不同时期土壤施硒对水稻叶片和籽粒硒含量的影响

不同时期土壤施硒对水稻叶片和籽粒硒含量的影响

冯儒

江苏省农垦米业集团有限公司，江苏省南京，210019

摘要：为探究土壤施硒对水稻不同生育期叶片与籽粒硒含量的影响效应，本研究以水稻品种南粳9108为研究对象，通过外源土壤施硒田间试验，在水稻不同生育期施用不同量的富硒有机肥，研究施硒方式对水稻叶片及成熟期水稻籽粒硒含量的影响。结果表明：（1）随着施硒量的增加，促花期与保花期水稻叶片硒含量呈增加趋势。在水稻促花期施硒量为15 kg/亩时，促花期叶片硒含量为1.316 mg/kg，保花期为0.959 mg/kg，成熟期籽粒硒含量最高，可达0.370 mg/kg，达到富硒稻米国家标准要求（处理2）；施硒量为20 kg/亩时，促花期叶片硒含量最高，可达1.736 mg/kg，保花期为1.015 mg/kg（处理5）。（2）水稻施用富硒有机肥总量为20 kg/亩时，一次性施用方式处理组水稻叶片和籽粒的硒含量均高于分为二次施用。一次性在水稻促花期施用，保花期水稻叶片硒含量为1.736 mg/kg，成熟期水稻籽粒硒含量为0.347 mg/kg（处理5）；分二次在水稻分蘖期和保花期各施用10 kg/亩，保花期水稻叶片硒含量仅为0.626 mg/kg，成熟期水稻籽粒硒含量为0.222 mg/kg（处理8）。每次施硒肥10 kg/亩时，在水稻生长连续时期施用方式下，保花期水稻叶片与成熟期水稻籽粒硒含量均高于在非连续时期施用，在分蘖期与促花期施用方式下，保花期水稻叶片硒含量为1.250 mg/kg（处理7），分蘖期与保花期施用时仅为0.626 mg/kg（处理8）；在分蘖期与促花期施硒时成熟期水稻籽粒硒含量为0.326 mg/kg，分蘖期与保花期施硒时仅为0.222 mg/kg。（3）初步建立了测定保花期水稻叶片硒含量（x）预测成熟期籽粒硒含量（y）的对数关系模型：y=0.1666ln(x)+0.3646，R2=0.9294，但需要进一步试验验证。

关键词：水稻；土壤施硒；硒含量，生物营养强化，预测模型

硒是动物和人体必需的微量元素之一，具有抗氧化、提高免疫力和预防癌症等作用[1]。人体主要通过食物链来摄入硒[2]，利用硒肥进行生物营养强化已成为增加作物硒含量的关键策略。水稻是我国最重要的粮食作物之一，也是江苏各地区居民摄入硒的主要来源，其在高硒土壤及低硒土壤中均能主动吸收硒，对硒有一定的积累能力[3]。本文通过大田试验探究不同时期施用富硒有机肥，对不同时期水稻叶片及成熟期水稻籽粒硒含量的影响效应，并尝试建立基于保花期分析水稻叶片硒含量预测成熟期水稻籽粒硒含量的关系模型，以期为富硒水稻的标准化生产提供数据支撑与理论依据。

1 材料与方法

1.1试验地概况

本研究选择江苏农垦农业发展股份有限公司宝应湖分公司宝应湖农场水稻田作为研究区，土质为粘壤土，肥力中等，除供试田块施用富硒有机肥外，种植和田间管理按当地大田生产常规操作进行。

1.2供试材料

供试水稻品种为南粳9108，供试含硒肥料为富硒有机肥（编号代码：SETEK-BF-001，硒含量1000 mg/kg）。

1.3试验设计与样品采集方法

试验设置10个处理，7月2日对处理组（1、4、7、8）施用分蘖肥，8月2日对处理组（2、5、7、9）施用促花肥，8月25日对处理组（3、6、8、9）施用保花肥，处理1~3施用富硒有机肥总量为15kg/亩，处理4~9施用富硒有机肥总量为20 kg/亩，同时设置1个对照（CK）处理组。8月24日进行促花期叶片采样，9月11日进行保花期叶片采样，10月25日进行成熟期稻穗采样。每个小区3个重复，随机排列，每个小区面积80 m2。具体详见表1。

表1 不同施肥时期的施硒量和时间

1.4样品制备方法

水稻叶片、稻穗经清水、去离子水清洗后于60℃烘箱烘干，将籽粒剥出，籽粒加工至精米后与叶片分别粉碎、过筛，备用。

1.5样品硒含量测定

样品经采用HNO3:HClO4(4:1)混酸-电热板消解，电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）进行测定，详细步骤参考管文文等[4]。

1.6数据处理

通过IBM SPSS Statistics 26和Microsoft Excel进行数据统计和分析，利用Origin 2021进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 不同时期外源施硒对水稻叶片与籽粒硒含量的影响

2.1.1分蘖期与促花期分别施硒对促花期水稻叶片硒含量的影响

由图1可知，与对照（CK）相比，在水稻分蘖期与促花期分别施硒可显著提高叶片中的硒含量，且随着施硒量的增加而增加。不施硒时促花期水稻叶片硒含量仅为0.137 mg/kg；当施硒量为10kg/亩时，分蘖期水稻叶片硒含量为0.589 mg/kg，促花期为0.845 mg/kg；当施硒量为15kg/亩时，分蘖期水稻叶片硒含量为0.793 mg/kg，促花期为1.316 mg/kg；当施硒量为20kg/亩时，促花期的叶片硒含量最高可达1.736 mg/kg，分蘖期为0.888 mg/kg，促花期施硒相较于分蘖期施硒对叶片硒含量提高比例更高，在促花期施富硒有机肥量20 kg/亩时最显著。

图1 分蘖期与促花期分别施硒对促花期水稻叶片硒含量的影响

2.1.2 不同时期施硒对保花期水稻叶片和成熟期籽粒硒含量的影响

图2表明，随着施硒量的增加，不同时期施硒处理组的保花期水稻叶片硒含量皆呈增长趋势。不施硒时，保花期水稻叶片硒含量仅为0.137 mg/kg；当施硒肥量为15 kg/亩时，各处理组叶片硒含量的高低排序为：促花期施硒（1.316 mg/kg）＞分蘖期施硒（0.793 mg/kg）＞保花期施硒（0.413 mg/kg）；当施硒肥量为20 kg/亩时，各处理组叶片硒含量最高可达1.793 mg/kg，其变化趋势与施硒肥量为15kg/亩时一致，水稻促花期施富硒有机肥量20 kg/亩时对水稻叶片硒含量提高幅度最显著。

由图3可知，成熟期水稻籽粒硒含量随着外源施硒量的增加而增加，且高于对照组，这与哈新芳等[5]施用富硒有机肥水稻籽粒硒含量均高于CK处理组的研究结果一致。不施硒时，籽粒硒含量仅为0.022 mg/kg；当施硒肥量为15 kg/亩时，成熟期水稻籽粒硒含量最高，可达0.370 mg/kg，且促花期施硒（0.370 mg/kg）＞分蘖期施硒（0.260 mg/kg）＞保花期施硒（0.246 mg/kg）；当施硒肥量为20 kg/亩时，各时期施硒成熟期水稻籽粒硒含量大小为促花期施硒（0.347 mg/kg）＞分蘖期施硒（0.313 mg/kg）＞保花期施硒（0.308 mg/kg）。以上结果表明，富硒有机肥施硒量为15 kg/亩与20 kg/亩时，成熟期水稻籽粒硒含量均达到富硒稻米国家标准要求[6]，且水稻促花期施用富硒有机肥15 kg/亩时成熟期水稻籽粒硒含量更高。

图2施硒时期及施硒量对保花期水稻叶片硒含量的影响

图3 施硒时期及施硒量对成熟期水稻籽粒硒含量的影响

2.1.3一次与多次施硒方式对水稻保花期叶片和成熟期水稻籽粒硒含量影响

由图4可知，与对照（CK）相比，一次施用与分两次施用总量20 kg/亩富硒有机肥对保花期水稻叶片硒含量均有较大影响。一次性在促花期施用20 kg/亩硒肥时，保花期水稻叶片硒含量最高，可达1.736 mg/kg，分二次在分蘖期和保花期各施用10 kg/亩的处理组仅为0.626 mg/kg；每次施用10 kg/亩，连续时期施硒时的水稻保花期叶片硒含量高于非连续时期，在分蘖期与促花期施用时叶片硒含量为1.250 mg/kg，分蘖期与保花期施用时仅为0.626 mg/kg。以上结果表明，施用总量均为20 kg/亩硒肥时，一次性在水稻促花期施硒处理方式的水稻叶片硒含量更高，且在水稻生长连续时期分两次施硒时，保花期水稻叶片硒含量高于在非连续时期施用，图5表明，与对照（CK）相比，一次施用与分两次施用总量20 kg/亩对富硒有机肥对成熟期水稻籽粒硒含量均有较大影响。一次性在促花期施用20 kg/亩硒肥时，籽粒硒含量为0.347 mg/kg，分二次在分蘖期和保花期各施用10 kg/亩的处理组仅为0.222 mg/kg；每次施用10 kg/亩，连续时期施用时的成熟期水稻籽粒硒含量高于非连续时期，在分蘖期与促花期施用时成熟期水稻籽粒硒含量为0.326 mg/kg，分蘖期与保花期施用时仅为0.222 mg/kg。由以上结果可知，施用总量均为20 kg/亩硒肥时，一次性在水稻促花期施硒方式籽粒硒含量更高，且分两次在水稻生长连续时期施硒时籽粒硒含量高于在非连续时期施用。

图4施用总量20kg/亩硒肥时施硒方式对保花期水稻叶片硒含量的影响

图5施用总量20kg/亩硒肥时施硒方式对成熟期水稻籽粒硒含量的影响

2.2 基于保花期分析水稻叶片硒含量预测成熟期水稻籽粒硒含量模型

图6为基于保花期分析水稻叶片硒含量（x）预测成熟期水稻籽粒硒含量（y）的关系模型，其方程式为：y=0.1666ln(x)+0.3646，R2=0.9294。该对数趋势线模型表明成熟期籽粒硒含量与保花期叶片硒含量具有高度相关性，整体变化趋势为前期快速增长，中后期逐渐平稳增长，R2越接近1，拟合程度和可信程度越高，说明该预测模型可行性较高，为保证其准确性，应进行进一步的试验验证。

图6成熟期籽粒硒含量与保花期叶片硒含量对数趋势线模型

3结论

(1)不同时期土壤施硒可以显著提高促花期、保花期水稻叶片与成熟期籽粒的硒含量，且土壤施硒量为15、20 kg/亩时，成熟期籽粒硒含量均达到富硒稻米国家标准要求。促花期施硒量为15 kg/亩时，成熟期水稻籽粒硒含量最高（0.370 mg/kg）；保花期施硒量为20 kg/亩时，成熟期水稻籽粒硒含量为0.308 mg/kg。一次性施用富硒有机肥总量为20 kg/亩时，水稻叶片和籽粒硒含量皆高于分二次施用，且连续时期施用方式的水稻叶片与籽粒硒含量皆高于非连续时期处理（每个时期施用10 kg/亩）。

(2)建立了基于保花期分析水稻叶片硒含量（x）预测成熟期籽粒硒含量（y）的模型，相关方程式为：y=0.1666ln(x)+0.3646，R

2=0.9294。但因地区、水稻品种不同，该预测模型可能不具有普适性，应开展更多试验进行模型验证。

参考文献

[1] Lyons G, Stangoulis J, Graham R. High-selenium wheat:Biofortification for better health. Nutr Res Rev, 2003, 16(1): 45-60.

[2] Tan J, Zhu W, Wang W, etal. Selenium in soil and endemic diseases in China. Sci of the Total Envir, 2002, 284(1): 227-235.

[3]吴永尧, 卢向阳, 彭振坤, 等. 硒在水稻中的生理生化作用探讨. 中国农业科学, 2000, 33(1): 4.

[4] 管文文,戴其根,张洪程等.水稻不同生育期对硒的吸收、转运及累积规律[J].土壤,2018,50(06):1150-1154.

[5] 哈新芳,庄海,刘汝亮.富硒有机肥对水稻硒含量和产量的影响[J].宁夏农林科技,2017,58(05):33-34+58.

[6] 喻九明.富硒水稻生产及加工增值技术研究[J].现代农村科技,2022,No.607(03):15-16.

作者简介：冯儒（1984.10-），男，汉族，硕士研究生，工程师，研究方向：粮食仓储与加工技术管理。