叶面喷施硒肥对不同品种小麦产量及籽粒硒含量的影响

马凤霞，王 沛，张 敏，孔凡美*，张小村*

1.山东农业大学资源与环境学院，山东 泰安 271018

2.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018

3.肥城农业局，山东 泰安 271000

硒是人体生长发育不可缺少的16 种微量元素之一[1]。保证机体中一定水平的硒含量，可以有效提高人体的抗氧化性和免疫力，对人体健康十分重要[2-4]。我国72%的国土贫硒或缺硒[5-7]，2/3 的人口存在不同程度的硒摄入不足[8，9]，人体长期硒摄入不足会造成一系列硒缺乏疾病[10，11]，人体每天应摄取50～250µg 硒[12]。然而，人体自身不能合成硒，人体所需的硒主要来自食物[13]。而食物中的有机硒和无机硒在生物活性、毒性和生物有效性等方面存在明显差别，特别是，无机硒不易被吸收，易对人体造成毒害。而植物则可以通过自身的生理代谢，将无机硒转化为有机硒[14]，成为人体摄入硒的主要来源之一[15]。因此，以生物源对人体进行补硒是较为安全、科学和健康的补硒方法[16]。通过田间直接施用硒肥或者叶面喷施硒肥可以显著提高作物可食部位的硒含量，这种方式是当前最常用的补硒手段之一。

小麦是我国第三大粮食作物，在人们的饮食结构中占据主要地位[17，18]，其含硒量高低与人体的硒营养状况密切相关[19]。小麦是硒敏感型植物，对硒的积聚能力较强[20-23]。叶面喷施硒肥即可显著提高小麦籽粒硒含量，比如，叶面喷施亚硒酸钠116 g·hm-2可将小麦籽粒中的硒含量平均提高到647.8µg·kg-1[24]，而叶面喷施100 g·hm-2（硒酸钠）甚至可以将籽粒硒含量增加到2619.0µg·kg-1[25]。因此，通过施硒肥提高小麦含硒量对解决我国部分地区的缺硒问题具有重要意义。本研究通过叶面喷施亚硒酸钠肥料对130 份小麦品种（系）籽粒硒含量进行研究，以期为富硒小麦生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为130 份小麦品种（系），包括山东品种61 个、河北品种21 个、河南品种14 个、陕西品种11 个、山西品种7 个、北京市品种4 个、江苏品种3 个、四川品种2 个、贵州品种1 个、云南品种1 个、欧洲品种3 个、澳大利亚品种1 个和加拿大品种1 个（表1）。

供试硒肥：亚硒酸钠。

表1 供试小麦品种（系）Table 1 Wheat varieties(lines)tested

1.2 试验方法

130 份小麦材料分别于2012～2013 和2013～2014 小麦生长季（简称2013 和2014）种植于山东农业大学教学基地（山东省泰安市，东经116°20´～117°59´，北纬35°38´～36°28´）。每个材料种植3 行，行长3 m。设置对照（CK，叶面仅喷施清水）和叶喷硒肥（纯硒，120 g·hm-2，亚硒酸钠）两个处理。播前施尿素450 kg·hm-2、过磷酸钙300 kg·hm-2、氯化钾100 kg·hm-2作为底肥。小麦孕穗后期叶面喷施0.08 g·L-1的亚硒酸钠溶液，其它管理按照正常大田管理进行。

1.3 样品采集及处理

小麦播种前，试验地“米”字型布点采集9 份0～20 cm 土层基础土壤样品，进行土壤基本理化性质测定。2013 年土壤理化性质：碱解氮53.80 mg·kg-1、速效磷24.81 mg·kg-1、速效钾88.60 mg·kg-1、总硒204.02µg·kg-1、pH 7.80；2014 年土壤理化性质：碱解氮59.01 mg·kg-1、速效磷23.42 mg·kg-1、速效钾107.97 mg·kg-1、总硒208.01µg·kg-1、pH 7.70。

小麦收获期，每行随机取5 株小麦合并作为一个样品，称重后取平均值作为单株籽粒产量。小麦籽粒硒含量采用混合取样法测定，籽粒烘干、磨细、过筛，用于小麦籽粒硒元素测定。

称取过100 目筛的小麦粉1.000 g 消解，原子荧光光谱仪测定籽粒硒含量。

1.4 统计分析

数据统计分析采用SPSS 22.0 软件，方差分析采用LSD 法，聚类分析采用最短距离法，箱线图作图采用Origin 9.0 软件。

2 结果与分析

2.1 叶面喷施硒肥对不同小麦品种（系）单株籽粒产量的影响

与CK 相比，喷施硒肥的130 份小麦单株籽粒产量有增产也有减产，但其下四分位、中位数、上四分位、平均数均较高（图1）。2013 年，CK 单株籽粒产量平均值为19.80 g，130 份小麦品种（系）单株籽粒产量在10.00～35.40 g 之间；喷施硒肥的130 份小麦品种（系）单株籽粒产量平均值为22.93 g，单株籽粒产量在11.20～39.25 g 之间。总体来看，与CK 相比，喷施硒肥显著提高了2013 年的小麦单株籽粒产量，平均增产15.81%。2014 年，CK 单株籽粒产量平均值为20.88 g，130 份小麦品种（系）平均单株籽粒产量在6.20～41.00 g 之间；喷施硒肥的130 份小麦品种（系）单株籽粒产量平均值为20.06 g，单株籽粒产量在4.92～40.00 g 之间。2014 年喷施硒肥处理的单株籽粒产量与CK 差异不显著。

2013 年喷施硒肥的小麦单株籽粒产量最低为11.20 g（山农45），最高可达39.25 g（石新618），中位数为23.00 g。2014 年喷施硒肥的小麦单株籽粒产量最低为9.80 g（泰山23 和珍珠绿AN2），最高可达40.00 g（泰山22），中位数为19.00 g。由两年平均可见，喷施硒肥使54%的小麦品种（系）单株籽粒产量得到了提高，同时，也有46%的小麦品种（系）单株籽粒产量不同程度地降低。总的来说，喷施硒肥对小麦品种籽粒产量的增加效应因品种不同而异。

图1 叶面喷施硒肥对小麦单株籽粒产量的影响Fig.1 Effect selenium fertilize on grain yield per plant of wheat

2.2 叶面喷施硒肥对不同小麦品种（系）籽粒硒含量的影响

2013 和2014 年，喷施硒肥的130 份小麦品种（系）籽粒硒含量均显著高于CK(图2)。2013 年，喷施硒肥的130份小麦品种（系）籽粒硒含量平均值为787.9µg·kg-1，籽粒硒含量在46.6～2552.1µg·kg-1之间；而CK 处理籽粒硒含量平均值为78.5µg·kg-1，籽粒硒含量在4.7～253.9µg·kg-1之间。2014 年，喷施硒肥的130 份小麦品种（系）籽粒硒含量平均值为621.2µg·kg-1，籽粒硒含量在160.0～1882.6µg·kg-1之间；而CK 处理籽粒硒含量平均值为60.0µg·kg-1，籽粒硒含量在15.6～178.9µg·kg-1之间。

2013 年喷施硒肥处理的籽粒硒含量与2014 年差异显著，130 份小麦品种（系）的下四分位、中位数、上四分位、平均值均高于2014 年。然而，与2013 年相比，喷施硒肥后，2014 年的小麦品种（系）的硒含量范围更加集中，50%的小麦品种（系）籽粒硒含量集中在387.5～795.0µg·kg-1之间。2013 年喷硒小麦籽粒硒含量最低的品种是2011 品6109（46.6µg·kg-1），最高的是小偃216（2552.1µg·kg-1）。2014 年喷硒小麦籽粒硒含量最低的品种是2011 品6109（160.0µg·kg-1），最高的是小偃216（1880.0µg·kg-1）。

图2 叶面喷施硒肥对小麦籽粒硒含量的影响Fig.2 Effect selenium fertilizer on grain selenium content

2.3 叶面喷施硒肥对不同小麦品种（系）单株籽粒硒累积量的影响

小麦单株籽粒硒累积量与单株硒含量的规律类似（图3）。2013 和2014 年，喷施硒肥的130 份小麦品种（系）单株籽粒硒累积量均显著高于CK。2013 年，喷施硒肥的130 份小麦品种（系）单株籽粒硒累积量平均值为18.2µg，单株籽粒硒累积量在1.3～66.1µg 之间；而CK 处理的130 份小麦品种（系）单株籽粒硒累积量平均值为1.8µg，单株籽粒硒累积量在0.1～6.6µg 之间。2014 年，喷施硒肥的130 份小麦品种（系）单株籽粒硒累积量平均值为12.9µg，130 份小麦品种（系）平均单株籽粒累积量在2.7～63.2µg 之间；而CK 处理的130 份小麦品种（系）单株籽粒硒累积量平均值为1.3µg，单株籽粒硒累积量在0.2～4.4µg 之间。

2013 年喷施硒肥处理的单株籽粒硒累积量与2014 年差异显著，130 份小麦品种（系）的下四分位、中位数、上四分位、平均值均高于2014 年。然而，与2013 年相比，喷施硒肥的2014 年的小麦品种（系）的硒累积量范围更加集中，50%的小麦品种（系）籽粒硒累积量集中在6.3～17.5µg 之间。2013 年喷施硒肥的小麦单株籽粒硒累积量最低的小麦品系为2011 品6109（1.3µg），最高为LS6045（66.1µg）。2014 年喷施硒肥的小麦单株籽粒硒累积量最低的小麦品系仍为2011 品6109（2.7µg），最高为西农9871（63.2µg）。

图3 叶面喷施硒肥对小麦单株籽粒累积量的影响Fig.3 Effect selenium fertilizer on grain selenium accumulation per plant

2.4 不同小麦品种（系）单株籽粒含硒量的差异

130 份小麦品种（系）籽粒硒含量、单株籽粒硒累积量、单株籽粒产量存在极显著差异（表2），表明不同小麦品种对硒肥的反应程度不同。喷施硒肥处理与CK 处理相比，籽粒硒含量、单株籽粒硒累积量以及单株籽粒产量存在显著差异，表明施硒对小麦籽粒硒含量、累积量及籽粒产量均有显著影响。

表2 不同小麦品种间单株籽粒硒含量、硒累积量、产量方差分析Table 2 Variance analysis of selenium content,selenium accumulation and yield of single plant in different wheat varieties(lines)per plant

2.5 叶面喷硒小麦品种（系）聚类分析

根据两年硒含量平均值聚类分析表明，把130 份小麦品种（系）可分成3 类（表3），从中筛选出了10 份籽粒硒含量较高的材料。I类硒含量范围为：1590.7～2216.0µg·kg-1，包括10 个品种（系）：西农889、运丰139、LS6045、中优9507、西农213、小偃92、西农9871、陕农138、西农85 和小偃216，这些小麦品种（系）籽粒硒含量较高。第Ⅱ类硒含量范围为：860.0～1299.6µg·kg-1，包括28个品种（系），小麦籽粒硒含量中等。第Ⅲ类硒含量范围为：103.3～810.9µg·kg-1，包括92 个品种（系），小麦籽粒硒含量相对较低。

表3 不同小麦品种(系)籽粒硒含量聚类分析Table 3 Cluster analysis of selenium content in grain of different wheat varieties(lines)

3 讨论

本试验研究了叶面喷施硒肥对130 份小麦品种（系）籽粒含硒量和产量的影响。结果表明，与CK 相比，2013 和2014 年130 份小麦品种（系）籽粒平均硒含量分别提高了709.4µg·kg-1和561.2µg·kg-1。本试验中，叶面喷施硒肥120 g·hm-2（亚硒酸钠）后小麦籽粒中硒含量最高（小偃216）可达2552.1µg·kg-1，远远超过GB13105-1991《食品中硒限量卫生标准》规定的成品粮中含硒量(以硒计)应低于300µg·kg-1的要求。可见，叶面喷施硒肥可以显著提高籽粒中的硒含量，通过叶面喷施硒肥获取富硒小麦是行之有效的方法，但是要直接作为食品食用需根据小麦的加工要求对小麦最终产品的硒含量进一步进行确定。

本试验中，130 份小麦品种（系）的籽粒硒含量、积累量均存在显著的品种间差异。叶面喷施硒肥后籽粒硒累积量最低（2011 品6109）为1.3µg，最高（西农9871）达63.2µg。李韬等[22]对110份小麦品种（系）籽粒硒含量测定也表明不同小麦品种间籽粒硒含量存在品种间差异。本试验中西农889、运丰139、LS6045、中优9507、西农213、小偃92、西农9871、陕农138、西农85 和小偃216 等10 份小麦材料叶面喷施硒肥可使籽粒硒浓度达到1590.7～2216.0µg·kg-1，这些品种在今后硒强化或育种利用方面具有较大的应用潜力。

刘慧等[24]对2009～2011 年中国小麦主产区655 份小麦籽粒硒含量的研究表明，我国小麦籽粒硒含量整体表现为北部高于南部、西部高于东部，并推测籽粒硒含量的这种区域差异可能与土壤有机质含量的区域差异有关。本试验中，同一土壤养分水平下，西部育成的小麦品种籽粒硒含量整体上高于东部，这表明小麦籽粒硒含量西部整体高于东部不仅仅与土壤养分差异有关，还与小麦品种的富硒特性有关。

4 结论

叶面喷施硒肥显著提高小麦籽粒硒含量，不同小麦品种（系）间籽粒硒含量存在显著基因型差异。西农889、运丰139、LS6045、中优9507、西农213、小偃92、西农9871、陕农138、西农85、小偃216 等10 份小麦品种（系）具有较好的籽粒富硒特性。