施硒对紫云英硒积累及土壤硒状况的影响

吴一群 林琼 颜明娟 陈子聪 张辉 高洋帅

摘 要 通过设置7个不同的施硒（Na2SeO3）水平（0、0.5、1、2、4、8、16、32 mg/kg），研究硒对紫云英（Astragalus sinicus）硒积累及土壤硒状况的影响。结果表明：硒肥对紫云英株高、茎粗、生物量等生长性状影响不明显；随着施硒量的增加，紫云英含硒量也随之增加，两者相关性（r=0.99**）达到极显著水平；随着硒肥用量的增加，硒肥利用率不断下降，不同处理硒肥利用率为0.89%～3.25%；随着施硒量的增加，土壤中的全硒和有效硒含量也随之增加，但是土壤中硒的残留率却有着相反的趋势，不同处理硒的残留率为41.82%～82.64%。

关键词 硒；紫云英；土壤；吸收；积累

中图分类号 S551.9 文献标识码 A

Effects of Selenium Application on Selenium Accumulation of Astragalus sinicus and Selenium Status in Soils

WU Yiqun1， LIN Qiong1， YAN Mingjuan1， CHEN Zicong1， ZHANG Hui1*， GAO Yangshuai2

1 Institute of Soil and Fertilize， Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou，Fujian 350013， China

2 Agriculture bureau of Changtai county in Fujian province， Changtai，Fujian 363900， China

Abstract An experiment was carried out to study the effects of applying selenium with different seven concentrations（0， 0.5， 1， 2， 4， 8， 16， 32 mg/kg）on selenium accumulation of Chinese milk vetch（Astragalus sinicus）and selenium status in soils. The results indicated that selenium application did not exert its significant positive influence on stem diameter and height， and biomass. However， Chinese milk vetch selenium content was increased with the increment in the selenium supplementation level， and there were greatly significant correlation（r=0.99**）between them. The utilization rate of selenium fertilizer was decreased with the increment in the selenium supplementation level， and the utilization rates of selenium fertilizer were 0.89%-3.25% under different treatments. The concentrations of total selenium and available selenium in soil were increased with the increment in the selenium supplementation level， but the residual rate of selenium in soil had the opposite trend， and the residual rates of selenium were 41.82%-82.64% under different treatments.

Key words selenium；Astragalus sinicus；soil；absorption；accumulation

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.01.005

硒是人体必需的微量元素，硒缺乏可引起多种疾病，膳食中硒含量与消化道癌症等发病率呈负相关[1]。福建省处于土壤呈酸性红壤区，土壤中的硒与铁或鋁容易形成复合物[2-3]，大大降低了植物对硒的吸收，硒进入食物链受阻，使可利用硒的含量减少，红壤区土壤普遍存在着缺硒现象[4-5]。紫云英（Astragalus sinicus）为黄芪属，乃富硒植物，在我国南方稻区冬闲田中广泛种植。植物通过硒的吸收把无机硒转化为有机硒降低了硒的毒性[6]，富硒紫云英不仅可以作为青草饲料用于动物补硒[7]，还可以作为蔬菜为人体直接补硒[8]，同时可以作为富硒大米生产的有机硒源[9]，因此富硒紫云英的栽培有着重要的意义。前人研究表明通过外源喷施硒肥能够提高紫云英硒含量[10]，但是对于通过土壤施用的方法研究硒对紫云英生长及硒在土壤中的积累转化规律还鲜有报道。本文通过在水稻土中添加不同量的外源硒研究紫云英对硒的吸收积累及硒在土壤中的积累转化规律，以期为富硒紫云英种植以及外源硒的施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料及试验设计

供试紫云英品种（系）为福建省农科院土肥所繁育的“闽紫6号”，种子经消毒、浸泡12 h后播种，每盆播种10粒。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验设8个处理，Na2SeO3的用量分别0、0.5、1、2、4、8、16、32 mg/kg（处理代号分别Se0、Se1、Se2、Se3、Se4、Se5、Se6、Se7），其它肥料每个处理都一样，磷用过磷酸钙300 mg/kg，钾用氯化钾70 mg/kg，所有肥料与土壤拌匀一次性施入，每盆装土10 kg，每个处理3次重复，共24盆，供试土壤有效硒15.49 ug/kg，全硒0.30 mg/kg，pH 6.22，有机质19.8 g/kg，堿解氮166.6 mg/kg，有效磷35.36 mg/kg，速效钾88.33 mg/kg。

1.2.2 分析测定方法 紫云英收获后测定株高、茎粗等生长指标，然后用去离子水洗涤干净，装于纸袋中105 ℃杀青30 min，70 ℃烘干称重。植株及土壤样品均用硝酸-高氯酸（4 ∶ 1）消解，用氢化物发生-原子荧光法测定硒含量[11]。以0.1 mol/L KH2PO4溶液提取测定土壤有效硒含量[12]。硒残留率为植株收获后土壤增加的含硒量占原施硒量的百分率。

1.2.3 统计分析方法 原始数据的分析采用Excel 2003版软件处理，数据统计分析采用DPS12.5版软件。

2 结果与分析

2.1 不同硒施用量对紫云英生长的影响

如表1所示，Se0～Se7处理的植株的株高在49.89～59.22 cm之间、茎粗在0.55～0.62 cm之间，单株干重在4.51～5.08 g之间；对处理之间的株高、茎粗及单株干重进行方差分析，除Se2与Se4处理茎粗出现明显差异外，其它都未表现出明显的差异，表明硒肥的施用不会影响紫云英的正常生长。

2.2 不同硒施用量对紫云英硒积累及硒肥利用率的的影响

如图1所示，随着施硒量的增加，紫云英硒含量也随之增加，Se0～Se7处理紫云英植株硒含量为0.07～2.93 mg/kg，土壤施硒量和植株硒含量之间的相关性达到了极显著水平（r=0.99**）；与Se0处理相比，Se1～Se7处理植株硒含量分别增加了2.25～42.95倍。从硒肥的利用效率来看（图2），Se1～Se7处理硒肥利用率为0.89%～3.25%，随着硒肥施用量的增加，硒肥利用率不断下降。

2.3 不同施硒量对土壤全硒含量及硒残留率的影响

如图3所示，随着施硒量的增加土壤中全硒的含量增加，Se0～Se7处理土壤全硒含量为0.29～6.40 mg/kg，与Se0相比，Se1～Se7处理土壤全硒含量增加65.02%～2 106.84%，施硒能提高土壤全硒含量。

从硒在土壤中的残留率来看（图4），Se1～Se7处理硒在土壤中的残留率为41.82%～82.64%，且随着硒施用量的增加呈下降的趋势，这与硒肥利用效率的变化趋势一致，说明施用大量硒肥的情况下，施入土壤中的硒大部分通过其它的途径损失掉了。

2.4 不同施硒量对土壤有效硒的影响

如图5所示，Se0～Se7土壤有效硒含量为15.30～74.37 ug/kg，随着施硒量的增加土壤有效硒含量也不断增加；与Se0相比，Se1～Se7处理有效硒含量分别增加3.44%～386.06%；对土壤全硒含量与有效硒含量进行相关分析（图6），两者之间的相关系数达到了极显著水平（r=0.98**）。

3 讨论

本试验中，随着硒肥用量的增加，紫云英植株硒含量也明显的增加，施硒量与紫云英含硒量之间的相关性达到了极显著水平（r=0.99**），最高硒施用量处理Se7（32 mg/kg）紫云英植株的硒含量比不施硒处理提高了29.3倍，达到了2.93 mg/kg，且植株中的硒含量存在着继续增加的趋势（见图1），而其他研究人员通过外源喷施亚硒酸钠紫云英硒含量最高可达到10 mg/kg以上[10，13]，其可能原因是本试验采用的是土壤施硒的方法，外源的亚硒酸钠在施入土壤以后将产生转化、固定及挥发等作用[14]，影响了紫云英植株对硒的吸收。但是如果以0.01～0.10 mg/kg鲜样硒含量作为富硒蔬菜标准（DB6124.01-2010），本试验中硒肥施用量为0.5 mg/kg时，紫云英硒含量比不施硒肥处理增加了2.25倍（见图1），达到了富硒蔬菜的标准。与其他作物在高硒环境中严重影响作物生长的情况不同[15]，高量施硒并不会影响紫云英的生长，说明紫云英作为聚硒类植物对高硒环境具有良好的适应能力，符合硒污染修复植物的要求[16]，可作为硒污染修复植物进行利用。

可溶性的亚硒酸钠施入土壤后，可发生SeO32-的吸附、沉淀、氧化还原等物理、化学反应与土壤结合，可被微生物吸收而转化为生物态有机硒，使可溶态硒转变成非可溶态，这是土壤吸收、保持硒的主要机制[17]。随着硒肥用量的增加土壤中的全硒和有效硒含量也不断增加，为植物对硒的吸收利用提供了基础[18]。本试验随着施硒量的增加土壤有效硒含量也不断增加，两者之间相关系数达到了极显著水平（r=0.98**）。吴雄平[19]、武体侠等[20]研究表明低溶度硒对土壤酶活性有不同程度的激活效应，而高溶度硒对土壤酶会产生抑制作用。因此在硒肥施用的过程中其对环境的影响是一个需要考虑的重要因素。本试验中硒肥的利用率只有0.89%～3.25%（见图2），随着硒施用量的增加其利用率不断下降，这与胡华锋等[21]在紫花苜蓿上的研究结果相似，大部分的硒肥残留在土壤中或通过其它途径损失掉。从硒在土壤中的残留率来看，土壤中的残留率为41.82%～82.64%（见图4），随着硒肥用量的增加硒在土壤中的残留率不断下降，说明在大量硒肥施用的情况下，硒肥将通过生物甲基化作用[22-23]和淋失[24]两个途径损失，崔晓阳等[25]研究推测生物甲基化作用并非其主要的损失途径，那么淋失就是造成外源硒损失的主要途径，这可能会引起水体的硒污染[26-27]。因此在富硒紫云英种植的过程中应该谨慎大量施用硒肥，对于如何提高硒肥利用率，以及硒肥施用对环境的影响还需要进一步的研究。

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