叶面喷施硒肥对甜玉米籽粒富硒、重金属含量及产量的影响

黄爱花 黄开健 彭楷 黄世欢 毕献灿 翟瑞宁

摘要：【目的】探索外源施硒对鲜食甜玉米籽粒硒含量、重金属含量、品质及产量的影响，为鲜食甜玉米生产中合理使用硒肥提供参考依据。【方法】以甜玉米品种桂甜612和硒肥“锌硒葆”为试验材料，采用裂区设计，设3个叶面喷施期（拔节期、大喇叭口期、抽雄期）主处理和6个硒肥浓度[0（CK）、0.66、0.80、1.00、1.33和2.00 g/L]副处理，在甜玉米吐丝授粉23 d后测量籽粒中硒、镉、砷含量和籽粒糖度及鲜穗产量。【结果】不同时期喷施硒肥，鲜食甜玉米籽粒硒含量均随硒肥浓度的增加而增加，其中大喇叭口期和抽雄期叶面喷施硒肥可显著（P<0.05）或极显著（P<0.01）提高甜玉米籽粒硒含量。不同时期喷施不同浓度硒肥均能提高甜玉米籽粒糖度，其中拔节期、大喇叭口期喷施0.80～1.00 g/L硒肥的增甜效果较佳。拔节期、大喇叭口期喷施不同浓度硒肥处理的籽粒镉含量和砷含量均高于或等于CK，抽雄期的镉含量低于CK。随硒肥浓度的增加，拔节期的鲜穗产量呈逐渐下降趋势，大喇叭口期和抽雄期的鲜穗产量呈先升高后降低的变化趋势，其中大喇叭口期叶面喷施0.80～1.00 g/L硒肥的增产效果最佳，高浓度（2.00 g/L）硒肥则引起叶面灼伤而造成减产。【结论】适宜生育期叶面喷施适当浓度的硒肥不仅可提高甜玉米的籽粒硒含量、改善甜度口感，还可提高其鲜穗产量，其中以甜玉米大喇叭口期叶面喷施硒肥“锌硒葆”0.80～1.00 g/L的效果最佳。硒肥是否對甜玉米重金属含量产生影响与硒肥喷施时期有关。

关键词： 甜玉米;叶面施硒;籽粒硒含量;重金属含量;产量

中图分类号： S513.062                  文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2019）01-0040-05

0 引言

【研究意义】硒是植物体中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的主要成分，是人体和动物必需的有益微量元素。硒具有增强人体免疫力、维持甲状腺功能、保护心肌及防止心血管系统疾病发生等多种作用（陈长兰等，2016）。镉和砷为人体非必需元素，对人体和动植物有毒害作用，长期食用镉、砷含量超标食物，会面临慢性中毒风险。我国约有72%的国土面积缺硒，其中30%的国土面积严重缺硒，另外耕地土壤镉污染的点位超标为7%（黄太庆等，2017）。随着城乡居民生活水平的提高，鲜食玉米以其营养价值高、口感风味独特等特点而深受广大消费者青睐。我国甜玉米种植面积约33.3万ha，其中广西甜玉米种植面积占14%，居全国第2位（刘蔚楠等，2016）。但鲜食甜玉米籽粒的硒含量普遍较低，远不能满足人体正常需求。因此，探讨叶面喷施硒肥对甜玉米籽粒富硒、重金属含量及产量的影响，以期提高甜玉米籽粒硒含量，从而达到合理补硒的目的;同时，探索生产中便捷且效果稳定的甜玉米富硒安全栽培方法，以提高甜玉米的营养价值及食品安全。【前人研究进展】前人关于富硒农作物栽培技术、叶面喷施硒肥方法对硒富集影响等的研究报道较多。史振声等（2007）研究表明，在甜玉米上施用硒肥能显著提高甜玉米籽粒的硒含量且对品质有一定改善作用，但对产量及其构成因素影响不明显。刘春菊等（2012）研究表明，在鲜食玉米抽雄期和采收前7 d叶面喷施硒肥，鲜食玉米中总硒和有机硒含量高于大喇叭口期，硒的富集量随叶面喷施硒肥次数的增加而增加。罗连光等（2013）研究认为，在甜玉米灌浆前期叶面喷施富硒植物营养素能显著提高甜玉米的硒含量、鲜穗产量、出籽率和百粒重。郑阳等（2013）研究认为，叶面喷施硒肥能显著提高糯玉米籽粒的硒含量及籽粒产量，而对糯玉米品质无明显影响。李圣男等（2014）通过对我国近35年来的富硒玉米相关文献进行统计分析，认为硒肥的施用方式以叶面喷施为主，以玉米抽雄期喷施亚硒酸钠效果最佳，最适喷施浓度为40～70 mg/kg。黄丽美等（2017）研究了玉米抽雄期叶面喷施不同浓度亚硒酸钠对玉米籽粒硒含量、产量、营养品质和安全品质的影响，认为随外源硒浓度的增加，玉米籽粒中硒含量增加，重金属铅、镉和汞含量显著下降。此外，有研究认为硒对镉存在拮抗作用，添加硒元素能减少植物对镉的吸收，并增强植物的抗氧化能力，从而在一定程度上缓解镉对植物的毒害作用（张美德等，2015）。【本研究切入点】近年来广西甜玉米生产面积逐年增加，合理、安全使用硒肥对指导甜玉米生产具有现实意义，但目前关于硒肥对甜玉米籽粒的硒含量、品质、重金属含量及产量影响的研究鲜见报道。【拟解决的关键问题】通过在鲜食甜玉米不同生育时期叶面喷施不同浓度的硒肥，探索外源施硒对鲜食甜玉米籽粒硒含量、重金属含量、品质及产量的影响，为鲜食甜玉米生产中合理使用硒肥提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

试验品种为广西农业科学院玉米研究所育成的甜玉米新品种桂甜612，叶面硒肥为长沙隆农农业科技开发有限公司生产的粮油型锌硒葆（20 g/包）。

1. 2 试验方法

试验于2017年3—6月在横县农业科学研究所试验基地进行。试验地土壤全硒含量0.42 mg/kg，镉含量0.21 mg/kg，砷含量19.46 mg/kg，速效磷含量26.4 mg/kg，速效钾含量106.0 mg/kg，碱解氮含量310.0 mg/kg，有机质含量10.39 g/kg。

试验采用裂区设计，设硒肥喷施时期（A）和硒肥喷施浓度（B）两个因素。A为主处理，共设3个喷施时期：A1（拔节期）、A2（大喇叭口期）和A3（抽雄期）;B为副处理，共设6个喷施浓度：B1（0 g/L，清水对照，CK）、B2（0.66 g/L）、B3（0.80 g/L）、B4（1.00 g/L）、B5（1.33 g/L）和B6（2.00 g/L）。共18个处理，3次重复，4行区，行长4.5 m，种植密度4.8万株/ha。不同处理的叶面硒肥均选择晴天下午16：30后均匀喷施在玉米叶面上。其余田间管理与大田生产相同。

1. 3 测定项目及方法

在甜玉米吐丝授粉后23 d，每处理收获中间2行甜玉米的鲜果穗进行测产，利用糖度计测量籽粒糖度;同时每处理随机采集5个带苞叶甜玉米鲜果穗送至广西大学农学院实验室测定籽粒的硒、镉和砷含量。籽粒硒和砷含量采用原子荧光光度法进行测定，镉含量采用原子分光光度计测定。

1. 4 统计分析

试验数据采用Excel 2010进行整理并制图，采用DPS 9.5进行统计分析。

2 结果与分析

2. 1 硒肥喷施浓度对甜玉米籽粒硒含量的影响

由图1可知，在拔节期、大喇叭口期和抽雄期叶面喷施硒肥，鲜食甜玉米籽粒硒含量均随硒肥浓度的增加而增加，其中大喇叭口期喷施的甜玉米籽粒硒含量增加效果最明显，其次是抽雄期。拔节期叶面喷施不同浓度硒肥处理的甜玉米籽粒硒含量为0.0145～0.0914 mg/kg，与CK（0.0102 mg/kg）差异均不显著（P>0.05，下同）。大喇叭口期叶面喷施不同浓度硒肥处理的甜玉米籽粒硒含量为0.1936～0.5725 mg/kg，较CK（0.0144 mg/kg）提高13.4～39.8倍，差异均达极显著水平（P<0.01，下同），其中除2.00 g/L硒肥浓度处理的籽粒硒含量（0.5725 mg/kg）略高于GB 28050—2011《预包装食品营养标签通则》（0.15～0.50 mg/kg）外，其余处理的籽粒硒含量均符合富硒食品标准要求。抽雄期叶面喷施硒肥，2个低硒肥濃度处理（0.66和0.80 g/L）的甜玉米籽粒硒含量分别为0.0240和0.0804 mg/kg，均高于CK籽（0.0199 mg/kg），但差异未达显著水平，也未达富硒食品标准要求;其余3个硒肥浓度处理均能显著（P<0.05，下同）或极显著增加甜玉米籽粒硒含量，分别较CK提高7.5、9.1和22.1倍，且均达富硒食品标准。由此可知，通过叶面喷施硒肥是增加甜玉米籽粒硒含量的有效方法，其关键技术是掌握好喷施时期和喷施浓度。

2. 2 硒肥喷施浓度对甜玉米籽粒糖度的影响

由图2可知，在拔节期、大喇叭期、抽雄期叶面喷施硒肥，与CK相比，不同硒肥浓度处理均能增加甜玉米籽粒的糖度，但其增甜效果存在差异。拔节期时，与CK相比，仅0.80和1.00 g/L硒肥浓度处理可显著提高甜玉米籽粒糖度，分别较CK的糖度增加5.2%和5.4%;其余硒肥浓度处理与CK差异均未达显著水平。大喇叭口期时，与CK相比，1.00 g/L硒肥浓度处理可显著提高甜玉米籽粒糖度，较CK增加5.6%;其余硒肥浓度处理较CK的糖度增加1.9%～4.5%，与CK差异均不显著。抽雄期时，不同硒肥浓度处理较CK的籽粒糖度增加2.1%～4.4%，差异均不显著。说明通过叶面喷施硒肥能改善甜玉米籽粒糖度，其喷施浓度在0.80～1.00 g/L时的增甜效果较佳。

2. 3 硒肥喷施浓度对甜玉米籽粒中重金属镉、砷含量的影响

由表1可知，叶面喷施不同硒肥浓度处理和CK的甜玉米籽粒镉含量、砷含量均未超出GB 2762—2012《食品中污染限量》中的镉含量（0.1 mg/kg）和砷含量（0.5 mg/kg）限定值。在拔节期和大喇叭口期叶面喷施不同硒肥浓度处理的甜玉米籽粒镉和砷含量均高于或等于CK，其中拔节期硒肥喷施浓度0.80和2.00 g/L处理的籽粒砷含量分别较CK显著提高1.5和1.4倍，其余处理的籽粒砷含量与CK差异不显著，不同处理间镉含量差异也未达显著水平。在抽雄期叶面喷施硒肥，不同浓度处理的籽粒镉含量为0.0038～0.0047 mg/kg，籽粒砷含量为0.0027～0.0032 mg/kg，其中籽粒镉含量均低于CK（0.0050 mg/kg），但镉和砷含量在不同处理间差异均不显著。可见，拔节期和大喇叭口期叶面喷施硒肥可能对镉、砷的吸收和转化略有促进作用，而抽雄期叶面喷硒肥具有降低镉在甜玉米籽粒中累积的作用，但对籽粒砷含量影响不明显。

2. 4 硒肥喷施浓度对甜玉米鲜穗产量的影响

由图3可知，不同时期喷施不同浓度的硒肥对甜玉米鲜穗产量影响明显。拔节期时喷施硒肥，甜玉米鲜穗产量随硒肥浓度的增加呈逐渐下降趋势喷施硒肥，各硒肥处理较CK减产0.8%～9.8%，其中1.00～2.00 g/L处理减产达显著或极显著水平。大喇叭口期时喷施硒肥，甜玉米鲜穗产量随硒肥浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势，硒肥浓度为0.80 g/L时鲜穗产量最高，较CK显著增产4.5%;其次为1.00 g/L处理，较CK显著增产4.0%;0.66和1.33 g/L处理仅较CK增产0.3%和0.6%，差异不显著;2.00 g/L处理鲜穗产量最低。抽雄期时喷施硒肥，甜玉米鲜穗产量也随硒肥浓度的增加呈先升高后降低的变化趋势，但各处理间差异均不显著，除2.00 g/L处理较CK减产外，其余处理鲜穗产量均较CK略有提高。表明适宜时期喷施适当浓度的硒肥有利于增加甜玉米鲜穗产量，其中大喇叭口期叶面喷施0.80～1.00 g/L硒肥的增产效果最佳。

2. 5 喷施时期对甜玉米籽粒硒含量、重金属含量、籽粒糖度及鲜穗产量的影响

由表2可知，不同时期叶面喷施硒肥对甜玉米籽粒硒含量有极显著影响，其中大喇叭口期叶面喷施硒肥对提高甜玉米籽粒硒含量的效果最佳，其籽粒硒含量达0.2940 mg/kg;其次是抽雄期，籽粒硒含量为0.1535 mg/kg;拔节期叶面喷施硒肥后甜玉米籽粒硒含量最低，仅0.0381 mg/kg。不同时期叶面喷施硒肥的甜玉米籽粒重金属镉、砷含量和糖度及鲜穗产量差异均不显著。但相对于鲜穗产量而言，抽雄期叶面喷施硒肥的产量达11622.8 kg/ha，分别比拔节期和大喇叭口期喷施增产2.3%和2.0%。

3 讨论

本研究结果表明，叶面喷施硒肥“锌硒葆”能增加甜玉米籽粒中的硒含量，且随着硒肥浓度的增加而增加，与史振声等（2007）、郑阳等（2013）、黄丽美等（2017）的研究结果一致。另外，不同喷施时期的甜玉米籽粒硒含量差异达极显著水平，其中大喇叭口期叶面喷施的甜玉米籽粒硒含量明显高于拔节期和抽雄期叶面喷施。这可能与玉米不同生育期的植株长势、叶面积指数和硒在营养生长期和生殖生长期不同器官运送转化能力有关，大喇叭口期玉米植株长势处于最旺期，通过叶面对硒吸收并转化至玉米籽粒的硒富集量均大于拔节期和抽雄期，可显著提高籽粒硒含量，而且大喇叭口期玉米植株不高，田间操作相对方便。因此选择在玉米大喇叭口期进行叶面喷施硒肥“锌硒葆”，对增加甜玉米籽粒硒含量和降低工作难度效果较好。

施用硒肥对改善玉米的营养品质具有积极作用。郑阳等（2013）、史振声等（2007）研究表明，鲜食甜、糯玉米施用硒肥后，其籽粒淀粉、粗蛋白和可溶性糖含量均有所增加。黄丽美等（2017）研究认为，在抽雄期喷施硒肥可显著提高玉米籽粒的蛋白质含量，从而改善籽粒品质。本研究结果也显示，在甜玉米不同生育期叶面喷施硒肥“锌硒葆”均可提高籽粒糖度，从而改善甜玉米的口感和品质，其中硒肥喷施浓度在0.80～1.00 g/L时增甜效果较优。

硒与重金属间具有较强的结合力，还能拮抗和减弱机体内砷、汞、铅、铬、镉等重金属元素的毒性，所以施用硒肥对于作物中重金属的积累有一定的拮抗作用（张美德等，2015;黄丽美等，2017）。本研究结果表明，拔节期和大喇叭口期叶面喷施不同浓度“锌硒葆”后，甜玉米籽粒镉和砷含量均高于或等于CK，而抽雄期不同浓度硒肥处理的籽粒镉含量均低于CK。该结论与张美德等（2015）、黄丽美等（2017）的研究结果不完全相同，说明硒元素对重金属元素是否产生拮抗作用可能与喷施硒肥的时间有密切关系，其具体机理仍需深入研究。

玉米叶面喷施硒肥不仅能提高玉米籽粒硒含量和改善品质，还能增加玉米产量。本研究结果表明，不同时期喷施不同浓度的硒肥对甜玉米鲜穗产量影响明显，拔节期时鲜穗产量随硒肥浓度的增加呈逐渐下降趋势，大喇叭口期和抽雄期时鲜穗产量随硒肥浓度的增加呈先升高后降低的變化趋势，低浓度硒肥有利于甜玉米鲜穗产量的提高，高浓度硒肥则不利于鲜穗产量提高，其中大喇叭口期叶面喷施0.80～1.00 g/L硒肥的增产效果最佳。当硒肥浓度过高（2.00 g/L）时，会造成植株叶片灼伤，直接影响玉米产量。

本研究结果对富硒甜玉米进一步开发生产提供了科学指导，今后应结合土壤有效硒含量对甜玉米籽粒硒含量的影响进行研究，硒肥中锌、硼与硒相互作用及其对增加玉米籽粒硒含量、改善品质和提高产量的机理等方面也有待进一步探究。

4 结论

在适当的生育期利用叶面喷施方法施用适当浓度的硒肥不仅可提高甜玉米的籽粒硒含量、改善甜度口感，还可提高其鲜穗产量，其中以甜玉米大喇叭口期叶面喷施硒肥“锌硒葆”0.80～1.00 g/L的效果最佳。硒肥是否对甜玉米重金属含量产生影响与硒肥喷施时期有关。

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（责任编辑 王 晖）