硒肥对香稻香气和糙米硒含量以及产量的影响

李梦兴，唐湘如，莫钊文，王汝超，熊 礼

(1.华南农业大学 农学院，广东 广州 510642；2.农业部华南地区作物栽培科学观测实验站，广东 广州 510642)

硒肥对香稻香气和糙米硒含量以及产量的影响

李梦兴1，2，唐湘如1，2，莫钊文1，2，王汝超1，熊 礼1

(1.华南农业大学 农学院，广东 广州 510642；2.农业部华南地区作物栽培科学观测实验站，广东 广州 510642)

为了探明齐穗期喷施亚硒酸钠(Na2SeO3)对香稻香气、糙米硒含量和产量的影响，为富硒香稻栽培提供理论依据。设置了4个Na2SeO3浓度水平，依次为0(Se0)，10(Se1)，20(Se2)，30 mg/kg(Se3)，以常规香稻品种美香占和农香18为试材进行盆栽试验，研究了不同硒肥水平对糙米香气含量、茎鞘香气含量、叶片香气含量、籽粒香气含量、糙米硒含量和产量及其构成因素的影响。结果表明：2个供试品种在Se1、Se2水平下，其糙米香气2-AP含量维持在较高水平，这主要得益于在Se1、Se2普遍提高了香稻茎鞘、籽粒以及叶片齐穗后7 d和齐穗后14 d的香气含量。其中晚季美香占Se2显著提高了糙米香气含量，达到了35.73 ng/g，比Se0提高了85.03%，晚季农香18的Se2糙米香气最高，但差异未达到显著水平，早季美香占Se1的糙米香气含量显著高于其他处理，早季农香18的Se1、Se2、Se3糙米香气显著高于Se0。齐穗期喷施Na2SeO3能显著提高糙米硒含量。早季农香18的Se3实际产量显著低于其他处理，原因在于较高的硒浓度降低了结实率和千粒质量。齐穗期喷施适当浓度的亚硒酸钠，结实率可以得到提高或保持。在本试验条件下，兼顾2种香稻品种对硒肥的反应，齐穗期喷施Na2SeO3最适宜浓度为10～20 mg/kg。

香稻；硒；香气；产量

稻米是我国65%以上人口的主食，而随着人口增长及人们生活水平的提高，人们对于水稻的风味及营养价值有了更高的追求。香稻是水稻中的珍品，因其独特的香气得到了人们的青睐，香米的售价是普通稻米的2～3倍。香稻香气的主要成分是2-乙酰基-1-吡咯啉(2-AP)[1]，大量研究表明，2-AP的合成不仅受遗传基因控制，还与环境因子和栽培措施密切相关[2-3]。有研究表明，施用一定浓度铁、锰、锌、镧、硼、铜、钼等微量元素肥能提高香稻香气含量[4-5]，但微量元素“硒”对香气含量的影响鲜有报道。硒是人体的必须微量元素，摄入适量的硒元素可以预防多种疾病。通过增加主食中的硒含量来满足人体对硒的需求是非常有效的途径，越来越多的消费者选择富硒大米，其售价比普通大米高。剑叶是水稻籽粒成熟时矿物质的重要来源，通过叶面喷施硒肥提高稻米硒含量已有许多报道[6-7]，从拔节期到灌浆期水稻硒的累积量占总硒累积量的65%～77%，生育中后期是水稻吸收硒的关键时期[8-9]。本试验研究齐穗期喷施不同浓度的亚硒酸钠(Na2SeO3)对香稻香气、产量及糙米硒含量的影响，以期找到能在保持香稻产量的基础上提高香气和硒含量的栽培措施，为富硒香稻栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验设计

供试水稻品种为常规香稻农香18、美香占，由华南农业大学农学院提供。盆栽试验于广州华南农业大学农学院试验农场网室进行，土壤为沙壤土，取自农场水稻实验田耕作层，晒干、磨碎、过筛后装盆(盆上内径30 cm，下内径25 cm，高25 cm)，每盆装干土12.5 kg左右，基本理化性质为：有机质含量16.23 g/kg，全氮0.87 g/kg，全磷0.96 g/kg，全钾20.17 g/kg，碱解氮108.29 mg/kg，速效钾79.74 mg/kg，有效磷95.19 mg/kg。

晚季水稻于2013年7月15日播种，8月4日移栽，美香占9月25日为齐穗期，10月26日收获，农香18于9月30日为齐穗期，10月29日收获。早季水稻于2014年3月11日播种，4月8日移栽，美香占和农香18于6月20日为齐穗期，7月28日收获。

试验为完全随机设计。在水稻齐穗期，喷施Na2SeO3溶液，溶液浓度设4个水平，分别为：0(Se0)，10(Se1)，20(Se2)，30 mg/kg(Se3)。每盆喷施溶液4.2 g(喷施600 kg/hm2溶液，每个桶按0.07 m2计算)。每个处理15盆，每盆移栽5穴，每穴2本。各处理的其他管理措施相同，参照大田高产栽培措施实施。

1.2 样品的采集和保存

在齐穗期处理完后，每个处理分别于齐穗后7 d、齐穗后14 d、齐穗后21 d、齐穗后28 d选取生长一致的代表性植株3兜带回实验室，迅速去除枯黄叶片和小分蘖，用清水冲洗干净，并将水稻植株的茎鞘、叶片和稻穗分别剪开，存储于-20 ℃的冰箱，以测定香气2-AP含量。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 香气2-AP含量测定 参照李艳红等[2]的方法，采用岛津GC-MS QP2010 plus测定。

1.3.2 糙米硒(Se)含量的测定 石墨炉原子吸收法，标准溶液及试样制备参考《食品安全国家标准食品中硒的测定》(GB 5009.93-2010)，仪器条件测定参考《水质硒的测定石墨炉原子吸收分光光度法》(GB/T 15505-1995)。采用岛津AA-6300型原子吸收分光光度计，岛津GFA-EX7i型石墨炉测定。

1.3.3 产量的测定 收获前，每个处理随机挑选5盆，统计每盆有效穗数。收获时，每个处理挑选生长一致的3盆，参照《国家水稻品种试验观测记载项目、方法及标准》计算出穗粒数、结实率、千粒质量，每盆实际产量。

1.3.4 数据统计与分析 采用Excel 2010和Statistix 8 数据分析软件进行数据输入和统计分析。

2 结果与分析

2.1 齐穗期喷施Na2SeO3对香稻2-AP的影响

2.1.1 齐穗期喷施Na2SeO3对香稻糙米2-AP的影响 如图1，2所示，晚季美香占Se2的糙米香气含量显著高于Se0，达到了35.73 ng/g，比Se0提高了85.03%，Se1、Se3糙米香气均高于Se0，但差异未达到显著水平。晚季农香18糙米香气Se1、Se2、Se3均高于Se0，但差异未达到显著。早季美香占Se1的糙米香气含量显著高于Se0、Se2、Se3。早季农香18糙米香气Se1、Se2、Se3显著高于Se0。

早晚季美香占和早晚农香18糙米香气随着喷施Na2SeO3浓度的升高，呈现出先升高后降低的趋势，但晚季农香18差异未达到显著水平。

不同字母表示差异显著(P<0.05，LSD检验)。图2-4同。Data in the figure are tested with Statitix 8 by LSD(P<0.05).Values with different small letters are significant difference.The same as Fig.2-4.

图2 齐穗期喷施Na2SeO3对早季香稻糙米香气2-AP的影响Fig.2 Effect of foliage dressing Na2SeO3 at full heading stage on 2-AP content in brown rice of early rice

早/晚季Early/laterice品种Cultivar处理Treatment齐穗后7d7dAFH齐穗后14d14dAFH齐穗后21d21dAFH齐穗后28d28dAFH晚季美香占Se019．23b23．15b28．10ab34．30aLatericeSe122．27b26．26a30．21a31．73aSe233．89a27．21a27．41b27．58aSe319．95b21．32b26．98b26．98a农香18Se018．43d28．40b40．73b40．99cSe137．87a43．85a45．45b52．23bSe234．27b41．43a52．26a66．51aSe322．24c28．89b45．34b37．12c早季美香占Se023．52b22．99a67．79b63．24bEarlyriceSe131．55a22．38a46．03c56．92cSe218．88c20．63a21．94d85．86aSe323．70b20．46a74．77a86．05a农香18Se072．52b48．05d78．74c40．11bSe177．68ab53．61c97．70b83．90aSe281．42a83．59a107．56a83．73aSe347．43c65．79b64．77d68．93a

注：7 d AFH.齐穗后7 d；14 d AFH.齐穗后14 d；21 d AFH.齐穗后21 d；28 d AFH.齐穗后28 d；数值后不同字母表示差异显著(P<0.05，LSD检验)。表2-4同。

Note：7 d AFH.7 d after heading stage；14 d AFH.14 d after heading stage；21 d AFH.21 d after heading stage；28 d AFH.28 d after heading stage；Data in the Fig are tested with Statitix 8 by LSD(P<0.05).Values with different small letters in the same line are significant difference.The same as Tab.2-4.

2.1.2 齐穗期喷施Na2SeO3对香稻茎鞘香气2-AP的影响 由表1可知，与Se0相比，齐穗期喷施适当浓度的Na2SeO3能提高香稻茎鞘香气的含量(仅晚季美香占齐穗后21 d、晚季美香占齐穗后28 d、早季美香占齐穗后14 d，Se0的茎鞘香气含量与其他处理无差异)。其中处理Se1和Se2对茎鞘香气含量提高作用最明显。

2.1.3 齐穗期喷施Na2SeO3对香稻叶片香气2-AP的影响 由表2可知，与Se0相比，齐穗期喷施适当浓度的Na2SeO3在齐穗后7 d能保持或提高叶片香气含量(仅早季农香18在齐穗后7 d，Se0处理叶片香气含量显著高于其他处理)。

表2 齐穗期喷施Na2SeO3对香稻叶片香气2-AP的影响Tab.2 Effect of foliage dressing Na2SeO3 at full heading stage on 2-AP content in leaves

2.1.4 齐穗期喷施Na2SeO3对香稻籽粒香气2-AP的影响 由表3可知，与Se0相比，齐穗期喷施适当浓度的Na2SeO3能提高籽粒香气含量(仅早季美香占齐穗后21 d和早季农香18齐穗后7 d，Se0籽粒香气含量显著高于其他处理)。随着时间的推移，各处理籽粒香气都在齐穗后14 d或齐穗后21 d达到最大值，其中晚季美香占的Se2、晚季美香占的Se3、晚季农香18的Se0、晚季农香18的Se2、早季农香18的Se3在齐穗后21 d籽粒香气达到最高，其余处理都在齐穗后14 d籽粒香气含量达到最高。

表3 齐穗期喷施Na2SeO3对香稻籽粒香气2-AP的影响Tab.3 Effect of foliage dressing Na2SeO3 at full heading stage on 2-AP content in grains

2.2 齐穗期喷施Na2SeO3对香稻糙米Se含量的影响

由图3，4可知，齐穗期喷施Na2SeO3能显著提高糙米硒含量。晚季美香占的Se1、Se2、Se3糙米硒含量分别比Se0提高了9.44，13.64，14.43倍，分别为113.22，163.67，173.11 ng/g。晚季农香18的Se1、Se2、Se3糙米硒含量分别比Se0高出了9.37，14.15，18.72倍，分别为119.78，180.89，239.22 ng/g。早季美香占的Se1、Se2、Se3糙米硒含量分别比Se0高出了8.23，9.08，12.58倍，分别为91.44，100.89，139.78 ng/g。早季农香18的Se1、Se2、Se3糙米硒含量分别比Se0高出了13.79，14.05，14.93倍，分别为125.67，128.00，136.00 ng/g。

在Se1处理下，早季农香18糙米硒含量比晚季农香18的Se1高，其余处理水平下，晚季糙米硒含量高于早季各处理糙米硒含量。

图3 齐穗期喷施Na2SeO3对晚季香稻糙米硒含量的影响Fig.3 Effect of foliage dressing Na2SeO3 at full heading stage on selenium content in brown rice of late rice

图4 齐穗期喷施Na2SeO3对早季香稻糙米硒含量的影响Fig.4 Effect of foliage dressing Na2SeO3 at full heading stage on selenium content in brown rice of early rice

早/晚季Early/laterice品种Cultivar处理Treatment有效穗/盆Panicles穗粒数Grainsperpanicle结实率/%Seed⁃setting千粒质量/g1000⁃grainweight实际产量/(g/盆)Harvestedyield晚季美香占Se021．00a119．45b68．74c19．07a30．12aLatericeSe123．33a123．67b81．66a19．04a37．58aSe221．33a137．91a73．22bc18．66a37．33aSe320．33a120．15b75．48b19．00a37．35a农香18Se023．00a95．05a76．43a24．54ab33．98aSe119．00a87．96a79．92a24．25b37．67aSe218．33a95．26a61．67b24．90a31．62aSe320．00a99．26a59．11b24．23b35．73a早季美香占Se028．33a110．51a82．66b19．50c45．12aEarlyriceSe127．33a110．65a85．91a20．12a51．14aSe226．67a103．74a85．06ab19．59bc40．97aSe322．33a111．27a82．60b19．64b50．10a农香18Se022．33a104．36a64．37ab23．78b35．13aSe121．67a106．47a63．13ab23．95a35．23aSe222．00a98．62a68．30a23．57c34．80aSe324．00a93．67a53．34b22．73d25．61b

2.3 齐穗期喷施Na2SeO3对香稻产量及其构成因素的影响

由表4可以看出，早季农香18的Se3实际产量显著低于其他处理，原因在于Se3处理的结实率和千粒质量最小。晚季美香占、农香18和早季美香占的实际产量各处理间差异不显著。就结实率而言，齐穗期喷施一定浓度的Na2SeO3，结实率可以得到提高或保持，但是喷施浓度过高会降低结实率。晚季美香占千粒质量各处理间差异不显著，晚季农香18的Se2千粒质量显著高于Se1、Se3，早季美香占和早季农香18的Se1千粒质量显著高于其他处理。

3 结论与讨论

在本试验条件下，2个供试品种在齐穗期喷施浓度为10～20 mg/g的Na2SeO3，其糙米香气2-AP含量维持在较高水平，糙米硒含量达到了国家富硒稻米的标准(富硒稻谷GB/T 22499-2008规定，硒含量在0.04～0.30 mg/g的大米为富硒稻谷)且产量维持不变。

Cordeiro等[10]研究认为，2-AP存在于除根部以外的所有植株部位，茎鞘、叶片、籽粒都是合成2-AP的重要器官。有关香稻香气2-AP在糙米内是怎样形成积累的，前人做了许多研究，有分析认为，除了自身合成外，香稻茎鞘、叶片中的2-AP(2-AP为水溶性物质)可以直接运输到糙米内进行积累[11-12]。本试验中，糙米香气含量保持较高水平的Se1、Se2，其茎鞘香气含量也较高。从籽粒香气的积累来看，籽粒香气普遍在齐穗后14 d或21 d达到最大值，大部分糙米香气含量保持较高水平的处理，叶片香气含量在齐穗后7，14 d表现出较高的水平。即在籽粒香气积累的重要时期(齐穗后14～21 d)，叶片能为籽粒提供更多的香气。

已有研究表明，脯氨酸是香气2-AP的重要前体物质[13-14]，脯氨酸经过一系列的反应形成γ-氨基丁醛，抑制甜菜碱醛脱氢酶、γ-氨基丁醛形成香气2-AP，在甜菜碱醛脱氢酶的作用下，γ-氨基丁醛形成γ-氨基丁酸(GABA)[15-16]。脯氨酸和GABA是公认的植物响应胁迫的物质[16-17]，因此2-AP的合成途径和胁迫响应密切相关，一定干旱胁迫、盐胁迫都能提高2-AP的积累[13，18-19]。谷胱甘肽过氧化物酶是1个含硒酶，是植物受到胁迫后的一种重要的防御酶[20]，施硒肥可以提高植物过氧化物酶活性[21-22]。硒作为微量元素，需要量低，而过量的硒则会对水稻生长造成胁迫[23]。Na2SeO3作为盐的一种，过高的浓度也会对水稻造成盐胁迫。脯氨酸、GABA、谷胱甘肽过氧化物酶，不同浓度的Na2SeO3，都可以看作抗逆信号，在胁迫响应体系中相互影响，进而造成硒与香气2-AP之间的相互影响，但其影响究竟是怎么传递的，有待进一步研究。

外施一定量的硒肥能够提高水稻的结实率和千粒质量。有研究表明，施用适量的硒肥可使水稻开花期、灌浆期的叶绿素含量增加，延缓叶片衰老，保证了生育后期有较充足的光合产物，能降低水稻的空瘪率并提高千粒质量[24]。本试验中，齐穗期喷施一定浓度的Na2SeO3，结实率可以得到提高或保持，晚季农香18的Se2千粒质量显著高于Se1、Se3，早季美香占和早季农香18的Se1千粒质量显著高于其他处理，结果与前人的研究结果基本一致。

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Effect of Selenium Fertilizer on Aroma，Selenium Content in Brown Rice and Grain Yield of Aromatic Rice

LI Mengxing1，2，TANG Xiangru1，2，MO Zhaowen1，2，WANG Ruchao1，XIONG Li1

(1.College of Agriculture，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，China；2.Scientific Observing and Experimental Station of Crop Cultivation in South China，Ministry of Agriculture，Guangzhou 510642，China)

The effect of foliage dressing Sodium Selenite(Na2SeO3) at full heading stage on aroma，selenium content in brown rice and grain yield of aromatic rice were investigated to provide theoretical basis for suitable selenium fertilizer application rate in aromatic rice production.Pot experiments were conducted with two conventional aromatic rice cultivars Meixiangzhan and Nongxiang 18，using four selenium levels by Na2SeO30(Se0)，10(Se1)，20(Se2)，30 mg/kg(Se3)，the effects of different selenium levels on 2-Acetyl-1-Pyrroline(2-AP) content in brown rice，2-AP content in stem-sheath，2-AP content in leaves，2-AP content in grains，selenium content in brown rice，grain yield were evaluated.The result showed that the treatments Se1，Se2 were conducive to higher levels of 2-AP in brown rice，as Se1，Se2 improved 2-AP accumulation in stem-sheath，grains and leaves at 7 d after heading stage and 14 d after full heading stage.Compared with Se0，Se2 improved the 2-AP content in brown rice significantly for Meixiangzhan of late rice，with an increased of 85.03%，up to 35.73 ng/g.Se2 achieved the highest 2-AP content in brown rice for Nongxiang 18 of late rice，but the difference was not significant.For Meixiangzhan of early rice，the 2-AP content in brown rice of Se1 was significantly higher than other treatments.Compare with Se0 treatment，Se1，Se2，Se3 for Nongxiang 18 of early rice improved the 2-AP content in brown rice significantly.Foliage dressing Na2SeO3at full heading stage had a significant increase on selenium content in brown rice.Foliage dressing Na2SeO3at full heading stage harvested the same level of grain yield as Se0，except that compared with Se0，grain yield of Se3 for Nongxiang 18 of early rice had a significantly decrease.This is maybe due to that Se3 treatment kept the 1 000-grain-weight in a lower level，and other treatments kept the 1000-grain-weight and seed-setting in higher level.Under the experiment condition，taking into account of the reactions of two aromatic rice cultivars for selenium fertilizer，the suitable Na2SeO3concentration of foliage dressing at full heading stage was 10-20 mg/kg.

Aromatic rice；Selenium；Aroma；Yield

2017-07-14

国家自然基金项目(31271646)；广东省自然科学基金项目(8151064201000017)；广东省农业攻关项目(2011A020202001)；广东省农业标准化项目(4100F10003)

李梦兴(1989-)，女，广东韶关人，在读硕士，主要从事作物栽培与生理研究。

唐湘如(1964-)，男，湖南宁乡人，教授，博士，博士生导师，主要从事作物栽培与生理研究。

S511.21；S311

A

1000-7091(2016)06-0213-07

10.7668/hbnxb.2016.06.033