趙建云，汪娟梅，王 雅，李高遠(yuǎn)，武 蓉，雷紅量，王笑鴿，高國(guó)英，王云奇,張 睿

(1.西北農(nóng)林科技大學(xué) 農(nóng)學(xué)院,陜西楊凌 712100；2.陜西省三原縣農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)中心,陜西三原 713800；3.陜西省興平市農(nóng)技站,陜西興平 713100；4.陜西省武功縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站,陜西武功 712200;5.陜西省渭南市臨渭區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,陜西渭南 714000)

硒(Se)一直被醫(yī)學(xué)界和營(yíng)養(yǎng)學(xué)界列為人體第一元素[1]，美國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)已經(jīng)將硒元素列為和維生素、胡蘿卜素具有同等重要地位的生命營(yíng)養(yǎng)元素，具有提高人體免疫力、防癌抗癌、防治心腦血管疾病、抗氧化及延緩衰老等多種作用[2]。由于人體自身不能合成硒，只有通過(guò)補(bǔ)充外源硒才能滿足人體日常需求。小麥?zhǔn)侵袊?guó)主要的糧食作物，種植面積和產(chǎn)量居禾谷類作物第三位。同時(shí)小麥又是硒敏感型植物，在禾谷類植物中對(duì)硒的富集能力最強(qiáng)[3]，所以選擇小麥作為富硒載體，對(duì)提高國(guó)民富硒水平具有重要意義。

有關(guān)小麥富硒技術(shù)前人進(jìn)行了大量研究，主要通過(guò)亞硒酸鈉或硒酸鈉進(jìn)行葉面噴施[4-6]，從而改善小麥活力，增強(qiáng)抗氧化能力，提高籽粒硒含量，甚至促進(jìn)產(chǎn)量增加。前人對(duì)小麥富硒研究多集中于無(wú)機(jī)硒肥的施用[7-10]，但無(wú)機(jī)態(tài)硒具有吸收率低、毒性大等特點(diǎn)；單質(zhì)硒通常形成納米硒，用于醫(yī)療和營(yíng)養(yǎng)；而有機(jī)硒則具有更多形式，包括硒代氨基酸、硒多糖、含硒蛋白、硒核酸和各種甲基化硒，由生物體代謝產(chǎn)生，更易被吸收[11]，而對(duì)于有機(jī)硒肥產(chǎn)品的施用研究較少。小麥品質(zhì)主要受基因型和環(huán)境因素的影響[12]，且不同生產(chǎn)區(qū)域間品質(zhì)差異較大[13-15]。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同地區(qū)葉面噴施不同濃度和次數(shù)的有機(jī)硒從而研究其對(duì)小麥產(chǎn)量、面粉硒積累和品質(zhì)的效應(yīng)，為改善小麥營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和該產(chǎn)品在生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試小麥品種為冬小麥‘西農(nóng)511’，于2018年通過(guò)國(guó)審，是黃淮南片主推強(qiáng)筋品種之一，由西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供。供試硒肥富硒植物營(yíng)養(yǎng)素(有效成分為Se、Ti≥600 mg·kg-1)，從長(zhǎng)沙福山農(nóng)業(yè)科技有限公司購(gòu)買。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2018年10月至2019年6月在陜西關(guān)中地區(qū)的三原縣陂西鎮(zhèn)安樂(lè)發(fā)展服務(wù)中心的西毛村、興平市湯坊鎮(zhèn)的上新莊村、武功縣武功鎮(zhèn)的涼馬村和臨渭區(qū)辛市鎮(zhèn)的滿寨村進(jìn)行。試驗(yàn)地點(diǎn)經(jīng)緯度、土壤基本養(yǎng)分含量見(jiàn)表1。2018-10-11進(jìn)行播種，播量為180 kg·hm-2，2019-06-10收獲。其他管理技術(shù)措施與大田管理相同。富硒植物營(yíng)養(yǎng)素于2019-04-22小麥開(kāi)花期進(jìn)行第1次噴施，7 d后進(jìn)行第2次噴施。噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素用自來(lái)水稀釋后使用噴霧器進(jìn)行噴施，噴施時(shí)各小區(qū)間使用塑料布進(jìn)行遮擋，確保不影響周邊小區(qū)。試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)共設(shè)計(jì)5個(gè)處理，分別為T1(CK，水450 kg·hm-2)、T2(推薦用量1次，2.7 kg·hm-2+水450 kg·hm-2)、T3(推薦用量的2倍1次，5.4 kg·hm-2+水450 kg·hm-2)、T4(推薦用量噴2次，間隔7 d，2.7 kg·hm-2+水450 kg·hm-2；2.7 kg·hm-2+水450 kg·hm-2)、T5(第1次為推薦用量的2倍，第2次為推薦用量，5.4 kg·hm-2+水450 kg·hm-2；2.7 kg·hm-2+水450 kg·hm-2)，其中產(chǎn)品推薦用量為固體肥2.7 kg·hm-2，純硒含量1.62 g·hm-2，4個(gè)重復(fù)，隨機(jī)排列，小區(qū)面積20 m2。

表1 試驗(yàn)地基本信息

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

小麥?zhǔn)斋@前，每個(gè)小區(qū)選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻、有代表性的樣段(1 m雙行)調(diào)查穗粒數(shù)。小麥成熟后，每個(gè)小區(qū)收取4 m2，脫粒，并測(cè)定籽粒質(zhì)量(使用電子天平測(cè)定)和籽粒含水量(使用 PM-8188-A 谷物水分測(cè)定儀測(cè)定)，計(jì)算實(shí)際產(chǎn)量(按13%含水率折算)，并測(cè)定千粒質(zhì)量。每個(gè)處理取500 g的混合樣，送至西北農(nóng)林科技大學(xué)測(cè)試中心，按照GB 5009.93-2017標(biāo)準(zhǔn)方法采用原子熒光光譜儀檢測(cè)小麥面粉硒含量。采用德國(guó)賽多利斯集團(tuán)生產(chǎn)的 Sartorius PMD 511-00U 近紅外品質(zhì)分析儀測(cè)定小麥籽粒體積質(zhì)量(g·L-1)、籽粒硬度(%)、吸水率(%)、蛋白質(zhì)含量(%)、濕面筋(%)、沉降值(mL)、穩(wěn)定時(shí)間(min)、最大拉伸面積(cm2)、延展性(mm)和最大拉伸阻力(B.U)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用WPS office 2020和SPASS 20軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 富硒植物營(yíng)養(yǎng)素對(duì)小麥籽?？偽康?影響

噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素可顯著提高小麥籽粒硒含量，由圖1可見(jiàn)，小麥籽粒硒含量隨著用量的增加而增加。T5(1.33 mg·kg-1)>T3(1.11 mg·kg-1)>T4(1.00 mg·kg-1)>T2(0.54 mg·kg-1)。處理間差異極顯著。同時(shí)，噴施2次時(shí)，籽粒硒含量隨著用量的增加呈增加趨勢(shì)，不同地區(qū)變化趨勢(shì)略有不同。其中推薦用量噴2次的T4較噴1次的T2，三原籽粒硒含量下降0.07 mg·kg-1，降低7.04%，但差異不顯著；興平、武功和臨渭籽粒硒含量提高0.47 mg·kg-1、0.43 mg·kg-1和1.03 mg·kg-1，分別提高 58.62%、189.85%和508.83%，處理間差異顯著；推薦用量2倍基礎(chǔ)上加噴1次推薦用量T5較推薦用量2倍1次的T3，三原和武功籽粒硒含量分別降低0.33 mg·kg-1和0.16 mg·kg-1，降幅20.13%和20.45%，處理間差異顯著；興平和臨渭地區(qū)籽粒硒含量提高0.81 mg·kg-1和0.54 mg·kg-1，提高50.11%和131.97%，處理間差異顯著。

其次，不同地區(qū)間籽粒硒含量差異顯著，硒含量處于最高時(shí)的處理也不同，其中三原籽粒硒含量由高到低T3(1.650 mg·kg-1)>T5(1.320 mg·kg-1)>T4(0.970 mg·kg-1)>T2(0.90 mg·kg-1)，興平籽粒硒含量由高到低T5(2.417 mg·kg-1)>T3(1.610 mg·kg-1)>T4(1.163 mg·kg-1)>T2(0.733 mg·kg-1)，武功籽粒硒含量由高到低T3(0.791 mg·kg-1)>T4(0.706 mg·kg-1)>T5(0.629 mg·kg-1)>T2(0.244 mg·kg-1)，臨渭籽粒硒含量由高到低T4(1.230 mg·kg-1)>T5(0.940 mg·kg-1)>T3(0.410 mg·kg-1)>T2(0.200 mg·kg-1)?？梢?jiàn)在本試驗(yàn)中，只有臨渭噴施2次是噴施1次的4.23倍。其他3個(gè)地區(qū)均是T3效果好，雖然興平地區(qū)T5籽粒硒含量很高，但是較T3增幅僅有50%。上述試驗(yàn)結(jié)果一方面表明，葉面噴施富硒營(yíng)養(yǎng)素可顯著提高籽粒硒含量；另一方面表明，富硒營(yíng)養(yǎng)素推薦用量2倍內(nèi)，隨著用量增加，籽粒硒含量呈增加趨勢(shì)。如果使用量超過(guò)推薦用量2倍，改變使用次數(shù)，籽粒硒含量有增有減，其原因可能與土壤質(zhì)地及地力水平差異有關(guān)，三原和武功的試驗(yàn)地土壤偏粘，興平和臨渭試驗(yàn)地土壤偏砂，這有待進(jìn)一步研究。

2.2 富硒植物營(yíng)養(yǎng)素對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響

表2顯示，小麥開(kāi)花期噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素，對(duì)小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成因素有一定影響，產(chǎn)量較對(duì)照增加100～300 kg·hm-2，增產(chǎn)幅度為 1.08%～3.76%，但處理間差異并不顯著。就產(chǎn)量構(gòu)成要素看，本試驗(yàn)是在開(kāi)花期實(shí)施，因此對(duì)成穗數(shù)沒(méi)有顯著影響。就穗粒數(shù)看，不同處理的穗粒數(shù)較對(duì)照增加0.91～1.45個(gè)·穗-1，增加幅度為2.59%～4.15%，處理間差異不顯著。就千粒質(zhì)量看，不同處理的千粒質(zhì)量較對(duì)照減少0.18～1.18 g，降低幅度為0.39%～2.61%，處理間差異不顯著。

表2 不同處理小麥產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成要素的效應(yīng)

不同地區(qū)間產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成要素差異顯著，產(chǎn)量由高到低排列分別是武功>三原>臨渭>興平，差值分別為0.07×104kg·hm-2、0.09×104kg·hm-2、0.13×104kg·hm-2。穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量在不同地區(qū)間差異顯著，穗粒數(shù)由高到低排列分別是興平>臨渭>武功>三原，差值分別為2.23粒、0.25粒、0.33粒。千粒質(zhì)量由高到低排列分別是興平>武功>臨渭>三原，差值分別為5.10 g、3.44 g、1.50 g。而成穗數(shù)在不同地區(qū)間差異不顯著。不同試驗(yàn)地點(diǎn)間差異的原因是由于不同試驗(yàn)點(diǎn)的環(huán)境差異和地力基礎(chǔ)差異所致。

2.3 富硒植物營(yíng)養(yǎng)素對(duì)小麥品質(zhì)的影響

圖2顯示，噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素，小麥品質(zhì)指標(biāo)有不同程度的影響，除穩(wěn)定時(shí)間差異顯著外其余指標(biāo)差異均不顯著。噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素后，會(huì)增加其穩(wěn)定時(shí)間，但不同地區(qū)，不同處理間增幅不同，并且差異顯著。其中地點(diǎn)之間影響差異尤為顯著，增幅最為明顯的是興平，增幅為 194.17%～351.46%，其次是武功、三原和臨渭，增幅分別為44.53%～97.36%、14.50%～45.04%、24.81%～44.67%。不同用量對(duì)穩(wěn)定時(shí)間也有影響。T2、T3、T4、T5較對(duì)照分別增加 0.72 min、0.66 min、0.86 min、0.77 min，增幅分別為56.58%、52.52%、67.80%、60.53%。

不同地區(qū)間最高值出現(xiàn)的處理不同，三原和武功出現(xiàn)最高值的是T2，而興平和臨渭則是T4。而在噴施1次的2個(gè)濃度處理下，興平和臨渭的穩(wěn)定時(shí)間隨濃度的增加而增加，增幅為 107.13%～154.30%，而三原和武功則是T2增加 55.29%，T3降低16.62%，并且T2達(dá)到最大值。因此，在小麥開(kāi)花期噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素對(duì)其品質(zhì)的影響主要表現(xiàn)為穩(wěn)定時(shí)間的增加，增幅為14.5%～351.46%，而對(duì)其他品質(zhì)指標(biāo)無(wú)顯著影響。

3 討論與結(jié)論

3.1 噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素對(duì)小麥籽粒硒含量的影響

葉面噴硒可以提高作物籽粒硒含量，在東北黑龍江(典型的缺硒地區(qū))[16]，作物葉面噴施亞硒酸鈉11.3～22.5 g·hm-2，可顯著提高玉米、水稻、大豆、小麥籽粒中的硒含量，并且隨著用量的增加而增加，硒含量達(dá)到0.1～0.2 mg·kg-1，達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中糧食硒含量在0.1～0.3 mg·kg-1為正常，高于5 mg·kg-1會(huì)產(chǎn)生硒中毒[17])，可基本滿足低硒區(qū)居民補(bǔ)硒的需要[18]。本研究通過(guò)施用不同用量的富硒植物營(yíng)養(yǎng)素，可顯著提高籽粒硒含量，達(dá)到富硒效果，并隨著施用量的增加而增加，這與張妮等[19]試驗(yàn)表明不同施用量的亞硒酸鈉葉面噴施，可線性提高小麥籽粒硒含量結(jié)果一致。同時(shí)不同地區(qū)間差異顯著，這與劉慧等[20]對(duì)不同麥區(qū)小麥葉面噴施0.017%的亞硒酸鈉發(fā)現(xiàn)不同麥區(qū)籽粒硒含量差異顯著結(jié)果一致，土壤硒含量對(duì)于葉面噴施有一定的促進(jìn)作用。而對(duì)于噴施次數(shù)對(duì)小麥籽粒硒含量的影響，前人研究較少，王鵬等[21]通過(guò)在釀酒葡萄上增加硒肥施用次數(shù)，表明其可顯著提高果實(shí)硒含量和產(chǎn)量，改善葡萄品質(zhì)。而本試驗(yàn)通過(guò)增加硒肥噴施次數(shù)，對(duì)小麥籽粒硒含量有影響，但是不同地區(qū)呈現(xiàn)的規(guī)律不一致，其中4個(gè)地區(qū)中有2個(gè)地區(qū)噴施1次效果大于2次，而另外2個(gè)地區(qū)則與釀酒葡萄表現(xiàn)的規(guī)律一致，噴施2次籽粒硒含量大于1次，但根據(jù)小麥籽粒硒含量和投入成本綜合考慮，噴施1次效果最佳。

本試驗(yàn)結(jié)果表明噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素可使小麥籽粒硒含量達(dá)到0.1～2.4 mg·kg-1，而根據(jù)劉慧等[20]制定的小麥籽粒硒含量標(biāo)準(zhǔn)(小于0.05 mg·kg-1，缺乏；0.05～0.10 mg·kg-1，偏低；0.10～0.15 mg·kg-1，中等；0.15～0.30 mg·kg-1，富硒；0.30～2.00 mg·kg-1，可耐受；大于2.00 mg·kg-1，可能中毒),本研究只有興平的T5處理達(dá)到中毒范圍，其余處理最高為1.6 mg·kg-1均在可耐受范圍。而對(duì)作物進(jìn)行硒強(qiáng)化一般都會(huì)導(dǎo)致硒含量的超標(biāo)[22-24]，因此施用有機(jī)硒肥后，高硒含量地區(qū)全麥面粉可以作為配粉利用。由于硒元素在小麥籽粒中的分布是極不均勻的，表皮中的硒含量大，胚乳中的硒含量小，因此對(duì)富硒小麥粉進(jìn)行配粉處理，能夠?qū)π←溛窟M(jìn)行有效控制[25]。

3.2 噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素對(duì)小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

一般認(rèn)為，硒是有益的微量元素，低濃度能夠刺激植物生長(zhǎng)發(fā)育、提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)，高濃度則產(chǎn)生抑制作用[26]，羅連光等[27]在水稻上施用硒富硒植物營(yíng)養(yǎng)素后增產(chǎn)8.28%；甜玉米[28]鮮苞上施用硒富硒植物營(yíng)養(yǎng)素產(chǎn)量增幅達(dá)24%，張睿等[29]在小麥上施用富硒植物營(yíng)養(yǎng)素后增產(chǎn)2.9%～5.9%，宋家永等[30]通過(guò)在小麥上噴施亞硒酸鈉，也使產(chǎn)量相比對(duì)照增加5.1%。而本試驗(yàn)結(jié)果顯示，于小麥開(kāi)花期葉面噴施不同濃度和次數(shù)的富硒植物營(yíng)養(yǎng)素，對(duì)小麥產(chǎn)量影響差異不顯著，與上述結(jié)論不一致。2017年張建平[31]通過(guò)對(duì)9個(gè)旱地小麥進(jìn)行富硒植物營(yíng)養(yǎng)素的噴施，結(jié)果表明僅有一個(gè)品種增產(chǎn)達(dá)到顯著水平。2018年鄧洋[32]又對(duì)其中的六個(gè)旱地小麥進(jìn)行富硒植物營(yíng)養(yǎng)素的噴施，結(jié)果表明噴硒處理對(duì)產(chǎn)量影響差異不顯著，與本試驗(yàn)結(jié)論一致。這可能與品種的基因型差異和試驗(yàn)?zāi)晷陀嘘P(guān)，也可能與不同硒源產(chǎn)品有關(guān)，或者與試驗(yàn)點(diǎn)生態(tài)環(huán)境或栽培管理技術(shù)實(shí)施的質(zhì)量差異有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

從產(chǎn)量構(gòu)成要素看，本試驗(yàn)是在小麥開(kāi)花期進(jìn)行噴施，而此時(shí)小麥成穗數(shù)基本穩(wěn)定，因此，處理對(duì)成穗數(shù)沒(méi)有影響，而穗粒數(shù)和千粒質(zhì)量是此期增產(chǎn)的主要影響因子，本試驗(yàn)選擇的‘西農(nóng)511’表現(xiàn)差異并不顯著。硒元素是微量元素，葉面噴施對(duì)其深層次影響有待進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)施用富硒植物營(yíng)養(yǎng)素后，對(duì)小麥加工品質(zhì)的影響僅表現(xiàn)為穩(wěn)定時(shí)間的增加，其余品質(zhì)指標(biāo)均無(wú)影響。這與鄧洋[32]試驗(yàn)結(jié)論富硒植物營(yíng)養(yǎng)素對(duì)小麥品質(zhì)無(wú)影響不盡一致。張建平[31]研究表明，富硒植物營(yíng)養(yǎng)素在9個(gè)旱地品種試驗(yàn)中，僅有兩個(gè)品種在蛋白質(zhì)、濕面筋、沉降值、穩(wěn)定時(shí)間、拉伸面積有影響，其余品種影響均不顯著。而郝敬爽[33]的研究結(jié)果顯示，葉面噴施富硒營(yíng)養(yǎng)素對(duì)旱地小麥籽粒硬度、沉降值、穩(wěn)定時(shí)間、拉伸面積和延展性有不同程度的影響。張睿等[29]研究也表明富硒植物營(yíng)養(yǎng)素對(duì)小麥沉降值、穩(wěn)定時(shí)間、拉伸面積和延展性有一定的影響，此外唐玉霞等[5]、張紀(jì)元等[34]在小麥葉面噴施亞硒酸鈉后對(duì)其品質(zhì)也有一定的改善作用?？梢?jiàn)，不同硒肥對(duì)不同品種、不同地區(qū)和年際之間小麥品質(zhì)的影響存在一定差異，但對(duì)穩(wěn)定時(shí)間有顯著的影響是一致的。

噴施富硒植物營(yíng)養(yǎng)素可以顯著提高小麥籽粒硒含量，且隨著用量的增加而增加。噴施次數(shù)方面一次為最佳。

開(kāi)花期葉面噴施富硒營(yíng)養(yǎng)素對(duì)‘西農(nóng)511’小麥產(chǎn)量及構(gòu)成因素?zé)o影響，對(duì)品質(zhì)影響主要表現(xiàn)再顯著增加面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間。

在關(guān)中灌區(qū)，本研究推薦富硒植物營(yíng)養(yǎng)素用量為2.7 kg·hm-2，施用濃度為6 g·kg-1。