葉面噴施硒肥對糯玉米產量、硒含量及重金屬含量的影響

鄒成林，翟瑞寧，黃開健*，譚 華，鄭德波，黃愛花，韋新興，莫潤秀，熊發前，韋 慧，韋善珠

(1. 廣西壯族自治區農業科學院玉米研究所，廣西 南寧 530007；2. 廣西壯族自治區農業科學院經濟作物研究所，廣西 南寧 530007)

【研究意義】硒是人維持機體健康必需的微量元素之一，具有抗氧化、抗癌及提高機體免疫力等多種生物學功能[1-2]。鎘和砷屬于重金屬，為人體非必需元素，長期攝入會有中毒風險。上述3種元素主要通過植物富集，經食物鏈進入人體內。有研究表明硒可以影響植物的生長發育，參與調控植物的光合和呼吸作用，硒含量的增加可抵御植物體內自由基的傷害、提高植物抗逆能力、與重金屬產生拮抗作用等[3]。葉面噴施硒是一種便捷、安全、有效提高糧食作物含硒量的方法[4]。糯玉米為鮮食玉米中的特殊一類，因其口味獨特、營養豐富，受到人們的喜愛，尤其是西南地區種植面積大，喜食人數眾多[5]。因此研究葉面噴施硒肥對糯玉米產量、硒含量和對鎘、砷等重金屬抗性的影響，對糯玉米產業穩定、健康和可持續性發展具有重要意義。【前人研究進展】通過添加外源硒分析作物硒含量及拮抗重金屬的研究較多。賀前鋒等[6]研究了不同富硒葉面肥對輕度鎘污染稻田稻米降鎘富硒的效果，認為噴施富硒葉面肥可使稻米產量、硒含量增加，同時達到降鎘的作用。黃太慶等[7]研究了不同配方含硒葉面肥對水稻富硒降鎘的影響，結果表明在低硒中低度鎘污染稻田中，不同配方含硒葉面肥對水稻精米均有富硒降鎘效果，在富硒高鎘污染稻田中不同配方含硒葉面肥處理水稻精米鎘含量與CK無顯著差異。Kumar等[8]的研究則表明硒能降低水稻根和地上部砷的含量。劉錦嫦[9]研究結果表明硒可抑制水稻對砷的吸收和轉運，降低水稻根部及地上部砷含量。馮魁等[10]進行了施硒對不同密度春小麥產量和籽粒硒含量的研究，確定了小麥最優種植密度和施硒量。陳晞[11]分析了施硒濃度對蔬菜生長、重金屬拮抗作用和元素形態的影響，認為適當采取施加硒肥的方式可以減輕污染對當地蔬菜種植帶來的影響。廖青等[12]研究認為施硒對鮮薯產量有一定的增產效果。關于玉米富硒的報道也有較多。鄭陽等[5]研究表明不同濃度、不同方式硒處理均可顯著提高糯玉米籽粒的硒含量，同時淀粉、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖均有增加趨勢，田間產量隨硒處理濃度增加而略有增加。羅連光等[13]采用富硒植物營養素進行富硒玉米栽培試驗，試驗結果表明玉米硒含量顯著提高，且出籽率和百粒質量分別比清水對照增加了16.09 %和28.7 %。黃麗美等[14]以普通玉米品種德美亞3號為試驗材料，研究抽雄期葉面噴施不同濃度的亞硒酸鈉對玉米籽粒硒含量、產量、營養品質和安全品質的影響，結果表明，隨外源硒濃度的增加，玉米籽粒硒含量、營養品質和安全品質均有所提高。劉春菊等[15]研究表明硒肥濃度與鮮食玉米中總硒和有機硒含量均呈正相關關系。【本研究切入點】關于玉米硒含量的研究較多，但關于硒對玉米，尤其是鮮食玉米抗重金屬作用影響的研究較少。【擬解決的關鍵問題】通過葉面噴施不同濃度硒肥，研究不同種類糯玉米品種對外源硒的富集作用，同時探討硒含量對糯玉米籽粒產量及重金屬含量的影響，為糯玉米硒肥的科學施用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗品種為廣西農業科學院玉米研究所自育糯玉米品種桂甜糯611(甜糯型)、桂糯615(普糯型)和桂黑糯609(黑糯型)。試驗于2018年2-5月在廣西農業科學院明陽基地進行，硒肥為水溶性鋅硒葆，購自長沙隆農農業科技開發有限公司。試驗地土壤為赤紅壤，基本理化性狀為：pH 7.62，有機質含量33.18 g/kg，堿解氮含量 212.15 mg/kg，速效鉀含量 169.25 mg/kg，有機磷含量 47.30 mg/kg，全硒含量1.136 mg/kg，全鎘含量0.572 mg/kg，全砷含量23.057 mg/kg。

1.2 試驗方法

采取兩因素裂區設計，品種為主區，分別為桂甜糯611、桂糯615和桂黑糯609；副區為不同濃度硒肥，設C1～C5共5個處理，濃度分別為0.0(噴施清水對照)、0.5、1.0、1.5和2.0 g/L。試驗小區行長4.0 m，行距0.7 m，4行區，小區面積11.2 m2，3次重復，種植密度51 000株/hm2。在玉米大喇叭期(11～12片展開葉)按照設計配制不同濃度硒肥溶液，使用手持壓縮式噴霧器進行均勻噴霧，噴施量為750 L/hm2。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 產量及相關性狀測定 在乳熟后期蠟熟初期每個小區取中間2行，剝去苞葉測定鮮苞產量，換算成單位產量。同時從中選取具有代表性的10穗進行考種，統計穗長、穗粗、行數和行粒數。

1.3.2 籽粒硒、鎘和砷含量測定 測產后，每個小區選取3穗脫粒，用攪拌機打成溶液狀，硒、鎘、砷含量的測定均采用國標法GB 5009.242-2007進行測定。

1.4 統計分析

采用Excel 2003進行數據統計，DPS 16.05進行方差和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種和不同濃度硒肥對糯玉米產量及其構成因素的影響

由表1可知，品種因素對穗長、穗粗和產量影響不顯著，但對行數和行粒數影響達到極顯著水平；硒肥濃度除對穗長影響達到顯著水平外，對穗粗、行數、行粒數和產量的影響均不顯著；品種和硒肥濃度互作除對穗長影響顯著外，對其它指標影響均不顯著。

表1 不同處理對糯玉米產量及其構成因素的F值

注：*表示差異顯著(P=5 %)，**表示差異極顯著(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行數和行粒數明顯低于桂甜糯611和桂黑糯609，差異達顯著水平。行數和行粒數的差異對品種產量的影響較小，3個品種產量表現情況為桂甜糯611>桂糯615>桂黑糯609，三者間有略微差別，但未達到顯著水平；隨著硒肥濃度的增加，穗長呈先增加后減小趨勢，各品種穗長在C3處理下均達到最大值；C3處理的行粒數明顯高于C2和C5處理，說明硒肥濃度對糯玉米產量的提高作用不明顯。

表2 不同處理糯玉米產量及其構成因素

續表2 Continued table 2

指標Index品種VarietyC1C2C3C4C5平均Average平均Average37.4a36.6a38.4a37.3a36.5a-產量(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：同行數據后不同小寫字母表示硒處理間差異顯著；相同指標同列數據后不同大寫字母表示不同品種間差異顯著(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 不同品種和不同濃度硒肥對糯玉米硒含量的影響

方差分析結果顯示，品種對籽粒硒含量的影響不顯著(F=0.457)，硒肥濃度對籽粒硒含量的影響達極顯著水平(F=114.124**)，兩因素互作對籽粒硒含量的影響達到顯著水平(F= 2.515*)。表3所示，不同糯玉米品種籽粒硒含量均隨著噴施硒肥濃度的增加而增加， C4和C5處理下各品種間籽粒硒含量的增加已不太明顯。相比清水對照C1，C5處理下3個糯玉米品種籽粒硒含量均達到最大值，是未噴施硒肥時籽粒硒含量的2～3倍，其中桂糯615增加幅度最大，達到了2.82倍，是增加最多的一個品種；在C5處理下，桂糯615的籽粒硒含量也大于其他品種，說明桂糯615對外源硒肥的富集能力較強。

2.3 不同品種和不同濃度硒肥對糯玉米鎘含量的影響

方差分析結果表明，品種對玉米籽粒鎘含量的影響達顯著水平(F=45.49*)，硒肥濃度對玉米籽粒鎘含量的影響達到了極顯著水平(F=15.94**)。由表4可知，隨著硒肥濃度的增加，3個糯玉米品種鎘含量均呈下降趨勢，下降趨勢最明顯的為桂甜糯611，C5處理下，其籽粒鎘含量是未噴施硒肥時的47.06 %，其次為桂糯615，桂黑糯609鎘含量下降幅度最小，但桂黑糯609本身在未噴施硒肥時的鎘含量相對較少。總體而言，桂糯615對鎘的吸收量最多，桂黑糯609對鎘的吸收量最少，噴施硒肥對桂甜糯611鎘含量的降低效果最為明顯。

表3 不同處理對糯玉米籽粒硒含量的影響

注：同列數據后不同字母表示硒處理間差異顯著(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 不同處理對糯玉米籽粒鎘含量的影響

表5 不同處理對糯玉米籽粒砷含量的影響

2.4 不同品種和不同濃度硒肥對糯玉米砷含量的影響

方差分析結果表明，品種對玉米籽粒砷含量的影響達顯著水平(F=17.35*)，硒肥濃度對玉米籽粒砷含量的影響達到了極顯著水平(F=112.80**)。隨著噴施硒肥濃度的增加，3個糯玉米品種砷含量均呈下降趨勢，下降趨勢最明顯的為桂甜糯611，C5處理下，其籽粒砷含量是未噴施硒肥時的22.22 %，其次為桂糯615，桂黑糯609下降幅度最小，但桂黑糯609本身在未噴施硒肥時的砷含量相對較少。總體而言，桂甜糯611對砷的吸收量最多，但噴施硒肥后其砷含量降低效果最為明顯，C5處理下，其砷含量為0.028 mg/kg，較桂黑糯609低。

2.5 不同處理下糯玉米噴施硒肥濃度與籽粒硒、鎘、砷含量的相關性分析

由表6可知，噴施硒肥濃度與硒含量呈極顯著正相關，與鎘含量呈顯著負相關，與砷含量呈極顯著負相關，說明噴施硒肥對糯玉米籽粒硒、鎘和砷含量均有明顯影響，是對硒和砷含量的影響尤為顯著。硒含量與鎘、砷含量分別呈顯著負相關和極顯著負相關，說明玉米籽粒硒含量的提高能夠明顯降低鎘和砷的含量，其中對砷含量的降低作用極為明顯。

3 討 論

有研究表明，外源硒肥可提高作物的產量[16-17]，也有研究表明外源硒肥對作物產量沒有影響[18-20]。本研究結果顯示，外源硒肥濃度增加可略微提高糯玉米產量，增量并未達到顯著水平，對多數產量因素的影響也未達到顯著水平，說明外源硒肥雖然對糯玉米生長有一定的促進作用，但作用并不明顯。

外源硒肥對作物產量的影響尚無定論，但多數學者均認為其能提高作物體內硒含量[20-22]，本研究結果也表明，隨著噴施硒肥濃度的增加，不同類型糯玉米品種籽粒硒含量也隨之增加，增幅大小與糯玉米品種類型有關。普糯型玉米桂糯615增幅最大，硒含量最高達到0.265 mg/kg，是清水對照的2.82倍，黑糯型玉米桂黑糯609增幅最小。參照《富硒稻谷》(GB/T22499-2008)中規定，硒含量0.040～0.300 mg/kg為富硒玉米標準，3種玉米品種在未噴施硒肥的條件下，已經達到富硒玉米的要求，這與蔣翠文等[23]研究認為的廣西生產的玉米硒含量較高的結果相一致。然而，過量攝入硒會引起疾病，可導致人體硒中毒，其癥狀涉及到皮膚、毛發和指趾甲等[24]，因此在噴施外源硒肥時需謹慎，防止玉米硒含量超標。

表6 硒肥濃度與硒、鎘和砷含量的相關系數

硒與金屬之間具有很強的結合力，硒能拮抗和減弱機體內砷、汞、鉛、鉻、鎘等重金屬元素的毒性[25-26]。許多研究表明，施用硒肥可對作物中的重金屬產生一定拮抗作用[27-28]。本研究結果表明，噴施外源硒肥后，不同糯玉米品種籽粒硒含量不僅顯著增加，同時鎘和砷的含量也隨著噴施硒肥濃度的增加而顯著減少，相關性分析顯示硒含量與鎘和砷含量分別呈顯著和極顯著負相關，說明硒元素確實與鎘、砷之間存在著一定拮抗作用，其作用機理還需進一步研究。

本研究還發現，不同糯玉米品種對鎘和砷的富集程度不同。在未噴施外源硒肥的情況下，黑糯型玉米桂黑糯609中鎘和砷的含量均明顯低于甜糯型玉米桂甜糯611和普糯型品種桂糯615，可能是由于桂黑糯609對鎘和砷有天然的抵抗作用，但其作用機制尚不清楚，后續有待深入研究。隨著硒肥濃度的增加，甜糯型玉米品種桂糯615對鎘、砷含量的降低效果最為明顯。

4 結 論

噴施外源硒肥對糯玉米產量的提高作用不明顯。外源硒肥濃度的增加可顯著提高不同糯玉米品種籽粒的硒含量，同時降低其鎘、砷含量。此外，廣西糯玉米品種本身硒含量較高，施用外源硒肥時需謹慎控制施用量，防止硒含量超標。