全 文 :麦类作物学报 2015,35(3):408-412
Journal of Triticeae Crops doi:10.7606/j.issn.1009-1041.2015.03.18
网络出版时间:2015-3-7
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20150307.1628.008.html
叶面喷施硒肥对裸燕麦产量和品质的影响
收稿日期:2014-10-27 修回日期:2014-11-25
基金项目:国家燕麦荞麦产业技术体系项目(CARS-08-B-4)
第一作者E-mail:zhangxinjun_agr@126.com
通讯作者:胡跃高(E-mail:Huyuegao@cau.edu.cn)
张新军1,2,杨 才2,曾昭海1,田长叶2,胡跃高1
(1.中国农业大学农学与生物技术学院,北京100193;2.张家口市农业科学院,河北张家口075000)
摘 要:为了解裸燕麦叶面喷硒效应,以优质高产裸燕麦品种坝莜1号为材料,在三叶期、拔节期、抽穗
期和成熟期前10d叶面喷施不同量硒肥,形成6个处理,分析了叶面喷施硒肥对裸燕麦坝莜1号经济性状、
产量、籽实品质及硒含量的影响。结果表明,喷施硒肥对于裸燕麦的经济性状、籽粒产量、生物产量、粗脂肪含
量、淀粉含量均没有显著影响(P>0.05),而对籽粒粗蛋白质含量和全硒含量有显著的增加作用,其中在三叶
期和拔节期喷施1号硒肥1 500g·hm-2、抽穗期和成熟期前10d喷施2号硒肥6 000g·hm-2条件下,籽粒
粗蛋白含量最高,达到18.9%,但硒肥喷施量对籽粒粗蛋白含量的影响缺乏规律性。随着硒肥喷施量的增加,裸
燕麦籽粒硒含量呈逐渐增加的趋势。在最大喷施量即三叶期和拔节期喷施1号硒肥2 100g·hm-2、抽穗期和成熟
期前10d左右喷施2号硒肥8 400g·hm-2条件下,籽粒硒含量最高,达到83.5μg·kg
-1。
关键词:裸燕麦;叶面;硒肥;产量;品质
中图分类号:S512.6;S318 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2015)03-0408-05
Effect of Se Foliar Fertilizer Rate on Yield
and Quality of Naked Oat(Avena nuda)
ZHANG Xinjun1,2,YANG Cai 2,ZENG Zhaohai 1,TIAN Changye2,Hu Yuegao1
(1.Colege of Agronomy and Biotechnology,China Agricultural University,Beijing 100193,China;
2.Zhangjiakou Academy of Agricultural Sciences,Zhangjiakou,Hebei 075000,China)
Abstract:In order to study the Se accumulation ability and provide technical guidance to Se accumula-
tion cultivation technology in Bashang area of north Hebei province.High quality and high yield naked
oat(Avena nuda)variety Bayou No.1was used to investigate the variation of economic characters,
yield,grain quality,Se contents under applying two kinds of Se foliar fertilizer at six quantities at four
stages(No.1fertilizer:0,9 00,1 200,1 500,1 800,2 100g·hm-2 at three leaves stage and jointing
stage;No.2fertilizer:0,3 600,4 800,6 000,7 200,8 400g·hm-2 at heading stage and 10days be-
fore maturity).The results showed that the economic characters,grain yield,biomass,crude fat con-
tent and starch content of naked oat grains were not affected significantly by applying Se foliar fertiliz-
er(P>0.05),but the crude protein and Se contents are improved.The highest protein content is
18.9%under treatment 3(No.1fertilizer:1 500g·hm-2 at three leavesl stage and jointing stage;No.
2fertilizer:6 000g·hm-2 at heading stage and 10days before maturity),but the protein contents did
not varied regularity.As the increase of Se foliar fertilizer,the Se content in naked grain increased.
The highest Se content of naked oat grain was 83.5μg·kg
-1 with the largest Se foliar fertilizer rate
treatment(No.1fertilizer:2 100g·hm-2 at three leaves stage and jointing stage;No.2fertilizer:
8 400g·hm-2 at heading stage and 10days before maturity).
Key words:Foliar;Se fertilizer;Naked oat;Yield;Quality
在20世纪50年代,硒被确定为哺乳动物的
必需元素[1]。许多研究证明,高硒摄入量与低癌
症风险、抗病毒感染能力的增强以及免疫系统相
关[2-7]。世界上许多地区(包括从中国东北延伸到
中南部地区的一条长条带,涉及黑龙江部分地区、
吉林、辽宁、河北、山西、四川、浙江省以及内蒙古
自治区等省份)的土壤中含硒量非常低,这些地区
的食物系统中硒含量也很低[8]。裸燕麦(A.nu-
da)俗称莜麦,是我国北方传统的粮食作物和饲
料、饲草作物。裸燕麦面的蛋白质含量达15.6%,
脂肪含量达8.8%,高于小麦、水稻、玉米、高粱
米、小米、大麦、黄米、荞麦等作物,且燕麦蛋白质
中还富含人体必需的8种氨基酸,脂肪中不饱和
脂肪酸的比例达40.2%~42.2%。此外,燕麦中
还富含多种维生素、矿物质、膳食纤维以及其他谷
物中没有的皂苷等物质。燕麦麸皮可以降低血清
胆固醇水平和血糖水平。对于麸质过敏症患者也
具有很好的食疗作用[9]。在几种常见的谷类作物
(小麦、水稻、玉米、大麦、燕麦)中,小麦的硒蓄积能
力最强,而燕麦的硒蓄积能力最弱[10]。有关硒元素
在小麦、水稻、大麦、皮燕麦(A.sativa)等作物中吸
收、利用等方面的研究[11-14],国内外都已经有了很多
的报道,而在裸燕麦中此方面的研究较少。
随着对裸燕麦保健功能的开发,裸燕麦作为
功能性谷物食品近年来也得到越来越多国人的青
睐。内蒙、河北、山西是我国裸燕麦的传统三大主
产区,但这些地区土壤普遍缺硒,加之燕麦对硒的
积蓄能力相对较低,因此不利于裸燕麦对硒的富
集。施用硒肥是提高谷类作物硒含量的主要途径
之一,而叶面喷硒能够通过叶片吸收快速高效地
将硒输送到籽粒中,但目前有关裸燕麦叶面喷硒
效应的研究尚未见报道。本研究以优质高产裸燕
麦品种坝莜1号为材料,在三叶期、拔节期、抽穗
期和成熟期前10d叶面喷施不同量硒肥,探讨了
硒肥喷施量对裸燕麦产量和品质的影响,以期为
裸燕麦高产、优质富硒栽培技术提供科学的理论
依据和技术指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料及试验地概况
裸燕麦(Avena nuda L.)坝莜1号由河北省
张家口市农业科学院提供,硒肥分为1号和2号
两种(含硒量均为0.02%),由沈阳绿道农牧业科
技有限公司提供。
试验地在河北省张家口市农业科学院张北县
喜顺沟基地进行(41°3′54″N,114°4′18″E),张北
县地处河北省西北部、内蒙古高原南缘的坝上地
区,属中温带大陆性季风气候,年均日照时数
2 897.8h,年均气温2.6℃,无霜期90~110d,
年均降水量约300mm。本试验中,燕麦生长期
(2013年5-9月)内降水量为284.5mm。播前
耕层土壤含有机质10.8g·kg-1、有效氮52.6
g·kg-1、有效磷31.6g·kg-1和有效钾58.1
g·kg-1,土壤pH 7.33。前茬作物为马铃薯,试
验地土壤为栗钙土。
1.2 试验设计
试验为完全随机设计,共设6个处理,分别在
三叶期和拔节期喷施1号硒肥,灌浆期和成熟前
10d左右喷施2号硒肥。每个时期1号和2号硒
肥均为6个喷施水平,详见表1。小区面积20m2
(4m×5m),行距30cm,共3次重复。整个生育
期未施其他肥料。2013年5月20日播种,基本
苗为4.5×106 株·hm-2,8月25日收获,人工镰
刀收割,留茬2cm,每小区实收2m2 分别测定秸
秆产量和籽粒产量,成熟后室内考种测定株高、穗
长、每穗小穗数、穗粒数、穗粒重、千粒重等。
1.3 品质指标测定
收获后取籽粒采用半微量凯氏定氮法测定粗
蛋白含量;采用索氏提取法测定粗脂肪含量[15];
利用酸水解法测定淀粉含量[16];利用原子吸收分
光光度计测定籽粒矿物质元素含量;利用原子荧
光光度计测定籽粒硒含量。
1.4 数据分析
采用SPSS16.0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 硒肥喷施量对裸燕麦单株经济性状的影响
硒肥喷施后,裸燕麦的株高、穗长和每穗小穗
数均较对照(CK)有所增加,穗粒重则降低(表
2),但各性状与对照差异均不显著(P>0.05),说
明喷施硒肥对裸燕麦经济性状的影响微弱。
·904·第3期 张新军等:叶面喷施硒肥对裸燕麦产量和品质的影响
2.2 硒肥喷施量对裸燕麦生物产量、籽粒产量及
其构成的影响
喷施硒肥后,裸燕麦穗数的范围为244.0×
104~271.7×104 株·hm2,穗粒数的范围为62.3
~66.6,千粒重的范围为23.2~24.6g,籽粒产量
的范围为3 633.5~4 050.2kg·hm-2,生物产量
的范围为12 133.9~12 984.0kg·hm-2,与对照
(CK)的差异均没有达到显著水平(P>0.05)
(表3),说明喷施硒肥对裸燕麦产量性状没有明
显的影响。
2.3 硒肥喷施量对裸燕麦籽粒粗蛋白、粗脂肪、
β-葡聚糖及硒含量的影响
喷施硒肥后,裸燕麦籽粒的粗蛋白含量范围
为17.5%~18.9%,均高于对照(CK),其中C2~
C4处理与对照差异显著(P<0.05),但喷硒处理
间差异不显著。喷施硒肥处理的粗脂肪含量和淀
粉含量与对照的差异均不显著(P>0.05)。喷施
硒肥处理的籽粒全硒含量均显著增加,增幅为
528.6%~1 092.9%,且随着硒肥喷施量的增加,
裸燕麦的全硒含量呈逐渐增加的趋势(表4)。
表1 不同时期两种硒肥的喷施量
Table 1 Application rate of Se fertilizers on naked oat at different growing stages g·hm-2
处理代号
Treatment code
1号肥Fertilizer 1
三叶期
Three leaves stage
拔节期
Jointing stage
2号肥Fertilizer 2
灌浆期
Filing stage
成熟前10d
10days before mature
CK 0 0 0 0
C1 900 900 3 600 3 600
C2 1 200 1 200 4 800 4 800
C3 1 500 1 500 6 000 6 000
C4 1 800 1 800 7 200 7 200
C5 2 100 2 100 8 400 8 400
表2 硒肥喷施量对裸燕麦单株经济性状的影响
Table 2 Effect of different Se fertilizer application rates on plant agronomic characters of naked oat
处 理
Treatment
株 高
Plant height/cm
穗 长
Spike length/cm
每穗小穗数
Spikelest per spike
穗粒重
Grain weight per spike/g
CK 143.2±6.0a 17.0±1.4a 28.9±4.2a 1.97±0.39a
C1 143.9±1.5a 17.3±1.3a 30.8±2.6a 1.94±0.27a
C2 151.5±1.8a 17.6±0.6a 31.0±1.4a 1.67±0.21a
C3 144.9±8.0a 16.7±0.6a 28.5±3.0a 1.93±.023a
C4 142.9±15.4a 17.7±1.3a 29.4±6.2a 1.76±0.30a
C5 140.5±12.8a 17.5±1.6a 30.0±1.0a 1.70±0.52a
同一列中标以不同字母的值处理间差异显著(P<0.05)。下同
Values folowed by different letters within a column are significantly different among treatments at 0.05probability level.The same
are as in folowing tables
表3 硒肥喷施量对裸燕麦籽粒产量及其构成和生物产量的影响
Table 3 Effect of different Se fertilizer application rates on grain yield,yield components and biomass of naked oat
处 理
Treatment
穗 数Spikes
/(×104 hm-2)
穗粒数
Grains per spike
千粒重
1000-grain
weight/g
籽粒产量
Grain yield
/(kg·hm-2)
生物产量
Biomass
/(kg·hm-2)
CK 242.4±19.9a 65.3±13.7a 23.6±0.2a 3 816.9±325.3a 12 600.6±1 915.8a
C1 271.7±10.2a 66.1±1.4a 23.8±1.2a 4 050.2±180.3a 12 233.9±1 929.7a
C2 269.3±10.7a 62.7±11.9a 23.2±1.0a 3 700.2±278.4a 12 133.9±1 556.8a
C3 244.0±22.7a 62.3±2.8a 24.6±1.7a 3 633.5±503.3a 12 934.0±2 010.9a
C4 271.6±7.9a 63.5±10.2a 24.5±0.2a 4 200.2±360.6a 12 984.0±1 629.8a
C5 246.3±21.6a 66.6±5.4a 24.6±0.3a 3 933.5±115.5a 13 417.3±1 241.4a
·014· 麦 类 作 物 学 报 第35卷
表4 硒肥喷施量对裸燕麦粗蛋白、粗脂肪、淀粉、全硒含量的影响
Table 4 Effect of different Se fertilizer application rate on crude protein content,
crude fat content,starch content,and Se content of naked oat grain
处 理
Treatment
粗蛋白含量
Crude protein content/%
粗脂肪含量
Crude fat content/%
淀粉含量
Starch content/%
全硒含量
Se content/(μg·kg-1)
CK 15.9±1.82b 6.46±0.38a 53.5±1.39a 7.0±1.7e
C1 17.5±1.44ab 6.67±0.31a 54.3±3.42a 44.0±5.2a
C2 18.1±1.21a 6.27±0.38a 53.4±2.34a 57.9±5.2b
C3 18.9±0.43a 6.20±0.31a 53.4±1.72a 60.3±2.6c
C4 17.5±0.81a 6.71±0.41a 54.9±2.37a 73.9±7.0c
C5 18.2±0.42ab 6.64±0.16a 54.4±2.42a 83.5±5.2d
3 讨 论
3.1 硒肥对裸燕麦产量的影响
硒能够影响植物生长发育及农作物的品
质[17]。有研究显示,适量施硒可增强水稻种子活
力,提高秧苗素质,促进分蘖早生快发育,并且在
盆栽、小区和大面积条件下水稻施硒均表现出很
好的增产效果[18];周遗品等也认为,适量施硒对
水稻的生长有一定的促进作用,产量明显提
高[19]。硒可通过在小麦体内吸收转化促进其生
长发育,从而提高小麦的产量和改善品质[20]。目
前有关硒肥效应的相似报道还有许多[21-23]。本试
验中,与不喷施硒肥处理相比,喷施不同量的硒肥
对于裸燕麦的单株经济性状、籽粒产量和生物产
量都没有显著影响,这与前人在其他作物上的研
究结果有所不同。这可能与燕麦的硒蓄积能力较
弱[10]、水分需求特性[24]、干旱胁迫有关,但具体原
因有待进一步试验分析。
3.2 硒肥喷施量对裸燕麦品质的影响
有研究认为,适量施硒可提高春小麦叶片的
叶绿素含量,增强植物的光合作用,还能提高植物
组织中可溶性蛋白质的含量[25]。适量施硒会使
水稻中的蛋白质和大多数氨基酸含量增加,以土
壤施硒量为2μg·g
-1时水稻籽粒中蛋白质和大
多数氨基酸含量达到最高,分别比对照增加15%
和18%[19]。本试验中,所有喷施硒肥处理的粗蛋
白含量均高于对照,说明喷施硒肥对于裸燕麦籽
粒蛋白合成和积累有促进作用,这与前人在小麦
和水稻上的研究结果一致。但随着硒肥喷施量的
增加,裸燕麦籽粒的粗蛋白含量并没有明显变化,
可能是由于在2013年裸燕麦生长后期,降雨量较
往年大且伴有大风发生,各处理都发生不同程度
倒伏,从而对籽粒的灌浆产生了一定的影响,进而
影响籽粒的N积累。另外,硒肥的喷施范围不够
大也可能是造成此结果的原因。根据 HB001/T-
2013规定,天然食品的原粮硒含量为20~280
μg·kg
-1[26]时,即可称为富硒天然食品。本试验
中不喷施硒肥的情况下,裸燕麦籽粒的硒含量仅
为7.0μg·kg
-1,远未达到此标准。而喷施硒肥
后,裸 燕 麦 籽 粒 硒 含 量 达 到 44.0~83.5
μg·kg
-1,超过了富硒食品标准规定的下限
20μg·kg
-1,但远未达到280μg·kg
-1的上限。
因此,增加硒肥喷施量到多大才能使得裸燕麦籽
粒硒含量既能增加到接近富硒食品的上限又不会
对裸燕麦生长产生抑制作用,并且不会对环境产
生污染还需进一步研究。
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·214· 麦 类 作 物 学 报 第35卷