外源硒對水稻硒吸收和轉運的影響

摘 要：【目的】研究新疆南疆氣候條件下水稻主栽品種噴硒肥的吸收轉移特征，分析硒肥種類與濃度交互作用對水稻籽粒硒含量的影響，為新疆南疆富硒水稻的種植生產提供理論依據。

【方法】以新疆南疆阿克蘇地區主栽水稻品種新稻11號為材料，采用納米硒、亞硒酸鈉和有機硒類的硒肥，設置2.5、5、10和20 mg/L 4個噴施濃度的組合試驗，研究葉面噴施硒肥對水稻植株硒吸收和轉運的影響。

【結果】硒肥處理均可顯著提高稻米中的硒含量。籽粒、精米、葉片和莖部中的硒含量均隨硒肥濃度的增加而提高；3種硒肥對稻米的富硒效果為有機硒gt;亞硒酸鈉gt;納米硒。噴施納米硒肥時大部分硒積累在谷殼和米糠中，精米中的硒含量提高較少，而噴施有機硒和亞硒酸鈉則使籽?；蚓椎奈烤@著提高。

【結論】20 mg/L的有機硒和亞硒酸鈉對水稻硒生物強化的效果最佳，使精米硒含量分別提高到0.88和0.72 mg/kg。

關鍵詞：外源硒；水稻；吸收；轉運；硒生物強化

中圖分類號：S511 ""文獻標志碼：A ""文章編號：1001-4330（2025）01-0103-07

收稿日期（Received）：

2024-05-10

基金項目：

新疆維吾爾自治區重點研發計劃項目“南疆富硒農產品關鍵技術研究及應用示范”（2022B03008-3）

作者簡介：

凌瀝（1998-），男，四川大竹人，碩士研究生，研究方向為生態工程，（E-mail）2467419517@qq.com

通信作者：

翟輝（1992-），女，內蒙古人，副教授，博士，研究方向為土壤金屬的遷移轉化，（E-mail）zhaihui@xju.edu.cn

張云舒（1975-），女，新疆人，副研究員，研究方向為農業廢棄物利用，（E-mail）zhangxl1994@sina.com

0 引 言

【研究意義】硒是一種對人體和動物均十分重要的微量元素［1-3］，施用外源硒肥是硒生物強化的主要措施，近年來葉面噴施外源硒已有相關研究。通過葉面噴施硒肥，硒元素可以直接供給到水稻葉片，相比土壤施硒能夠減少硒肥損失提高利用率［4，5］，且避免了硒通過土壤淋溶遷移而產生的環境問題［6］。植物對硒的吸收和積累與外源硒的種類和濃度密切相關?！厩叭搜芯窟M展】目前常見硒肥主要為無機硒肥（硒酸鹽和亞硒酸鹽）和有機硒肥（氨基酸螯合型硒肥、腐植酸型硒肥等）［7］。葉面噴施硒酸鹽和亞硒酸鹽均可顯著提高水稻籽粒的硒含量，且亞硒酸鹽的效果顯著優于硒酸鹽［8-11］。噴施有機硒肥也能使水稻達到很好的富硒效果［7，12-15］。與此同時，硒納米顆粒具有生物活性高、細胞毒性低、比表面積大等特性，且可以被植物吸收轉運并同化為其它形態的硒，因此納米硒肥的應用前景也有文獻探究［10，16，17］。適宜的硒肥施用量能夠有效地增加水稻的硒含量，但如果施用的硒肥量過高，則會對水稻的生長發育產生負面影響［18-20］。

新疆天然富硒土壤主要分布于巴音郭楞蒙古自治州焉耆回族自治縣和博湖縣、阿克蘇地區溫宿縣及新疆生產建設兵團第二師30團，總面積約0.93×104 hm2（14×104畝）［21，22］，新疆水稻在上述區域均有種植。張棟等［23］研究發現，在新疆水稻主產區（包括南疆）44個稻田的土壤中，可被水稻吸收的土壤有效硒含量較低（平均值為0.054 mg/kg），80%的水稻籽粒未達富硒水稻國家標準（0.04 mg/kg），在富硒土壤仍需進行外源硒生物強化提升水稻籽粒硒含量?！颈狙芯壳腥朦c】葉面施硒是生物強化有效的外源施硒措施之一，影響其施用效果的因素是硒肥種類、施硒量。在確定適宜南疆地區氣候和主栽品種條件下，需研究合理的硒肥施用制度，是新疆生產富硒水稻的關鍵問題。【擬解決的關鍵問題】選擇納米硒、無機硒（亞硒酸鈉）和有機硒3類主要硒肥，設置4個施硒濃度（2.5、5、10和20 mg/L）［15，24-25］，在新疆南疆阿克蘇地區水稻田進行葉面噴施硒肥試驗，研究水稻植株各部位硒吸收轉移特征與分布規律，分析硒肥種類與濃度交互作用對水稻籽粒硒含量的影響，為新疆南疆富硒水稻的種植生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 試驗區概況

試驗設在新疆農業科學院溫宿水稻試驗站（阿克蘇市溫宿縣托乎拉鄉）。試驗區屬溫帶大陸性氣候，年均氣溫10.1℃，年均降水量65.4 mm、蒸發量1 883.6 mm，土壤類型為潮土。溫宿縣托乎拉鄉綠色富硒土地2 505.5 hm2，無公害富硒土地397.3 hm2，土壤硒平均含量0.38 mg/kg。試驗地塊土壤總硒含量0.29 mg/kg。試驗田灌淤土基本性質：pH值8.7，總氮1.5 g/kg，堿解氮72.9 mg/kg，有效磷26.7 mg/kg，速效鉀92 mg/kg，有機質22.4 g/kg，總硒0.29 mg/kg。

1.1.2 水稻品種

水稻（Oryza sativa L.）品種為溫宿縣主栽品種新稻11號。外源硒為納米硒（2.5% Se）、亞硒酸鈉（44.7% Se）和有機硒（2.5% Se）三種，購于湖北貝采利烏斯生物科技有限公司。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

2022年5月播種水稻，當年9月收獲。葉面噴施硒肥2次，噴施時間為揚花期（8月10日）和灌漿期（8月25日），每次噴施量為1 000 L/hm2。試驗設置亞硒酸鈉、有機硒和納米硒3種硒肥，4個濃度梯度（2.5、5、10和20 mg/L），外加不施硒的空白對照，共計13個處理。每個處理3個重復，每個試驗小區面積為20 m2（4 m×5 m）。噴施硒時將硒試劑溶解于蒸餾水中配制成硒肥母液，再加自來水稀釋至所需濃度，用電動噴霧器噴施。

1.2.2 測定指標

水稻成熟收獲時，使用五點取樣法在每個小區采集水稻并帶回實驗室進行預處理。水稻用自來水洗凈后，再用去離子水清洗整株，將其分為根、莖、葉和籽粒4個部位。谷穗全部脫粒后混勻，根據常規農業生產習慣，將谷粒樣品置于室外陽光下曬干，其他部位樣品皆裝入信封袋置于105℃烘箱內殺青0.5 h，調至65℃烘干至恒重后，稱量各部位樣品的干重。精米由小型精米機將籽粒進一步加工得到，水稻各部位及精米的總硒含量采用原子熒光光譜法測定，測定儀器為液相色譜-原子熒光聯用儀，檢測依據為DZ/T 0253.2-2014。

1.3 數據處理

硒的轉運系數（TF）計算公式：TF莖/葉=C莖/C葉；TF籽粒/莖=C籽粒/C莖；TF根/葉=C根/C葉；TF根/莖=C根/C莖（C代表濃度）。

試驗數據采用SPSS 26.0進行方差分析，采用Duncan法進行多重比較，差異顯著采用One way ANOVA法進行分析，采用Excel 2021進行數據處理及制圖。

2 結果與分析

2.1 不同硒肥處理對水稻各部位硒含量的影響

研究表明，不同硒肥處理對水稻根、莖、葉、籽粒和精米的硒含量均較CK有不同程度提高，且各部位硒含量與施硒量均呈正比。施用硒肥2.5～20 mg/L，納米硒處理下根、莖、葉、籽粒和精米中硒含量較CK分別增加0.15～0.22、0～0.13、0.12～0.67、0.03～0.33、0.03～0.28和0.01～0.05 mg/kg，亞硒酸鈉處理分別增加0.08～0.29、0.01～0.21、0.07～1.17、0.09～1.02、0.02～0.37和0.06～0.65 mg/kg，有機硒處理分別增加0.04～0.15、0.01～0.37、0.11～0.98、0.11～1.30、0.03～0.49和0.08～0.82 mg/kg。

施用硒肥為2.5～10 mg/L時，3種硒肥處理下硒在水稻根部中含量最高，其次是葉和籽粒，而莖和精米中的含量最低。當施用硒肥為20 mg/L時，納米硒處理水稻各部位硒含量呈葉（0.81 mg/kg）gt;根（0.58 mg/kg）gt;籽粒（0.43 mg/kg）gt;莖（0.24 mg/kg）gt;精米（0.12 mg/kg）；亞硒酸鈉處理和有機硒處理下水稻葉（1.31和1.11 mg/kg）和籽粒（1.12和1.40 mg/kg））中硒含量均較高，精米（0.72和0.88 mg/kg）和根（0.53和0.51 mg/kg）次之，而莖（0.32和0.48 mg/kg）中硒含量最低。圖1

亞硝酸鈉和有機硒處理下硒含量均顯著高于納米硒處理。3種硒肥處理下，精米硒含量和硒肥濃度間均呈線性相關，且R2分別為0.932 3、0.979 7和0.927 9，均達極顯著相關水平（Plt;0.01）。其中，亞硒酸鈉和有機硒處理的回歸系數（0.033和0.039 9）大于納米硒處理（0.002 5），而其截距值相對接近，亞硒酸鈉和有機硒對精米硒含量的提升效果優于納米硒，即隨著硒肥濃度的增加，有機硒和亞硒酸鈉處理的精米硒含量提高較多。圖2

2.2 不同硒肥處理對水稻硒轉運的影響

研究表明，施硒的種類和濃度顯著影響著水稻不同部位的轉運系數（Plt;0.001），TF根/莖、TF根/葉及TF莖/葉隨著施硒濃度的升高呈逐漸降低的趨勢，葉面噴施硒肥濃度越高，硒元素會更易于累積在葉片或莖部，不易向下轉移。各施硒肥處理的TF莖/葉值均小于對照處理，TF籽粒/莖值均大于對照處理且均大于1，噴施外源硒肥后，大部分仍滯留在葉片中，硒不易從葉片向莖部轉運，但是較容易由莖部進入籽粒。其中，噴施20 mg/L的亞硒酸鈉，TF籽粒/莖值相比對照提高了2.9倍。表1

2.3 不同硒肥處理下水稻各部位硒含量相關性

研究表明，僅納米硒肥處理下，精米與根部的硒含量呈極顯著相關，皮爾遜相關系數為0.841。噴施亞硒酸鈉和有機硒時，精米與莖、葉和籽粒的硒含量之間均顯著相關，與根部硒含量無顯著相關性（Plt;0.01）。表2

3 討 論

3.1

試驗研究發現，相比不噴施硒肥的處理，噴施不同種類和濃度的硒肥對水稻籽粒、精米、葉片、莖部和根部中的硒含量均有不同程度的提高，其中納米硒對籽粒和精米硒含量的提高率在33%～342.8%和10.6%～80.3%。Wang等［26］研究也發現在灌漿期噴施25～100 μmol/L納米硒，可以顯著提高糙米中的硒含量。王亞萍［15］在灌漿期噴施20 mg/L納米硒時，精米硒含量相比對照提高了96%。石呂等［18］噴施40 g/hm2有機硒肥時，精米的硒含量較CK提高了46.9%，而研究噴施相同濃度有機硒肥時的精米硒含量相較CK提高了1237.9%。研究試驗田土壤pH值等基本理化性質與前者相近，水稻生長期以及噴施時間和次數較一致，試驗結果的差異可能是因為不同水稻品種葉面吸收轉運硒的能力不同［27］。此外，前者試驗田位于江蘇，該地區降雨多且雨熱同期，葉面噴施硒肥后易被雨水沖刷，硒肥在葉面留存時間短。而新疆南疆干旱少雨，水稻噴施硒肥后基本不受雨水干擾，硒肥有充足的時間被葉面吸收轉運，硒肥吸收利用率高，可減少硒肥使用量節約成本。

不同硒肥種類處理對水稻各部位的硒含量均較CK有不同程度提高，且富硒效果呈現有機硒gt;亞硒酸鈉gt;納米硒，與前人研究結果一致［12， 25］。除根部外，籽粒、精米、葉片和莖部中的硒含量均隨著硒肥濃度的增加而提高，對精米硒含量與硒肥濃度的相關性分析，得到各硒肥處理下精米硒含量與硒肥濃度的擬合線性方程。

3.2

對不同硒肥處理下精米與根、莖、葉、籽粒間的硒含量相關性進行分析發現，噴施亞硒酸鈉和有機硒時，精米硒含量與莖、葉和籽粒的硒含量之間均呈極顯著相關關系（Plt;0.01），而與根部硒含量無顯著相關性。納米硒處理的精米硒含量與莖、葉、籽粒，包括根部的硒含量也呈極顯著相關關系（Plt;0.01）。一定程度上表明亞硒酸鈉和有機硒被莖葉吸收積累后再向籽粒轉運，不易向根部運移積累。而納米硒則會向根部轉運積累，根部硒含量與施硒濃度正相關，與管文文［28］的研究結果一致。納米硒處理，相較于另外2種硒肥，其TF根/莖較大而TF莖/葉較小，表明噴施的納米硒肥被葉片吸收后并不能高效地運往莖部，且容易由莖向下轉運，從而籽粒的富硒效果弱于有機硒和無機硒，晏娟等［29］也發現葉面對納米硒肥吸收累積能力不弱，但硒由莖葉向籽粒轉移的效果較差。

4 結 論

葉面噴施不同種類和濃度的硒肥對稻米中的硒含量均有顯著提高，水稻除根部外，其余各部位的硒含量與噴施硒肥的濃度呈正相關，精米硒含量和硒肥濃度間呈顯著的線性關系。不同硒肥之間，有機硒和亞硒酸鈉使精米中的硒含量顯著提高，最多提高至0.88和0.72 mg/kg，而納米硒肥對精米中的硒含量最多提高至0.12 mg/kg，硒在谷殼和米糠中積累相對較多。有機硒肥對水稻的富硒效果優于亞硒酸鈉，且兩者均高于納米硒肥。目前新疆富硒大米地方標準仍不夠完善，進行水稻硒生物強化時，確定適宜硒肥種類及其施用濃度。

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Effects of exogenous selenium on its uptake and translocation in rice

LING Li1，ZHAI Hui1，ZHANG Yunshu2，SHAO Huawei2，

TANG Guangmu2，GE Chunhui2，XU Wanli2，YANG Jianjun1，3

（1." College of Ecology and Environment，Xinjiang University，Urumqi 830017， China；2. Institute of Soil， Fertilizer and Agricultural Water Conservation， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi" 830091， China；3. Key Laboratory of Oasis Ecology， Ministry of Education （Xinjiang University），Urumqi" 830017， China）

Abstract：【Objective】 To explore the characteristics of selenium uptake and transport in rice under the conditions of the local climate and main varieties in southern Xinjiang， and to clarify the effect of interaction between selenium fertilizer type and concentration on selenium content in rice grains in the hope of providing theoretical basis for the planting and production of selenium-enriched rice in southern Xinjiang.

【Methods】" The main rice variety Xindao 11 in Aksu， southern Xinjiang was used as the material， and the selenium（Se） fertilizer of nano-Se， sodium selenite and organic Se were applied to set up four spraying concentrations of 2.5， 5， 10 and 20 mg/L， then the effects of foliar spraying of Se fertilizer on Se uptake and transport in rice plants were studied.

【Results】 The results showed that different Se fertilizer treatments significantly increased the Se content in rice.The Se content in grains， polished rice， leaves， and stems increased with the increase of Se fertilizer concentration.The Se-enriched effect of three types of Se fertilizers on rice was： organic Se gt; sodium selenite gt; nano-Se.When spraying nano-Se fertilizer， most of the Se accumulated in rice husk and rice bran， and the Se content in polished rice increased not too much; while spraying organic Se or sodium selenite significantly increased the Se content in grain or milled rice.

【Conclusion】" In summary， 20 mg/L organic Se or sodium selenite has the best effect on Se biofortification of rice， and the Se content of polished rice is increased to 0.88 and 0.72 mg/kg.

Key words：exogenous selenium; rice; uptake; transport; selenium biofortification

Fund projects：Research and Application Demonstration of Key Technologies of Selenium-Rich Agricultural Products in Southern Xinjiang （2022b03008-3）

Correspondence author： ZHAI Hui（1992-） ，female， from Inner Mongolia， associate professor， research direction：migration and transformation of soil metals，（E - mail）zhaihui@xju.edu.cn

ZHANG Yunshu（1975-），female，from Xinjiang，associate researcher，research direction：utilization of agricultural waster，（E-mail）zhangxl1994@sina.com