叶面喷施硒肥对糯玉米产量、硒含量及重金属含量的影响

邹成林，翟瑞宁，黄开健*，谭 华，郑德波，黄爱花，韦新兴，莫润秀，熊发前，韦 慧，韦善珠

(1. 广西壮族自治区农业科学院玉米研究所，广西 南宁 530007；2. 广西壮族自治区农业科学院经济作物研究所，广西 南宁 530007)

【研究意义】硒是人维持机体健康必需的微量元素之一，具有抗氧化、抗癌及提高机体免疫力等多种生物学功能[1-2]。镉和砷属于重金属，为人体非必需元素，长期摄入会有中毒风险。上述3种元素主要通过植物富集，经食物链进入人体内。有研究表明硒可以影响植物的生长发育，参与调控植物的光合和呼吸作用，硒含量的增加可抵御植物体内自由基的伤害、提高植物抗逆能力、与重金属产生拮抗作用等[3]。叶面喷施硒是一种便捷、安全、有效提高粮食作物含硒量的方法[4]。糯玉米为鲜食玉米中的特殊一类，因其口味独特、营养丰富，受到人们的喜爱，尤其是西南地区种植面积大，喜食人数众多[5]。因此研究叶面喷施硒肥对糯玉米产量、硒含量和对镉、砷等重金属抗性的影响，对糯玉米产业稳定、健康和可持续性发展具有重要意义。【前人研究进展】通过添加外源硒分析作物硒含量及拮抗重金属的研究较多。贺前锋等[6]研究了不同富硒叶面肥对轻度镉污染稻田稻米降镉富硒的效果，认为喷施富硒叶面肥可使稻米产量、硒含量增加，同时达到降镉的作用。黄太庆等[7]研究了不同配方含硒叶面肥对水稻富硒降镉的影响，结果表明在低硒中低度镉污染稻田中，不同配方含硒叶面肥对水稻精米均有富硒降镉效果，在富硒高镉污染稻田中不同配方含硒叶面肥处理水稻精米镉含量与CK无显著差异。Kumar等[8]的研究则表明硒能降低水稻根和地上部砷的含量。刘锦嫦[9]研究结果表明硒可抑制水稻对砷的吸收和转运，降低水稻根部及地上部砷含量。冯魁等[10]进行了施硒对不同密度春小麦产量和籽粒硒含量的研究，确定了小麦最优种植密度和施硒量。陈晞[11]分析了施硒浓度对蔬菜生长、重金属拮抗作用和元素形态的影响，认为适当采取施加硒肥的方式可以减轻污染对当地蔬菜种植带来的影响。廖青等[12]研究认为施硒对鲜薯产量有一定的增产效果。关于玉米富硒的报道也有较多。郑阳等[5]研究表明不同浓度、不同方式硒处理均可显著提高糯玉米籽粒的硒含量，同时淀粉、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖均有增加趋势，田间产量随硒处理浓度增加而略有增加。罗连光等[13]采用富硒植物营养素进行富硒玉米栽培试验，试验结果表明玉米硒含量显著提高，且出籽率和百粒质量分别比清水对照增加了16.09 %和28.7 %。黄丽美等[14]以普通玉米品种德美亚3号为试验材料，研究抽雄期叶面喷施不同浓度的亚硒酸钠对玉米籽粒硒含量、产量、营养品质和安全品质的影响，结果表明，随外源硒浓度的增加，玉米籽粒硒含量、营养品质和安全品质均有所提高。刘春菊等[15]研究表明硒肥浓度与鲜食玉米中总硒和有机硒含量均呈正相关关系。【本研究切入点】关于玉米硒含量的研究较多，但关于硒对玉米，尤其是鲜食玉米抗重金属作用影响的研究较少。【拟解决的关键问题】通过叶面喷施不同浓度硒肥，研究不同种类糯玉米品种对外源硒的富集作用，同时探讨硒含量对糯玉米籽粒产量及重金属含量的影响，为糯玉米硒肥的科学施用提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验品种为广西农业科学院玉米研究所自育糯玉米品种桂甜糯611(甜糯型)、桂糯615(普糯型)和桂黑糯609(黑糯型)。试验于2018年2-5月在广西农业科学院明阳基地进行，硒肥为水溶性锌硒葆，购自长沙隆农农业科技开发有限公司。试验地土壤为赤红壤，基本理化性状为：pH 7.62，有机质含量33.18 g/kg，碱解氮含量 212.15 mg/kg，速效钾含量 169.25 mg/kg，有机磷含量 47.30 mg/kg，全硒含量1.136 mg/kg，全镉含量0.572 mg/kg，全砷含量23.057 mg/kg。

1.2 试验方法

采取两因素裂区设计，品种为主区，分别为桂甜糯611、桂糯615和桂黑糯609；副区为不同浓度硒肥，设C1～C5共5个处理，浓度分别为0.0(喷施清水对照)、0.5、1.0、1.5和2.0 g/L。试验小区行长4.0 m，行距0.7 m，4行区，小区面积11.2 m2，3次重复，种植密度51 000株/hm2。在玉米大喇叭期(11～12片展开叶)按照设计配制不同浓度硒肥溶液，使用手持压缩式喷雾器进行均匀喷雾，喷施量为750 L/hm2。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 产量及相关性状测定 在乳熟后期蜡熟初期每个小区取中间2行，剥去苞叶测定鲜苞产量，换算成单位产量。同时从中选取具有代表性的10穗进行考种，统计穗长、穗粗、行数和行粒数。

1.3.2 籽粒硒、镉和砷含量测定 测产后，每个小区选取3穗脱粒，用搅拌机打成溶液状，硒、镉、砷含量的测定均采用国标法GB 5009.242-2007进行测定。

1.4 统计分析

采用Excel 2003进行数据统计，DPS 16.05进行方差和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种和不同浓度硒肥对糯玉米产量及其构成因素的影响

由表1可知，品种因素对穗长、穗粗和产量影响不显著，但对行数和行粒数影响达到极显著水平；硒肥浓度除对穗长影响达到显著水平外，对穗粗、行数、行粒数和产量的影响均不显著；品种和硒肥浓度互作除对穗长影响显著外，对其它指标影响均不显著。

表1 不同处理对糯玉米产量及其构成因素的F值

注：*表示差异显著(P=5 %)，**表示差异极显著(P=1 %)。下表同。

Note: * indicated the significant difference comparison (P=5 %)，** indicated the extremely significant difference comparison (P=1 %).The same as below．

由表2可知，桂糯615行数和行粒数明显低于桂甜糯611和桂黑糯609，差异达显著水平。行数和行粒数的差异对品种产量的影响较小，3个品种产量表现情况为桂甜糯611>桂糯615>桂黑糯609，三者间有略微差别，但未达到显著水平；随着硒肥浓度的增加，穗长呈先增加后减小趋势，各品种穗长在C3处理下均达到最大值；C3处理的行粒数明显高于C2和C5处理，说明硒肥浓度对糯玉米产量的提高作用不明显。

表2 不同处理糯玉米产量及其构成因素

续表2 Continued table 2

指标Index品种VarietyC1C2C3C4C5平均Average平均Average37.4a36.6a38.4a37.3a36.5a-产量(t/hm2)Yield桂甜糯611GTN 61111.3a11.8a11.9a12.1a11.9a11.8A桂糯615GN 61511.2b12.3a11.9ab11.5ab11.2b11.6A桂黑糯609GHN 60911.4ab11.5ab12.1a10.8b11.5ab11.5A平均Average11.3a11.9a11.9a11.5a11.5a-

注：同行数据后不同小写字母表示硒处理间差异显著；相同指标同列数据后不同大写字母表示不同品种间差异显著(P<0.05)。

Note：Different lowercase letters following data at same row mean significant difference among Se levels; Different capital letters following data of same index at same column mean significant difference among different densities (P<0.05).

2.2 不同品种和不同浓度硒肥对糯玉米硒含量的影响

方差分析结果显示，品种对籽粒硒含量的影响不显著(F=0.457)，硒肥浓度对籽粒硒含量的影响达极显著水平(F=114.124**)，两因素互作对籽粒硒含量的影响达到显著水平(F= 2.515*)。表3所示，不同糯玉米品种籽粒硒含量均随着喷施硒肥浓度的增加而增加， C4和C5处理下各品种间籽粒硒含量的增加已不太明显。相比清水对照C1，C5处理下3个糯玉米品种籽粒硒含量均达到最大值，是未喷施硒肥时籽粒硒含量的2～3倍，其中桂糯615增加幅度最大，达到了2.82倍，是增加最多的一个品种；在C5处理下，桂糯615的籽粒硒含量也大于其他品种，说明桂糯615对外源硒肥的富集能力较强。

2.3 不同品种和不同浓度硒肥对糯玉米镉含量的影响

方差分析结果表明，品种对玉米籽粒镉含量的影响达显著水平(F=45.49*)，硒肥浓度对玉米籽粒镉含量的影响达到了极显著水平(F=15.94**)。由表4可知，随着硒肥浓度的增加，3个糯玉米品种镉含量均呈下降趋势，下降趋势最明显的为桂甜糯611，C5处理下，其籽粒镉含量是未喷施硒肥时的47.06 %，其次为桂糯615，桂黑糯609镉含量下降幅度最小，但桂黑糯609本身在未喷施硒肥时的镉含量相对较少。总体而言，桂糯615对镉的吸收量最多，桂黑糯609对镉的吸收量最少，喷施硒肥对桂甜糯611镉含量的降低效果最为明显。

表3 不同处理对糯玉米籽粒硒含量的影响

注：同列数据后不同字母表示硒处理间差异显著(P<0.05)。下同。

Note: Different letters following data at same column mean significant difference among Se concentrations at 0.05 level. The same as below.

表4 不同处理对糯玉米籽粒镉含量的影响

表5 不同处理对糯玉米籽粒砷含量的影响

2.4 不同品种和不同浓度硒肥对糯玉米砷含量的影响

方差分析结果表明，品种对玉米籽粒砷含量的影响达显著水平(F=17.35*)，硒肥浓度对玉米籽粒砷含量的影响达到了极显著水平(F=112.80**)。随着喷施硒肥浓度的增加，3个糯玉米品种砷含量均呈下降趋势，下降趋势最明显的为桂甜糯611，C5处理下，其籽粒砷含量是未喷施硒肥时的22.22 %，其次为桂糯615，桂黑糯609下降幅度最小，但桂黑糯609本身在未喷施硒肥时的砷含量相对较少。总体而言，桂甜糯611对砷的吸收量最多，但喷施硒肥后其砷含量降低效果最为明显，C5处理下，其砷含量为0.028 mg/kg，较桂黑糯609低。

2.5 不同处理下糯玉米喷施硒肥浓度与籽粒硒、镉、砷含量的相关性分析

由表6可知，喷施硒肥浓度与硒含量呈极显著正相关，与镉含量呈显著负相关，与砷含量呈极显著负相关，说明喷施硒肥对糯玉米籽粒硒、镉和砷含量均有明显影响，是对硒和砷含量的影响尤为显著。硒含量与镉、砷含量分别呈显著负相关和极显著负相关，说明玉米籽粒硒含量的提高能够明显降低镉和砷的含量，其中对砷含量的降低作用极为明显。

3 讨 论

有研究表明，外源硒肥可提高作物的产量[16-17]，也有研究表明外源硒肥对作物产量没有影响[18-20]。本研究结果显示，外源硒肥浓度增加可略微提高糯玉米产量，增量并未达到显著水平，对多数产量因素的影响也未达到显著水平，说明外源硒肥虽然对糯玉米生长有一定的促进作用，但作用并不明显。

外源硒肥对作物产量的影响尚无定论，但多数学者均认为其能提高作物体内硒含量[20-22]，本研究结果也表明，随着喷施硒肥浓度的增加，不同类型糯玉米品种籽粒硒含量也随之增加，增幅大小与糯玉米品种类型有关。普糯型玉米桂糯615增幅最大，硒含量最高达到0.265 mg/kg，是清水对照的2.82倍，黑糯型玉米桂黑糯609增幅最小。参照《富硒稻谷》(GB/T22499-2008)中规定，硒含量0.040～0.300 mg/kg为富硒玉米标准，3种玉米品种在未喷施硒肥的条件下，已经达到富硒玉米的要求，这与蒋翠文等[23]研究认为的广西生产的玉米硒含量较高的结果相一致。然而，过量摄入硒会引起疾病，可导致人体硒中毒，其症状涉及到皮肤、毛发和指趾甲等[24]，因此在喷施外源硒肥时需谨慎，防止玉米硒含量超标。

表6 硒肥浓度与硒、镉和砷含量的相关系数

硒与金属之间具有很强的结合力，硒能拮抗和减弱机体内砷、汞、铅、铬、镉等重金属元素的毒性[25-26]。许多研究表明，施用硒肥可对作物中的重金属产生一定拮抗作用[27-28]。本研究结果表明，喷施外源硒肥后，不同糯玉米品种籽粒硒含量不仅显著增加，同时镉和砷的含量也随着喷施硒肥浓度的增加而显著减少，相关性分析显示硒含量与镉和砷含量分别呈显著和极显著负相关，说明硒元素确实与镉、砷之间存在着一定拮抗作用，其作用机理还需进一步研究。

本研究还发现，不同糯玉米品种对镉和砷的富集程度不同。在未喷施外源硒肥的情况下，黑糯型玉米桂黑糯609中镉和砷的含量均明显低于甜糯型玉米桂甜糯611和普糯型品种桂糯615，可能是由于桂黑糯609对镉和砷有天然的抵抗作用，但其作用机制尚不清楚，后续有待深入研究。随着硒肥浓度的增加，甜糯型玉米品种桂糯615对镉、砷含量的降低效果最为明显。

4 结 论

喷施外源硒肥对糯玉米产量的提高作用不明显。外源硒肥浓度的增加可显著提高不同糯玉米品种籽粒的硒含量，同时降低其镉、砷含量。此外，广西糯玉米品种本身硒含量较高，施用外源硒肥时需谨慎控制施用量，防止硒含量超标。