施硒方式对燕麦产量和籽粒硒含量的影响

王亚南，范雅琦，霍瑞轩，姚涛，郭来春，葛军勇，乔月静

（1山西农业大学农学院，山西太谷 030801；2吉林省白城市农科院，吉林白城 137000；3河北省张家口市农科院，河北张家口 075000）

0 引言

硒作为一种元素，在1817 年由瑞典科学家BERZELIUS 在研究硫酸厂铅室中发现[1]。硒是人体必需元素之一，人体内缺乏硒元素会引起严重的疾病，如大骨节病，克山病等[2-3]。中国许多地区中土壤含硒量非常低，如：内蒙古自治区、吉林、河北、山西、浙江、辽宁省等地区，同时这些地区的食物含硒量也非常少[4]，施用硒肥可以一定程度上缓解这个问题。缺硒会导致疾病，补硒过量又会出现中毒现象，硒元素对于膳食缺乏和中毒水平的范围在(＜40 μg/kg)和(＞400 μg/kg)之间[5-6]。所以，根据每个人不同的身体状况，要合理的补充硒。

燕麦为禾本科一年生草本植物，抗旱，耐寒，对土壤的适应能力强，可以有效地改良盐碱地[1-2]。中国禾本科作物中，燕麦的总产量位于第六位[9]。燕麦又分为皮燕麦和裸燕麦，世界各地主要以种植皮燕麦为主，中国主要种植裸燕麦[10]。燕麦含有丰富的营养元素，还具有保健作用，如：降血糖、降血脂、促进益生菌繁殖、抗氧化以及增强抵抗力[11]等。目前国内对小麦进行外源硒处理的研究较多，对燕麦采用土壤基施硒肥和喷施硒肥的研究较少，因此有效提高燕麦籽粒中硒含量具有重要意义。大量研究表明，通过施用微量元素，可以提高作物可食用部分的微量元素含量[12-15]。因此可通过外源施用硒肥提高其籽粒中硒含量，然而硒对农作物的产量影响具有两面性，适宜的硒含量可以促进作物的生长发育，高浓度的硒会导致农作物的产量下降[16]。本研究通过叶面喷施硒肥和土壤基施硒肥2 种施硒方式，探索不同燕麦品种施硒方式对燕麦籽粒中硒含量以及燕麦产量的影响，以期为筛选适合燕麦品种的施硒方式以及如何有效提升产量提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验区状况

本试验在山西省朔州市山阴县(112°25′E，39°11′N)进行，位于山西省北部，年平均气温为7.6℃，降雨量362.4 mm，无霜期为143 d，土壤为沙壤土，土壤基础理化性状为碱解氮98 g/kg、有效磷16.06 g/kg、速效钾50.70 g/kg、有机质9.41 g/kg、pH 8.29、全硒0.126 mg/kg。

1.2 试验材料

试验所选燕麦品种共20个品种，分别为‘白燕1号’～‘白燕11号’，‘白燕13号’～‘白燕20号’由白城研究所提供，‘坝莜1号’由张家口研究所选育。

硒肥购自苏州硒谷科技，水溶性硒肥(SETEK-BF-003)：有效成分为氨基酸螯合态硒，其中硒含量≥2000 mg/L。含硒有机肥(SETEK-BF-001)：总硒含量≥1000 mg/kg。

1.3 试验设计

燕麦采用条播方式，播种量为150 kg/hm2，行距30 cm。为完全随机区组试验设计，重复3 次，小区面积20 m2，试验1：叶面喷施硒肥分为施硒肥(Se)和不施硒肥(CK)2个处理，在抽穗期前后7 d，2次叶面喷施硒肥，施硒量为300 mL/hm2，兑水至450 L/hm2。试验2：土壤基施硒肥量处理，对照不施硒肥(0 kg/hm2)，低硒(75 kg/hm2)，高硒(150 kg/hm2)。2020 年5 月10 日播种，9 月20 日收获，人工镰刀收获，每小区选取2 m2测产。分别测定2 种不同施硒肥方式下的燕麦籽粒产量，室内考种穗粒、穗粒数、千粒重等产量性状。采用电感耦合等离子体离子发射光谱法(ICP-MS)测定燕麦籽粒中硒含量。

1.4 数据分析

采用SPSS 26.0 软件进行方差分析，其他分析在Microsoft Excel 2003中进行。

2 结果与分析

2.1 叶面喷施硒肥对于不同燕麦品种的产量和籽粒中硒含量影响

由图1 和表1 得出，20 个燕麦品种叶面喷施硒肥后，燕麦品种的穗数、穗粒数、产量与CK 均未达到显著水平(P>0.05)，说明叶面喷施硒肥对燕麦的穗数、穗粒数、产量没有显著影响。‘白燕11号’和‘白燕18号’千粒重与CK 对比均达到显著水平(P＜0.05)，千粒重比CK分别提升了10.27%、9.36%。叶面喷施硒肥后穗数的范围为218.00×104～253.33×104株/hm2，穗粒数范围为61.00～68.00 粒，千粒重的范围为21.10～26.13 g，产量的范围为2768.77～3233.63 kg/hm2。20个燕麦品种未喷施硒肥前，‘白燕9 号’产量最高，为3254.40 kg/hm2；在叶面喷施硒肥后，‘白燕4 号’产量最高，为3233.19 kg/hm2，但与CK无显著差异。

表1 叶面喷施硒肥对于不同燕麦品种各产量因素的影响

图1 叶面喷施硒肥对于不同燕麦品种各产量因素的影响

由图2得出，叶面喷施硒肥后，20个不同的燕麦品种籽粒中硒含量大幅度增加，其中‘白燕5 号’籽粒中硒含量提升最大，由45.3 μg/kg 提升到304.39 μg/kg。提升了830.01%。其他燕麦品种籽粒中硒含量均有不同程度的提升，说明叶面喷施硒肥可以显著提高燕麦籽粒中硒含量。叶面喷施硒肥后籽粒中硒含量范围为46.35～271.95 μg/kg，CK 处理下籽粒中硒含量范围为18.26～165.00 μg/kg，燕麦籽粒中硒含量增幅为7.93%～830.01%。大部分燕麦品种籽粒中硒含量均与CK 差异显著(P<0.05)，因此叶面喷施硒肥是提升燕麦籽粒中硒含量的有效方式。

图2 叶面喷施硒肥对于不同燕麦品种籽粒硒含量的影响

2.2 基施硒肥对于不同燕麦品种的产量和籽粒中硒含量的影响

由图3和表2得出，土壤基施硒肥后，个别燕麦品种的穗数、穗粒数、千粒重与产量等性状与CK差异达到显著水平(P<0.05)，穗数在低硒量下范围为215×104～237×104株/hm2，在高硒量下范围为213×104～239×104株/hm2，穗粒数在低硒量下范围为64～72粒。高硒量下范围为62～69粒，在2个施硒量下‘白燕7号’穗粒数显著提升(11.35%)。‘白燕10号’穗粒数与CK 差异显著，随着施硒量的增加穗粒数呈现出先上升后下降的趋势，在低硒量下提升了5.58%，在高硒量下下降了2.03%。千粒重在低硒量下范围为21.73～24.63 g，高硒量下范围为21.40～24.50 g。随着施硒量的增加，‘白燕18 号’的千粒重显著提升，分别提升了6.89% 、9.34% 。 低硒量下产量范围2700.89、3279.54 kg/hm2，高硒量下产量范围为2668.42～3222.75 kg/hm2。‘白燕10 号’在低硒量下产量提升最大(13.33%)，‘白燕7 号’在高硒量下产量提升最大(9.28%)。‘白燕15 号’和‘白燕20 号’随着施硒量的增加，产量呈先上升后下降的趋势。在低硒量下，产量分别提升了4.99%、4.82%。在高硒量下，产量分别下降了6.41%、5.84%。

表2 土壤基施硒肥对于不同燕麦品种各产量因素的影响

图3 土壤基施硒肥对于不同燕麦品种各产量因素的影响

由图4 得出，不同燕麦品种土壤基施硒肥效果不同，大部分燕麦品种的籽粒中硒含量均与CK 差异显著(P<0.05)。‘白燕2号’在低硒量下籽粒中硒含量提升最大(16.60%)。‘白燕8号’在高硒量下籽粒中硒含量提升最大(36.43%)。‘白燕10号’和‘白燕14号’随着施硒量的增加籽粒中硒含量呈显著下降趋势。而‘白燕9号’在低硒量下，籽粒中硒含量提升了6.53%，在高硒量下，籽粒中硒含量下降了12.16%。大部分燕麦品种随着施硒量的提升，籽粒中硒含量随之提升。土壤基施硒肥后，低硒量下增幅为2.09%～16.60%，其中‘白燕2 号’增幅最大；高硒量下增幅为0.82%～36.43%，其中‘白燕8 号’增幅最大。由此说明，适量的硒会促进燕麦籽粒中硒含量，但要根据不同燕麦品种对于硒耐受程度的不同选择适宜的施硒量，从而更安全有效的提高籽粒中硒含量。

图4 土壤基施硒肥对于不同燕麦品种籽粒硒含量的影响

3 结论

本试验得出，燕麦各单株性状以及产量的影响表现为：土壤基施硒肥>叶面喷施硒肥，籽粒硒含量的影响表现为叶面喷施硒肥>土壤基施硒肥。不同燕麦品种的富硒能力不同，对不同品种燕麦采取同一施硒量时，籽粒硒含量的提升不同，叶面喷施硒肥对于籽粒硒含量的提升更加显著，而基施硒肥对于燕麦的单株性状以及千粒重，产量差异显著。综上所述，以增产、改良品种性状为目标，选择基施硒肥效果比较好；以提高籽粒硒含量为目标，选择叶面喷施硒肥效果好。全面提高燕麦的产量以及籽粒硒含量应合理将喷施硒肥和基施硒肥合理配施施用，以达到最佳效果。

4 讨论

4.1 叶面喷施硒肥对于不同燕麦品种产量和籽粒硒含量的影响

通过对燕麦不同品种的产量构成因素以及籽粒中硒含量等指标的分析，发现叶面喷施硒肥对于株高、穗长、穗数、以及产量的影响未达到显著水平，而籽粒中硒含量可以显著提高，这与张军新[17]等研究相似。本试验中喷施硒肥后均显著的提高了燕麦籽粒中硒含量，其中‘白燕5号’喷施硒肥后籽粒中硒含量提升最大，由45.3 μg/kg提升到304.39 μg/kg，提升了830.01%。说明施用适量的硒肥可以使燕麦达到富硒食品的范围。研究发现[18]，叶面喷施硒肥对于水稻的产量没有显著影响，硒不能作为提高作物的必需营养元素，但玉米叶面喷施硒肥后，不仅可以提高玉米籽粒中硒含量，还可以提高玉米产量，当浓度过高时，会造成植株叶片灼烧，直接影响玉米的产量[19]。在不同燕麦品种叶面喷施硒肥后，籽粒中硒含量显著增加，籽粒产量提高[20]。硒在100、200、300 mg/kg这3个浓度梯度时，燕麦不受伤害的安全浓度范围内，喷施硒肥后籽粒中硒含量显著提高，同时利用300 mg/kg 硒浓度分别对小麦和燕麦进行处理后，燕麦籽粒硒含量显著低于小麦[21]。本试验发现叶面喷施硒肥是提升籽粒中硒含量的有效方式，其中原因可能是硒从叶面直接通过韧皮部转运至籽粒中的过程相比于通过根系吸收转运至籽粒中的过程更加高效。但叶面喷施硒肥对产量以及产量构成因素影响不显著，造成的原因可能是因为叶面喷施硒肥的时间比土壤基施硒肥晚，叶面喷施硒肥在抽穗期前后7 d，硒肥没有在植株幼苗期间对生长发育发挥作用。

4.2 基施硒肥对于不同燕麦品种产量和籽粒硒含量的影响

土壤基施硒肥可以显著提高部分燕麦品种的株高、穗长、穗数以及产量。形成的原因可能是有机硒肥富含大量有机质，有利于提高土壤肥力和燕麦的生长与发育。基施硒肥后，‘白燕10号’在低硒量下产量提升最大(13.33%)，‘白燕7号’在高硒量下产量提升最大(9.28%)。有研究发现[22]，土壤基施硒肥可以显著提高马铃薯成熟植株各器官的硒含量，它可以成为提高食物链硒水平的重要措施。但随着施硒量的增加，有些品种会产生硒毒害现象，如植株矮小，产量降低[23]。‘白燕15号’和‘白燕20号’随着施硒量的增加，产量呈先上升后下降的趋势；在低硒量下，产量分别提升了4.99%、4.82%。在高硒量下，产量分别下降了6.41%、5.84%。因此选择合适的硒用量对于提升燕麦产量有重要意义[24]。研究表明[25]，土壤基施硒肥可以提高苜蓿的生物产量和土壤有效硒含量，促进干物质快速积累。王斐等[26]在研究中也得出了相同的结论，施肥量较小时，梨中果肉和叶片中硒含量与施肥量呈正相关，但当施肥量超过2700 mg/株时，硒含量反而会降低。土壤基施硒肥可提高紫花苜蓿的株高，适量施硒效果显著，但浓度高时，呈现出抑制作用[27]。本试验中也出现相同情况，土壤基施硒肥后，随着施硒量的增加个别燕麦品种籽粒中硒含量呈现出先上升后降低的趋势，如‘白燕9号’在低硒量下，籽粒中硒含量比CK提升了6.53%，在高硒量下，籽粒中硒含量比CK 下降了12.16%。‘白燕1号’也表现出相同的现象，可能一些品种对于硒较敏感，且不同品种间燕麦对于硒的富集能力也有一定的差异[28]。土壤基施硒肥相较于叶面喷施硒肥更有利于植物的生长，但部分品种随着施硒量的增加，籽粒硒含量下降。如何安全有效的提高燕麦籽粒中硒含量，不会对燕麦生长产生抑制作用还需要进一步的研究。