葉面噴施硒肥對不同品種小麥產量及籽粒硒含量的影響

馬鳳霞，王 沛，張 敏，孔凡美*，張小村*

1.山東農業大學資源與環境學院，山東 泰安 271018

2.山東農業大學食品科學與工程學院，山東 泰安 271018

3.肥城農業局，山東 泰安 271000

硒是人體生長發育不可缺少的16 種微量元素之一[1]。保證機體中一定水平的硒含量，可以有效提高人體的抗氧化性和免疫力，對人體健康十分重要[2-4]。我國72%的國土貧硒或缺硒[5-7]，2/3 的人口存在不同程度的硒攝入不足[8，9]，人體長期硒攝入不足會造成一系列硒缺乏疾病[10，11]，人體每天應攝取50～250μg 硒[12]。然而，人體自身不能合成硒，人體所需的硒主要來自食物[13]。而食物中的有機硒和無機硒在生物活性、毒性和生物有效性等方面存在明顯差別，特別是，無機硒不易被吸收，易對人體造成毒害。而植物則可以通過自身的生理代謝，將無機硒轉化為有機硒[14]，成為人體攝入硒的主要來源之一[15]。因此，以生物源對人體進行補硒是較為安全、科學和健康的補硒方法[16]。通過田間直接施用硒肥或者葉面噴施硒肥可以顯著提高作物可食部位的硒含量，這種方式是當前最常用的補硒手段之一。

小麥是我國第三大糧食作物，在人們的飲食結構中占據主要地位[17，18]，其含硒量高低與人體的硒營養狀況密切相關[19]。小麥是硒敏感型植物，對硒的積聚能力較強[20-23]。葉面噴施硒肥即可顯著提高小麥籽粒硒含量，比如，葉面噴施亞硒酸鈉116 g·hm-2可將小麥籽粒中的硒含量平均提高到647.8μg·kg-1[24]，而葉面噴施100 g·hm-2（硒酸鈉）甚至可以將籽粒硒含量增加到2619.0μg·kg-1[25]。因此，通過施硒肥提高小麥含硒量對解決我國部分地區的缺硒問題具有重要意義。本研究通過葉面噴施亞硒酸鈉肥料對130 份小麥品種（系）籽粒硒含量進行研究，以期為富硒小麥生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為130 份小麥品種（系），包括山東品種61 個、河北品種21 個、河南品種14 個、陜西品種11 個、山西品種7 個、北京市品種4 個、江蘇品種3 個、四川品種2 個、貴州品種1 個、云南品種1 個、歐洲品種3 個、澳大利亞品種1 個和加拿大品種1 個（表1）。

供試硒肥：亞硒酸鈉。

表1 供試小麥品種（系）Table 1 Wheat varieties(lines)tested

1.2 試驗方法

130 份小麥材料分別于2012～2013 和2013～2014 小麥生長季（簡稱2013 和2014）種植于山東農業大學教學基地（山東省泰安市，東經116°20′～117°59′，北緯35°38′～36°28′）。每個材料種植3 行，行長3 m。設置對照（CK，葉面僅噴施清水）和葉噴硒肥（純硒，120 g·hm-2，亞硒酸鈉）兩個處理。播前施尿素450 kg·hm-2、過磷酸鈣300 kg·hm-2、氯化鉀100 kg·hm-2作為底肥。小麥孕穗后期葉面噴施0.08 g·L-1的亞硒酸鈉溶液，其它管理按照正常大田管理進行。

1.3 樣品采集及處理

小麥播種前，試驗地“米”字型布點采集9 份0～20 cm 土層基礎土壤樣品，進行土壤基本理化性質測定。2013 年土壤理化性質：堿解氮53.80 mg·kg-1、速效磷24.81 mg·kg-1、速效鉀88.60 mg·kg-1、總硒204.02μg·kg-1、pH 7.80；2014 年土壤理化性質：堿解氮59.01 mg·kg-1、速效磷23.42 mg·kg-1、速效鉀107.97 mg·kg-1、總硒208.01μg·kg-1、pH 7.70。

小麥收獲期，每行隨機取5 株小麥合并作為一個樣品，稱重后取平均值作為單株籽粒產量。小麥籽粒硒含量采用混合取樣法測定，籽粒烘干、磨細、過篩，用于小麥籽粒硒元素測定。

稱取過100 目篩的小麥粉1.000 g 消解，原子熒光光譜儀測定籽粒硒含量。

1.4 統計分析

數據統計分析采用SPSS 22.0 軟件，方差分析采用LSD 法，聚類分析采用最短距離法，箱線圖作圖采用Origin 9.0 軟件。

2 結果與分析

2.1 葉面噴施硒肥對不同小麥品種（系）單株籽粒產量的影響

與CK 相比，噴施硒肥的130 份小麥單株籽粒產量有增產也有減產，但其下四分位、中位數、上四分位、平均數均較高（圖1）。2013 年，CK 單株籽粒產量平均值為19.80 g，130 份小麥品種（系）單株籽粒產量在10.00～35.40 g 之間；噴施硒肥的130 份小麥品種（系）單株籽粒產量平均值為22.93 g，單株籽粒產量在11.20～39.25 g 之間。總體來看，與CK 相比，噴施硒肥顯著提高了2013 年的小麥單株籽粒產量，平均增產15.81%。2014 年，CK 單株籽粒產量平均值為20.88 g，130 份小麥品種（系）平均單株籽粒產量在6.20～41.00 g 之間；噴施硒肥的130 份小麥品種（系）單株籽粒產量平均值為20.06 g，單株籽粒產量在4.92～40.00 g 之間。2014 年噴施硒肥處理的單株籽粒產量與CK 差異不顯著。

2013 年噴施硒肥的小麥單株籽粒產量最低為11.20 g（山農45），最高可達39.25 g（石新618），中位數為23.00 g。2014 年噴施硒肥的小麥單株籽粒產量最低為9.80 g（泰山23 和珍珠綠AN2），最高可達40.00 g（泰山22），中位數為19.00 g。由兩年平均可見，噴施硒肥使54%的小麥品種（系）單株籽粒產量得到了提高，同時，也有46%的小麥品種（系）單株籽粒產量不同程度地降低。總的來說，噴施硒肥對小麥品種籽粒產量的增加效應因品種不同而異。

圖1 葉面噴施硒肥對小麥單株籽粒產量的影響Fig.1 Effect selenium fertilize on grain yield per plant of wheat

2.2 葉面噴施硒肥對不同小麥品種（系）籽粒硒含量的影響

2013 和2014 年，噴施硒肥的130 份小麥品種（系）籽粒硒含量均顯著高于CK(圖2)。2013 年，噴施硒肥的130份小麥品種（系）籽粒硒含量平均值為787.9μg·kg-1，籽粒硒含量在46.6～2552.1μg·kg-1之間；而CK 處理籽粒硒含量平均值為78.5μg·kg-1，籽粒硒含量在4.7～253.9μg·kg-1之間。2014 年，噴施硒肥的130 份小麥品種（系）籽粒硒含量平均值為621.2μg·kg-1，籽粒硒含量在160.0～1882.6μg·kg-1之間；而CK 處理籽粒硒含量平均值為60.0μg·kg-1，籽粒硒含量在15.6～178.9μg·kg-1之間。

2013 年噴施硒肥處理的籽粒硒含量與2014 年差異顯著，130 份小麥品種（系）的下四分位、中位數、上四分位、平均值均高于2014 年。然而，與2013 年相比，噴施硒肥后，2014 年的小麥品種（系）的硒含量范圍更加集中，50%的小麥品種（系）籽粒硒含量集中在387.5～795.0μg·kg-1之間。2013 年噴硒小麥籽粒硒含量最低的品種是2011 品6109（46.6μg·kg-1），最高的是小偃216（2552.1μg·kg-1）。2014 年噴硒小麥籽粒硒含量最低的品種是2011 品6109（160.0μg·kg-1），最高的是小偃216（1880.0μg·kg-1）。

圖2 葉面噴施硒肥對小麥籽粒硒含量的影響Fig.2 Effect selenium fertilizer on grain selenium content

2.3 葉面噴施硒肥對不同小麥品種（系）單株籽粒硒累積量的影響

小麥單株籽粒硒累積量與單株硒含量的規律類似（圖3）。2013 和2014 年，噴施硒肥的130 份小麥品種（系）單株籽粒硒累積量均顯著高于CK。2013 年，噴施硒肥的130 份小麥品種（系）單株籽粒硒累積量平均值為18.2μg，單株籽粒硒累積量在1.3～66.1μg 之間；而CK 處理的130 份小麥品種（系）單株籽粒硒累積量平均值為1.8μg，單株籽粒硒累積量在0.1～6.6μg 之間。2014 年，噴施硒肥的130 份小麥品種（系）單株籽粒硒累積量平均值為12.9μg，130 份小麥品種（系）平均單株籽粒累積量在2.7～63.2μg 之間；而CK 處理的130 份小麥品種（系）單株籽粒硒累積量平均值為1.3μg，單株籽粒硒累積量在0.2～4.4μg 之間。

2013 年噴施硒肥處理的單株籽粒硒累積量與2014 年差異顯著，130 份小麥品種（系）的下四分位、中位數、上四分位、平均值均高于2014 年。然而，與2013 年相比，噴施硒肥的2014 年的小麥品種（系）的硒累積量范圍更加集中，50%的小麥品種（系）籽粒硒累積量集中在6.3～17.5μg 之間。2013 年噴施硒肥的小麥單株籽粒硒累積量最低的小麥品系為2011 品6109（1.3μg），最高為LS6045（66.1μg）。2014 年噴施硒肥的小麥單株籽粒硒累積量最低的小麥品系仍為2011 品6109（2.7μg），最高為西農9871（63.2μg）。

圖3 葉面噴施硒肥對小麥單株籽粒累積量的影響Fig.3 Effect selenium fertilizer on grain selenium accumulation per plant

2.4 不同小麥品種（系）單株籽粒含硒量的差異

130 份小麥品種（系）籽粒硒含量、單株籽粒硒累積量、單株籽粒產量存在極顯著差異（表2），表明不同小麥品種對硒肥的反應程度不同。噴施硒肥處理與CK 處理相比，籽粒硒含量、單株籽粒硒累積量以及單株籽粒產量存在顯著差異，表明施硒對小麥籽粒硒含量、累積量及籽粒產量均有顯著影響。

表2 不同小麥品種間單株籽粒硒含量、硒累積量、產量方差分析Table 2 Variance analysis of selenium content,selenium accumulation and yield of single plant in different wheat varieties(lines)per plant

2.5 葉面噴硒小麥品種（系）聚類分析

根據兩年硒含量平均值聚類分析表明，把130 份小麥品種（系）可分成3 類（表3），從中篩選出了10 份籽粒硒含量較高的材料。I類硒含量范圍為：1590.7～2216.0μg·kg-1，包括10 個品種（系）：西農889、運豐139、LS6045、中優9507、西農213、小偃92、西農9871、陜農138、西農85 和小偃216，這些小麥品種（系）籽粒硒含量較高。第Ⅱ類硒含量范圍為：860.0～1299.6μg·kg-1，包括28個品種（系），小麥籽粒硒含量中等。第Ⅲ類硒含量范圍為：103.3～810.9μg·kg-1，包括92 個品種（系），小麥籽粒硒含量相對較低。

表3 不同小麥品種(系)籽粒硒含量聚類分析Table 3 Cluster analysis of selenium content in grain of different wheat varieties(lines)

3 討論

本試驗研究了葉面噴施硒肥對130 份小麥品種（系）籽粒含硒量和產量的影響。結果表明，與CK 相比，2013 和2014 年130 份小麥品種（系）籽粒平均硒含量分別提高了709.4μg·kg-1和561.2μg·kg-1。本試驗中，葉面噴施硒肥120 g·hm-2（亞硒酸鈉）后小麥籽粒中硒含量最高（小偃216）可達2552.1μg·kg-1，遠遠超過GB13105-1991《食品中硒限量衛生標準》規定的成品糧中含硒量(以硒計)應低于300μg·kg-1的要求。可見，葉面噴施硒肥可以顯著提高籽粒中的硒含量，通過葉面噴施硒肥獲取富硒小麥是行之有效的方法，但是要直接作為食品食用需根據小麥的加工要求對小麥最終產品的硒含量進一步進行確定。

本試驗中，130 份小麥品種（系）的籽粒硒含量、積累量均存在顯著的品種間差異。葉面噴施硒肥后籽粒硒累積量最低（2011 品6109）為1.3μg，最高（西農9871）達63.2μg。李韜等[22]對110份小麥品種（系）籽粒硒含量測定也表明不同小麥品種間籽粒硒含量存在品種間差異。本試驗中西農889、運豐139、LS6045、中優9507、西農213、小偃92、西農9871、陜農138、西農85 和小偃216 等10 份小麥材料葉面噴施硒肥可使籽粒硒濃度達到1590.7～2216.0μg·kg-1，這些品種在今后硒強化或育種利用方面具有較大的應用潛力。

劉慧等[24]對2009～2011 年中國小麥主產區655 份小麥籽粒硒含量的研究表明，我國小麥籽粒硒含量整體表現為北部高于南部、西部高于東部，并推測籽粒硒含量的這種區域差異可能與土壤有機質含量的區域差異有關。本試驗中，同一土壤養分水平下，西部育成的小麥品種籽粒硒含量整體上高于東部，這表明小麥籽粒硒含量西部整體高于東部不僅僅與土壤養分差異有關，還與小麥品種的富硒特性有關。

4 結論

葉面噴施硒肥顯著提高小麥籽粒硒含量，不同小麥品種（系）間籽粒硒含量存在顯著基因型差異。西農889、運豐139、LS6045、中優9507、西農213、小偃92、西農9871、陜農138、西農85、小偃216 等10 份小麥品種（系）具有較好的籽粒富硒特性。