不同硒形态和施硒方式对小麦硒吸收利用的影响及残效 作物学报    2022, 48 (6): 1516-1526.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2022.11038

表1 2012年小麦播前0~20 cm土层土壤基本理化性质

正文中引用本图/表的段落

为了确定改善小麦硒营养的硒肥调控措施, 分析不同施硒方法对小麦硒农艺强化的可行性, 在陕西永寿典型缺硒土壤上开展2年定位试验。第1年, 以生产硒含量100 μg kg -1的小麦籽粒为最低目标, 设置不施硒、土施硒酸钠、叶喷硒酸钠、土施亚硒酸钠、叶喷亚硒酸钠5个处理, 用量分别为0、15、18、700、45 g Se hm-2, 研究不同硒价态和施硒方式对小麦产量、硒含量、硒吸收利用的影响, 第2年各小区一分为二, 一半秸秆移出, 一半秸秆还田, 不再施硒, 研究硒肥残效。结果表明, 不同硒价态和施硒方式对小麦籽粒产量、秸秆生物量无影响。第1年, 各施硒处理的籽粒硒含量均达到预期目标, 介于109~397 μg kg -1, 面粉硒含量介于101~356 μg kg -1。第2年, 仅土施亚硒酸钠的籽粒、面粉硒含量高于100 μg kg -1, 秸秆还田和不还田间无差异。土施、叶喷硒酸钠和土施、叶喷亚硒酸钠的籽粒硒强化指数分别为4.7、16、0.3、8.0 (μg kg-1) (g hm-2)-1。叶喷硒酸钠的硒肥当季利用率最高, 为7.3%; 土施亚硒酸钠的硒肥累计利用率仅0.3%, 但后效长, 第2季小麦收获后, 土壤有效硒含量最高, 秸秆不还田和还田条件下分别为91 μg kg -1和107 μg kg -1。综上所述, 黄土高原缺硒区, 土施、叶喷一定量的硒酸钠或亚硒酸钠, 均有利于目标硒营养的小麦生产, 土施亚硒酸钠的需用量大, 生产中应关注其后效, 选择适宜的施硒方式和用量, 实现小麦硒强化。

2012年9月至2014年6月, 在陕西省永寿县御驾宫村(34°43′N, 108°10′E)进行田间试验。该地区属温带大陆性季风气候, 海拔992 m, 年均气温11℃, 年均降水量530 mm, 主要集中在7月至9月, 冬春易旱, 作物生长完全依赖自然降水, 为典型的旱作雨养农业区。主要粮食作物以冬小麦为主, 一年一熟。土壤类型为土垫旱耕人为土, 试验开始前0~20 cm土层土壤基本理化性状见表1, 严重缺硒。

分析表明(图1), 施硒和秸秆还田对小麦籽粒产量、秸秆生物量无影响。第1年, 平均籽粒产量、秸秆生物量分别为2305 kg hm-2、2912 kg hm-2; 第2年, 秸秆不还田时, 籽粒产量、秸秆生物量分别为6021 kg hm-2、9014 kg hm-2, 秸秆还田时为6070 kg hm-2、8969 kg hm-2。可见, 黄土高原严重缺硒土壤上, 土施、叶喷硒肥及其残效并不能提升小麦产量。试验中, 第1年小麦籽粒产量、秸秆生物量均不足第2年的一半, 主要由于2012—2013年极度干旱, 生育期降水量仅128 mm, 且80%以上集中在开花至成熟期, 严重影响籽粒产量的形成。

籽粒硒强化指数、硒肥当季和累计利用率是评价硒肥利用效率的关键参数, 对合理施硒具有指导意义, 三者均表现为硒酸钠优于亚硒酸钠、叶喷优于土施, 说明小麦对硒肥的利用效率因硒价态和施硒方式而异。土施硒酸钠、亚硒酸钠1 g Se hm-2, 籽粒硒含量分别增加4.7 μg kg-1和0.3 μg kg-1; 叶喷硒酸钠、亚硒酸钠1 g Se hm-2, 籽粒硒含量分别提高16 μg kg-1和8.0 μg kg-1。其中, 亚硒酸钠的籽粒硒强化指数与陕西永寿玉米硒肥试验结果相近, 但叶喷高于全国平均值[5.3 μg kg-1 (g hm-2) -1] [8,15]。硒肥利用率与多数作物上的报道结果类似, 整体较低[16,37-38]。如何提高硒肥利用率是目前生产中面临的重大难题。本研究中, 以叶喷硒酸钠18 g Se hm-2最高, 土施亚硒酸钠高达700 g Se hm-2时, 两季小麦的硒肥累计利用率仅有0.3%, 大量硒残留于土壤, 发挥后效。土壤有效硒对籽粒硒含量的贡献也远高于品种[39], 因此, 通过调控硒肥用量实现小麦硒强化的同时, 也应关注亚硒酸钠提高土壤有效硒、改善后季作物硒营养的作用, 发挥硒肥后效。

陕西永寿缺硒土壤的不同硒价态、施硒方式及残效对小麦籽粒产量无影响。施硒当年, 土施、叶喷硒酸钠和土施、叶喷亚硒酸钠用量分别为15、18、700、45 g Se hm-2时, 籽粒硒含量均高于100 μg kg-1; 第2年不施硒, 仅土施亚硒酸钠的籽粒、面粉硒含量实现预期目标。小麦籽粒、面粉硒强化指数和硒肥利用率均表现为: 硒酸钠优于亚硒酸钠, 叶喷优于土施。土施硒酸钠、亚硒酸钠1 g Se hm-2, 籽粒硒含量分别增加4.7 μg kg-1和0.3 μg kg-1; 叶喷硒酸钠、亚硒酸钠1 g Se hm-2, 籽粒硒含量分别提高16和8.0 μg kg-1。叶喷硒酸钠的硒肥当季利用率最高, 为7.3%, 土施亚硒酸钠两年的硒肥累计利用率仅0.3%, 但土壤有效硒残留最高, 后效长。因此, 黄土高原土壤缺硒区, 土施或叶喷一定量的硒酸钠或亚硒酸钠, 均可实现目标籽粒硒小麦的生产, 土施亚硒酸钠需要量大, 但需关注其后效, 实现小麦硒强化和区域人体硒营养健康。

本文的其它图/表

• 图1 不同价态硒和施硒方式的小麦籽粒产量、秸秆生物量及残效
  
• 表2 不同价态硒和施硒方式的小麦籽粒、秸秆、面粉、麸皮硒含量及残效
  
• 图2 不同价态硒和施硒方式的小麦地上部硒积累、分配及残效
  同一器官不同小写字母表示处理间差异达0.05显著水平。
  
• 图3 不同价态硒和施硒方式的小麦籽粒硒积累、分配及残效
  同一器官不同小写字母表示处理间差异达0.05显著水平。
  
• 图4 不同价态硒和施硒方式的小麦籽粒、面粉硒强化指数(2012-2013年)
  不同小写字母表示处理间差异达0.05显著水平。
  
• 图5 不同价态硒和施硒方式的小麦硒肥利用率
  不同小写字母表示处理间差异达0.05显著水平。
  
• 图6 种植两季小麦后不同价态硒和施硒方式的0~20 cm土层土壤有效硒
  不同小写字母表示处理间差异达0.05显著水平。