王茂輝 李珂清 蕭洪東 鐘春燕 聶金泉
摘 要 硒作為一種人體必需的微量元素,是一些抗氧化酶和硒-P蛋白的重要組成成分,具有一定的保健功能,如抗病毒、抗衰老、抗氧化、抗輻射、提高人體免疫力等。富硒大米就是通過(guò)水稻富硒栽培使硒富集,生產(chǎn)出高硒含量的稻米,市場(chǎng)前景良好。根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),葉面噴施硒肥生產(chǎn)富硒水稻是一種成熟、安全的方式,值得推廣應(yīng)用。以優(yōu)質(zhì)絲苗米品種美香占2號(hào)為材料,在分蘗期、齊穗期葉面噴施生物納米硒和極品螯合硒,結(jié)果發(fā)現(xiàn)噴施硒肥能夠增加植株分蘗,提高有效分蘗、結(jié)實(shí)數(shù)及產(chǎn)量;地上部硒富集明顯,硒含量莖稈>葉片>糙米>精米,其中稻米(精米)硒含量在0.04~0.07 mg·kg-1,高于國(guó)家稻米硒元素平均含量(0.032 mg·kg-1)。
關(guān)鍵詞 水稻;硒肥;噴施;農(nóng)藝性狀;產(chǎn)量;硒富集
中圖分類號(hào):S511 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2022.13.023
硒是由瑞典化學(xué)家Berzelius于1817年最先發(fā)現(xiàn)的,認(rèn)為其是一種化學(xué)元素,經(jīng)過(guò)100多年的研究,直到1957年美國(guó)的K. Schuarz才發(fā)現(xiàn)硒是一種生物微量元素,現(xiàn)已被世界衛(wèi)生組織確認(rèn)為生物體必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一[1]。硒作為一種人體必需的微量元素,雖然在人體內(nèi)的含量很低,但卻是一些抗氧化酶和硒-P蛋白的重要組成成分,具有一定的保健功能[2]。研究發(fā)現(xiàn)硒元素對(duì)人類有多種保健功效,如抗病毒、抗衰老、抗氧化、抗輻射、提高人體免疫力等,因此硒元素的攝入量直接關(guān)系人類的身體健康[3-5]。隨著物質(zhì)生活水平的提高,人們?cè)絹?lái)越注重養(yǎng)生,各種保健品、營(yíng)養(yǎng)添加劑、輔食等產(chǎn)品都被研發(fā)出來(lái)滿足人們生活需要,但并不是說(shuō)補(bǔ)得越多越好,也不是說(shuō)任何形態(tài)的硒都能被人體吸收,植物是人類補(bǔ)硒的主要來(lái)源[6-7]。近幾年,富硒農(nóng)產(chǎn)品作為特色農(nóng)產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)普遍種植,富硒產(chǎn)業(yè)發(fā)展蓬勃,得到各地政府的大力支持,有些地區(qū)還作為精準(zhǔn)扶貧項(xiàng)目加以推廣,如福建的明溪縣、連城縣、云宵縣等推廣種植富硒葡萄、富硒大米、富硒枇耙等[8]。隨著福建、湖北、廣西、山東等省份富硒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,具有從初級(jí)富硒農(nóng)產(chǎn)品向富硒保健品發(fā)展的趨勢(shì)[9]。水稻是我國(guó)的主要糧食作物,目前全國(guó)有65%以上的人口以稻米為主食,年消費(fèi)總量達(dá)2億噸。水稻產(chǎn)業(yè)是我國(guó)最大的糧食產(chǎn)業(yè),在保障國(guó)家糧食安全中起著至關(guān)重要的作用[10]。富硒大米就是通過(guò)水稻富硒栽培使硒富集,是利用生物強(qiáng)化的原理生產(chǎn)出高硒含量的稻米,再將富硒稻米加工成富硒大米,其硒含量比普通大米高6~9倍[11-12]。
土壤中硒的存在形態(tài)主要有硒酸鹽和亞硒酸鹽態(tài)、金屬硒化物、有機(jī)態(tài)硒、元素態(tài)硒和揮發(fā)態(tài)硒等形式[13]。我國(guó)屬于缺硒國(guó)家,有72%的土壤屬于低硒或缺硒土壤,在這種土壤上種植的作物的含硒量也很低,不能滿足人體所需,因此增施外源硒以增加植物的含硒量是生產(chǎn)富硒農(nóng)產(chǎn)品的主要途徑,也是現(xiàn)階段人工生產(chǎn)富硒水稻的常見(jiàn)方法。10多年前研究發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)稻米硒元素含量約為0.032 mg·kg-1,低的僅有0.016 mg·kg-1,遠(yuǎn)不能滿足人體健康所需[14]。富硒稻米主要有保健、防病、安全、高效等特點(diǎn),其特殊的保健功能深受消費(fèi)者青睞,市場(chǎng)前景良好,近年來(lái)發(fā)展迅速,越來(lái)越多的地方和研究人員都投入到富硒水稻產(chǎn)業(yè)。本試驗(yàn)通過(guò)在水稻分蘗期、齊穗期葉面噴施外源硒肥,探究不同硒肥對(duì)早、晚造水稻生長(zhǎng)的影響及硒富集規(guī)律,以期為肇慶市推廣合適的葉面肥打下基礎(chǔ),促進(jìn)富硒稻米的種植和推廣。
1? 材料與方法
1.1? 試驗(yàn)材料
試驗(yàn)材料為廣東省主推水稻品種秈稻美香占2號(hào)。硒肥:微生物納米硒是四川中農(nóng)和潤(rùn)科技有限公司生產(chǎn)的一種葉面肥,具有易吸收的特點(diǎn),能夠增加作物對(duì)硒元素的吸收,提升作物硒含量,使用時(shí)稀釋200倍。極品螯合硒是哈爾濱新東農(nóng)業(yè)旱作節(jié)水技術(shù)有限公司的產(chǎn)品,為土壤及農(nóng)作物硒含量調(diào)節(jié)劑,使用時(shí)需配合螯合硒助劑,該產(chǎn)品具有穩(wěn)定性好的特點(diǎn),使用時(shí)螯合硒和助劑各取33 mL并加入15 kg清水稀釋后噴霧。兩種硒肥使用方法均為葉面噴施。
1.2? 試驗(yàn)方法
采用早晚兩造連續(xù)種植,試驗(yàn)地點(diǎn)位于肇慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所鼎湖基地。每造設(shè)置4個(gè)處理:CK、微生物納米硒(Se1)、極品螯合硒(Se2)、微生物納米硒+極品螯合硒(Se1+Se2),每個(gè)處理種植20 m2,3次重復(fù),在分蘗期(封壟)和齊穗期葉面噴施不同硒肥。栽培管理同常規(guī)大田管理。成熟期后,每個(gè)重復(fù)選取3株水稻,調(diào)查其主要農(nóng)藝性狀,包括株高、有效穗數(shù)、每穗總粒數(shù)和實(shí)粒數(shù)、結(jié)實(shí)率、千粒重等指標(biāo)。采用植株?duì)I養(yǎng)測(cè)定儀(型號(hào)LYS-4N)在分蘗、拔節(jié)、灌漿和黃熟期測(cè)定水稻葉片SPAD值。通過(guò)小區(qū)測(cè)產(chǎn),分析硒肥對(duì)水稻產(chǎn)量的影響。同時(shí)取樣植株地上部,分析水稻成熟期的莖稈、葉片、糙米和精米的硒富集情況。
1.3? 數(shù)據(jù)分析
采用EXCEL、SPSS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2? 結(jié)果與分析
2. 1? 不同硒肥處理對(duì)水稻農(nóng)藝性狀的影響
農(nóng)藝性狀調(diào)查結(jié)果顯示(見(jiàn)表1),早晚造噴施微生物納米硒和極品螯合硒處理的水稻有效穗數(shù)、實(shí)粒數(shù)、總粒數(shù)都高于對(duì)照,其中噴施極品螯合硒處理顯著高于其他處理,表明硒肥能夠增加水稻分蘗數(shù)和結(jié)實(shí)數(shù);但不同處理間的株高、穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率和千粒重等差異不顯著,表明噴施硒肥對(duì)株高、穗長(zhǎng)、結(jié)實(shí)率和千粒重等農(nóng)藝性狀的影響不大。
2.2? 不同硒肥處理對(duì)葉片SPAD值的影響
SPAD(Soil and Plant Analyzer Development, SPAD)值可以用來(lái)衡量葉片的綠色程度[15]。由表2可見(jiàn),隨著水稻生育期(分蘗期、拔節(jié)期、灌漿期、黃熟期)的推進(jìn),其葉片SPAD值逐漸降低,葉片由綠變黃;早造噴施微生物納米硒和極品螯合硒處理水稻的分蘗期、拔節(jié)期、灌漿期SPAD值略低于對(duì)照,表明噴施硒肥會(huì)略微影響水稻葉片的光合作用,但黃熟期的差異不顯著;晚造噴施微生物納米硒和極品螯合硒處理的水稻4個(gè)時(shí)期的SPAD值都低于對(duì)照,且差異顯著,影響同早造一樣。
2.3? 不同硒肥處理對(duì)水稻產(chǎn)量的影響
水稻成熟期時(shí),測(cè)定每個(gè)小區(qū)的實(shí)際產(chǎn)量,每個(gè)處理采用3點(diǎn)取樣法設(shè)置3次重復(fù),測(cè)定每平方米實(shí)際產(chǎn)量,再換算成667 m2產(chǎn)量。結(jié)果表明,單獨(dú)噴施微生物納米硒或極品螯合硒處理的早、晚造水稻產(chǎn)量略高于對(duì)照,但差異不顯著;而同時(shí)噴施微生物納米硒和極品螯合硒處理的早造、晚造水稻產(chǎn)量分別為8 333.33、8 833.33 kg·hm-2,顯著高于其他處理,表明在水稻分蘗期和齊穗期葉面噴施硒肥能夠提升水稻產(chǎn)量(見(jiàn)表3)。
2.4? 不同硒肥處理的植株地上部硒含量比較
成熟期取植株地上部分莖稈、葉片和籽粒(糙米和精米)進(jìn)行硒含量測(cè)定,結(jié)果顯示早造噴施硒肥處理的精米、糙米、葉片、莖稈硒含量均顯著高于對(duì)照,其中同時(shí)噴施微生物納米硒和極品螯合硒處理的精米硒含量為0.06 mg·kg-1、糙米硒含量0.14 mg·kg-1、葉片硒含量0.26 mg·kg-1、莖稈硒含量0.42 mg·kg-1,可以看出地上部硒含量為莖稈>葉片>糙米>精米,且精米和糙米的硒含量均遠(yuǎn)高于國(guó)家稻米硒元素平均含量的0.032 mg·kg-1;晚造同早造一樣,莖稈、葉片、糙米、精米等都有一定的硒富集,表明葉面噴施硒肥能夠提高水稻地上部的硒含量,且精米的硒含量高于國(guó)家富硒稻米標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表4)。
3? 小結(jié)
目前在富硒水稻的開(kāi)發(fā)應(yīng)用上,采用最多的是增施外源硒肥來(lái)提高稻米中的硒含量,根據(jù)水稻對(duì)硒元素的生理吸收、代謝特點(diǎn),開(kāi)發(fā)出易被植株吸收利用的富硒肥料;通過(guò)土壤灑施或葉面噴施硒肥,提高硒在水稻籽粒中的積累,進(jìn)而生產(chǎn)出硒含量明顯高于對(duì)照的富硒水稻。關(guān)于葉面噴施硒肥,有研究發(fā)現(xiàn)1次噴施硒肥的增硒效果為齊穗期>分蘗期>孕穗期>灌漿期,2次噴施硒肥的增硒效果為分蘗期=齊穗期>孕穗期=灌漿期[17]。在水稻生產(chǎn)中施加硒肥,不但可以提高稻米中的硒含量,還能在一定程度上提高水稻產(chǎn)量,改善稻米品質(zhì),增強(qiáng)水稻抗逆性,減輕重金屬鉻、鎘、鉛等對(duì)水稻的毒害作用[16]。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外近20年的實(shí)踐,證明噴施富硒葉面肥生產(chǎn)富硒水稻是一種很成熟、很流行、很安全的技術(shù)措施,與噴施普通葉面肥基本一致。本試驗(yàn)選擇廣東省絲苗米代表品種美香占2號(hào),通過(guò)在其分蘗期與齊穗期葉面噴施生物納米硒和極品螯合硒,發(fā)現(xiàn)噴施硒肥能夠增加植株分蘗,提高有效分蘗數(shù)、結(jié)實(shí)數(shù)及產(chǎn)量;葉片SPAD值隨著水稻生育進(jìn)程呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì),葉片由綠變黃;地上部硒富集較明顯,硒含量莖稈>葉片>糙米>精米,其中稻米(精米)硒含量在0.04~0.07 mg·kg-1,高于國(guó)家稻米硒元素含量的0.032 mg·kg-1;噴施硒肥對(duì)早造和晚造水稻的影響基本一致,試驗(yàn)結(jié)果同前人研究結(jié)論基本一致。該研究結(jié)果可為肇慶市推廣合適的葉面肥打下基礎(chǔ),促進(jìn)富硒稻米的種植和推廣。
參考文獻(xiàn):
[1]? 趙敏,涂書(shū)新.水稻富硒基因型差異研究[A]//中國(guó)土壤學(xué)會(huì)土壤環(huán)境專業(yè)委員會(huì)第十七次會(huì)議暨2014年土壤環(huán)境保護(hù)與生態(tài)文明建設(shè)國(guó)際研討會(huì)[C].湖南長(zhǎng)沙,2014-04-19.
[2]? 張自于,陸邦乾,孫智明,等.鳳山縣富硒水稻的開(kāi)發(fā)技術(shù)初步研究[J].長(zhǎng)沙大學(xué)學(xué)報(bào),2017,31(5):17-18.
[3]? 程伯容,鞠山見(jiàn),岳淑嫆,等.生態(tài)環(huán)境中微量元素硒與克山病[J].生態(tài)學(xué)報(bào),1981,1(3):263-274.
[4]? 尚慶茂,李平蘭.硒在高等植物中的生理作用[J].植物生理學(xué)通訊,1998,34(4):284-288.
[5]? 張艷玲,潘根興,李正文,等.土壤-植物系統(tǒng)中硒的遷移轉(zhuǎn)化及低硒地區(qū)食物鏈中硒的調(diào)節(jié)[J].土壤與環(huán)境,2002,11(4):388-391.
[6]? 關(guān)玉梅.硒與缺硒對(duì)機(jī)體的影響[J].微量元素與健康研究,2002,19(4):82-83.
[7]? 胡婷.張家界市富硒植物中硒形態(tài)分布及種植規(guī)劃研究[D].吉首:吉首大學(xué),2015.
[8]? 姜能座.富硒農(nóng)產(chǎn)品中有機(jī)硒的分離與測(cè)定[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2019,10(14):4653-4658.
[9]? 盧嵐,魯兵,王春娥.保健食品中有機(jī)硒與無(wú)機(jī)硒的分析探討[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志,2010,20(4):767-768.
[10] 鐘春燕,王茂輝,黃益強(qiáng).廣東省主導(dǎo)品種廣8優(yōu)165在肇慶市的推廣應(yīng)用[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2018,45(12):1-6.
[11] 王潔,張瑜,張星,等.水稻富硒栽培研究進(jìn)展[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,13(6):24-26,43.
[12] 趙永進(jìn).富硒稻米產(chǎn)業(yè)的開(kāi)發(fā)[J].糧食與食品工業(yè),2008,15(1):18-19.
[13] Wang Q F, Xie Q L, Yang B, et al. Advances of studies on chemical Properties of soil and bioavailability of selenium[J]. Journal of Hunan Agricultural University, 2011, 37(2):220-223.
[14] 周鑫斌,施衛(wèi)明,楊林章.富硒與非富硒水稻品種對(duì)硒的吸收分配的差異及機(jī)理[J].土壤,2007,39(5):731-736.
[15] Qiao Y L, Lee S I, Piao R H, et al. SPL28 encodes a clathrin-associated adaptor protein complex 1, medium subunit μ1 (AP1M1) and is responsible for spotted leaf and early senescence in rice (Oryza sativa)[J]. New Phytologist, 2010, 185(1): 258-274.
[16] Qi X, Liu Y Y, Song T X. Effect of selenium on root oxidizing ability and yield of rice under ferrous stress[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2004, 11(1):19-22.
[17] 朱文東.葉面噴施有機(jī)硒肥對(duì)稻米硒含量及品質(zhì)的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(8):1764-1767.
收稿日期:2022-03-24
基金項(xiàng)目:廣東省膜生物學(xué)與環(huán)境研究國(guó)際科技合作基地開(kāi)放課題(2020-07-013);肇慶市農(nóng)科所農(nóng)村科技特派員工作站建設(shè)(2021N022)。
作者簡(jiǎn)介:王茂輝(1989—),男,安徽潁上人,碩士,農(nóng)藝師,主要從事農(nóng)作物育種、栽培研究及示范推廣。E-mail: 1836992553@qq.com。