株；7月7日收獲采樣。盆栽試驗在湖北省荊州市農(nóng)業(yè)氣象試驗站溫室大棚中進行。

1. 3 測定項目及方法

移栽30 d后測定水稻分蘗數(shù)、株高和葉綠素相對含量（SPAD值）。移栽50 d后收獲，測定地上部和地下部生物量、最大葉長、最大葉寬及地上部和地下部硒含量。

采用SPAD 502微型葉綠素儀測量SPAD值，固定取第3片功能葉片進行測定。與土面平齊剪取地上部，先用自來水沖洗干凈，再用雙蒸水漂洗3遍；將塑料桶中的地下部倒出，用自來水反復(fù)仔細洗滌，把土壤徹底清洗干凈，再用雙蒸水漂洗3遍，與清洗后的地上部一起在60 ℃的烘箱中烘至恒重，從而獲得地上部和地下部生物量（干重），然后用高速粉碎機粉碎，置于密封袋中保存，以供測定硒含量。地上部和地下部硒含量的測定方法參考國家標準測定方法《食品中硒的測定（GB 5009.93-2010）》；采用AFS-230E型全自動雙道氫化物發(fā)生原子熒光光度計測定硒含量。

1. 4 統(tǒng)計分析

采用DPSv 14.10對數(shù)據(jù)進行方差分析及多重比較。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同處理和試驗因素對水稻生長性狀的影響

由表2可知，處理13、14和15的最大葉長顯著高于除處理9、10、11外的其他處理（P<0.05，下同）；處理13、14的最大葉寬顯著高于1～8處理，與其他處理差異不顯著（P>0.05，下同）；處理13、14、15和16的分蘗數(shù)顯著高于除處理11外的其他處理；從株高來看，處理14顯著高于處理1～4、7和8；而處理13、14和15的SPAD值顯著高于除處理11、16外的其他處理?？梢?，處理13、14和15是最佳組合，能顯著提高水稻最大葉長、最大葉寬、分蘗數(shù)、株高和SPAD值等指標。

從表3可看出，在施氮的4個水平中，水稻生長性狀的各項指標均隨施氮水平的增加而增加，除了水平1和2在株高、水平3和4在最大葉長、最大葉寬和株高無顯著差異外，其他均存在顯著差異；在施磷肥的4個水平中，水平1（不施磷）的最大葉長、最大葉寬、株高和SPAD值均顯著高于水平4（施磷量最高），在一定程度上呈隨施磷量的增加而減小的變化趨勢；在施鉀肥的4個水平中，水平1（不施鉀）的分蘗數(shù)、株高、SPAD值均顯著高于水平4（施鉀量最高），且呈隨施鉀量的增加而減小的變化趨勢，但4個水平的最大葉長和最大葉寬均無顯著差異；施硒肥的4個水平在水稻生長性狀的各項指標中均無顯著差異?？梢?，氮肥是水稻生長的主導(dǎo)因子。

2. 2 不同處理和試驗因素對水稻生物量及硒含量的影響

由表4可知，處理13、15和16的地上部生物量顯著高于除處理9、12、14外的其他處理，分別比對照（處理1）增加135%、137%和141%；處理9的地下部生物量最高，其次是處理15，但處理9與對照無顯著差異，說明氮磷鉀肥和硒肥的配施對水稻地下部生物量的影響不明顯；從水稻的硒含量來看，處理15的地上部硒含量（0.485 mg/kg）顯著高于其他處理，是對照地上部硒含量（0.081 mg/kg）的5.98倍；處理15的地下部硒含量（0.899 mg/kg）顯著高于除處理4、6、9外的其他處理，是對照地下部硒含量（0.363 mg/kg）的2.48倍。因此，從水稻生物量和硒含量來看，處理15是最佳組合，即施氮量為0.25 g/kg、施磷量和施鉀量均為0.10 g/kg、施硒量為0.120 mg/kg的組合能顯著提高水稻地上部生物量和水稻硒含量。

從表5可看出，（1）水稻地上部生物量隨著施氮水平的增加而增加，而施磷肥、鉀肥和硒肥的各水平間無顯著差異。（2）對于地下部生物量，施氮肥的水平2顯著高于水平1，而與水平3和4無顯著差異；施磷肥和鉀肥的各水平間無顯著差異；施硒肥的水平4顯著高于水平3，但與水平1和2無顯著差異，說明氮磷鉀和硒肥對水稻地下部生物量的影響不明顯。（3）對于地上部硒含量，施氮肥的水平4顯著高于其他水平；施磷肥的水平1、3和4顯著高于水平2；施鉀肥的水平2顯著高于水平1和3；水稻地上部硒含量隨著施硒肥量的增加而增加，各水平間均存在顯著差異。（4）對于地下部硒含量，施氮肥、磷肥和鉀肥的各水平間均無顯著差異；而地下部硒含量隨著施硒肥量的增加而增加，各水平間也存在顯著差異。可見，硒肥是影響水稻硒含量的主導(dǎo)因子，水稻地上部和地下部硒含量均隨著施硒肥量的增加而增加。

3 討論

黃青青等（2013）的研究結(jié)果表明，3種土壤（紅壤、黑土和灰鈣土）施入亞硒酸鹽和硒酸鹽均能顯著提高水稻幼苗地上部硒含量。何文靜等（2015）的研究結(jié)果表明，土施硒礦粉能顯著增加水稻籽粒與莖稈的硒含量，且與硒礦粉施用量呈正相關(guān)。上述研究結(jié)果與本研究結(jié)果一致，本研究結(jié)果表明，土施硒礦粉能顯著提高營養(yǎng)生長期的水稻地上部和地下部硒含量，且隨著硒礦粉用量的增加而增加，進一步證明硒礦粉作為硒肥的有效性。

王偉妮等（2011）的研究結(jié)果表明，施用氮、磷、鉀肥均能顯著提高水稻的生物量。但本研究結(jié)果表明，水稻的各項生長指標和生物量均隨著氮肥用量的增加而增加，而磷肥和鉀肥無顯著影響。這些差異可能與供試土壤的基本理化性質(zhì)有關(guān)，本研究供試土壤有效磷為36.890 mg/kg、速效鉀為102.910 mg/kg。根據(jù)張德才等（2010）研究確定的湖北四湖灌區(qū)水稻土土壤養(yǎng)分豐缺指標，土壤有效磷高水平為大于20.0 mg/kg，土壤速效鉀中等水平為100.0～150.0 mg/kg，可判定本研究的供試土壤有效磷屬于高水平，速效鉀屬于中等水平，該土壤磷鉀養(yǎng)分含量較高，從而造成磷肥和鉀肥對水稻各項生長指標和生物量無顯著影響。本研究是營養(yǎng)生長期水稻的盆栽試驗，生長期較短，因此硒肥與氮磷鉀肥配施是否對水稻經(jīng)濟產(chǎn)量和籽粒硒含量產(chǎn)生影響尚無法體現(xiàn)，需要進行全生育期的試驗加以驗證。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，氮肥是水稻生長的主導(dǎo)因子，氮磷鉀肥和硒肥的配施能促進營養(yǎng)生長期水稻的生長及其對硒的吸收，增施硒肥能提高營養(yǎng)生長期水稻硒含量。

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（責(zé)任編輯 鄧慧靈）