晏 娟 ，朱同貴，張忠平，樊劍波

(1安徽光明槐祥工貿(mào)集團有限公司，合肥 238000；2巢湖學院化學與材料工程學院，合肥 238024；3中國科學院南京土壤研究所，南京210008)

硒是人體中重要的微量元素，能提高人的免疫力，還能對一些癌癥、心腦血管疾病等起到預防作用。世界衛(wèi)生組織公布的資料表明，全球有40多個國家屬于低硒或缺硒地區(qū)，中國是國際公認的“缺硒大國”之一，有72% 的縣(市)低硒或缺硒，其中30%為嚴重缺硒地區(qū)，7億多人口存在不同程度的硒攝入不足[1]。據(jù)中國營養(yǎng)學會報道，人均硒攝入總量僅有26 ~ 32 μg/d，遠低于建議每日攝入量55 μg/d[2]。

水稻是中國的主要糧食作物之一，其硒含量高低與全國大多數(shù)人口硒營養(yǎng)狀況密切相關。對水稻施用硒肥生產(chǎn)富硒水稻已是最便捷、最大眾化的補硒方式。目前關于水稻施用硒肥的研究較多，諸如Wang等[3]發(fā)現(xiàn)抽穗期后對水稻噴施硒葉面肥(40 mg/L，Se 10.5 g/hm2)，水稻籽粒硒含量從0.03 μg/g提高到1.54 μg/g；Giacosa等[4]發(fā)現(xiàn)葉面噴施Na2SeO4(Se 10.5 g/hm2)，使糙米中硒含量從0.36 mg/kg提高到1.64 mg/kg。但是，不同水稻對硒的吸收能力不同，不同土壤上水稻對肥料硒的吸收也不一樣，不同供硒水平下，水稻對硒的吸收也有一定的差異。例如耿建梅等[5]研究表明，同種處理下水稻品種捷豐優(yōu)629和谷豐優(yōu)8312在成熟期不同器官硒含量差異顯著；黃青青等[6]報道在水稻成熟期，施用硒肥(Se4+)后，紅壤、黑土、灰鈣土中水稻籽粒硒含量分別由對照中的0.34、0.05和0.05 mg/kg增加到0.94、0.14和0.20 mg/kg；在吳永饒等[7]研究中，水稻供硒水平0.5 ~ 30 mg/kg，籽粒含硒量4.057 ~ 35.716 mg/kg。Williams等[8]分析了來自中國、美國、埃及等11個國家的1 092份水稻材料粳米中硒的含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，埃及的稻米中硒平均含量最低，只有9 ng/g，83% 的稻米硒含量低于10 ng/g；美國的水稻粳米中硒平均含量最高，為180 ng/g；中國的水稻粳米硒含量變化最大，最高值與最低值間相差1 368 ng/g。可見，我國稻米硒含量波動范圍較大，硒肥供應水平控制不好可能會導致稻米硒含量超過國家允許的富硒稻米標準[9]，食用后對人體健康造成危害。

由此，本文主要研究不同供硒水平下，適合巢湖流域生長的水稻對硒的吸收、累積、轉(zhuǎn)運和利用特性，為該地區(qū)生產(chǎn)安全可靠的富硒大米提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

巢湖位于長江水系的下游，流域面積為12 938 km2，集水范圍包括合肥、巢湖、肥東、肥西、廬江、舒城、無為等兩市五縣，灌溉面積達400多萬畝(15畝=1 hm2)。巢湖年均氣溫16.0 ℃，年均降雨量1 046 mm。試驗于2017年在安徽省巢湖市壩鎮(zhèn)兆河農(nóng)場進行。較以往相比，2017年水稻灌漿期陰雨天稍多，9—10月份雨天達到25 d，對水稻產(chǎn)量有一定影響。

1.2 供試材料

供試水稻品種為南粳9108，由安徽光明槐祥工貿(mào)集團有限公司提供。田間小區(qū)試驗供試土壤為水稻土，理化性質(zhì)：pH 5.5，有機質(zhì)18.4 g/kg，全氮 1.02 g/kg，堿解氮 107.30 mg/kg，有效磷 7.64 mg/kg，速效鉀69.10 mg/kg，全硒 0.21 mg/kg。試驗用硒肥為葉面肥，主要成分為納米單質(zhì)硒和復合穩(wěn)定劑，由巢湖學院研制，含硒量10 g/kg。

1.3 試驗設計

根據(jù)硒肥施用量及施用次數(shù)不同，共設置5個處理：L0(Se 0 g/hm2)、L1(Se 20 g/hm2)、 L2(Se 40 g/hm2)、L3(Se 60 g/hm2)和L2t(Se 40 g/hm2，兩次施用)。前4個處理中硒肥作一次于齊穗期(9月20日)噴施；選取L2水平對照，L2t處理中硒肥于齊穗期和齊穗期后7 d二次噴施(60%+40%)，每處理重復3次，隨機區(qū)組排列，共15個小區(qū)，每小區(qū)面積為42 m2。硒肥根據(jù)處理用量稀釋于2.5 L水中噴施于葉面之上。

根據(jù)當?shù)亓晳T，水稻采取撒播方式種植。水稻生長中于9月20日(施肥前)、10月6日和10月18日隨機取樣一把(約20根)，洗凈分莖、葉和穗70 ℃ 烘干至恒重后粉碎制樣。水稻成熟后在每個小區(qū)中間收獲3 m2以測稻谷、稻草產(chǎn)量，并取稻谷、稻草各2 kg，風干后測干重以測定含水量，并留樣測含硒量。

1.4 分析方法

植物樣品中硒含量測定依據(jù)GB 5009.93—2010測定，即用 9 + 1 (V+V)的 HNO3+ HClO4混酸于170 ℃ 下，采用電熱板進行消解。溶液中硒含量均采用氫化物發(fā)生–原子熒光光度法測定[10]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS16.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果

2.1 施硒量對水稻產(chǎn)量的影響

由于2017年天氣原因，水稻產(chǎn)量總體不是很高，各處理水稻產(chǎn)量為5 606 ~ 6 980 kg/hm2，多數(shù)為6 000 kg/hm2左右(圖1)。硒肥施用對水稻增產(chǎn)作用甚微，L3處理，即施硒量為 60 g/hm2時，產(chǎn)量略高一點。二次噴施硒肥可使水稻產(chǎn)量較對照增加899 kg/hm2。

2.2 不同施硒量下水稻莖、葉、穗硒含量動態(tài)變化

圖2反映施肥后兩次取樣中穗、莖和葉的硒含量動態(tài)變化。硒在葉片中含量最大，其次是穗，莖中含量最低。施用硒肥可以極顯著地增加穗、莖和葉中的硒含量，且施肥量和硒含量呈正比。施用硒肥20 ~ 60 g/hm2(Se)，第一次取樣中葉、穗和莖中硒含量分別較不施硒肥增加0.71 ~ 2.65、0.12 ~ 0.26、0.07 ~ 0.10 mg/kg；隨著時間的推移，第二次取樣可見莖和葉的硒含量大量下降，可能是硒向穗轉(zhuǎn)運導致；除了二次施肥和對照處理，穗的硒含量也略微下降，可能是籽粒灌漿稀釋了硒的濃度。硒肥二次施用可有效提高莖、葉和穗中的硒含量。

2.3 施硒量對水稻籽粒硒富集的影響

圖3為各施硒量處理下水稻稻谷、糙米和精米的硒含量。由圖可見，稻谷含硒量明顯高于糙米，而糙米含硒量又明顯高于精米。硒肥施用下，稻谷、糙米和精米的平均硒含量為0.279、0.150、0.055 mg/kg，分別較對照不施硒肥高0.211、0.088和0.042 mg/kg。稻谷和糙米的平均硒含量分別是精米的5.07倍和2.73倍。可見在水稻籽粒中，硒主要富集在稻殼中，其次是米糠，而供人食用的精米中硒富集量很低。

不施硒肥對照處理，稻谷、糙米和精米硒含量分別僅有0.068、0.062和0.013 mg/kg。稻谷、糙米和精米硒含量均隨著硒肥用量的增加而顯著提高，至L3處理最高。L2和L3 處理精米硒含量達到國家富硒水稻標準含量的下限，分別是0.05 g/kg和0.09 g/kg，效果不是很顯著。圖中還顯示，硒肥分二次施用更有利于籽粒中的硒富集在稻殼中。

2.4 施硒量對水稻硒分配的影響

各施硒量處理中，水稻的收獲指數(shù)介于0.41 ~0.46，即稻草占據(jù)了較大部分重量。不論是稻谷還是稻草，硒累積量均隨施硒量的增加而增加(圖4)。值得注意的是，硒肥分二次施用可顯著增加水稻地上部硒累積量，特別是稻草的硒累積量，L2t處理中稻草的硒累積量是L2的2.2倍，而稻谷硒累積量略高。

除對照外，施肥處理中稻草的硒含量顯著高于稻谷。硒收獲指數(shù)是水稻稻谷硒累積量與地上部硒累積量的比值，表示硒在稻谷和稻草之間的分配比例。由圖4和表1可見，水稻地上部的硒60% 以上分布在稻草中。L2t與L2處理相比，硒肥分兩次施用較一次施用富集在稻草中的比例更大，達到83.9%。

表1 不同供硒水平下水稻硒收獲指數(shù)、轉(zhuǎn)運系數(shù)和表觀利用率Table 1 Se harvest indexes, transport coefficients and apparent utilization rates of rice under different Se supplying levels

2.5 施硒量對水稻硒轉(zhuǎn)運及表觀利用率的影響

硒轉(zhuǎn)運系數(shù)為籽粒中硒濃度與莖葉中硒濃度之比，反映作物由營養(yǎng)器官向生殖器官運轉(zhuǎn)硒的能力[11]。表1可見，不施硒肥時，莖葉中的硒向籽粒中轉(zhuǎn)運能力最強；隨著施硒量的增加，莖葉中硒向籽粒中轉(zhuǎn)運能力下降，硒肥二次施用時硒轉(zhuǎn)運最低，更多地保留在稻草中。硒肥表觀利用率是施硒肥區(qū)與不施硒肥區(qū)硒素累積量之差占施硒量的百分比。由表1可見，硒肥表觀利用率整體不高，隨著施硒量的增加，硒肥表觀利用率呈略增加的趨勢，但是，硒肥二次施用的表觀利用率較一次施用增加一倍。

3 討論

很多研究[7,12-16]表明施用硒肥可以顯著增加水稻產(chǎn)量，但是施用量過高又會對產(chǎn)量產(chǎn)生抑制作用。本研究結(jié)果表明一次性施用不同濃度硒肥對水稻有增產(chǎn)作用，但是增產(chǎn)效果甚微，抑制作用未有體現(xiàn)，同周鑫斌[17]和韋葉娜等[14]的田間試驗結(jié)果相似。周鑫斌[17]研究表明江蘇省蘇南地區(qū)水稻“龍晴 4 號”、“86 優(yōu) 8 ”和“丙 9 652”葉面噴施亞硒酸鈉后，水稻籽粒硒含量顯著增加，但是產(chǎn)量沒有顯著差異變化。韋葉娜等[14]的研究中水稻品種“泰選1號”在不同硒濃度處理下產(chǎn)量均有提高，但差異均不顯著；“粳選1號”在不同硒濃度處理下產(chǎn)量卻呈增加趨勢。施用硒肥促進水稻增產(chǎn)作用可能與水稻品種有一定關系。

同多數(shù)研究[1,15,18]結(jié)果一樣，施用硒肥能夠顯著促進水稻莖、葉和穗的硒含量，但隨著時間的推移，莖和葉的硒因向穗轉(zhuǎn)移而迅速下降，稻穗因籽粒的充實，含硒量可能因被稀釋而略降。稻谷、糙米及精米中的硒含量與硒肥施用量呈顯著的正相關性。且硒含量高低為：稻谷>糙米>精米，顯然，稻殼中含有大量的硒，這與李玉梅等[15]的報道一致。其次，米糠中存有的硒也較精米高，姜超強等[19]的研究表明硒含量在米糠中最高，但稻殼和精米沒有差異，究其原因，可能是因水稻品種不同，這在周鑫斌等[1]的研究中也有所反映。

地上部硒累積量與施硒水平呈極顯著的正相關，隨著施硒量的增加，硒轉(zhuǎn)運系數(shù)顯著下降，這與姜超強等[19]的研究報道相反，可能是硒肥葉面噴施和土壤供硒的差異。盡管硒的表觀利用率是增加的，但是，硒的收獲指數(shù)在下降，顯然，與稻谷相比，增加的硒肥更多累積在稻草中。

本研究發(fā)現(xiàn)增加等量硒肥二次分施較一次性施用對水稻產(chǎn)量有較為顯著的促進作用。由于是硒肥二次施用，灌漿期中水稻莖、葉含硒量下降略慢，穗中硒含量未有下降。但是硒肥二次施用只是增加了稻殼和米糠中的硒含量，精米中的硒并沒有增加。盡管硒肥二次施用肥料表觀利用率較高，但是較一次施用，硒肥的收獲指數(shù)和轉(zhuǎn)運系數(shù)顯著下降；因水稻產(chǎn)量增加的原因，稻谷的硒累積量較一次施用高，但地上部累積更多的硒在稻草中。

研究表明外源硒的添加確實能增加大米硒含量，使其達到國家富硒大米硒含量標準范圍，但結(jié)果同時顯示水稻中的硒相當大的一部分集中在稻草中，谷殼、谷糠及稻草含有大量的硒元素，可考慮充分利用。