外源硒肥对农作物生长、品质及营养元素含量的影响

Effects of Exogenous Selenium Fertilizer on Crop Growth, Quality and Nutrient Element Content

阚学飞 Xuefei KAN , 胡萍 Ping HU , 陈彬 Bin CHEN

深圳市芭田生态工程股份有限公司广东深圳 518057 Shenzhen Batian Ecological Engineering Co., Ltd., Shenzhen, Guangdong 518057, China

Author notes:

Correspondence to: 陈彬(1962—)，男，大学本科，深圳市芭田生态工程股份有限公司首席专家，副总农艺师，研究方向为肥料产业与农业生物资源开发利用；chen666938@126.com

摘要：

微量元素硒具有多种生物学功能，对动植物生长发育及人体健康具有重要意义。在通过食物摄取的硒达不到体内需求的情况下，将硒化合物施用到种植的农作物上生产富硒农产品，既有利于人体吸收，又可避免人体补硒过量，使硒的利用变得安全可靠。综述了外源硒肥对农作物的生长发育、品质、富硒能力以及与其他营养元素相互作用等方面的研究进展。开发富硒农作物新品种与研究硒肥施用新技术相结合，将对富硒生态农业的发展起到有力的促进作用。

关键词：

硒; 硒肥; 农作物; 生长发育; 品质; 营养元素;

Abstract：

Trace element selenium has many biological functions and has great significance to the growth and development of animals and plants and human health. Under the condition that the selenium uptake through food can not meet the needs of the body, applying selenium compounds to planted crops in order to produce selenium rich agricultural products is not only conducive to human absorption, but also be able to avoid excessive selenium supplement, so that the utilization of selenium is both safe and reliable. The research progress of exogenous selenium fertilizer on crop growth and development, quality, selenium enrichment ability and interaction with other nutrient elements is reviewed. The combination of developing new varieties of selenium rich crops and studying new technology of selenium fertilizer application will strongly promote the development of selenium rich ecological agriculture.

Keyword：

selenium; selenium fertilizer; crop; growth and development; quality; nutrient element;

硒(Se)是环境中重要的生命元素，是人体和动物体必需且无法自身合成的微量元素，环境中硒过量或者缺乏均会导致人和动物产生疾病。有文献报道，克山病和大骨节病的发生可能与硒缺乏有着密切联系^[1-2]；硒还具有防癌、抗肿瘤、提高肌体免疫力和延缓衰老的功效^[3]。此外，癌症的发病率和死亡率与硒的地理分布呈显著负相关。对我国13个省市的营养调查表明，我国成人每日硒摄入量仅为26.63 μg，远低于中国营养学会、国际硒研究学会的推荐值50、60 μg。因此，如果仅仅依靠天然食物中的硒很难满足人体的基本需求，容易导致人体处于低硒状态，对人体健康造成潜在威胁。研究表明，在适宜浓度下，硒元素可以促进农作物生长发育并提高农作物的产量和品质^[4-5]。杨兰芳等^[6]通过外源施用硒肥，提高了农作物硒含量，开发出易被人体吸收利用的富硒农作物，具有广阔的发展前景。近年来，深圳市芭田生态工程股份有限公司(以下简称深圳芭田公司)在农作物施硒效果方面开展了大量试验，获得了一系列研究成果，自主研发出芭田多肽硒肥，对缓解缺硒地区硒营养问题、提高人体健康水平等具有重要的意义。

1 农作物对硒的吸收能力

土壤和大气中的硒是植物体内硒的主要吸收来源。植物对硒的吸收程度取决于植物的种类^[7]。根据植物对硒的吸收能力，可将植物分为聚硒植物和非聚硒植物两大类，聚硒植物通常被称为“硒指示植物”^[8]。研究表明，农作物中的十字花科植物油菜对硒的积聚能力最强，其次为豆科植物，谷类最低，小麦对硒的积聚能力是谷类作物中最强的^[9]。

近年来，深圳芭田公司分别在黄瓜、空心菜、红薯、水稻等农作物上开展了叶面喷施常规亚硒酸钠和芭田多肽硒肥的试验，结果表明：叶面喷施2种硒肥后，农作物体内硒含量均有不同程度的提高；各种农作物对硒的吸收能力不同，叶面喷施硒肥对作物体内硒含量的影响程度由大到小的顺序均为水稻＞黄瓜＞空心菜＞红薯。

2 硒对农作物的作用及其影响

2.1 施用硒肥对农作物生长发育的影响

一般而言，植物的生长与硒含量有很大的关系，施用适量的硒确实能促进植物生长发育，反之硒含量过高则会抑制植物生长。李登超等^[10]在水培小白菜试验中发现，营养液中硒质量浓度低于1.0 mg/L时，能够促进小白菜生长发育；但当硒质量浓度高于2.5 mg/L时，小白菜生长发育受到明显抑制，产量也会降低。黄爱缨等^[11]的研究发现，硒对水稻生长具有双重作用，其含量在一定范围内，水稻对硒的积累量随硒含量增加而增加；当硒含量超过一定值时，则水稻会发生不同程度的硒中毒，抑制水稻的生长。吴永尧等^[12]通过盆栽土培与水培相结合，研究了水稻对硒元素的富集作用以及硒对水稻生长的影响，发现施用适量硒肥可以增强根系的还原能力、促进分蘖、增加株高、提高产量。

深圳芭田公司在硒与作物生长发育方面也开展了大量试验研究，发现施用芭田多肽硒肥和常规亚硒酸钠均能促进水稻生长发育，但喷施芭田多肽硒肥的稻穗更长更大，且颗粒饱满，空壳少；从图 1和图 2可看出，喷施芭田多肽硒肥的水稻千粒质量、亩产量和硒含量分别增加了7.7%、11.8%、10.3%，均达到了显著水平，但水稻穗长和单穗粒数未达到显著差异。这与前期学者的研究结果相似，充分证实了适量施硒对农作物生长发育具有促进作用。

图 1

施用硒肥对水稻生长的影响

图 2

施用硒肥对水稻中硒含量的影响

2.2 施用硒肥对农作物品质和硒含量的影响

大量试验表明，硒能改善多种作物的品质，其主要原因是硒可以参与调控植物的光合及呼吸作用，抵御植物体内自由基的伤害，同时还可以拮抗重金属，提高植株的抗逆性，从而改善作物品质。孙发仁^[13]研究富硒蔬菜时发现，施硒处理不仅能提高蔬菜中硒和蛋白质的含量，而且能提高氨基酸的含量，尤其是人体必需的多种氨基酸，含量有较大幅度的增长。王淑珍等^[14]的研究结果表明，在适宜浓度范围内，蒜头的维生素C、可溶性糖和硒含量随着喷施的硒肥浓度提高而逐渐增加，特别是硒含量随着喷施硒肥浓度的提高明显增加，证明喷施硒肥对大蒜蒜头品质有明显改善作用。周大寨^[15]通过土培试验发现，施用适量硒肥时，花椰菜花球中的蛋白质、总糖及还原糖的含量显著提高，改善了花椰菜的品质。

深圳芭田公司在开展外源施用硒肥对黄瓜品质影响试验时发现(见图 3)，与施用普通肥料相比，施用常规亚硒酸钠的黄瓜，其维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白质和硒的含量分别增加了8.2%、5.8%、10.2%和275.5%；而施用芭田多肽硒肥的黄瓜，其维生素C、可溶性糖、可溶性蛋白质和硒的含量分别增加了14.7%、9.2%、18.0%和650.1%，均达到显著水平。试验结果表明，施用芭田多肽硒肥对黄瓜品质的改善效果优于常规亚硒酸钠的。

图 3

施用硒肥对黄瓜品质的影响

2.3 施用硒肥对农作物营养元素吸收的影响

Arvy等^[16]的研究发现，植物吸收含硒营养元素时，会影响植株对其他营养元素的吸收。一般认为，在硒的生理浓度范围内，施用硒肥可以促进植物对S、P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn、Mo等元素的吸收；而在硒胁迫下，植物对营养元素的吸收值降低。韩丹等^[17]通过烟叶盆栽试验发现，土壤施硒(常规亚硒酸钠)4.4 mg/kg时，烟叶根、茎、叶中矿质元素N、P、K、Ca、Mg、Mn、Zn、Cu的含量达到最大值。李登超等^[10]的研究表明，施硒能提高小白菜地上部中N、Ca、Mg、Mn、Zn的含量以及地下部中N、S的含量；降低小白菜地上部中P、K、S的含量以及地下部中P、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn的含量；无论是小白菜的地上部还是地下部，体内硒的含量均与营养液中硒的浓度呈显著正相关。

深圳芭田公司在红薯(见图 4)和空心菜(见图 5)施硒效果试验过程中也发现了类似规律。与施用普通肥料相比，施用常规亚硒酸钠的红薯中锌质量分数提高13.3%，硒质量分数提高122.2%；空心菜中锌质量分数提高15.0%，硒质量分数提高237.3%。施用芭田多肽硒肥的红薯中锌质量分数提高20.4%，硒质量分数提高233.3%；空心菜中锌质量分数提高18.9%，硒质量分数提高250.1%，效果更加显著。试验结果表明，施用外源硒肥不仅可以提升红薯和空心菜中硒的含量，还促进了作物对锌元素的吸收，并且施用芭田多肽硒肥对营养元素的吸收促进作用更佳。

图 4

施用硒肥对红薯中锌、硒含量的影响

图 5

施用硒肥对空心菜中锌、硒含量的影响

3 硒在农作物上的应用前景

在当前硒摄入量普遍不足的情况下，如何合理、安全地满足人和动物对硒的需求，保护人和动物的健康是亟需解决的问题。近年来，随着对硒元素认识的逐渐加深，人们对于富硒产品的生产和开发越来越认同，硒肥开始在各种蔬菜、水果等农作物上得到应用^[18-20]。有关资料表明^[21]，有机硒的生物活性高而毒性远低于无机硒的，即无机硒不易被人体吸收利用，过量食用后在体内积累对人和动物有一定的毒害；另外，有机硒特别是植物中普遍存在的硒蛋氨酸，可在人体中储存，需要时可合成人体必需的硒酶。基于此，深圳芭田公司研发出多肽硒肥，通过人工强化有机硒素提高农作物中硒的含量，从而达到人体补硒的目的。通过作物生产将硒有机化，提高食物链硒水平将是从源头调控硒营养和预防硒缺乏的根本措施。在农业生产中，开发富硒农作物新品种与研究硒肥施用新技术相结合，将对富硒生态农业的发展起到有力的促进作用。

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