玉米不同生育期对硒肥的吸收富集规律研究

高海娜

（安康市农业科学研究院，陕西 安康 725021）

硒是人类必需的重要微量元素之一，在人体内主要以有机硒的形式存在，包括硒代氨基酸、硒多糖、核酸硒、硒蛋白、甲基硒等多种形式。硒在动植物体内的抗氧化反应中十分重要，具有清除自由基、抗氧化、增强人体免疫力及抗癌等作用[1]。人体必须通过饮食从外部摄入硒，但是我国超过72%的地区严重缺硒，这些地区产出作物中的硒远不能达到人类对硒的参考摄入量[2]。缺硒地区的人群必须通过其他途径补充硒元素，因此富硒食品的开发受到了广泛的关注[3]。

植物作为自然界硒生态循环中关键性中间环节，可以吸收利用土壤环境中各形态的硒，并转化为人体更易吸收的有机态硒，是人和动物获取硒的重要来源[4]。天然食物中的硒难以满足人体的正常需要，通过外源添加硒，收获富硒产品，可为人类提供更安全、有效的植物性硒源。玉米、水稻等谷类作物是人类的主要粮食作物，谷类作物中的硒占人类饮食中硒摄入总量的70%～80%，是人体最重要的硒源[5]。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试验方法

试验于2021 年4—10 月在安康市农业科学研究院进行，供试品种为郑单958。试验采取随机区组排列，设置1 个对照CK（0 kg/hm2），6 个硒肥处理水平（以单质硒计），分别为处理1（1.5 kg/hm2）、处理2（3 kg/hm2）、处理3（6 kg/hm2）、处理4（9 kg/hm2）、处理5（12 kg/hm2）、处理6（15 kg/hm2），硒肥来源为亚硒酸钠。

试验设置重复3 次，共21 个小区，小区面积12 m2，每个小区开沟3 行，每行播种21 株。硒肥随基肥混合施入大田，4 月15 日播种，田间管理参照日常管理要求进行。

1.2 样品处理及硒含量检测

样品处理：各处理分别在玉米苗期取样10 株，乳熟期取样5 株，成熟期取样5 株，将植株先用自来水再用去离子水冲洗干净后，按照根、茎、叶、果实分开，在烘箱内105 ℃下杀青，60～80 ℃烘干至恒重。

硒检测：各处理烘干粉碎后的样品经预处理后，用双道原子荧光仪测定其硒含量。各时期玉米的总硒含量为各部位硒含量×重量。

1.3 数据处理

采用SPSS 26.0 统计分析软件进行差异显著性分析，并用Excel 2003 软件进行柱形图的制作。

2 结果与分析

2.1 苗期植株不同部位硒含量

由表1 可看出，不同处理施硒量对苗期根系与地上部分硒含量的影响不同。在各处理水平下，玉米根系的硒含量变化范围为0.112～0.177 mg/kg，各处理间无显著差异。其中，地上部分硒含量变化范围为0.022～0.089 mg/kg，处理3（6 kg/hm2）时显著高于其他处理水平，达到0.089 mg/kg，其次是处理2（3 kg/hm2），达到了0.047 mg/kg，其他处理之间差异不显著。在各处理水平下，根系部分的硒含量均高于地上部分，且平均值为地上部分的3.24 倍。

表1 苗期植株不同部位硒含量

试验数据表明，随着土壤施硒量的增加，苗期玉米根系对硒肥的吸收处于比较稳定的水平，地上部分硒含量在各处理水平下表现为先增后降的变化趋势，处理3（6 kg/hm2）水平下，比较有利于根系将硒向地上部分转运和分配。

2.2 乳熟期不同器官硒含量

由表2 可知，在玉米乳熟期，不同土壤施硒处理水平对玉米根系、茎秆、叶片、籽粒、穗轴等硒含量的影响显著。

表2 乳熟期不同器官硒含量

随着生育期的推移，乳熟期玉米植株各器官发育基本完善，硒被玉米吸收后分布在植株的各个器官，随着土壤施硒量的增加，不同器官对硒的吸收和富集能力有所差异，硒在各器官的分布特点不同。不同浓度处理下，各部位平均硒含量表现为根系＞穗轴＞叶片＞籽粒＞茎秆，以根部最高，为0.205 mg/kg，茎秆硒含量最低，为0.089 mg/kg。

2.3 成熟期不同器官硒含量

由表3 可知，在玉米成熟期，不同器官平均硒含量大小依次排序为雄穗＞根系＞叶片＞茎秆＞籽粒＞穗轴。可见，成熟期玉米硒主要分布在雄穗、根系等部位，叶片、茎秆、籽粒对硒的吸收也相对较高。

表3 成熟期不同器官硒含量

研究认为，大量微生物聚集在植物根部，增强了根部对各物质的吸收能力，即植物的根际效应，所以通常根部各物质的含量相对较高；玉米成熟期，雄穗和籽粒硒含量相对较高，说明硒可能与玉米生殖生长能力密切相关。

2.4 施硒对玉米不同生育期植株总硒含量的影响

由图1 可知，在7 个处理水平下，植株平均总硒含量大小依次为乳熟期＞成熟期＞苗期，各生育期玉米总硒含量变化范围分别为：0.90～1.18 mg/kg、0.86～1.01 mg/kg、0.14～0.24 mg/kg。

图1 玉米不同生育期植株总硒含量

土壤低浓度硒，即浓度小于处理2 时能促进植株对硒的吸收和积累；土壤硒浓度介于处理2 和处理4时，植株总硒含量趋于较为稳定的水平；随着土壤硒处理浓度的增大，即介于处理4 和处理6 时，不同生育期植株总硒含量变化有所不同，但当土壤硒浓度最大时，均有所下降。从苗期（生长初期）到乳熟期（生长旺盛期），玉米总硒含量增加了4.2～5.3 倍，表现为正增长趋势；从乳熟期（生长旺盛期）到成熟期（生长衰弱期），玉米总硒含量表现为负增长趋势。

2.5 施硒对玉米籽粒硒含量的影响

目前，对成熟期玉米籽粒硒含量的研究较多[6]，而对乳熟期籽粒硒含量的报道鲜见。由图2 可知，随着土壤硒处理浓度的增大，乳熟期与成熟期籽粒硒含量均呈现先增后降的变化趋势。成熟期籽粒硒在处理3 时有最大值（0.05 mg/kg），且在处理2、处理4 时，硒含量也相对较高；乳熟期籽粒硒含量在处理4 时出现峰值（0.23 mg/kg），是成熟期最大值的4.7 倍；在不同硒处理水平下，乳熟期籽粒硒含量均显著高于成熟期籽粒硒，说明玉米籽粒在乳熟期比成熟期更易集硒。

图2 不同施硒量对玉米籽粒硒含量的影响

2.6 施硒对玉米百粒重的影响

百粒重是构成玉米产量的重要因子，研究土壤施硒对玉米百粒重的影响具有重要意义。由图3 可知，土壤施硒处理后，玉米百粒重均有不同程度的增加，但在处理3 时达最大值28.31 g，较对照提高了9.80%。显然，土壤适量供硒（以处理3 为宜）可提高玉米百粒重，有利于富硒玉米产量的提升。

图3 不同施硒量对玉米百粒重的影响

3 结论与讨论

相关试验表明，通过适当的施用方式（土施或叶面喷施），添加适量或较低浓度的硒，对植物生长有促进作用[7]。李登超等（2003）[8]研究表明，小白菜水培营养液培养添加硒肥时，硒浓度不高于1.0 mg/L 时对小白菜生长有促进的作用，硒浓度不低于2.5 mg/L 时会抑制小白菜的生长发育。

研究结果表明，土壤施用硒肥可显著提高玉米籽粒中的总硒含量，与JIANWEI WANG 等（2013）[9]的研究结果一致。土壤施硒后对玉米不同生育时期产量和硒含量会产生一定影响，地上部分与地下部分硒含量在各处理水平下均表现为先增后降的变化趋势，且在土壤施硒处理3 下出现最大值，说明该处理水平较有利于根系将硒向地上部分转运和分配。土壤施硒浓度过高会抑制作物对硒的吸收转化。土壤施硒对玉米乳熟期根系和苞叶硒含量的影响显著，各器官硒含量中以根部最高，平均为0.21 mg/kg，叶片硒含量最低。当土壤硒浓度在处理2 和处理3 之间时，即施硒量介于3～6 kg/hm2，较适宜玉米对硒的积累。从玉米苗期至乳熟期，植株生长旺盛，需要吸收较多的营养物质，对硒的吸收和积累量也相应增加。乳熟期是玉米对硒吸收利用最多的时期，这可能是由玉米自身硒累积特征决定的。

进入成熟期后，生长逐渐衰弱直到停止，该时期植株体内硒元素含量减少。玉米植株硒含量随生育期的加速而降低，这可能是玉米生长量增大后干物质量增加而引起的稀释效应[10]，需进一步深入研究。研究认为，玉米植株总硒含量的变化与土壤硒浓度、生长发育的阶段性有关。土壤适量供硒能提高玉米百粒重，在亚硒酸钠4.5 kg/hm2处理条件下较对照提高了9.80%。这与彭涛等（2015）[11]研究在小麦生长过程中喷施硒肥对小麦硒含量和产量影响的研究结果一致，其研究表明通过叶面喷施硒肥可明显提高小麦籽粒的硒含量，并在一定程度上对小麦产量的提高有促进作用，产量增幅介于0.9%～5.5%。研究结果对富硒玉米进一步开发生产提供了科学指导，得出玉米在土壤施硒量介于3～6 kg/hm2为推荐用量，今后应结合土壤有效硒含量开展对玉米品质改善和产量提高等方面研究。