施硒对水稻硒?氮?磷?钾含量及产量的影响

肖利杰 刘春梅 李梅 尚海波 马建辉 高亚军

摘要[目的]研究施硒對水稻不同器官硒、氮、磷、钾含量及产量的影响，以期为水稻合理施用硒肥提供理论和技术依据。[方法] 采用盆栽试验方法，以“垦鉴稻5”为试验材料，研究孕穗期喷施不同浓度硒对水稻成熟期不同器官硒和氮、磷、钾含量及产量的影响。[结果]施硒能提高水稻叶片、茎秆、稻壳与精米硒、氮和钾含量，并且各器官硒、氮、钾含量随着硒浓度的增加而增加。100 g/hm2和200 g/hm2硒处理精米中硒含量为对照的1.5倍和2.6倍。施硒能显著提高精米的磷含量，降低稻壳的磷含量。低浓度（100 g/hm2）硒增加叶片和茎秆磷含量，而高浓度硒（200 g/hm2）叶片和茎秆磷含量下降。施硒能提高水稻的产量，200 g/hm2硒处理水稻产量最高。[结论]施硒能增加水稻不同器官硒、氮和钾含量，其中200 g/hm2硒处理的效果最好。

关键词硒；水稻；氮； 磷； 钾；产量

中图分类号S511文献标识码A文章编号0517-6611（2015）34-059-03

硒是自然环境中一种重要的生命元素，1988年中国营养学会将硒列为人类必需的营养元素[1]。硒对于防治疾病、增进健康和防止衰老具有重要意义，被誉为“生命的奇效元素”。我国2/3的人口存在不同程度的硒缺乏，表现在硒摄入量严重不足[2]，而以饮食方式增加人体硒摄入量已被公认为最直接、最有效、最经济、最安全的补硒途径。黑龙江省土壤硒水平为0.012～0.643 mg/kg，平均硒含量为0.160 mg/kg[3]，属于硒含量较低的省份。

黑龙江省是我国重要的商品粮种植区，是优质、绿色稻米的主产区。2015年水稻种植面积达到400万hm2，已成全国最大的水稻种植区。水稻自身对硒有一定的生物富集作用。研究表明，施用外源硒能显著增加稻米的硒含量，并且在一定浓度范围内随着施用硒浓度的增大稻米中硒含量有增加的趋势[4-7]。目前虽然没有公认硒是植物必需的营养元素之一，但存在于植物体内的硒也需与其他养分之间保持一定的比例，以利于植物养分平衡，促进生长发育。在植物体内，硒与其他元素之间的相互作用是十分复杂的，硒与氮、磷、钾的相互作用报道较少。笔者采用盆栽试验方法研究不同硒浓度对水稻成熟期不同器官硒和氮、磷、钾含量及产量的影响，以期为水稻合理施用硒肥提供理论和技术依据。

1材料与方法

1.1试验材料采用盆栽试验方法，在黑龙江省八一农垦大学盆栽试验场进行，供试水稻品种为垦鉴稻5。供试土壤基础肥力如下：有机质47.8 g/kg，速效钾196 mg/kg，碱解氮148.3 mg/kg，速效磷21.2 mg/kg， pH 6.78，全硒 0.013 mg/kg。供试肥料为：尿素（含N 46%）、磷酸二铵（含N 18%，P2O5 46%）、氯化钾（K2O 60%）、亚硒酸钠（化学试剂）。

1.2试验设计试验设3个处理，分别为0 g/hm2（Se0）、100 g/hm2 （Se1）和200 g/hm2（Se2），每个处理3次重复。试验采用直径30 cm、高50 cm塑料桶，每桶装土15 kg。施肥量如下：氮100 kg/hm2，P2O5 50 kg/hm2，K2O 60 kg/hm2，其中氮肥按基肥∶返青肥∶分蘖肥∶穗肥=4∶2.5∶1.5∶2比例施用，磷肥以基肥方式一次性施用，钾肥按基肥∶分蘖肥∶穗肥为4∶2∶4比例施用。移栽前，先用水泡土3 d，将基肥施入土中混匀。每盆栽水稻3穴，每穴4株。孕穗期叶面喷施亚硒酸钠，空白喷清水。

1.3样品制备成熟期，将整盆植株收获，分别用自来水和蒸馏水清洗，将茎杆（包括稻穗枝梗部分）、叶片、稻谷分开，105 ℃条件下杀青，80 ℃下烘干至恒重。砻谷机除去稻壳，将稻壳收集起来，然后用精米机将糙米处理为精米。将茎秆、叶片、稻壳、精米分别粉碎、备用。

1.4测定项目与方法

1.4.1硒含量测定。称取样品0.500 0 g左右，置于25 ml三角瓶，加入10 ml混合酸（HNO3/HClO4=4∶1），盖上弯颈漏斗，静置过夜后在电热板低温砂浴消化l h，然后再逐步升温，微沸条件下消化至无色并冒白烟，取下，稍冷后加入5 ml HCl（l∶l），继续加热至无色并冒白烟，取下，稍冷却后，分别加2次蒸馏水约1 ml，然后用5%HCl转入10 ml试管中，并定容至10 ml，同时设置空白对照。消化后，使用AFS930双道原子荧光光度计（北京吉天仪器有限公司）测定硒含量。

1.4.2植物和籽粒的氮、磷、钾含量测定。样品采用H2SO4-H2O2消煮，待测液中全氮含量采用半微量凯氏定氮仪测定，全磷含量采用钒钼黄比色法测定，全钾含量使用火焰光度计测定[8]。

1.4.3土壤基础肥力测定。碱解氮含量测定采用碱解扩散法；速效磷含量测定采用Olsen钼锑抗比色法；速效钾含量测定采用火焰光度法；有机质含量测定采用丘林法；pH采用酸度计法[8]。

1.5数据处理测验数据使用DPS7.05版（Data processing system）软件和Excel进行统计与分析。

2结果与分析

2.1施硒对水稻不同器官硒含量的影响从图1可以看出，施硒能显著提高水稻各器官硒含量，并且随着硒浓度的增加，各器官硒含量均显著增加，各处理间差异极显著（P<0.01）。水稻不同器官的硒含量的大小顺序为：叶片>茎秆>稻壳>精米。Se2处理，水稻各器官的硒含量最高，其中叶片、茎秆和稻壳硒含量分别为Se0处理的2.7倍、2.7倍和3.1倍。Se0处理精米硒含量为0.049 mg/kg，Se1和Se2处理精米的硒含量分别为0.075和0.127 mg/kg，是Se0处理的1.5倍和2.6倍。

注：同一器官内不同大写字母表示差异极显著（P<0.01）。

图1施硒对水稻不同器官硒含量的影响

2.2施硒对水稻不同器官氮、磷和钾含量的影响

2.2.1施硒对水稻氮含量的影响。从图2可以看出，施硒能显著提高水稻各器官氮含量。水稻不同器官氮含量的大小顺序为：精米>叶片>稻壳>茎秆。随着硒浓度的增加，叶片、茎秆、稻壳和精米氮含量均增加。Se2处理叶片硒含量和稻壳的氮含量的增加幅度较大，其中Se2处理叶片和稻壳氮含量分别比Se0处理增加了8.16%（P<0.01）和15.4%（P<0.01）。方差分析表明，硒处理间精米氮含量差异不显著。

注：同一器官内不同大写字母表示差异极显著（P<0.01）；同一器官内不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。

图2施硒对水稻各器官氮含量的影响

2.2.2施硒对水稻磷含量的影响。从图3可以看出，施硒能影响水稻各器官磷的含量，但对不同器官磷含量的影响不同。水稻各器官磷含量的大小顺序为：精米>叶片>茎秆>稻壳。低浓度硒（Se1）下增加叶片和茎秆的磷含量，高浓度硒（Se2）下叶片和茎秆磷含量下降。随着硒浓度的增加，稻壳的磷含量下降，精米的磷含量增加。与Se0处理相比，Se2处理稻壳磷含量下降14.03%（P<0.01），精米磷含量增加18.18%（P<0.05）。

注：同一器官内不同大写字母表示差异极显著（P<0.01）；同一器官内不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。

图3施硒对水稻不同器官磷含量的影响

2.2.3施硒对水稻钾含量的影响。从图4可以看出，施硒能提高水稻不同器官钾含量。水稻不同器官钾含量的大小顺序为茎秆>稻壳>叶片>精米。随着硒浓度的增加，水稻不同器官钾含量均有所增加。Se2处理下水稻各器官钾含量最高，与Se0处理相比Se2处理下叶片、茎杆、稻壳、精米的钾含量分别增加了10.00%（P<0.01）、8.81%（P<0.05）、11.16%和10.72%（P<0.01）。

注：同一器官内不同大写字母表示差异极显著（P<0.01）；同一器官内不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。

图4施硒对水稻不同器官钾含量的影响

2.3施硒对水稻产量性状及产量的影响由表1可知，施硒能改善水稻的产量性状，提高产量。不同硒浓度处理的水稻穗粒数和产量差异极显著，其中Se2处理穗粒数和产量显著高于Se1和 Se0处理；随着硒浓度的增加，水稻结实率和产量增加，各处理间差异显著，其中Se2处理水稻的结实率和产量最高；随着硒浓度的增加，水稻小穗数和千粒重均有所增加，但不同硒浓度处理的小穗数和千粒重差异不显著。

表1施硒对水稻产量性状及产量的影响

处理小穗数个/株穗粒数个/株千粒重g结实率%产量g/盆

Se08.3a76.5B26.2a92.5a149.0b

Se18.7a79.0B26.4a92.7a150.5b

Se28.9a87.2A26.9a93.1b152.0a

注：同列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）；同列不同大写字母表示差异极显著（P<0.01）。

3结论与讨论

3.1施硒对水稻不同器官硒含量的影响农作物喷施叶面硒肥后，粮食作物含硒量较对照增加3倍～32倍，水果含硒量增加2倍～4倍，蔬菜增加7倍～60倍，随着生长期的延长和喷施次数的增加，农作物含硒量也随之增加[9]。盆栽试验条件下，施硒显著提高了玉米植株根系、叶片、茎秆、叶鞘和籽粒硒含量，随着硒浓度的增加，不同器官硒含量也有所增加[10]。周鑫斌等[11]研究发现叶面喷施亚硒酸钠后水稻籽粒硒含量是不喷硒处理的7.9倍～11.0倍。方勇[12]水稻叶面施用0～100 g/hm2硒肥，大米硒含量范围为0.032～1.790 mg/kg，提高了6倍～55倍。玉米、小麥籽粒硒含量与施硒量呈线性相关[13]。该试验结果也表明施硒能提高水稻不同器官硒含量，随着硒浓度的增加，各器官硒含量也增加。100 g/hm2和200 g/hm2精米硒含量是对照的1.5倍和2.6倍。

3.2施硒对水稻不同器官氮、磷和钾含量的影响硒与各营养元素之间的关系比较复杂，既有拮抗作用，又有协助关系，而且还硒的施用量、作物种类、元素的种类等密切相关。施硒减少小麦、豆角和芥菜的氮含量[14-15]，但能显著提高水稻和苦荞籽粒氮含量[16-17]。低硒处理促进烟草氮代谢，而高硒处理抑制氮代谢[18]。该试验结果表明施硒能显著提高水稻各器官氮含量，并且随着硒浓度的增加，叶片、茎秆、稻壳和精米氮含量均增加。马友华等[19]研究表明高浓度硒（>6.18 mg/kg）降低了烟草全株磷含量，而低硒浓度（<6.18 mg/kg）增加烟草全株磷含量。土壤施用低量硒肥后，降低玉米和大豆籽粒磷含量。硒肥对作物不同部位的磷含量的影响不同。王勇等[20]研究表明硒肥显著提高了四叶参幼苗根中的磷含量，降低叶片中的磷含量，而低浓度的硒降低茎中磷含量，高浓度的硒增加其含量。该试验结果表明施硒显著提高精米的磷含量，降低稻壳的磷含量；低浓度硒（100 g/hm2）增加叶片和茎秆磷含量，高浓度硒（200 g/hm2）下叶片和茎秆磷含量下降。施用硒肥能增加玉米、小麦、大豆籽粒钾含量的趋势[21]。王勇等[20]研究表明低浓度的硒降低茎中的钾其含量、高浓度的硒增加其含量。该试验结果表明施硒能提高水稻不同器官钾含量，并且随着硒浓度的增加，不同器官钾含量均增加。

3.3施硒对水稻产量的影响目前，硒虽然仍不是植物所必需的微量元素，但研究表明它能提高GSHPx活性，从而提高作物抗性，而促进作物生长，提高产量。施硒肥的小麦比对照增产 13.6%～15.2%[22]。研究表明，不同硒浓度对作物产量影响不同，低硒水平（≤10 mg/kg）玉米籽粒产量显著增加，高硒水平（≥25 mg/kg）籽粒产量和品质下降[10]。该试验结果表明施硒能改善水稻产量性状，提高产量，主要是由于施硒显著提高了穗粒数而提高了产量。

鉴于上述数据均建立在盆栽试验基础上的，还未进行大田验证，在今后的工作中有待进一步研究。

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