彭志蕓，李志龍，張德銀，張吉海，余世權(quán)，李新河，牟碧濤，黃 寧，徐克成，茍才明

(四川省宜賓市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，四川 宜賓 644000)

玉米是四川主要糧食作物之一，常年種植面積達(dá)120萬hm2，總產(chǎn)量600萬t左右，約占西南玉米產(chǎn)量的1/3[1]。川南地區(qū)是四川玉米的主要產(chǎn)區(qū)之一，玉米品種的選擇是獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的根本保障。傳統(tǒng)上對于玉米品種的要求表現(xiàn)為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗性強(qiáng)。但是隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，我國土壤重金屬污染越來越嚴(yán)重。據(jù)《全國土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》顯示：全國土壤總的超標(biāo)率為16.1%，其中無機(jī)污染物超標(biāo)點(diǎn)位數(shù)占全部的82.8%[2]。段嘉欣等[3]調(diào)查發(fā)現(xiàn)，川南地區(qū)土壤重金屬Cd污染風(fēng)險(xiǎn)較高，嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的生產(chǎn)安全。

研究表明，由于不同作物品種Cd積累特性不同，可以通過選育低Cd富集品種來減少作物籽粒中Cd含量，從而降低重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)[4]。王娟等[5]研究表示選用低Cd積累的玉米品種可以有效降低籽粒中Cd的含量，降Cd率達(dá)57.73%。同時(shí)川南地區(qū)Se元素含量普遍較高，具有豐富的富Se土壤資源，可以利用天然的富Se土壤打造富Se農(nóng)產(chǎn)品，助力鄉(xiāng)村振興。因此，為了更好的利用川南富Se資源，本研究以川南市場上推廣的28個(gè)玉米品種為供試材料，通過在富Se且存在Cd污染的田塊中進(jìn)行品比試驗(yàn)，以期篩選出富Se且Cd累積量符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、同時(shí)產(chǎn)量較高、綜合性狀較好的玉米品種，為Cd污染田塊的玉米生產(chǎn)提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

選用川南地區(qū)現(xiàn)在推廣的28個(gè)品種(表1)為供試材料，于2020年在宜賓市興文縣僰王山鎮(zhèn)山地開展試驗(yàn)。該地區(qū)平均海拔774m，年平均氣溫17.2℃，年均積溫6296℃，常年日照1147.2h，年均降水1333.3mm。試驗(yàn)地土壤為沙壤土，有機(jī)質(zhì)含量28.5g/kg，全氮含量1.48g/kg，全磷含量0.46g/kg，全鉀含量16.61g/kg，Se含量為0.191mg/kg，Cd含量為0.465mg/kg。

表1 試驗(yàn)品種玉米產(chǎn)量

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)種植3行，長5m，行間距為0.8m×0.5m，雙株種植，小區(qū)面積12m2。3月3月22日播種，4月10日間苗，4月17日定苗?；适┯脧?fù)合肥25kg/667m2，4月13日追苗肥，施豬糞水1600kg/667m2，對施尿素5kg澆苗，4月20日追苗肥穴施玉米專用高效緩釋肥30kg/667m2，5月19日施攻苞肥，施尿素10kg/667m2。4月13日進(jìn)行窩灌1次。病蟲草害防治同常規(guī)大田生產(chǎn)一致。于8月5號(hào)收獲。

1.3 測定項(xiàng)目和方法

于成熟期每個(gè)小區(qū)選取中間行20株玉米穗測定產(chǎn)量，測產(chǎn)后用瑞典FOSSTECATOR公司的Infratec1241 Grain Analyzer近紅外谷物快速品質(zhì)分析儀測定玉米籽粒淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪酸含量，同時(shí)觀測籽粒性狀并記錄。米籽粒Cd、Se含量委托四川省地質(zhì)調(diào)查院檢測。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2010、DPS 6.5處理系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同玉米品種產(chǎn)量結(jié)果分析

由表1、表2可知，本次供試品種間單株產(chǎn)量差異較小，群體產(chǎn)量差異較大。仲玉3號(hào)、宜1606、仲玉998、聯(lián)創(chuàng)902、宜1906、天玉502、華玉11、宜1907、宜1905、Y-6、Y-3、富春339、中單808、宜1801和富康玉909均較對照增產(chǎn)，其中仲玉3號(hào)產(chǎn)量表現(xiàn)最好，較平均對照增產(chǎn)39.17%，宜1606、仲玉998、聯(lián)創(chuàng)902和宜1906均有較優(yōu)的產(chǎn)量表現(xiàn)，分別較對照增產(chǎn)30.72%、22.04%、18.89%和14.57%。Y-4產(chǎn)量最低，較平均對照減產(chǎn)28.14%。

表2 產(chǎn)量參數(shù)計(jì)算

2.2 不同玉米品種品質(zhì)結(jié)果分析

由表3、表4可知，供試玉米品種籽粒類型以半馬齒型和馬齒型居多，分別占39.29%和42.86%，硬粒型僅占17.86%。籽粒顏色呈黃色占89.29%，僅10.71%的品種玉米籽粒呈紅色。根據(jù)農(nóng)業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)(NY/T597-2002)籽粒粗淀粉含量≥72%為高淀粉玉米，高淀粉玉米又可分為：淀粉含量≥76%為1級(jí)，淀粉含量≥74%為2級(jí)，淀粉含量≥72%為3級(jí)。供試品種中僅華玉11號(hào)的淀粉含量低于72%，其余品種均為高淀粉玉米類型，其中有28.57%的品種達(dá)2級(jí)高淀粉玉米類型，67.86%的品種達(dá)3級(jí)高淀粉玉米類型。

表3 試驗(yàn)品種玉米籽粒品質(zhì)及其性狀

表4 品質(zhì)性狀參數(shù)計(jì)算

就玉米品質(zhì)來看，淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪的含量品種間差異較小。淀粉含量以宜1906最高，較平均對照高出2.30%；以華玉11最低，較平均對照減少2.53%。蛋白質(zhì)含量在10.06%～12.75%之間，脂肪含量在2.43%～3.67%之間。

2.3 玉米籽粒Se、Cd含量結(jié)果分析

由表6可知，不同品種間玉米籽粒Se、Cd含量差異較大。參照《富硒農(nóng)產(chǎn)品》( DB50/T 705-2016)中規(guī)定，Se含量0.02～0.3mg/kg為富Se玉米。如表5所示，僅乾泰1號(hào)、宜1908和宜1901的Se含量達(dá)富硒玉米標(biāo)準(zhǔn)，以乾泰1號(hào)籽粒Se含量最高，達(dá)0.031mg/kg。宜1907、華玉11、聯(lián)創(chuàng)902、仲玉998、中單808、宜1606、宜1603、宜15、Y-3、Y-2、宜1906、仲玉3號(hào)、宜1902、宜1903、?？涤?09共15個(gè)品種的籽粒Se含量均<0.002mg/kg。

表5 玉米籽粒Se和Cd含量

表6 玉米籽粒Se和Cd含量參數(shù)計(jì)算

參照《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》(GB 2762—2017)中規(guī)定谷物類Cd含量的限量值為0.1mg/kg，本次試供品種的籽粒Cd含量均<0.03mg/kg，符合國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)。Y-5、天玉502、富春339、仲玉998、Y-2、宜1906、仲玉3號(hào)、宜1902、宜1903、富康玉909共10個(gè)品種的籽粒Cd含量<0.01mg/kg。

2.4 玉米產(chǎn)量與品質(zhì)的相關(guān)性分析

由表7可知，玉米產(chǎn)量與淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪酸含量呈負(fù)相關(guān)，淀粉與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與脂肪酸均呈負(fù)相關(guān)，淀粉與脂肪酸呈正相關(guān)，但相關(guān)性均不未達(dá)顯著水平。產(chǎn)量與玉米籽粒Se含量、Cd含量均呈負(fù)相關(guān)性，籽粒Se含量和Cd含量呈顯著正相關(guān)。

表7 玉米產(chǎn)量與品質(zhì)的相關(guān)性分析

3 結(jié)論與討論

遺傳因素顯著調(diào)控著玉米的產(chǎn)量，因此不同玉米品種間產(chǎn)量差異較大。本研究結(jié)果中產(chǎn)量以仲玉3號(hào)最優(yōu)，Y-4最低，兩者相差5712.15kg/hm2。玉米品質(zhì)變異數(shù)較小(0.01～0.13)，且有96.43%的品種屬于高淀粉玉米類型，說明川南市場上的玉米品種品質(zhì)比較穩(wěn)定，且質(zhì)量較優(yōu)。關(guān)于產(chǎn)量和品質(zhì)之間的關(guān)系，孫琦等[6]認(rèn)為淀粉和蛋白質(zhì)分別與產(chǎn)量有顯著正相關(guān)和負(fù)相關(guān)性，而本試驗(yàn)相關(guān)性分析表明淀粉和產(chǎn)量呈負(fù)相關(guān)性，這可能是由于環(huán)境因子的差異和本試驗(yàn)供試的品種數(shù)量較少導(dǎo)致的。本試驗(yàn)中產(chǎn)量與蛋白質(zhì)、脂肪酸及淀粉與蛋白質(zhì)、脂肪酸均呈負(fù)相關(guān)性，與陳先敏等[7]人研究結(jié)果基本一致，這種負(fù)相關(guān)性可能與玉米灌漿階段，各物質(zhì)積累存在競爭關(guān)系有關(guān)。

隨著川南地區(qū)重金屬污染的不斷加劇，篩選低Cd積累玉米品種顯得尤為重要。研究表明，超80%的玉米品種籽粒對Cd吸收量較低，可作為Cd污染農(nóng)田的替代作物[8]。本試驗(yàn)中28個(gè)品種的玉米籽粒Cd含量均<0.03mg/kg，符合國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)(GB 2762—2017，≤0.10 mg/kg)，和前人的研究結(jié)果基本一致。表明，本試驗(yàn)中所有品種在中、輕度Cd污染環(huán)境中種植均不存在Cd超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，可作為Cd污染農(nóng)田安全生產(chǎn)的有效途徑。

同時(shí)本試驗(yàn)中玉米品種的籽粒Se含量也較低，僅乾泰1號(hào)、宜1908、宜1901達(dá)富硒玉米標(biāo)準(zhǔn)(DB50/T 705-2016，≥0.02mg/kg)，這與玉米富Se能力較差有較大關(guān)系。成曉夢等[9]研究表示玉米Se生物富集系數(shù)較小麥和水稻是最低的。本研究結(jié)果中有15個(gè)品種的玉米籽粒Se含量均<0.002mg/kg，最大Se含量僅0.031mg/kg，印證了前人的研究結(jié)果。

王銳等[11]的研究將0.3mg/kg作為玉米種植地的富硒土壤閥值。因此，若土壤Se含量<0.3mg/kg，建議以仲玉3號(hào)、宜1606、仲玉998、聯(lián)創(chuàng)902、宜1906這5個(gè)品種作為川南重金屬污染物區(qū)的主推品種，可以達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的玉米生產(chǎn)目的；若土壤Se含量≥0.3mg/kg，建議種植乾泰1號(hào)、宜1908和宜1901，可生產(chǎn)富硒玉米，但應(yīng)配套適宜的栽培措施保障其產(chǎn)量。