硒肥与氮磷钾肥配施对营养生长期水稻生长及硒吸收的影响

周建利 王孟 吴东梅 黄芬肖 邢丹英 刘凯文

摘要：【目的】探讨硒肥与氮磷钾肥配施对营养生长期水稻生长及硒吸收的影响，为水稻富硒栽培技术提供参考。【方法】采用L16（45）正交设计，4个试验因素分别为施氮量（A）、施磷量（B）、施钾量（C）和施硒量（D），各因素均设4个水平，对营养生长期水稻进行土壤盆栽试验。通过测定水稻生长性状指标（最大叶长、最大叶宽、分蘖数、株高、叶绿素相对含量（SPAD值）、生物量和硒含量等参数研究不同处理组合和各试验因素对营养生长期水稻生长及硒吸收的影响。【结果】水稻生长性状的各项指标均随着施氮水平的增加而增加，硒肥对水稻的生长无显著影响（P>0.05）；最佳组合是施氮量为0.25 g/kg，施磷量和施钾量均为0.10 g/kg，施硒量为0.12 mg/kg，其能显著提高水稻各生长指标和地上部生物量及水稻硒含量（P<0.05）；水稻地上部和地下部硒含量均随着硒肥用量的增加而增加。【结论】氮肥是水稻生长的主导因子，氮磷钾肥和硒肥的配施能促进营养生长期水稻的生长及其对硒的吸收，增施硒肥能提高营养生长期水稻硒含量。

关键词： 水稻；营养生长期；硒肥；氮肥

中图分类号： S511.062 文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2016）12-2041-06

Abstract：【Objective】The present study was conducted to investigate the effects of combined application of selenium，nitrogen，phosphorus and potassium fertilizers on growth and selenium absorption at vegetative period in rice，in order to provide references for selenium enriched rice cultivation techniques. 【Method】An pot orthogonal experiment L16（45） was conducted on rice at vegetative period with experimental factors of nitrogen application rate（A）， phosphorus application rate（B），potassium application rate（C） and selenium application rate（D）. All of the factors were set four test levels，respectively. The effects of the combination treatments and experimental factors on rice growth and selenium absorption were evaluated by the indexes of growth[maximum leaf length，maximum blade width，tiller number，plant height and chlorophyll relative content（SPAD）]，biomass and the selenium concentration of the rice. 【Result】Every index of rice growth increased with increase of nitrogen fertilizer application rate. But selenium fertilizer application rates had no significant influence on indexes of rice growth（P>0.05）. The best combination of fertilizer application rate was 0.25 g/kg nitrogen，0.10 g/kg phosphorus，0.10 g/kg potassium and 0.12 mg/kg selenium. The indexes of growth，aboveground biomass and selenium content of rice significantly increased（P<0.05）. Above ground selenium content and underground selenium content of rice increased with increase of selenium fertilizers application rate. 【Conclusion】Nitrogen fertilizer was the main influence factor on rice growth. Combined application of selenium， nitrogen， phosphorus and potassium fertilizers can promote the growth of rice and absorption of selenium at vegetative period. Addition of selenium fertilizers can increase selenium contents in rice at vegetative period.

Key words： rice； vegetative period； selenium fertilizer； nitrogen fertilizer

0 引言

【研究意義】硒（Se）是人体必需的微量元素之一（张均华等，2012），对预防疾病、增进健康和延缓衰老具有重要作用，被誉为生命的奇效元素（张现伟等，2009）。人体内的硒主要从食物中摄取，营养学会推荐每人每日摄取硒量为50～200 μg（Rayman，2000），但全球三分之二的地区及我国72%市（县）的人口存在不同程度的缺硒现象（Cao et al.，2001）。水稻是世界范围内重要的粮食作物之一，且对硒具有生物富集作用（魏丹等，2005；周鑫斌等，2007， 2008，2014），因此，提高稻米硒含量，是改善人体硒营养和促进人体健康的重要途径（Zhang et al.，2006；Zhang et al.，2014）。氮磷钾是水稻正常生长的三大必需营养元素，三者的配合施用能显著提高水稻产量和品质（王伟妮等，2011；艾玉春等，2015；鲁艳红等，2015），营养生长期是水稻氮磷钾等养分吸收的关键时期。因此，研究氮磷钾肥与硒肥配施对营养生长期水稻生长及其硒含量的影响，对水稻富硒栽培具有重要指导意义。【前人研究进展】魏丹等（2005）和周鑫斌等（2007）通过盆栽试验和田间试验探究叶面喷硒对水稻硒含量的影响，结果表明，叶面喷硒能显著提高水稻籽粒和秸秆的硒含量，且随喷硒浓度的增加而增加。黄青青等（2013）研究在3种不同类型土壤（红壤、黑土和灰钙土）上施用不同价态硒肥（亚硒酸盐和硒酸盐）对水稻地上部硒含量的影响，结果表明，3种土壤施用亚硒酸盐和硒酸盐均能显著提高水稻幼苗地上部硒含量，施用亚硒酸盐比硒酸盐的效果更佳。何文静等（2015）通过田间试验研究土壤施用硒矿粉对水稻硒含量的影响，结果表明，硒矿粉能显著增加水稻籽粒与茎秆的硒含量，且硒含量与硒矿粉施用量呈正相关。由此可见，无论是叶面喷硒还是土壤施硒均能显著提高水稻硒含量。Fang等（2008）研究锌、铁、硒叶面肥对水稻籽粒中硒含量的影响，发现施用硒叶面肥能显著提高籽粒硒含量，而施用锌、铁叶面肥对水稻籽粒中的硒含量无显著影响。Boldrin等（2013）研究不同施肥方式（在播种前土壤中施用硒肥，在花期叶面喷施硒肥）和不同种类硒肥（硒酸盐和亚硒酸盐）对水稻籽粒中氮、磷、硼、镁、硫、铜、锌、铁等养分含量的影响，结果表明各处理对水稻籽粒中的氮含量无显著影响，但均能抑制水稻对硼的吸收；在花期喷施硒酸盐和亚硒酸盐能抑制水稻对磷的吸收，但提高籽粒硫含量，土施硒酸盐或亚硒酸盐均会增加籽粒镁含量；花期喷施亚硒酸盐降低籽粒中铜含量，土施硒酸盐能显著提高籽粒锌含量，而花期喷施硒酸盐能增加籽粒中铁含量。在硒与有害重金属交互作用的研究中（谭周磁等，2000；陈平等，2002；梁程等，2012；方勇等，2013；庞晓辰等，2014），发现硒与镉、汞、铅、铬等重金属间存在拮抗作用，施用硒肥能够抑制水稻对这些重金属的吸收和转运，减轻重金属对水稻幼苗的毒害，降低水稻籽粒重金属含量，提高水稻抗重金属胁迫的能力。【本研究切入点】目前，相关研究主要集中在硒与其他微量营养元素及有害重金属的相互作用对水稻生长和品质的影响等方面，关于硒与大量营养元素氮、磷、钾的配合施用对水稻的影响研究报道很少。【拟解决的关键问题】以中稻广两优476为研究对象，采用L16（45）正交设计，对营养生长期水稻进行土壤盆栽试验，分析不同处理组合下水稻的各项生长指标、生物量和硒含量的差异，探讨硒肥和氮磷钾肥配施对营养生长期水稻生长及其吸收硒的影响，为水稻富硒栽培技术研究提供参考。

1 材料与方法

1. 1 供试材料

供试土壤取自湖北省荆州市农业气象试验站。其基本理化性质：pH 7.80，有机质16.35 g/kg，全氮1.15 g/kg，全磷0.71 g/kg，全钾7.36 g/kg，碱解氮97.500 mg/kg，有效磷36.890 mg/kg，速效钾102.910 mg/kg，全硒0.157 mg/kg。

供试水稻品种：广两优476（全生育期135 d），购自湖北鄂科华泰种业股份有限公司。供试肥料：尿素（N 46%，湖北三宁化工股份有限公司）；过磷酸钙（P2O5 12%，湖北宜都兴发化工有限公司）；氯化钾（K2O 60%，黑龙江倍丰农业生产资料集团有限公司）；硒矿粉（Se 83 mg/kg，湖北省恩施市三色源有机肥厂）。

1. 2 试验方法

采用L16（45）正交设计，设4个试验因素分别为施氮量（A）、施磷量（B）、施钾量（C）和施硒量（D）。每个因素设4个水平：氮肥（N）用量（g/kg）的4个水平为A1（0）、A2（0.05）、A3（0.15）、A4（0.25）；磷肥（P2O5）用量（g/kg）的4个水平为B1（0）、B2（0.05）、B3（0.10）、B4（0.15）；钾肥（K2O）用量（g/kg）的4个水平为C1（0）、C2（0.10）、C3（0.25）、C4（0.40）；硒肥（Se）用量（mg/kg）的4个水平为D1（0）、D2（0.03）、D3（0.06）、D4（0.12）。共16个处理（表1），以不施肥（A1B1C1D1）为对照，每处理2次重复。

试验于2015年5月2日～7月7日进行。采用盆栽试验，试验用盆钵为塑料桶（口径20 cm、高18 cm），每桶装过5 mm筛的风干土4.5 kg。氮、磷、钾肥分2次施用（每次为总用量的1/2），即施底肥和追肥（移栽后20 d）；硒肥作底肥一次施用。装盆时，每次称4.5 kg土，置于塑料盆中，按照每处理的需肥量加入称好的肥料，搅拌均匀，倒入塑料桶中，加水保持2 cm水层，平衡1周后移栽水稻秧苗。5月2日育苗；5月17日移栽：选择长势一致的秧苗，每桶2穴，每穴2株；7月7日收获采样。盆栽试验在湖北省荆州市农业气象试验站温室大棚中进行。

1. 3 测定项目及方法

移栽30 d后测定水稻分蘖数、株高和叶绿素相对含量（SPAD值）。移栽50 d后收获，测定地上部和地下部生物量、最大叶长、最大叶宽及地上部和地下部硒含量。

采用SPAD 502微型叶绿素仪测量SPAD值，固定取第3片功能叶片进行测定。与土面平齐剪取地上部，先用自来水冲洗干净，再用双蒸水漂洗3遍；将塑料桶中的地下部倒出，用自来水反复仔细洗涤，把土壤彻底清洗干净，再用双蒸水漂洗3遍，与清洗后的地上部一起在60 ℃的烘箱中烘至恒重，从而获得地上部和地下部生物量（干重），然后用高速粉碎机粉碎，置于密封袋中保存，以供测定硒含量。地上部和地下部硒含量的测定方法参考国家标准测定方法《食品中硒的测定（GB 5009.93-2010）》；采用AFS-230E型全自动双道氢化物发生原子荧光光度计测定硒含量。

1. 4 统计分析

采用DPSv 14.10对数据进行方差分析及多重比较。

2 结果与分析

2. 1 不同处理和试验因素对水稻生长性状的影响

由表2可知，处理13、14和15的最大叶长显著高于除处理9、10、11外的其他处理（P<0.05，下同）；处理13、14的最大叶宽显著高于1～8处理，与其他处理差异不显著（P>0.05，下同）；处理13、14、15和16的分蘖数显著高于除处理11外的其他处理；从株高来看，处理14显著高于处理1～4、7和8；而处理13、14和15的SPAD值显著高于除处理11、16外的其他处理。可见，处理13、14和15是最佳组合，能显著提高水稻最大叶长、最大叶宽、分蘖数、株高和SPAD值等指标。

从表3可看出，在施氮的4个水平中，水稻生长性状的各项指标均随施氮水平的增加而增加，除了水平1和2在株高、水平3和4在最大叶长、最大叶宽和株高无显著差异外，其他均存在显著差异；在施磷肥的4个水平中，水平1（不施磷）的最大叶长、最大叶宽、株高和SPAD值均显著高于水平4（施磷量最高），在一定程度上呈随施磷量的增加而减小的变化趋势；在施钾肥的4个水平中，水平1（不施钾）的分蘖数、株高、SPAD值均显著高于水平4（施钾量最高），且呈随施钾量的增加而减小的变化趋势，但4个水平的最大叶长和最大叶宽均无显著差异；施硒肥的4个水平在水稻生长性状的各项指标中均无显著差异。可见，氮肥是水稻生长的主导因子。

2. 2 不同处理和试验因素对水稻生物量及硒含量的影响

由表4可知，处理13、15和16的地上部生物量显著高于除处理9、12、14外的其他处理，分别比对照（处理1）增加135%、137%和141%；处理9的地下部生物量最高，其次是处理15，但处理9与对照无显著差异，说明氮磷钾肥和硒肥的配施对水稻地下部生物量的影响不明显；从水稻的硒含量来看，处理15的地上部硒含量（0.485 mg/kg）显著高于其他处理，是对照地上部硒含量（0.081 mg/kg）的5.98倍；处理15的地下部硒含量（0.899 mg/kg）显著高于除处理4、6、9外的其他处理，是对照地下部硒含量（0.363 mg/kg）的2.48倍。因此，从水稻生物量和硒含量来看，处理15是最佳组合，即施氮量为0.25 g/kg、施磷量和施钾量均为0.10 g/kg、施硒量为0.120 mg/kg的组合能显著提高水稻地上部生物量和水稻硒含量。

从表5可看出，（1）水稻地上部生物量随着施氮水平的增加而增加，而施磷肥、钾肥和硒肥的各水平間无显著差异。（2）对于地下部生物量，施氮肥的水平2显著高于水平1，而与水平3和4无显著差异；施磷肥和钾肥的各水平间无显著差异；施硒肥的水平4显著高于水平3，但与水平1和2无显著差异，说明氮磷钾和硒肥对水稻地下部生物量的影响不明显。（3）对于地上部硒含量，施氮肥的水平4显著高于其他水平；施磷肥的水平1、3和4显著高于水平2；施钾肥的水平2显著高于水平1和3；水稻地上部硒含量随着施硒肥量的增加而增加，各水平间均存在显著差异。（4）对于地下部硒含量，施氮肥、磷肥和钾肥的各水平间均无显著差异；而地下部硒含量随着施硒肥量的增加而增加，各水平间也存在显著差异。可见，硒肥是影响水稻硒含量的主导因子，水稻地上部和地下部硒含量均随着施硒肥量的增加而增加。

3 讨论

黄青青等（2013）的研究结果表明，3种土壤（红壤、黑土和灰钙土）施入亚硒酸盐和硒酸盐均能显著提高水稻幼苗地上部硒含量。何文静等（2015）的研究结果表明，土施硒矿粉能显著增加水稻籽粒与茎秆的硒含量，且与硒矿粉施用量呈正相关。上述研究结果与本研究结果一致，本研究结果表明，土施硒矿粉能显著提高营养生长期的水稻地上部和地下部硒含量，且随着硒矿粉用量的增加而增加，进一步证明硒矿粉作为硒肥的有效性。

王伟妮等（2011）的研究结果表明，施用氮、磷、钾肥均能显著提高水稻的生物量。但本研究结果表明，水稻的各项生长指标和生物量均随着氮肥用量的增加而增加，而磷肥和钾肥无显著影响。这些差异可能与供试土壤的基本理化性质有关，本研究供试土壤有效磷为36.890 mg/kg、速效钾为102.910 mg/kg。根据张德才等（2010）研究确定的湖北四湖灌区水稻土土壤养分丰缺指标，土壤有效磷高水平为大于20.0 mg/kg，土壤速效钾中等水平为100.0～150.0 mg/kg，可判定本研究的供试土壤有效磷属于高水平，速效钾属于中等水平，该土壤磷钾养分含量较高，从而造成磷肥和钾肥对水稻各项生长指标和生物量无显著影响。本研究是营养生长期水稻的盆栽试验，生长期较短，因此硒肥与氮磷钾肥配施是否对水稻经济产量和籽粒硒含量产生影响尚无法体现，需要进行全生育期的试验加以验证。

4 结论

本研究结果表明，氮肥是水稻生长的主导因子，氮磷钾肥和硒肥的配施能促进营养生长期水稻的生长及其对硒的吸收，增施硒肥能提高营养生长期水稻硒含量。

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（責任编辑 邓慧灵）