噴施硒肥對黑小麥籽粒產量及硒含量的影響

賈亞琴，董 飛，楊 峰，魯晉秀，王 苗，閆秋艷，申艷婷，李 峰

(山西農業大學小麥研究所，山西臨汾 041000)

硒(Se)是人體必需的微量元素之一，世界衛生組織提出，人體要實現營養均衡，每天從食物中攝入的硒不得低于50 μg[1]。而我國成人每天的硒攝入量僅為26.6 μg[2]，遠低于正常的營養健康標準。醫學界認為，白內障、癌癥、克山病、大骨節病、神經系統疾病、貧血、肝炎等40余種疾病與硒攝入量不足有關[3]。我國小麥產區土壤硒元素缺乏現象較為嚴重，缺硒面積達到了總面積的63%，僅不足10%的地區可以達到富硒(土壤硒含量>0.4 mg·kg-1[4])水平[5]。在土壤非富硒區，通過補充硒肥使谷物達到富硒水平是提高居民攝入硒水平的重要途徑。

黑小麥是普通小麥中性狀比較特殊的一類小麥，其種皮顏色為紫色、黑色或藍色，兼具普通白粒小麥的特征，而賴氨酸、蛋白質、礦物質、食物纖維等含量均高于普通小麥，籽粒中Fe、Mn、Mg、K、Ca、Zn等元素較為突出，這些品質賦予了黑小麥獨特的營養和保健價值[6-7]。小麥是硒敏感型植物，魯晉秀等[8]研究發現，在同等硒水平的土壤中，黑小麥對于硒的吸收累積能力強于普通小麥。因此，為了促進居民膳食的營養均衡，有必要合理利用硒資源，充分發揮黑小麥的特殊營養和保健價值。目前，有關硒效應的研究多與普通白粒小麥有關[9-11]，對黑小麥硒吸收的相關研究較少。鑒于此，本研究以本課題組選育的臨黑131和冬黑1206為試驗材料，研究不同生育階段在葉面噴施不同濃度亞硒酸鈉(Na2Se03)對黑小麥籽粒產量及硒含量的影響，為非富硒區生產富硒黑小麥(0.15～0.3 mg·kg-1)[12]適宜硒肥施用量和最佳施用時間提供數據支撐和技術借鑒，并為硒肥的合理施用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗區概況

試驗于2018年10月至2019年6月在山西農業大學小麥研究所韓村基地(36°19′N，111°49′E)進行，試驗區屬于溫帶大陸性半干旱季風氣候，年平均氣溫12.5 ℃，年平均降水量468 mm。2018年秋季試驗前耕層土壤(0～20 cm)含有機質15.2 g·kg-1、全氮1.28 mg·kg-1、速效磷10.6 mg·kg-1、速效鉀117.0 mg·kg-1，土壤硒含量0.27 mg·kg-1(硒含量低于0.4 mg·kg-1，屬于貧硒土壤)，pH值為8.45。

1.2 試驗設計

供試黑小麥品種由山西農業大學小麥研究所提供，分別為冬黑1206和臨黑131；噴施硒肥選用亞硒酸鈉(Na2Se03)。采用裂區試驗設計，主區為品種；副區為硒濃度，分別為 Se0(0 mg·L-1)、Se10(10 mg·L-1)、Se20(20 mg·L-1)、Se30(30 mg·L-1)4個濃度；裂區為噴施時期，分別在小麥拔節期(4月17日)、孕穗期(4月28日) 、灌漿期(5月14日)進行。每公頃噴施量均為 1 500 L，試驗小區面積6.67 m2，每處理重復3次，共計72個小區。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 籽粒產量

黑小麥成熟期在每小區中隨機選取3個1 m2樣點，將各樣點麥穗全部收獲，并裝入網紗袋中，自然風干后脫粒，取平均值計算產量。

1.3.2 籽粒硒含量

每處理稱取20 g籽粒粉碎測定硒含量，由農業部谷物及制品質量監督檢驗測試中心(哈爾濱)參照國家標準(GB 5009.93-2017)使用原子熒光光度計測定，具體參照魯晉秀等[8]的方法進行。

1.4 數據處理

用 Excel進行數據整理和作圖，采用SPSS 24.0作LSD多重比較、相關性分析和差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 葉面噴施硒肥對黑小麥產量的影響

由表1可知，噴施硒肥對兩個黑小麥品種的產量均有顯著影響。從噴硒濃度看，拔節期噴施硒肥，Se10、Se20和Se30處理的冬黑1206產量較Se0處理依次增加 1.76%、4.46%和9.16%，Se20處理比Se10處理增加 2.65%，Se30處理比Se20處理增加4.5%；孕穗期噴施硒肥，Se10、Se20和Se30處理產量較Se0處理依次增加 3.10%、6.70%和4.73%，Se20處理比Se10處理增加 3.49%，Se30處理比Se20處理減少1.84%；灌漿期噴施硒肥，Se10和Se20處理較Se0處理依次增加4.28%、 1.01%，Se30處理比Se0處理減少7.33%，Se10處理分別比Se20、Se30處理增加3.24%、12.53%。拔節期噴施硒肥，Se10處理的臨黑131產量比Se0處理低 0.97%，Se20和Se30處理的產量較Se0處理分別增加 10.56%、12.59%，Se20處理比Se10處理增加 11.64%，Se30處理比Se20處理增加 1.83%；孕穗期噴施硒肥，Se10、Se20和Se30處理產量較Se0處理分別增加1.68%、6.46%和 5.8%，Se20處理比Se10處理增加4.69%，Se30處理比Se20處理減少0.62%；灌漿期噴施硒肥，Se10、Se20、Se30處理較Se0處理依次減少2.3%、 9.34%、15.98%，Se20處理比Se10處理減少 7.21%，Se30比Se20處理減少7.33%。拔節期和孕穗期噴施硒肥，冬黑1206和臨黑131產量整體上表現為隨著噴硒濃度增加而增加，灌漿期反之。

從噴硒時期(表1)看，Se10處理下冬黑1206孕穗期和灌漿期籽粒硒產量比拔節期高 3.99%、 0.33%，灌漿期較孕穗期籽粒產量低 3.53%；孕穗期Se20處理籽粒產量比拔節期和灌漿期高 4.85%、10.75%；孕穗期、灌漿期Se30處理籽粒產量比拔節期低 1.52%、16.89%，灌漿期比孕穗期低15.61%。臨黑131孕穗期、灌漿期Se10處理的籽粒產量比拔節期分別高出 11.99%、 9.78%，灌漿期比孕穗期低1.97%；孕穗期Se20處理比拔節期高5.02%，灌漿期比孕穗期低 8.76%；孕穗期Se30處理的產量比拔節期高 2.49%，灌漿期Se30處理分別比拔節期、孕穗期低16.97%、18.99%。可見，孕穗期噴施硒肥黑小麥產量均增加，其中Se20處理的產量最高。

表1 不同處理對黑小麥產量的影響Table 1 Effect of different treatments on yield of black-grained wheat kg·hm-2

2.2 葉面噴施硒肥對黑小麥籽粒硒含量的影響

從噴硒濃度(圖1)看，拔節期噴施時，Se10、Se20和Se30處理的冬黑1206籽粒硒含量較Se0處理依次增加0.02、0.06和0.52 mg·kg-1，Se20處理比Se10處理增加0.04 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加0.46 mg·kg-1；孕穗期噴施時，Se10、Se20和Se30處理較Se0處理依次增加0.08、0.45和0.53 mg·kg-1，Se20處理比Se10處理增加0.38 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加0.07 mg·kg-1；灌漿期噴施時，Se10、Se20和Se30處理較Se0處理依次增加0.07、0.10和0.78 mg·kg-1，Se20處理比Se10處理增加0.03 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加1.00 mg·kg-1。三個時期均隨噴施硒濃度增加，籽粒硒含量增加。

從噴硒時期(圖1)看，冬黑1206孕穗期Se10處理比拔節期籽粒硒含量高0.06 mg·kg-1，灌漿期Se10處理籽粒硒含量比拔節期高0.06 mg·kg-1，比孕穗期Se10處理籽粒硒含量低 0.002 mg·kg-1。孕穗期Se20處理比拔節期籽粒硒含量高0.40 mg·kg-1，灌漿期Se20處理比拔節期高0.04 mg·kg-1，比孕穗期低0.35 mg·kg-1。孕穗期Se30處理比拔節期籽粒硒含量高0.006 mg·kg-1，灌漿期Se30處理分別比拔節期和孕穗期Se30處理籽粒硒含量高0.59、 0.58 mg·kg-1。可見，噴硒時期越晚，籽粒硒積累量越高，以灌漿期Se30處理的冬黑1206籽粒硒含量增幅最高。

相同時期圖柱上不同字母表示硒濃度處理間差異顯著。圖2同。Different letters above the columns at the same stage indicate significant differences among selenium treatments.The same in figure 2.圖1 不同處理下冬黑1206籽粒硒含量Fig.1 Grain selenium content of Donghei 1206 under different treatments

從噴硒濃度(圖2)看，拔節期噴施時，Se10、Se20和Se30處理的臨黑131籽粒硒含量較Se0處理依次增加0.01、0.44和0.67 mg·kg-1，Se20比Se10處理增加0.43 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加0.23 mg·kg-1；孕穗期噴施時，Se10、Se20和Se30處理較Se0處理依次增加0.01、0.27和0.31 mg·kg-1，Se20處理比Se10處理增加0.26 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加 0.04 mg·kg-1；灌漿期噴施時，Se10、Se20和Se30處理較Se0處理依次增加0.04、0.45和1.10 mg·kg-1，Se20處理比Se10處理增加0.41 mg·kg-1，Se30處理比Se20處理增加 0.65 mg·kg-1。隨著噴硒濃度增加，三個時期的籽粒硒含量均相應增加。

從噴硒時期(圖2)看，臨黑131孕穗期Se10處理籽粒硒含量比拔節期高0.01 mg·kg-1，灌漿期Se10處理分別比拔節期和孕穗期Se10處理高0.04、0.04 mg·kg-1。孕穗期Se20處理籽粒硒含量比拔節期低0.16 mg·kg-1，灌漿期Se20處理比拔節期、孕穗期分別高0.02、0.18 mg·kg-1。孕穗期Se30處理籽粒硒含量比拔節期低0.34 mg·kg-1，灌漿期Se30處理籽粒硒含量分別比拔節期和孕穗期Se30處理高0.45、0.80 mg·kg-1。可見，三個時期中灌漿期Se20、Se30處理的籽粒硒含量增加最明顯，以Se30處理最高。

圖2 不同處理下臨黑131籽粒硒含量Fig.2 Grain selenium content of Linhei 131 under different treatments

2.3 噴硒濃度與籽粒硒含量相關性分析

相關分析表明，噴硒濃度與冬黑1206(圖3)和臨黑131(圖4)籽粒硒含量均呈極顯著的正相關(r=0.780**和r=0.811**)。

圖3 冬黑1206噴硒濃度及籽粒含量的相關關系Fig.3 Correlation between selenium spray concentration and grain selenium content of Donghei 1206

圖4 臨黑131噴硒濃度及籽粒硒含量的相關關系Fig.4 Correlation between selenium spray concentration and grain selenium content of Linhei 131

3 討 論

關于葉面噴施硒肥對小麥產量的效應，前人已經做了較多研究，多數側重于普通白粒小麥。合理施用硒肥可以有效增加農作物的產量[14-17]，噴硒增加小麥產量原因在于可以顯著影響其穗數[13]；也有研究表明，噴硒對小麥籽粒產量影響不明顯[18-20]，這可能與試驗小麥品種、硒肥種類、噴施濃度、噴施時間等因素有關。從本研究結果看，黑小麥品種、噴硒濃度、噴硒時期對產量影響程度不同。總體來講，拔節期和孕穗期噴施硒肥對冬黑1206和臨黑131均有一定增產效果，可能因為此時期是黑小麥營養生長階段，硒肥吸收利用轉化效率較高，在一定程度上促進了植株生長[21]。而灌漿期噴施硒肥導致黑小麥產量略有增加或降低，可能是由于該階段黑小麥植株有效穗數及籽粒已初步形成，噴施硒肥后葉片養分循環再分配阻礙了養分由葉片向籽粒的轉移[22]，其減產機理有待于進一步研究。可見，黑小麥生長前期噴施高濃度硒肥(20 mg·L-1和30 mg·L-1)有利于黑小麥增產，生長后期應以低濃度(10 mg·L-1)為主。

葉面噴施硒肥是提高小麥籽粒硒含量的重要途徑。籽粒硒含量與小麥品種、噴硒濃度、硒肥種類和噴硒時期等均有很大關系。一般來講，隨著噴硒濃度增加籽粒中硒含量也呈增加趨勢[9,13,16,20]。本研究發現，不同時期噴硒濃度與籽粒硒含量存在正相關關系。富硒小麥的籽粒硒含量為0.15～0.30 mg·kg-1[12]。本研究中，不施硒肥時籽粒硒含量僅為0.01 mg·kg-1；不同生育期噴施10 mg·L-1亞硒酸鈉，籽粒硒含量均小于0.1 mg·kg-1；冬黑1206在灌漿期噴施20 mg·L-1亞硒酸鈉使其籽粒硒含量最接近富硒標準。臨黑131孕穗期噴施20 mg·L-1的亞硒酸鈉溶液使籽粒硒含量達到0.30 mg·L-1。3個時期噴施30 mg·L-1硒肥都會造成籽粒硒含量大于0.30 mg·kg-1。噴施時期越晚，籽粒硒積累程度越高，這與前人研究結果一致[22]。

綜上所述，在黑小麥產量和硒營養同步提升的前提下，推薦亞硒酸鈉適宜噴施時期為孕穗期，噴施濃度介于10～20 mg·L-1之間。關于葉面噴施硒肥對黑小麥籽粒加工品質的影響有待于進一步研究。