施硒及不同形态磷肥对小麦硒吸收和磷肥利用率的影响

安军妹，范晓芳，侯振安，闵 伟，冶 军，索常凯，安映荷，王宗伟

（石河子大学农学院，新疆 石河子 832003）

硒既可以防癌、抗癌，又能保护细胞膜，还有增强机体免疫力的功能［1］。在大自然中，虽然硒主要的来源是植物,但其本质上最终的来源是土壤，影响自然界中硒水平的因素主要有土壤中硒的含量以及作物吸收和转运硒的能力［2］。富硒土壤指的是全硒含量>0.45 mg·kg-1且≤2.00 mg·kg-1的土壤［3］。新疆第八师天业生态园是典型的石灰性土壤，平均硒含量达到0.582 mg·kg-1，符合土壤的富硒标准，但即使土壤达到富硒标准，也不能保证作物籽粒一定能达到富硒水平。因此，提升人体硒营养健康最有意义的方式就是提高作物吸收和转运硒的能力。

小麦是我国最主要的粮食作物之一且种植面积较大，通过增强小麦籽粒吸收硒的能力，间接地用饮食来提高人体对硒的摄入量是一种既安全又有效的补硒措施。磷是作物生长必需的大量元素之一，施用磷肥是农业生产中为了提高作物产量所采取的必要措施之一。土壤中硒和磷的存在状态以及其化学行为均有相似性，在很多研究土壤对硒和磷吸附的试验中已得到验证［4］。在土壤-植物这一系统中，磷酸盐与亚硒酸盐之间的相互作用非常复杂。其一，磷酸盐与亚硒酸盐在土壤里有相同的吸附位点，且磷酸盐的吸附能力强于亚硒酸盐［5］。施磷肥会通过降低亚硒酸盐在土壤表面的吸附量从而使硒的生物有效性提高［6］。其二，作物吸收磷酸盐、亚硒酸盐时用相同的转运通道，二者在吸收上又存在竞争关系［7］。因此，磷和硒在作物体内的相互作用，出现了不一致的研究结果。

当前的研究多以水培或者盆栽试验为主，主要研究作物在不同磷浓度与硒浓度下对硒吸收的影响［8-10］，关于不同形态磷肥对小麦硒吸收的研究鲜有报道。本文进行施用硒肥和4种不同形态磷肥对小麦吸收硒、磷肥利用率及产量影响的研究，为提高小麦籽粒硒含量并达到富硒水平提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2019年4～7月在新疆石河子市天业生态园进行。土壤类型为灌耕灰漠土，质地为壤土，土壤基本理化性质见表1。供试硒肥为分析纯亚硒酸钠（Na2SeO3），磷肥种类和养分含量N-P2O5-K2O为：磷酸（0-62-0）、聚磷酸铵（12-67-0）、磷酸一铵（12-60-0）和磷酸二铵（18-46-0，滴灌二铵），供试作物为小麦（新春20号）。

1.2 试验设计

以硒肥和磷肥为试验因素，硒肥设不施硒（SE0）和施硒（SE）2个处理，施硒量为7.2 kg·hm-2，每个硒肥处理下设5个磷肥处理，分别为不施磷肥（CK）、施用磷酸（AP）、聚磷酸铵（APP）、磷酸一铵（MAP）和磷酸二铵（DAP）。磷肥全部作追肥分3次随水滴施，施用量为P2O5180 kg ·hm-2。试验共10个处理，每个处理重复3次，30个试验微区，微区面积为9 m2，微区间设1 m保护行。

表1 供试土壤基本理化性质

硒肥在播种前人工翻入土壤中，深度为20 cm。小麦采用1带4行的模式（即4行小麦1条滴灌带，行距为15 cm，滴头间距30 cm），播种量为150 kg·hm-2。小麦整个生育期灌水450 mm，灌溉次数为6次。氮肥（尿素）和钾肥（氯化钾）均作为追肥与磷肥一同随水滴施，施用量分别为N 300 kg·hm-2、K2O 85 kg·hm-2。各磷肥处理中所含氮计入施肥量，按施氮量300 kg·hm-2用尿素调节，使所有处理含氮量相同。其他栽培管理措施与当地大田生产一致。

1.3 测定项目及方法

样品采集：1）土壤样品取土深度为0～20 cm，采集后的土壤样品在室内阴凉处自然风干，除去植物残体和石砾后磨碎分别过0.25和0.15 mm筛，待测。2）植株样品在小麦蜡熟期进行采集，先用流水冲洗根部泥沙，然后用去离子水冲洗根部3次，再把洗干净的植株样品用滤纸吸干水分，按茎叶、颖壳和籽粒分开。于烘箱中105℃杀青30 min，而后在60℃下烘干至恒重，冷却至室温后进行称重，用小型粉样机粉碎后过1 mm筛，存于自封袋中密封，待测。

土壤全硒含量的测定按照NY/T 1104-2006《土壤中全硒的测定》进行。土壤有效硒含量的测定选择0.25 mol·L-1的KH2PO4溶液作为浸提剂［11］。植株全硒含量的测定参照GB 5009.93-2017《食品中硒的测定》进行。土壤全硒、有效硒及植株全硒测定所用仪器为海光LC-AFS 9800原子荧光光度计。植株全磷的测定参照《土壤农化分析》书植株中磷的测定（H2SO4-H2O2消煮，钒钼黄比色法）进行［12］。小麦蜡熟期，各微区均选择1 m×1 m样方用来测定穗数，在样方内连续采集20株长势一致的小麦测定每穗粒数，将小麦脱壳后测定千粒重并计算产量。

1.4 计算公式

硒 累 积 量（μg·株-1）=植 株 全 硒 含 量（mg·kg-1）×生物量（g·株-1）［13］

硒富集系数 = 植株各器官全硒含量/土壤全硒含量（mg·kg-1）［14］

磷吸收（kg·hm-2）=植株全磷含量（%）×生物量（g·株-1）×每公顷株数/1000

磷肥利用率（%）=（施磷区作物吸磷总量-不施磷区作物吸磷总量）/ 施磷量（kg·hm-2）×100［15］

1.5 数据处理

用Excel 2010进行数据处理并作图表，用SPSS 19.0进行方差分析和Duncan多重比较，为了确定硒肥和磷肥对小麦植株硒含量、磷吸收、磷肥利用率和产量的影响，对数据进行两因素方差分析，硒肥和磷肥作为独立变量，用单因素方差分析比较不同处理间差异。

2 结果与分析

2.1 施硒及不同磷肥对小麦植株硒含量及硒累积量的影响

2.1.1 小麦植株硒含量

由表2可知，硒肥（S）、磷肥（P）及硒肥与磷肥的交互作用（S×P）对植株硒含量的影响均达到极显著水平（P<0.01）。SE处理后茎叶、颖壳和籽粒的硒含量均显著高于SE0处理。SE0条件下，磷肥处理的茎叶硒含量在0.001～0.008 mg·kg-1之间，其中籽粒硒含量仅在0.001～0.002 mg·kg-1之间，远不及富硒稻谷国家标准规定的最低硒含量要求0.04 mg·kg-1。SE条件下，各磷肥处理的茎叶硒含量达0.132～0.207 mg·kg-1，籽粒硒含量也有0.185～0.311 mg·kg-1，满足富硒稻谷国家标准（0.04～0.30 mg·kg-1）。APP和MAP处理颖壳和籽粒硒含量显著高于AP、DAP和CK处理。

2.1.2 小麦硒累积量

S、P以及S×P对植株硒累积量的影响均达到极显著水平（P<0.01）。SE处理的茎叶、颖壳、籽粒和总硒累积量均显著高于SE0处理。SE0条件下，各磷肥处理的植株总硒累积量为0.008～0.054 μg·株-1（表3）。APP处理的籽粒和总硒累积量均显著高于AP、MAP、DAP和CK处理。SE条件下，各磷肥处理植株总硒累积量达到了1.185～3.180 μg·株-1。MAP处理总硒累积量、茎叶和颖壳硒累积量均显著高于其他处理。籽粒硒累积量最多的是MAP和APP处理。

表2 施硒及不同磷肥对小麦植株硒含量的影响

2.2 施硒及不同磷肥对小麦植株硒富集系数的影响

由表4可知，S、P以及S×P对植株硒富集系数的影响均达到极显著水平（P<0.01）。SE处理的茎叶、颖壳以及籽粒硒富集系数均显著高于SE0处理。SE0条件下，磷肥处理的硒富集系数大小为0.005～0.208。APP处理的茎叶、颖壳和籽粒硒富集系数表现出显著高于AP、MAP、DAP和CK处理的现象。SE条件下，各磷肥处理植株硒富集系数较高，大小普遍介于0.269～0.564之间，籽粒的硒富集系数相较于茎叶和颖壳要高。茎叶硒富集系数较高的是MAP和DAP处理，籽粒硒富集系数，AP、APP和MAP处理显著高于DAP和CK处理，但前三者之间无差异。

表4 施硒及不同磷肥对小麦植株硒富集系数的影响

2.3 施硒及不同磷肥对小麦植株磷吸收和磷肥利用率的影响

2.3.1 小麦磷吸收

S对茎叶和籽粒磷吸收的影响分别达到极显著 水 平（P<0.01）和 显 著 水 平（P<0.05）。P以及S×P对植株磷吸收的影响均达到极显著水平（P<0.01）。SE0处理的茎叶磷吸收显著低于SE处理，而籽粒磷吸收规律恰好与之相反（表5）。SE0条件下，施不同形态磷肥均提高了植株磷吸收量。各器官磷吸收量之和从大到小依次为：APP>AP>MAP>DAP>CK。APP处理的籽粒磷吸收量最大，分别较AP、MAP和DAP处理高10.82%、17.81%和84.18%。SE条件下，磷总吸收量、籽粒、颖壳和茎叶磷吸收量均表现为MAP处理最高且显著高于AP、APP、DAP和CK处理。CK处理的磷总吸收量分别较MAP、DAP、APP和AP处理低71.74%、21.69%、21.11%和17.53%。

表5 施硒及不同磷肥对小麦植株磷吸收的影响

2.3.2 小麦磷肥利用率

从图1可以看出，S、P以及S×P对植株磷肥利用率的影响均达到极显著水平（P<0.01）。SE0条件下，AP、MAP和DAP处理的磷肥利用率较APP处理分别低2.49、4.86和7.07个百分点。SE条件下，MAP处理磷肥利用率最高，比AP、APP和DAP处理高出16.10、15.04和14.86个百分点，AP、APP和DAP三者之间磷肥利用率无差异。

2.4 施硒及不同磷肥对小麦产量的影响

S对产量的影响不显著，P以及S×P对产量的影响均达到极显著水平（P<0.01）。SE0条件下，施磷肥处理产量显著高于CK，具体表现为APP、MAP、DAP和AP处理产量分别较CK处理增加55.73%、49.74%、35.26%和23.86%。SE条件下，也是施磷肥处理产量明显高于不施磷肥处理，MAP、DAP、AP和APP处理分别较CK处理增产56.70%、49.62%、33.13%和31.04%。

图1 施硒及不同磷肥对小麦磷肥利用率的影响

图2 施硒及不同磷肥对小麦产量的影响

3 讨论

从本研究得知，施硒肥可以提高小麦各器官硒含量、硒累积量和硒富集系数，但对提高小麦产量并没有显著影响。赵文龙等［16］研究表明，施硒肥能提高小白菜吸收和累积硒的能力且提高程度明显，直接表现为施硒肥的小白菜地上部和地下部的硒浓度、硒吸收量以及硒富集系数均会随施硒浓度的升高而逐渐升高。盆栽试验中硒的施用量为0～10.0 mg·kg-1时，冬小麦各器官硒的累积量最大的是籽粒，其次是茎叶，再者是根，硒累积量最小的是颖壳（不施硒处理除外）。随着施硒量的增加，冬小麦各部位硒累积量均呈现缓慢提高的现象。与不施硒处理比较发现，施硒肥后的冬小麦籽粒硒累积量提高的倍数达11.35～88.80。籽粒硒累积量较其他部位都高，但根部硒累积量的增幅最大［17］。在低硒（0.81 mg·kg-1）水平下，穗、籽粒和颖壳的硒浓度因氮素促进硒向生殖器官转运而升高。低硒水平高氮（200 mg·kg-1）会增加转运到小麦籽粒中硒的量，使籽粒中硒占的比例提高18.4%。小麦生殖生长过程中，低硒处理的硒从茎叶转运到颖壳和籽粒中是可以通过提高氮素水平来实现的，而高硒处理（5.02 mg·kg-1）主要出现的结果是促进了硒到颖壳的转运［18］。根部施用外源硒肥后，茶叶硒含量明显增加，硒肥的用量大小不会显著影响茶叶产量和品质［19］。施用外源硒处理后不会降低两个品种的稻谷产量［20］。

土培盆栽试验中，供试富硒土壤为赤红壤和红壤时，不同用量的磷肥施入后（磷酸二氢钠）均促进了小白菜对硒的吸收［21］。水培试验研究结果表明，磷肥为磷酸二氢钠（0.31、3.1、和31 mg·L-1）时，随着磷肥浓度的增加，冬小麦各器官硒的浓度和积累显著降低［22］。张栋［23］通过盆栽试验发现，土壤硒含量分别为0.308和1.153 mg·kg-1时，磷酸一铵和磷酸二铵处理显著提高小麦对硒的吸收，而磷酸脲和聚磷酸铵对小麦的硒吸收量没有影响。本研究通过田间微区试验发现，不施硒肥条件下，聚磷酸铵处理促进小麦硒吸收的效果要明显好于磷酸、磷酸一铵和磷酸二铵处理，施硒肥条件下，小麦硒吸收量最好的是磷酸一铵处理。

本研究表明，不施硒肥条件下，磷肥利用率最高的是聚磷酸铵处理，施硒肥条件下，磷肥利用率表现为磷酸一铵处理显著高于其他磷肥处理。秦永林等［24］研究发现，施磷量都为160 kg·hm-2时，磷酸二铵的磷肥利用率明显比磷酸一铵处理低。施用磷肥（P2O5）的量为120 kg·hm-2的小区试验中，水溶性聚磷酸铵处理的籽粒产量和磷肥利用率显著高于磷酸脲和磷酸一铵处理［25］。施用磷肥有助于水稻生长，促进水稻分蘖，提高水稻产量构成因素，并显著增加稻谷产量［26］。磷肥施用量增加会直接影响小麦粒重、每穗粒数和穗数等产量构成因素，小麦产量提高程度明显［27］。因此，施硒肥和不同形态磷肥能促进小麦硒吸收，提高籽粒硒含量，施磷肥还能提高小麦产量。

4 结论

不施硒肥条件下，聚磷酸铵处理的小麦硒含量、磷肥利用率和产量均显著高于磷酸、磷酸一铵和磷酸二铵处理。施硒肥条件下，小麦植株硒含量提高程度明显，籽粒硒含量达到富硒水平。磷酸一铵处理的小麦硒含量、磷肥利用率和产量高于其他磷肥处理。因此，硒肥配合施用磷酸一铵能促进小麦硒吸收，增加籽粒硒含量，提高磷肥利用率和产量。