基施硒肥对不同生育期紫花苜蓿干物质产量及土壤有效硒的影响

胡华锋，朱 海，介晓磊，严学兵，胡承孝，王成章，鲁剑巍，赵 京

(1.河南牧业经济学院,河南 郑州450011; 2.黄淮学院生物工程系，河南 驻马店463000;3.华中农业大学 资源与环境学院,湖北 武汉 4300701;4.河南农业大学 牧医工程学院，河南 郑州 450002)

基施硒肥对不同生育期紫花苜蓿干物质产量及土壤有效硒的影响

胡华锋1，3，朱 海4，介晓磊2*，严学兵4，胡承孝3，王成章4，鲁剑巍3，赵 京4

(1.河南牧业经济学院,河南 郑州450011; 2.黄淮学院生物工程系，河南 驻马店463000;3.华中农业大学 资源与环境学院,湖北 武汉 4300701;4.河南农业大学 牧医工程学院，河南 郑州 450002)

为适时收获紫花苜蓿(MedicagosalivaL.)及提高硒肥利用率，探索不同生育期紫花苜蓿干物质累积和土壤有效硒变动规律，采用基施硒肥的方法，研究0、0.15、0.25、0.35、0.45、0.75和1.05 kg/hm27种硒肥用量对紫花苜蓿不同生育期干物质产量及土壤有效硒的影响，结果表明，基施硒肥能显著(P<0.05)提高各生育期紫花苜蓿干物质产量，促进干物质快速累积，且干物质产量随施硒量增加呈先升后降趋势，以施硒0.45 kg/hm2干物质产量和累积速率最大；紫花苜蓿干物质产量随生育期延长而增加，盛花期最高；而干物质累积速率呈升-降-升-降的变化趋势，峰值是分枝期和初花期，初花期最大；施硒对紫花苜蓿干物质产量和累积速率随生育期的变化无影响。施硒能提高土壤有效硒含量，并与施硒量呈正相关，以施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，极显著(P<0.01)高于不施硒土壤。试验表明，分枝期和初花期是苜蓿干物质累积关键期，应特别注意此生育期田间管理；基施硒肥能提高苜蓿各生育期干物质产量和土壤有效硒含量，促进干物质快速累积，施硒0.45 kg/hm2草产量最大，且盛花期收割能获得更高产量。

硒；紫花苜蓿；生育期；土壤有效硒

硒是动物必需营养元素，而非植物必需营养元素。但研究发现硒能促进植物幼苗生长[1]，且低浓度时作为氧化抑制剂，而高浓度下作为氧化促进剂[2]。圆叶决明施硒表明，基施硒量≤150 g/hm2时，能有效促进株高、茎叶干重及总生物量的提高，而基施硒量>150 g/hm2时,产量增幅下降[3]。紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是分布最广、栽培历史最老的豆科牧草，因产量高、品质好、营养丰富而被誉为“牧草之王”，且种植面积最大牧草之一[4]。随着我国畜牧业现代化的快速发展，对牧草需求也将迎来新的增长。为探索不同生育期紫花苜蓿干物质累积和土壤有效硒变动规律，本试验研究了不同基施硒肥水平对不同生育期紫花苜蓿草产量及土壤有效硒含量的影响，为适时收获紫花苜蓿及提高硒肥利用率提供实践和理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试紫花苜蓿品种为秋眠级是3.0的金皇后；供试硒肥为含Se 45.5 %的无水亚硒酸钠(NaSeO3，AR)。

1.2 试验地自然状况

试验于2009年在河南农业大学科教园区(E113°46′～113°32′和N 34°26′～34°36′) 进行。该区属于北暖温带大陆季风性气候，日平均气温14.3 ℃，1月份日均温1.5 ℃(最低-20 ℃)，七月份日均温27.5 ℃(最高40 ℃)，≥10 ℃有效积温4700～5000 ℃，平均年降雨量630 mm，无霜期220～225 d[5]。

土壤为黄河冲积物上发育的潮土，质地轻壤质，其0～20 cm土层理化性状如下：碱解氮54.38 mg/kg，速效磷8.26 mg/kg，速效钾63.54 mg/kg，有机质9.35 g/kg，有效铜(Cu)1.10 mg/kg，有效钴(Co) 0.10 mg/kg，有效锌(Zn) 0.61 mg/kg，有效锰(Mn)16.10 mg/kg，有效硼(B) 0.50 mg/kg，有效钼(Mo) 0.05 mg/kg，有效铁(Fe) 6.74 mg/kg，有效硒(Se)0.010 mg/kg，CaCO339.15 g/kg，pH(土∶水=1∶1)7.95。

1.3 试验设计

采用大田小区试验，在氮肥、磷肥、钾肥及微肥足量供应下，设置Se0(0，CK)、Se1(0.15 kg/hm2)、Se2(0.25 kg/hm2) 、Se3(0.35 kg/hm2) 、Se4(0.45 kg/hm2) 、Se5(0.75 kg/hm2)和Se6(1.05 kg/hm2) 7个基施硒肥处理，随机区组排列，重复3次，共计21个小区，每小区面积为4×3 m2。根据试验设计将硒肥与磷肥(P2O5112.5 kg/hm2)、氮肥(N 60.0 kg/hm2)、钾肥(K2O 105.0 kg/hm2)、七水硫酸锌(13.0 kg/hm2)、七水硫酸钴(0.5 kg/hm2)、五水硫酸铜(5.0 kg/hm2)、七水硫酸亚铁(15.0 kg/hm2)、四水钼酸铵(3.0 kg/hm2)、一水硫酸锰(5.0 kg/hm2)和硼砂(15.0 kg/hm2)一起搀土混均作基肥，均匀撒施于规划小区土壤表面，然后人工翻施20 cm。

于2009年10月1日耕地，10月2日规划小区，施肥，深翻；10月3日播种，播量为15 kg/hm2，播深2～3 cm，行距30 cm，播后轻压。试验所用磷肥为过磷酸钙(含P2O512%)、钾肥为硫酸钾(含K2O54%)和氮肥为尿素(含N 46%)，苗期及时防治病虫害和杂草，其他按苜蓿生产常规进行管理。

于次年苜蓿苗期、分枝期、孕蕾期、初花期、盛花期，随机选取0.5 m2刈割，留茬2 cm左右，刈割后105 ℃杀青15 min，于75 ℃烘干称重，计算干草产量。并同时采集小区0～20 cm耕层土壤，风干，粉碎，过0.3 mm筛。

1.4 测定项目及方法

供试土壤理化性质和土壤有效硒采用常规分析方法进行[6-7]。牧草干物质(DM)累积速率=干物质(DM)累积的增量/生长天数。

1.5 数据处理

数据采用Excel 2003和SPSS12.0统计软件进行方差分析和用LSD法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 基施硒肥对不同生育期干物质产量的影响

基施硒肥显著(P<0.05)提高同生育期紫花苜蓿干物质产量(见表1)。与对照(Se0)相比，施硒紫花苜蓿苗期、分枝期、孕蕾期、初花期、盛花期干物质产量分别为提高7.94%～31.52%、12.24%～35.54%、10.66%～43.18%、4.88%～15.44%、5.46%～16.91%；且同生育期紫花苜蓿干物质产量均随施硒量增加呈先升后降趋势，并以施硒0.45 kg/hm2增产效果最好，分别显著(P<0.05)高于对照263 kg/hm2、595 kg/hm2、999 kg/hm2、701 kg/hm2、810 kg/hm2；当施硒量高于0.45 kg/hm2时，同生育期干物质产量呈显著(P<0.05)甚至极显著降低(P<0.01)；且紫花苜蓿干物质产量随生育期延长而递增，盛花期最高，施硒对紫花苜蓿干物质产量随生育期的变化无影响。

表1 基施硒肥对不同生育期紫花苜蓿干物质产量的影响Table 1 Effect of Se fertilizer on dry matter yield in the different growth stages of alfalfa kg/hm2

注：同列数据肩标不同小写表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示极显著(P<0.01)，相同字母表示差异不显著(P>0.05)。下同。

Notes：In the same column,values with the different lowercase or capital letter superscripts indicate significant difference (P<0.05) or very significant difference (P<0.01),and values with the same letter superscripts indicate insignificant difference (P>0.05).The same as below.

2.2 基施硒肥对不同生育期干物质累积速率的影响

由图1可知，整个生育时期，紫花苜蓿干物质累积速率呈升-降-升-降变化趋势，峰值是分枝期和初花期，初花期最大，盛花期最小。分枝期和初花期是紫花苜蓿营养生长和生殖生长的关键期。

由图1还可知，苗期到孕蕾期及初花期到盛花期均表现为对照紫花苜蓿累积速率最小，施硒0.45 kg/hm2累积速率最大，说明施硒促进了紫花苜蓿干物质的快速累积；而孕蕾期到初花期对照紫花苜蓿累积速率最大，施硒0.45 kg/hm2累积速率最小，因为孕蕾期到初花期，紫花苜蓿以生殖生长为主，这恰好说明施硒能促进紫花苜蓿生殖生长。且分枝期、孕蕾期和初花期干物质累积速率差异表现明显，而苗期和盛花期差异表现不突出。

2.3 基施硒肥对不同生育期土壤有效硒的影响

基施硒肥能提高各生育期紫花苜蓿土壤有效硒含量(见表2)。与不施硒土壤相比，施硒苜蓿苗期、分枝期、孕蕾期、初花期、盛花期土壤有效硒增幅分别为：34.11%～481.98%、37.26%～480.90%、15.41%～366.21%、33.13%～396.89%、25.78%～396.32%；且土壤有效硒含量与施硒量呈正相关(见表3)，各生育期均以施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，极显著(P<0.01)高于不施硒土壤，且土壤有效硒含量随紫花苜蓿生育期延长而降低，降幅为：24.75%～40.84%，且方差分析显示，紫花苜蓿苗期、分枝期土壤有效硒含量显著(P<0.05)高于盛花期，但苗期、分枝期、孕蕾期、初花期紫花苜蓿土壤有效硒含量差异不显著(P<0.05)。

图1 基施硒肥对不同生育期紫花苜蓿干物质累积速率的影响Fig.1 Effect of Se fertilizer on the accumulation rate ofdry matter at different growth stage

表2 紫花苜蓿不同生育期土壤有效硒含量Table 2 Effect of Se fertilizer on dry matter yield in the different growth stages of alfalfa mg/kg

表3 施硒量与不同生育期土壤有效硒含量的相关性Table 3 Correlations of Se rate and content of soil effective selenium at different growth stage of alfalfa mg/kg

注:** 和 * 分别表示两个变量在P<0.01和P<0.05水平下显著相关。

Notes: ** and * indicate significant correlation of two variables whenP<0.01 andP<0.05,respectively.

3 讨 论

3.1 基施硒肥对不同生育期干物质产量的影响

硒符合Bertrand生物剂量规律,即低浓度时,促进植物的生长发育,过量则构成毒害[8]。田应兵等[9]研究认为黑麦草施Se浓度0.1 mg/L产量最高，而当硒浓度提升至10 mg/L时，黑麦草出现中毒症状；翁伯琦等[3]研究也发现，圆叶决明施Se量≧150 g/hm2时，产量下降；李登超等[10]研究也认为，小白菜施Se 0.5 mg/L产量最高，而当施Se量≧2.5 mg/L时，生长受抑制，产量下降。本研究同样发现，紫花苜蓿施硒量≤0.45 kg/hm2时，其产量随施硒量增加而提高，而硒肥量>0.45 kg/hm2时，紫花苜蓿增产幅度显著(P<0.05)降低。这可能与硒的双重功效有关[11]。即高浓度时，作为氧化促进剂，提高脂类过氧化产物的积累，由于产生氧化作用胁迫而引起牧草增产降低[12-13]。在适当浓度下，作为氧化抑制剂，有利于作物生长，而使牧草增产[14]。因此，在紫花苜蓿生产中，可适量施用硒肥，以利于产草量的提高。

干物质累积速率是反应牧草干物质增长快慢指标，可用来指导牧草田间管理，而关于此研究较少。本研究发现，施硒促进了紫花苜蓿干物质的快速累积，苗期到孕蕾期及初花期到盛花期对照紫花苜蓿累积速率最小，施硒0.45 kg/hm2累积速率最大；而孕蕾期到初花期施硒0.45 kg/hm2累积速率最小，对照累积速率最大，这恰好说明施硒能促进紫花苜蓿生殖生长。苗期和盛花期差异表现不突出，而分枝期、孕蕾期和初花期干物质累积速率差异表现明显。整个生育时期，紫花苜蓿干物质累积速率呈升-降-升-降变化趋势，峰值是分枝期和初花期，初花期最大，盛花期最小。分枝期和初花期是紫花苜蓿营养生长和生殖生长的关键期。因此应特别注意此生长期田间管理。

3.2 基施硒肥对不同生育期土壤有效硒的影响

基施硒肥能提高各生育期苜蓿土壤有效硒含量，并与施硒量呈正相关，且均施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，极显著(P<0.05)高于不施硒土壤；薛瑞玲[15]同样发现，小白菜土壤全硒、Se(IV)和Se(0)含量均随施Se量增加显著升高(P<0.05)。田秀英等[16]研究也认为，施硒提高了土壤有效硒，并随施硒量增加而增高。施硒量<1.05 kg/hm2时，土壤有效硒随紫花苜蓿生育期推移变化不大；而当施硒量为1.05 kg/hm2时，土壤有效硒随生育期推移而降低，且苗期、分枝期显著高于盛花期。此现象与薛瑞玲[15]研究小白菜施硒相同。研究还发现，紫花苜蓿生长各时期，未施硒土壤有效硒分别为0.017 mg/kg，0.016 mg/kg，0.019 mg/kg，0.018 mg/kg，0.014 mg/kg，而供试原土壤有效硒为0.010 mg/kg,与起始值相比反而有所提升。这可能因为土壤缓效的矿质态或有机态硒能够转化为作物可利用的有效态硒，土壤硒这种转化能力可能因为根际氧化还原反应可以改变硒有效性[17]。此结果与田秀英等[16]研究苦荞施硒结果相同。作物在生长发育过程中,由于根系与土壤相互作用及微生物活动影响,硒在土壤中的转化、迁移较为复杂，上述现象机理仍需深入研究。

4 结 论

基施硒肥能显著提高各生育期紫花苜蓿干物质产量及促进干物质快速累积，且干物质产量随施硒量增加呈先升后降趋势，累积速率随生育期推移呈升-降-升-降变化，峰值在分枝期和初花期，以施硒0.45 kg/hm2干物质产量和累积速率最大。

基施硒肥能提高各生育期紫花苜蓿土壤有效硒含量，并与施硒量呈正相关；以施硒1.05 kg/hm2土壤有效硒含量最高，极显著高于不施硒土壤；施硒≥1.05 kg/hm2时，土壤有效硒含量随紫花苜蓿生育期延长而降低，降幅为：24.75%～40.84%，且苗期、分枝期显著高于盛花期。

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EffcetofSeApplicationasBasalFertilizeronDryMatterYieldandSoilavailableSeinDifferentGrowthStagesofAlfalfa

HU Hua-feng1,3,ZHU hai4,JIE Xiao-lei2*,YAN Xue-bing4,HU Cheng-xiao3,WANG Cheng-zhang4,LU Jian-wei3,Zhao Jing4

(1.HenanUniversityofAnimalHusbandryandEconomy,Zhengzhou，Henan450011,China;2.DepartmentofBiologicalEngineering,HuanghuaiUniversity,Zhumadian，Henan463000,China;3.CollegeofResourcesandEnvironment,HuazhongAgriculturalUniversity,Wuhan,Hubei430070,China;4.CollegeofResourcesandEnvironment,HenanAgriculturalUniversity,ZhengzhouHenan450002,China)

To timely harvest alfalfa (MedicagosalivaL.)，improve the utilization of selenium fertilizer,and explore the dynamics of dry matter accumulation and variation laws of soil valid selenium in different growth stages of alfalfa.the field experiment was carried out to study the influence of Se application as basal fertilizer on dry matter yield and soil available Se in the different growth stages of alfalfa.The results showed that basal selenium fertilizer significantly (P<0.05) improved dry matter yield in the all growth stages of alfalfa and promote the rapid accumulation of dry matter,and dry matter yield increased first and then decreased with the increasing of Selenium.The dry matter yield and cumulative rate reached its maximum amount when the basal Selenium fertilizer was 0.45 kg/hm2,the dry matter yield of alfalfa increased with the extension of growth stage,the yield was the highest when alfalfa was at the Flowering stage; dry matter accumulation revealed a fluctuated trend intervening increasing and decreasing with the extension of growth stage,climaxing at the branching stage and early flowering stage and peaking at the early flowering stage; Selenium fertilizer did not affect the change of dry matter yield and the accumulation rate of alfalfa.Selenium fertilizer could improve the effective selenium content of the soil,and positively correlated with the amount of applied selenium,the available selenium content of soil was the highest when the amount of applied selenium was 1.05 kg/hm2.and was significant (P<0.01) higher than the soil without applied selenium.To sum up,the branching stage and early flowering stage are critical periods for the dry matter accumulation of alfalfa and field management should specially be attended in this growing period; basal application of selenium fertilizer could increase dry matter yield of alfalfa and soil effective selenium content at different growth stages; the grass yield，accumulation rate and soil effective selenium content were the largest when the amount of selenium fertilizer was 0.45 kg/hm2and the higher yields could be obtained when alfalfa was harvested in the flowering stage.

Selenium; alfalfa(MedicagosativaL.);growth period; soil effective selenium

2014-03-07，

2014-03-30

“十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAD17B04)；河南省重点科技攻关项目(132102110055)；河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目(2012GGJS-203)；河南牧业经济学院博士基金项目(2012A20)；郑州市科技攻关项目(131PPTGG422-3)

胡华锋(1977-)，男，河南汝南人，博士，副教授，研究方向：牧草生产与畜禽废物利用研究。E-mail: hhf607@163.com

*[通讯作者]介晓磊(1963-)，男，河南临颍人，教授，博士生导师，研究方向：土壤与植物营养研究。E-mail: jiexl@263.net

S811.6

A

1005-5228(2014)07-0067-05