余 侃，艾姝智，查 升，黃思思，蔡端午，龍小玲，賀正華，黃益勤，鄭 威

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，a.農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所；b.糧食作物研究所，武漢 430064；2.鐘祥市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，湖北 鐘祥 431900；3.武穴市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)督管理局，湖北 武穴 435400）

硒是植物體中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH-Px）的主要成分，也是人體必需的微量元素，其主要來(lái)源于日常飲食［1］。缺硒往往會(huì)引起一系列健康問(wèn)題，如心血管疾病、免疫功能受損和癌癥等［2］。在世界范圍內(nèi)，硒資源普遍匱乏，中國(guó)約72%的地區(qū)處于缺硒或者低硒地區(qū)，且土壤中的硒大多數(shù)以礦物的形態(tài)存在，不能直接被植物有效吸收［3］。

中國(guó)成年人的硒攝入量（43.3μg/（人·d））遠(yuǎn)低于中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)（60～250μg/（人·d））和國(guó)家衛(wèi)計(jì)委（60～400μg/（人·d））推薦的攝入值［4］。通過(guò)膳食途徑適當(dāng)補(bǔ)硒是當(dāng)下最簡(jiǎn)單、安全、可行的方法。但糧食作物中硒含量往往較低，無(wú)法滿足人體的正常需求。因此，施用硒肥等生物強(qiáng)化的方法成為了增加農(nóng)作物含硒量的有效途徑。硒以無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒的形態(tài)存在。無(wú)機(jī)硒主要包含有硒酸鈉和亞硒酸鈉等，有較大的毒性。有機(jī)硒則通常以硒代蛋氨酸等形式存在于蛋白質(zhì)中，具有無(wú)毒副作用、生物利用率高、對(duì)人體有益等優(yōu)點(diǎn)［5］。

玉米是中國(guó)重要的糧食作物之一，連續(xù)多年成為面積最大、總產(chǎn)最多的作物。鮮食玉米因其獨(dú)特的口感風(fēng)味和豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值倍受消費(fèi)者的青睞，食用富硒玉米對(duì)于補(bǔ)充人體的有機(jī)硒攝入量更為直接有效［6］。利用生物有機(jī)硒對(duì)玉米進(jìn)行葉面噴施，探索其在不同濃度和用量的處理下，對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)等相關(guān)性狀的影響及子粒硒含量的富集量分析，為生產(chǎn)中合理使用有機(jī)硒肥和開(kāi)發(fā)安全的富硒鮮食玉米提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)品種為湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所自育甜玉米品種鄂科甜2號(hào)，試驗(yàn)地點(diǎn)位于湖北省英山縣紅山鎮(zhèn)，試驗(yàn)時(shí)間為2019年4月至8月，試驗(yàn)土壤不含硒。試驗(yàn)用生物有機(jī)硒制劑為湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院富硒研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的專利產(chǎn)品（專利號(hào)201610338121.6）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)材料于2019年5月5日采用直播方式種植。試驗(yàn)設(shè)置2個(gè)因素（不同噴施用量A、不同噴施濃度B），每個(gè)因素設(shè)3個(gè)水平，不同噴施用量A1-A3分別為：生物有機(jī)硒制劑（濃度5 000 mg/L）200（折合純硒1.0 g）、300（折合純硒1.5 g）、400 mL/667 m2（折合純硒2.0 g），不同噴施濃度B1-B3分別為：30（稀釋167倍）、50（稀釋100倍）、70（稀釋71.4倍）mg/L（表1）。2019年7月10日下午5時(shí)（抽雄吐絲期）進(jìn)行葉面噴霧。共設(shè)置2次重復(fù)，小區(qū)面積13.0 m2（5 m×2.6 m），4行區(qū)，每行16株，對(duì)照小區(qū)2個(gè)，共20個(gè)小區(qū)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)間留50 cm走道，東西行向。其余田間管理與大田生產(chǎn)相同。

表1 不同用量和不同濃度的生物有機(jī)硒處理

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

2019年8月1日收獲，每小區(qū)在中間2行選取10株進(jìn)行考種，統(tǒng)計(jì)株高、穗位高、穗粗、穗長(zhǎng)、禿尖長(zhǎng)、穗行數(shù)、行粒數(shù)、子粒深度、百粒重（干重）。子粒曬干后分別選取500 g送往農(nóng)業(yè)部食品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心（武漢）測(cè)定糖分含量，在恩施硒測(cè)質(zhì)檢技術(shù)有限公司檢測(cè)總硒和有機(jī)硒含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用SPSS23.0新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)玉米子粒硒含量的影響

由圖1可知，9個(gè)處理的玉米子粒硒含量（總硒和有機(jī)硒）均顯著高于對(duì)照，其中A3B1處理的總硒含量（0.198 mg/kg）和有機(jī)硒含量（0.176 mg/kg）最高，A1B3處理的有機(jī)硒占比最高，為94.12%。從噴施用量（A）單因素考慮，在3個(gè)噴施濃度（B）下，玉米子粒的總硒、有機(jī)硒含量均隨著用量的增加而增加。從噴施濃度（B）單因素分析表明，在200 mL/667 m2和300 mL/667 m2的噴施用量下，隨著噴施濃度的增加，玉米子粒的總硒和有機(jī)硒均有不同程度增加；在噴施用量（A）為400 mL/667 m2的條件下，隨著噴施濃度（B）的逐漸提高，玉米子粒的總硒和有機(jī)硒的含量反而小幅度降低。根據(jù)寧夏《富硒農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)》DB 64/T1221—2016中規(guī)定，9個(gè)處理的硒含量均達(dá)到了富硒玉米的標(biāo)準(zhǔn)（硒含量在0.04～0.30 mg/kg）。除A1B1、A1B2外的7個(gè)處理有機(jī)硒占比均達(dá)到了湖北省食品安全地方標(biāo)準(zhǔn)《富有機(jī)硒食品硒含量要求》（DBS42/002—2014）規(guī)定的80%以上。

圖1 不同用量和不同濃度生物有機(jī)硒對(duì)玉米子粒中硒含量的影響

2.2 不同處理對(duì)玉米植株性狀的影響

2.2.1 不同處理對(duì)玉米株高的影響 由圖2可知，在9個(gè)處理中，A2B2和A2B3處理的株高均顯著高于CK（P＜0.05）。除A1B1外，其他處理的株高均高于CK，其中A2B2處理的株高最高，為2.5 m，相比于CK提高了4.6%。當(dāng)噴施濃度（B）為30 mg/L時(shí)，隨著噴施用量（A）的增加株高逐漸增加；而到噴施濃度為50 mg/L和70 mg/L時(shí)，隨著噴施用量增加株高呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，即株高均在噴施用量為300 mL/667 m2時(shí)最高。單從噴施濃度因素分析，株高均在噴施濃度為50 mg/L時(shí)最高。

圖2 不同用量和不同濃度生物有機(jī)硒對(duì)玉米株高的影響

2.2.2 不同處理對(duì)玉米穗位高的影響 由圖3可知，9個(gè)處理的穗位高均大于CK，其中A2B1和A2B2處理的穗位高均顯著高于CK（P＜0.05），其中A2B2處理的穗位高最高，為1.04 m，相比于CK提高了9.5%。從噴施用量（A）單因素來(lái)看，在噴施濃度（B）為70 mg/L時(shí)，穗位高隨著噴施用量的增加逐漸增高；而在噴施濃度為30 mg/L和50 mg/L時(shí)，穗位高均在噴施用量為300 mL/667 m2時(shí)最高。從噴施濃度單因素來(lái)看，在噴施用量為400 mL/667 m2時(shí)，穗位高隨著噴施濃度的增加而增加，但在噴施用量為200 mL/667 m2和300 mL/667 m2時(shí)，穗位高均在噴施濃度為50 mg/L時(shí)最高。

圖3 不同用量和不同濃度生物有機(jī)硒對(duì)玉米穗位高的影響

2.3 不同處理對(duì)玉米穗部性狀的影響

本試驗(yàn)主要考察了與穗部性狀相關(guān)的7個(gè)性狀，結(jié)果如表2所示?？傮w來(lái)說(shuō)，9個(gè)處理都可以不同程度地提高玉米的穗部性狀指標(biāo)。其中，在穗粗、禿尖長(zhǎng)、行粒數(shù)和百粒重這4個(gè)指標(biāo)上，9個(gè)處理的表現(xiàn)均優(yōu)于CK，而在穗長(zhǎng)、穗行數(shù)和子粒深度上，處理相比CK則表現(xiàn)不一。在穗長(zhǎng)上，有5個(gè)處理高于CK，其中A2B1處理的穗長(zhǎng)最長(zhǎng)，為20.10 cm，相比CK增長(zhǎng)了7.49%，A1B1的穗長(zhǎng)最小，為18.50 cm；在穗粗上，9個(gè)處理均高于CK，且A1B3處理的穗粗最大，為5.42 cm，相比CK提高了2.85%；9個(gè)處理的禿尖長(zhǎng)均小于CK，其中A3B2的禿尖長(zhǎng)最小，為0.20 cm，相比CK減少了84.62%；在穗行數(shù)上，9個(gè)處理中有3個(gè)小于CK，3個(gè)與CK持平，3個(gè)優(yōu)于CK，其中A3B3相比處理提高了5.66%；在行粒數(shù)上，9個(gè)處理均優(yōu)于CK，其中6個(gè)處理與CK差異顯著，其中A2B3相比對(duì)照提高了6.51%；在子粒深度上，9個(gè)處理中除A1B1外，其他8個(gè)處理子粒深度均大于CK，其中A2B3的子粒深度最大，為13.06 mm，相比于CK提高了2.75%；在百粒重指標(biāo)上，9個(gè)處理較CK均有不同程度提高，其中A1B3處理的百粒重最高，為11.30 g，相比于CK提高了3.76%。

表2 不同用量和不同濃度生物有機(jī)硒對(duì)玉米穗部性狀的影響

2.4 不同處理對(duì)玉米子粒糖分含量的影響

不同處理玉米子粒曬干后糖分含量結(jié)果如圖4所示，9個(gè)處理其中6個(gè)相比于CK糖分含量有所提高，其中A1B3和A2B3處理最高，為6.55 g/100g，相比于CK提高了3.97%。從噴施用量（A）單因素來(lái)看，在噴施濃度相同的條件下，300 mL/667 m2處理的玉米子粒的糖分含量表現(xiàn)最高。從噴施濃度（B）單因素來(lái)看，當(dāng)噴施用量為200 mL/667 m2、300 mL/667 m2時(shí)，隨著噴施濃度的增加玉米子粒的糖分含量呈逐漸增加的趨勢(shì)；而噴施用量為400 mL/667 m2時(shí)，玉米子粒的糖分含量變化趨勢(shì)相反，且均低于CK。

圖4 不同用量和不同濃度生物有機(jī)硒對(duì)玉米子粒糖分含量的影響

3 小結(jié)與討論

玉米對(duì)硒有一定的富集作用，劉春菊等［7］通過(guò)葉面噴施硒肥增加鮮食玉米硒富集的研究結(jié)果中表明，在玉米抽雄期施硒的子粒硒含量顯著高于大喇叭口時(shí)期和采摘前7 d。因此，本研究選取玉米抽雄期作為噴施硒肥時(shí)期，利用葉面噴施生物有機(jī)硒的生物強(qiáng)化能夠顯著地提高玉米子粒中的硒含量，并且隨著噴施濃度和用量的增加而增加，這與黃麗美等［8］、楊舒添等［9］、鄭陽(yáng)等［10］研究結(jié)果一致。鄒成林等［11］的研究發(fā)現(xiàn)，利用硒肥提升糯玉米子粒硒含量存在一個(gè)最佳濃度，超過(guò)這個(gè)濃度后，玉米子粒的硒含量增加則不再明顯，這與本研究結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)，在噴施用量和濃度達(dá)到300 mL/667 m2和50 mg/L時(shí)，隨著噴施用量和濃度的逐漸提升，玉米子粒中的總硒和有機(jī)硒的含量增加不再顯著。因此，在玉米種植和施硒過(guò)程中，要注意把握硒肥的施用量，在提升玉米子粒硒含量的前提下，節(jié)約資源，更加有效地提高玉米子粒的硒含量。

無(wú)機(jī)硒相比有機(jī)硒具有毒性大、不易被降解和吸收等天然缺點(diǎn)，因此富硒農(nóng)產(chǎn)品不僅要硒含量達(dá)標(biāo)，對(duì)有機(jī)硒的含量也要有一定要求。作物中只有當(dāng)根部存在一定量的硒代蛋氨酸時(shí)，才具有向子粒轉(zhuǎn)運(yùn)有機(jī)硒的能力［12］，葉面同樣如此。因此，在進(jìn)行葉面噴施的過(guò)程中，要選擇無(wú)毒副作用的有機(jī)硒作為外源硒肥，才能高效地獲得富含有機(jī)硒的農(nóng)產(chǎn)品。在本研究中，9個(gè)處理的硒含量均達(dá)到了富硒玉米的標(biāo)準(zhǔn)（0.04～0.30 mg/kg），且有7個(gè)處理的有機(jī)硒占比達(dá)到了湖北省食品安全地方標(biāo)準(zhǔn)《富有機(jī)硒食品硒含量要求》（DBS 42/002—2014）規(guī)定的80%以上。

本研究選取了株高和穗位高這2個(gè)反映植物學(xué)性狀的指標(biāo)進(jìn)行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)噴施硒肥后的株高和穗位高都普遍高于CK，這表明硒對(duì)植株生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用，這與羅連光等［13］的研究結(jié)果一致。硒通過(guò)影響酶的活性，表現(xiàn)調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)的生物學(xué)特性，從而影響植株生長(zhǎng)發(fā)育［14］。玉米穗部性狀在一定程度上能夠反映出玉米的產(chǎn)量，有研究表明，通過(guò)外源硒生物強(qiáng)化的方法可以適當(dāng)提高作物的產(chǎn)量［15，16］，這與本研究的結(jié)果一致。本研究發(fā)現(xiàn)，在穗粗、行粒數(shù)、百粒重和禿尖長(zhǎng)這4個(gè)穗部性狀中，9個(gè)處理表現(xiàn)均優(yōu)于CK，特別是改善禿尖長(zhǎng)上的作用尤為明顯。同時(shí)，有研究表明外源硒肥對(duì)作物產(chǎn)量影響不一［17］，本研究中同時(shí)發(fā)現(xiàn)這樣的情況，在穗長(zhǎng)、穗行數(shù)和子粒深度上，分別有4個(gè)、3個(gè)和1個(gè)處理要低于CK，但總體上相比CK起到一定的提升作用。糖分含量是甜玉米的重要品質(zhì)性狀，噴施生物有機(jī)硒對(duì)提高玉米子粒的糖分含量有一定的影響［18］。本研究發(fā)現(xiàn)，有6個(gè)處理的子粒的糖分含量相較于CK有所提高，但在噴施用量為400 mL/667 m2時(shí)，3個(gè)濃度處理的玉米子粒含糖量均略低于CK。

硒在影響作物生長(zhǎng)和發(fā)育的過(guò)程中，對(duì)各性狀的影響不一。有研究表明，高濃度的噴硒處理對(duì)植株生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)產(chǎn)生輕微毒害作用，會(huì)抑制植株的抗氧化能力［19］。因此，通過(guò)外源硒生物強(qiáng)化的方法，在提高作物硒含量、農(nóng)藝經(jīng)濟(jì)性狀、品質(zhì)性狀等指標(biāo)時(shí)，要選擇一個(gè)合適的硒用量和濃度的閾值，才能達(dá)到最佳效果。根據(jù)本研究對(duì)玉米硒含量及其他性狀的綜合影響分析，噴施用量和濃度分別為300 mL/667 m2和50 mg/L，于玉米抽雄期葉面噴施1次可以達(dá)到最佳效果。

生物有機(jī)硒與無(wú)機(jī)硒相比，具有生物有效性高、無(wú)毒副作用、穩(wěn)定性強(qiáng)和作物吸收率高等優(yōu)點(diǎn)［20］。在農(nóng)產(chǎn)品安全日益突出的大背景下，應(yīng)大力倡導(dǎo)使用生物有機(jī)硒作為生物強(qiáng)化的外源硒，形成標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的執(zhí)行政策，從而生產(chǎn)出更多健康且有機(jī)硒含量精準(zhǔn)達(dá)標(biāo)的農(nóng)產(chǎn)品。