土壤含硒量对玉米农艺性状、产量及籽粒硒含量的影响①

王 孟，张军强，谭亚华，商水根，徐印印，石 垒，姜硕琛，姜汉峰，熊瑞刚，贾旭东，邢丹英*，谢义梅



土壤含硒量对玉米农艺性状、产量及籽粒硒含量的影响①

王 孟1, 2, 3，张军强4，谭亚华5，商水根1, 2,3，徐印印1, 2,3，石 垒1, 2,3，姜硕琛1, 2,3，姜汉峰1, 2,3，熊瑞刚6，贾旭东1, 2，邢丹英1, 2,3*，谢义梅7

(1长江大学作物富硒应用技术研究所，湖北荆州 434025；2 长江大学农学院，湖北荆州 434025；3主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心，湖北荆州 434025；4恩施州土壤肥料工作站，湖北恩施 445000；5 恩施市土壤肥料工作站，湖北恩施 445000；6恩施市新塘乡农技推广服务中心，湖北恩施 445012；7国家硒产品质量监督检测中心，湖北恩施 445000)

在2个硒含量的土壤背景下，种植8个不同遗传背景的玉米品种，研究土壤硒含量对玉米品种的农艺性状、产量及硒含量的差异，结果表明：①土壤硒含量对玉米的株高、穗位、可见叶片数有增加效应，富硒区玉米的3个指标高于非富硒区，但富硒区的单产未能表现高于非富硒区。②供试品种的产量依次为康农玉108(7 822.6 kg/hm2)>华玉11号(7 302.11 kg/hm2)>双玉919(6 940.47 kg/hm2)>禾盛玉718(6 860.41 kg/hm2)>正大999(6 374.98 kg/hm2)>万玉168(5 964.29 kg/hm2)>恩单804(5 889.69 kg/hm2)>兴农单3号(5 692.68 kg/hm2)。③土壤硒含量对玉米籽粒的硒含量有促进作用，供试品种籽粒硒含量依次为：兴农单3号>双玉919>万玉168>恩单804>康农玉108>正大999>华玉11号>禾盛玉718。

玉米品种；硒含量；硒土壤背景

硒(Se)是人体必需的微量元素之一[1]，对防治疾病、增进健康和延缓衰老具有重要意义[2]。世界上土壤含硒量一般在0.01 ~ 2.00 mg/kg之间[3]，且土壤中硒的分布极不均匀，在我国多数地区处于缺硒地带[4-6]，无法满足人体所需的硒含量，致使人体缺硒，导致克山病、大骨节病等疾病[7]。要改变目前缺硒的状态，通过作物富硒来补充人体硒含量是公认的直接、安全有效的补硒途径[8]。玉米是我国三大禾谷类作物之一，也是重要的饲料作物[9]。目前玉米富硒的主要途径有：叶面喷硒、根外施硒、土壤硒源[10-13]。在不同土壤硒含量的条件下，筛选较高富硒性能的玉米品种对玉米富硒生产有着积极的意义。基于这一设想，2017年，在湖北省恩施市新塘乡下塘坝村(富硒区)和白杨坪乡桥头坝村(非富硒区)进行了不同土壤硒含量对玉米农艺性状、产量及籽粒硒含量的研究，获得了初步结果。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试玉米品种为：恩单804、华玉11、双玉919、兴农单3号、万玉168、禾盛玉718、康农玉108、正大999，由恩施市新塘乡农技服务中心提供。

1.2 试验设计

试验采用随机区组设计，小区面积6 m × 3 m，株距0.4 m，33 333株/hm2，重复3次，试验于2017年分别在恩施市新塘乡下塘坝村(土壤总硒0.469 mg/kg，代表富硒区)、恩施市白杨坪乡桥头坝村(土壤总硒0.195 mg/kg，代表非富硒区)进行。下塘坝试验点土壤的碱解氮108.56 mg/kg，有效磷19.76 mg/kg，速效钾129.23 mg/kg，有机质24.36 g/kg，总硒0.469 mg/kg。桥头坝试验点的碱解氮63.00 mg/kg，有效磷13.43 mg/kg，速效钾81.90 mg/kg，有机质13.59 g/kg，总硒0.195 mg/kg。

1.3 测定项目和方法

1.3.1 考种 玉米成熟后分小区收获，每小区取具有代表性3株玉米样，主要测定指标为株高、茎粗(从地下到地上第三节)、穗位、可见叶片数、果穗长、果穗粗、秃顶长、每穗粒数、百粒重、产量。

1.3.2 硒含量测定 将考种完成后的材料，放入电热鼓风干燥箱中，设置60 ℃至样品恒重，取玉米棒的中间部位(2/3)的籽粒，用检验粉碎机(JFSJ-100-1)玉米籽粒粉碎，样品粉碎过1 mm筛后，混合酸(硝酸∶高氯酸＝4∶1)在170 ℃下消解至无色透明，用AFS-9700原子荧光光度计(北京海光)测定硒含量(具体方法参照GB/T5009.93—2003《食品中硒的测定》)。土壤样品采用风干土样测定，土壤中硒含量测定参照标准NY/T 1104—2006《土壤中全硒的测定》。

1.4 数据分析

相关数据采用 Microsoft Excel 2003 录入和整理，用SAS8.0数据分析软件进行多重比较(Duncan法)分析。

2 结果与分析

2.1 农艺性状

不同玉米品种农艺性状的测定结果见表1。由表1可知，在非富硒区，不同品种间在株高、穗位、可见叶片数、茎粗、穗粗、秃顶长间均有差异(<0.05)，其果穗长差异不显著(>0.05)。康农玉108的株高显著高于其他品种(<0.05)；华玉11的穗位显著高于其他品种(<0.05)；康农玉108、万玉168、华玉11的茎粗显著高于除华玉11、双玉919以外的其他品种(<0.05)；品种间果穗长没有差异(>0.05)；万玉168的穗粗显著高于其他品种(<0.05)；禾盛玉718的秃尖长最长，华玉11的秃尖长最短。由此可见，在非富硒区，康农玉108、万玉168、华玉11的农艺性状最佳。在富硒区，不同品种间在株高、可见叶片数、茎粗、穗粗、秃顶长均有差异(<0.05)，其穗位、果穗长差异不显著(>0.05)。康农玉108的株高显著高于除万玉168 以外的其他品种(<0.05)；万玉168的茎粗显著高于除康龙玉108、双玉919、恩单804以外的其他品种(<0.05)；康龙玉108的穗粗显著高于除禾盛玉718、双玉919以外的其他品种(<0.05)；禾盛玉718的秃尖长最长，华玉11的秃尖长最短。由此可见，在富硒区，康农玉108、万玉168、华玉11的农艺性状最佳。综上所述，在富硒区、非富硒区，康农玉108、万玉168、华玉11的农艺性状最佳。

表1 土壤含硒量对玉米农艺性状的影响

注：同列数据小写字母不同表示在<0.05水平上差异显著(平均值±标准差，Duncan法)，下表同。

不同玉米品种在富硒区的株高、穗位、可见叶片数均高于非富硒区，说明土壤中一定硒含量有利于提高玉米的株高、穗位，缓解玉米叶片的衰老。这与刘爱华等[14]研究结果一致，适量的硒进入植物体后，其过氧化物酶活性增高，可提高植株的抗逆性、抗衰老的能力。

2.2 产量

不同玉米品种的产量表现见表2。由表2可以看出，在非富硒区，供试品种的产量均值为6 839.09 kg/hm2，产量较高的品种为康农玉108(7 803.93 kg/hm2)、华玉11(7 776.68 kg/hm2)，产量较低的品种有兴农单3号(6 060.60 kg/hm2)；在富硒区，供试品种的产量均值为6 372.71 kg/hm2，产量较高的品种为康农玉108(7 841.27 kg/hm2)、双玉919(7 272.33 kg/hm2)，产量较低的品种有兴农单3号(5 324.76 kg/hm2)。从试验产量上看，土壤富硒量未对产量形成积极的影响。分析两个试验点的结果，供试玉米品种的平均产量依次为：康农玉108(7 822.60 kg/hm2)>华玉11号(7 302.11 kg/hm2)>双玉919(6 940.47 kg/hm2)>禾盛玉718(6 860.41 kg/hm2)>正大999(6 374.98 kg/hm2)>万玉168(5 964.29 kg/hm2)>恩单804(5 889.69 kg/hm2)>兴农单3号(5 692.68 kg/hm2)。有研究显示，施一定含量的硒肥能提高作物的产量[15-16]，但在本研究中，供试品种的产量没有表现出正向的变化趋势，这可能与海拔、积温、生产水平等有关，富硒区的海拔高于非富硒区，其积温和生产水平却低于非富硒区，这对产量有一定影响。在以后的研究中，除了对试验中的相关研究外，还应考虑生产水平的一致性。

表2 土壤含硒量对玉米产量及其相关因子的影响

进一步分析可以看出，不同玉米品种在非富硒区、富硒区的产量表现不一。以正大999为对照，在非富硒区，康农玉108的产量最高，其次是华玉11、禾盛玉718、双玉919，分别高于对照1 441.94、1 414.69、1 190.74、246.62 kg/hm2；兴农单3号的产量最低，低于对照301.39 kg/hm2。在富硒区，康农玉108的产量最高，其次是双玉919、华玉11，分别高于对照1 453.30、884.36、439.56 kg/hm2；兴农单3号的产量最低，低于对照1 063.21 kg/hm2。由此可知，康农玉108、双玉919、华玉11较为适合在富硒区、非富硒区种植。

2.3 硒含量

两个试点的玉米品种籽粒硒含量见图1。由图1可知，不同品种富硒区籽粒硒含量极显著高于非富硒区(<0.01)，说明不同玉米品种籽粒的硒含量会随着土壤中硒含量的增加而增加。以正大999为对照，在富硒区，玉米籽粒富硒能力较强的为：兴农单3号、万玉168、双玉919，其硒含量分别比对照高0.112、0.074、0.055 mg/kg；玉米籽粒硒含量较低的为华玉11、禾盛玉718，其硒含量分别比对照低0.094、0.157 mg/kg。在非富硒区，玉米籽粒富硒能力较强的为：双玉919、兴农单3号、康农玉108，其硒含量分别比对照高0.086、0.035、0.03 mg/kg；玉米籽粒硒含量较低的为华玉11、禾盛玉718，其硒含量分别比对照低0.007、0.011 mg/kg。由此可见，双玉919在富硒区和非富硒区的适应性最强，其籽粒富硒能力强。

(图中小写字母不同表示同一玉米品种在两种硒含量区差异达到P<0.05显著水平)

3 小结

1) 土壤硒含量对玉米的株高、穗位、可见叶片数有增加效应，富硒区玉米的3个指标高于非富硒区，但富硒区的单产未能表现高于非富硒区。

2)供试品种的产量依次为康农玉108(7 822.6 kg/hm2)>华玉11号(7 302.11 kg/hm2)>双玉919(6 940.47 kg/hm2)>禾盛玉718(6 860.41 kg/hm2)>正大999(6 374.98 kg/hm2)>万玉168(5 964.29 kg/hm2)>恩单804(5 889.69 kg/hm2)>兴农单3号(5 692.68 kg/hm2)。

3) 土壤硒含量对玉米籽粒的硒含量有促进作用，供试品种籽粒硒含量依次为：兴农单3号>双玉919>万玉168>恩单804>康农玉108>正大999>华玉11号>禾盛玉718。

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Effects of Soil Selenium Content on Agronomic Traits, Yield and Selenium Content of Maize

WANG Meng1,2,3, ZHANG Junqiang4, TAN Yahua5, SHANG Shuigen1,2,3, XU Yinyin1,2,3, SHI Lei1,2,3, JIANG Shuochen1,2,3, JIANG Hanfeng1,2,3, XIONG Ruigang6, JIA Xudong1,2, XING Danying1,2,3*, XIE Yimei7

(1 Crop Se-rich Application Technology Institute, Yangtze University, Jingzhou, Hubei 434025, China; 2 College of Agronomy, Yangtze University, Jingzhou, Hubei 434025, China; 3 Collaborative Innovation Center for Grain Industry, Jingzhou, Hubei 434025, China; 3 Soil and Fertilizer Workstation of Enshi Prefecture, Enshi, Hubei 445000, China; 5 Soil and Fertilizer Workstation of Enshi City, Enshi, Hubei 445000, China; 6 Xintang Technology Extension Service Center for Agricultural in Enshi, Enshi, Hubei 445012, China; 7 National Quality Supervision and Testing Center for Selenium Products, Enshi, Hubei 445000, China)

Eight maize varieties with different genetic backgrounds were planted in two kinds of soils with different selenium contents to study the differences of agronomic characters, yield and selenium content of maize. The results showed that soil selenium content had increasing effects on plant height, ear position and visible leaf number of maize, the three indexes of maize in selenium-enriched region were higher than those in non-selenium-rich region, but maize yield in selenium-enriched region was not higher than that of non-selenium-rich region. The yields of the tested varieties were 7 822.6 kg/hm2for Kangnongyu 108, 7 302.11 kg/hm2for Huayu 11, 6 940.47 kg/hm2for Shuangyu 919, 6 860.41 kg/hm2for Heshengyu 718, 6 374.98 kg/hm2for Zhengda 999, 5 964.29 kg/hm2for Wanyu 168, 5 889.69 kg/hm2for Endan 804 and 5 692.68 kg/hm2for Xingnongdan No. 3, respectively. Selenium content in soil promoted the selenium content in maize kernels, and selenium content in grains of the tested varieties was in an order of Xingnongdan No.3 > Shuangyu 919 > Wanyu168 > Endan 804 > Kangnongyu 108 > Zhengda 999 > Huayu 11 > Heshengyu 718.

Maize variety; Selenium content; Selenium soil background

国家公益性行业(农业)科研专项(201303106)和湖北省富硒产业研究院项目(XKJ-201501-15)资助。

(xingdy_2006@126.com)

王孟(1992—)，女，湖北恩施人，硕士研究生，主要从事作物栽培学研究。E-mail: twodream@yeah.net

10.13758/j.cnki.tr.2018.06.013

S513

A