全 文 ：外源硒对大豆产量、植株氮磷含量及土壤
酶活性的影响 3
董广辉1 　陈利军1 3 3 　武志杰1 　肖世盛2 　陈　利2 　雷恩春3
(1 中国科学院沈阳应用生态研究所 ,沈阳 110016 ;2 辽宁省朝阳市土肥站 ,朝阳 122000 ;
3 辽宁农业职业技术学院 ,熊岳 115214)
【摘要】　利用盆栽试验 ,研究了不同浓度、不同价态外源 Se 对大豆产量、N、P 含量及与 N、P 代谢密切联
系的土壤脲酶和磷酸酶活性的影响. 结果表明 ,施用浓度为 0. 25 和 0. 5μg·g - 1土的 Se4 + 和 Se6 + 后 ,大豆
产量、含 N 量及土壤脲酶活性增加 ,大豆含 P 量和土壤磷酸酶活性降低. 当 Se6 + 浓度为 0. 5μg·g - 1土时 ,
大豆植株含 N 量与土壤脲酶活性呈极显著的抛物线相关关系 ; Se6 + 浓度为 0. 25μg·g - 1土时 ,大豆植株含
P 量与土壤磷酸酶活性呈极显著的抛物线相关关系. Se4 + 处理的大豆 N、P 含量和土壤脲酶和磷酸酶活性
均无显著相关关系.
关键词 　外源 Se 　土壤酶活性 　大豆
文章编号 　1001 - 9332 (2003) 05 - 0776 - 05 　中图分类号 　S154. 3 　文献标识码 　A
Effect of exogenous selenium on soybean yield and its total N and P contents and on soil enzyme activities.
DON G Guanghui1 , CHEN Lijun1 , WU Zhijie1 ,XIAO Shisheng2 ,CHEN Li2 ,L EI Enchun3 (1 Institute of A p2
plied Ecology , Chinese Academy of Sciences , S henyang 110016 , China ;2 Chaoyang Soil and Fertilizer Re2
search S tation , L iaoning Province , Chaoyang 122000 , China ;3 L iaoning Prof essional College of A gricultural
Technology , Xiongyue 115214 , China) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . ,2003 ,14 (5) :776～780.
Based on pot experiment with black soil ,the effects of various concentrations and various valence of exogenous se2
lenium on soybean yield and its N and P contents and on soil enzyme activities were studied. The results showed
that applying 0. 25μg·g - 1 soil and 0. 5μg·g - 1 soil of both Se4 + and Se6 + could increase soybean yield and its N
content and promote soil urease activity , but decrease the P content of soybean and soil phosphatase activity.
When the concentration of Se6 + was 0. 5μg·g - 1 soil , there was a significantly parabola relationship between the
N content of soybean and soil urease activity ; and when the concentration of Se6 + was 0. 25μg·g - 1 soil , there
was a significantly parabola relationship between the P content of soybean and soil phosphatase activity. There
were no significant relationships between the N and P contents of soybean and the activities of test soil enzymes
when Se4 + was applied.
Key words 　Exogenous selenium , Soil enzyme activity , Soybean.3 国家重点基础研究发展规划项目 ( G1999011808204)和中国科学院
“引进国外杰出人才”项目.3 3 通讯联系人.
2002 - 07 - 05 收稿 , 2002 - 09 - 02 接受.
1 　引 　　言
Se 是环境中重要的生命元素 ,人畜体内缺 Se
和 Se 含量过高均会导致多种病症[7 ,18 ,19 ] . 在各种生
态系统中 ,通过食物链 ,土壤把 Se 供应给各级生产
者和消费者 ,以满足植物、人畜对 Se 的需求. 中国
土壤全 Se 含量在 0. 006～9. 135μg·g - 1之间 ,平均
含量在 0. 296μg. g - 1 ,假如以 0. 125μg·g - 1作为缺
Se 阈值 ,那么全国大约有 25 %的土壤处于缺 Se 状
态 ,包括潜在性缺 Se 土壤 ,总共约占 40 %. 从区域
分布来看 ,东南沿海土壤 Se 含量普遍较高 ,长江流
域和除四川外的中部省区一般处于中等水平 ,北方
各省土壤 Se 含量则普遍较低[11 ] . 东北黑土区是典
型的缺 Se 地区 ,缺 Se 引起植物生长障碍及人畜缺
Se 病症 ,补 Se 是一个必然的措施.
适量浓度的 Se 可以促进高等植物生长并改良
其品质[4 ,8～10 ,13 ,16 ,20 ,21 ] ,但其机理尚无定论. Se 对
植物的产量与品质的影响可能是通过间接作用实现
的 ,Se 可能会对土壤中的酶类活性产生影响 ,进而
影响植物的养分环境 ,通过影响植物的养分吸收 ,最
终对植物的产量和品质产生作用. 土壤酶的活性反
映了土壤中进行的各种生物化学过程的强度与方
向 ,是土壤的本质属性之一 ,参与土壤中的物质循环
与能量代谢 , 是植物的养分供应的重要驱动
力[6 ,21 ,22 ] ,土壤酶活性与土壤肥力也有密切的关
系[3 ,17 ,23 ,24 ] . 目前国内还没有关于 Se 对土壤酶活
应 用 生 态 学 报 　2003 年 5 月 　第 14 卷 　第 5 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,May 2003 ,14 (5)∶776～780
性影响的报道 ,国外的报道也很少 ,大多是非作物生
长条件下的短期 (30min)效应[1 ,2 ,5 ,15 ] ,未见 Se 对土
壤酶活性长期影响的报道. 本文以东北黑土为供试
对象 ,利用盆栽试验研究不同浓度、不同价态外源
Se 对大豆产量和 N、P 含量及与 N、P 代谢密切联系
的土壤脲酶和磷酸酶活性的影响 ,为土壤酶学及 Se
的植物营养学理论提供基础依据.
2 　材料与方法
211 　材料
21111 供试土壤 　供试土壤为黑土 ,采自黑龙江省海伦县.
风干研磨后过 2mm 筛. 土壤的基本化学性质见表 1.
21112 供试 Se 试剂 　供试 Se 试剂有两种. 其中 6 价 Se 试
剂为硒酸钠 ,4 价 Se 试剂为亚硒酸钠.
21113 供试作物 　盆栽供试作物为大豆 ,品种是黑河 18.
表 1 　供试土壤的化学性质
Table 1 Chemical properties of tested soil
土壤
Soil
type
有机质
O. M
全 N
Total N
全 P
Total P
全 K
Total K
(g·kg - 1)
速 N
Avai2
lable N
速 P
Avai2
lable P
速 K
Avail2
lable K
(mg·kg - 1)
pH
(1∶2. 5)
全 Se
Total Se
(μg·kg - 1)
黑土 40. 70 2. 11 3. 99 18. 97 277. 72 17. 55 123. 09 6. 52 0. 017
Black soil
212 　试验方法
　　试验设 5 个处理 ,每次处理 3 次重复 ,处理 1 为对照
(CK) ,处理 2、3 分别加入 Se 浓度为 0. 25μg·g - 1土 (Se4 + 21)
和 0. 5μg·g - 1土 (Se4 + 22)的亚硒酸钠 ;处理 4、5 分别加入 Se
浓度为 0. 25μg·g - 1土 (Se6 + 21)和 0. 5μg·g - 1土 (Se6 + 22)的硒
酸钠. 试验方法为 :称取 500g 风干土于塑料盆中 ,每盆土施
入底肥尿素、磷酸二铵和硫酸钾 ,含 N、P2O5 和 K2O 各0. 1g.
大豆于 2001 年 5 月 16 日播种 ,按大豆的苗期、结荚期、鼓粒
期和成熟期分别于 2001 年 7 月 5 日、7 月 30 日、9 月 3 日和
10 月 10 日取样 ,分别测大豆产量、N、P 含量和盆栽土壤脲
酶、磷酸酶活性. 土壤脲酶活性测定用尿素残留法 ,磷酸酶
活性测定用对硝基苯磷酸盐法 [12 ] ,大豆产量及全 N、全 P 含
量测定采用常规方法进行 [12 ] .
213 　数据处理
　　数据处理和相关性分析用 SPSS软件进行 [14 ] .
3 　结果与分析
311 　外源 Se 对大豆产量的影响
　　图 1a 和图 1b 分别为亚硒酸钠和硒酸钠对大豆
产量的影响. 从图 1 可知 ,除结荚期外 ,无论施入的
外源 Se 为亚硒酸钠或硒酸钠 ,大豆产量均普遍增
加. 除鼓粒期外 ,外源 Se 浓度在 0. 5μg·g - 1土时比
浓度在 0. 25μg·g - 1土时大豆产量略有增加. 硒酸
钠使大豆产量增长的幅度比亚硒酸钠略大.
312 　外源 Se 对大豆植株 N、P 含量的影响
31211 外源 Se 对大豆植株 N 含量的影响 　图 2a 和
图 1 　外源 Se 对大豆产量的影响
Fig. 1 Effect of exogenous Se on soybean yield.
Ⅰ. 对照 CK , Ⅱ. 0. 25μg·g - 1soil , Ⅲ. 0. 5μg·g - 1soil ;a) Se4 + ,b) Se6 + .
下同 The same below.
图 2 　外源 Se 对大豆含 N 量的影响
Fig. 2 Effect of exogenous Se on total N content of soybean.
图 2b 分别为亚硒酸钠和硒酸钠对大豆植株含 N 量
的影响. 由图 2 可见 ,大豆生长苗期 ,不同浓度的硒
酸盐处理的大豆植株含 N 量显著高于对照 ,Se6 + 浓
度为 0. 50μg·g - 1土的处理 ,其植株含 N 量最高 ,显
著高于 Se6 +浓度为 0. 25μg·g - 1土的处理. 结荚期
7775 期 　　　　　　　　　　　董广辉等 :外源硒对大豆产量、氮、磷含量及土壤酶活性的影响 　　　　　　　　
对照含 N 量显著高于不同浓度硒酸盐处理的大豆
植株含 N 量. 鼓粒期和成熟期硒酸盐处理含 N 量与
对照相比差异不显著. 硒酸盐处理的大豆全 N 含量
比亚硒酸盐处理的更高.
31212 外源 Se 对大豆植株 P 含量的影响 　图 3a 和
图 3b 分别为亚硒酸钠和硒酸钠对大豆植株含 P 量
的影响. 由图 3a 可见 ,在整个生育期中 ,对照的大
豆植株全 P 含量显著高于不同浓度亚硒酸盐处理
的. Se4 + 浓度为 0. 5μg·g - 1土处理苗期大豆植株含
量显著高于 Se4 + 浓度为 0. 25μg·g - 1土处理的 ,其它
生育期二者差异不显著. 由图 3b 可见 ,在苗期 ,对
照的大豆植株全 P 含量均高于不同浓度硒酸盐处
理的. 在其它生育期 ,对照与 0. 5μg·g - 1土 Se6 + 处理
大豆植株全 P 含量无显著差异 ,但二者全 P 含量在
整个生育期各个时期均显著高于浓度为 0. 25μg·
g - 1土 Se6 + 处理的.
图 3 　对源 Se 对大豆含 P 量的影响
Fig. 3 Effect of exogenous Se on total P content of soybean.
313 　外源 Se 对土壤酶活性的影响
31311 外源 Se 对土壤脲酶活性的影响 　表 2 为施
加外源 Se 后不同时期的土壤脲酶活性变化. 从表 2
可见 ,在大豆苗期 ,施入亚硒酸盐后土壤脲酶活性显
著低于对照 ;在结荚期和鼓粒期 ,施入亚硒酸盐后土
壤脲酶活性比对照显著增加 ;在成熟期 Se4 +21 处理
土壤脲酶活性高于对照但差异不显著 ,Se4 +22 处理
土壤脲酶活性显著高于对照. 不同浓度的亚硒酸盐
间比较 ,除在大豆成熟期两浓度差异不显著外 ,其余
时期 0. 5μg·g - 1土的 Se4 + 的土壤脲酶活性均显著高
于0. 25μg·g - 1土 Se4 +处理的.
　　施入硒酸盐后 ,大豆苗期的土壤脲酶活性显著
低于对照 ,其它生育期硒酸盐处理土壤脲酶活性都
显著高于对照. 整个生育时期 0. 5μg·g - 1土 Se6 + 处
理土壤脲酶活性均高于 0. 25μg·g - 1土 Se6 + 处理的
脲酶活性 ,但只在苗期和结荚期差异显著.
　　浓度同为 0. 25μg·g - 1土的 Se4 + 、Se6 + 处理 ,在
鼓粒期土壤脲酶活性无显著差异 ;而在其它时期 ,
0. 25μg·g - 1土的 Se6 + 处理的土壤脲酶活性均显著
高于同浓度的 Se4 + 处理的脲酶活性. 浓度同为0. 5
μg·g - 1土的 Se6 + 与 Se4 + 处理 ,在苗期、结荚期土壤
脲酶活性差异不显著 ,鼓粒期亚硒酸盐处理土壤脲
酶活性显著高于硒酸盐处理的 ,成熟期则相反. 外
源 Se 处理脲酶活性在苗期较低 ,结荚期活性达到最
大 ,之后逐渐降低 ,这与 4 次取样时大豆根系状况基
本相同 ,说明根系代谢对土壤脲酶活性有很大影响.
表 2 　外源 Se 对土壤脲酶活性的影响 3
Table 2 Effect of exogenous Se on soil urease activity( mg·kg - 1·h - 1)
处 理
Treatment
苗 期
Seedling stage
结荚期
Podding stage
鼓粒期
Filling stage
成熟期
Maturing stage
CK 63. 56 (2. 17) a 37. 92 (1. 78) d 33. 98 (2. 02) d 17. 02 (3. 38) c
Se4 +21 32. 70 (3. 08) d 92. 32 (0. 38) c 64. 73 (3. 04) bc 21. 77 (2. 30) bc
Se4 +22 51. 68 (1. 44) b 135. 82 (3. 14) a 90. 98 (3. 74) a 27. 34 (1. 12) b
Se6 +21 37. 60 (1. 48) c 107. 61 (2. 45) b 51. 80 (3. 42) c 72. 73 (1. 94) a
Se6 +22 44. 45 (2. 46) b 136. 42 (1. 87) a 75. 87 (2. 02) b 78. 95 (1. 19) a3括号内为重复间的标准差 ,字母相同表示差异不显著. Values in brackets
represent the standard error of the mean ; the same letter are not si gnificantly dif2
ferent. 下同 The same below.
　　对大豆全 N 含量和土壤脲酶活性间的相关关
系进行研究 ,得表 3 的拟合方程. 从表 3 可以看出 ,
土壤脲酶活性与大豆全 N 含量间呈抛物线相关关
系 ,但只在 Se6 +浓度为 0. 5μg·g - 1土时二者间的相
关关系达到极显著水平 ( y = 0 . 02 x 2 - 4 . 11 x +
228 . 74 , r = 0 . 9967 3 3 ) . 即在本试验实测土壤脲
酶活性范围内 (44 . 45～136 . 42mg·kg - 1土·h - 1 ) ,
表 3 　大豆全 N含量( y)和土壤脲酶活性( x)的相关关系
Table 3 Relationship bet ween total N content ( y) of soybean and soil
urease activity ( x)
处理
Treatment
拟合方程
Regressive equation
Se4 +21 y = - 0 . 01 x 2 + 0 . 21 x + 33 . 68 r = 0 . 4568
Se4 +22 y = - 0 . 01 x 2 + 0 . 51 x + 21 . 26 r = 0 . 5538
Se6 +21 y = 0 . 01 x 2 - 1 . 95 x + 107 . 19 r = 0 . 8976
Se6 +22 y = 0 . 02 x 2 - 4 . 11 x + 228 . 74 　r = 0 . 9967 3 3
当脲酶活性值在 44. 45～105. 88 mg·kg - 1土·h - 1
时 ,大豆含 N 量随土壤脲酶活性增加而降低 ;当脲
酶活性值在 105. 88～136. 42 mg·kg - 1土·h - 1时 ,大
豆含 N 量随土壤脲酶活性增加而增加. 其它处理外
源 Se 对大豆植株含 N 量的影响与其对盆栽土壤脲
877 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 卷
酶活性影响无显著相关 ,其原因可能与大豆特有的
自生固 N 作用有关.
31312 外源 Se 对盆栽土壤磷酸酶活性的影响 　表
4 为施加外源 Se 后不同时期的磷酸酶活性变化. 从
表 4 可见 ,除苗期施入亚硒酸盐后土壤磷酸酶活性
与对照相比无显著差异外 ,在其它生育时期施入亚
硒酸盐后土壤磷酸酶活性显著低于对照. 不同浓度
的亚硒酸盐间比较 ,大豆各生育时期两浓度处理土
壤磷酸酶活性均无显著差异.
　　施入硒酸盐后 ,除鼓粒期浓度为 0. 5μg·g - 1土
的 Se6 + 处理土壤磷酸酶活性与对照无显著差异外 ,
其余的土壤磷酸酶活性都显著低于对照. 在苗期和
结荚期 ,不同浓度硒酸盐处理间土壤磷酸酶活性差
异不显著 ;而在鼓粒和成熟期 ,0. 5μg·g - 1土 Se6 + 处
理土壤磷酸酶活性显著高于 0. 25μg·g - 1土 Se6 + 处
理的脲酶活性.
表 4 　外源 Se 对土壤磷酸酶活性的影响
Table 4 Effect of exogenous selenium on soil phosphatase activity ( mg·
kg - 1·h - 1)
处 理
Treat2
ment
苗期
Seedling stage
结荚期
Podding stage
鼓粒期
Filling stage
成熟期
Maturing stage
CK 26. 57 (2. 65) a 33. 24 (0. 68) a 41. 79 (3. 60) a 36. 71 (0. 04) a
Se4 +21 23. 07 (3. 66) a 23. 99 (0. 20) b 35. 51 (0. 35) b 21. 32 (0. 23) d
Se4 +22 23. 42 (0. 52) a 24. 88 (4. 39) b 33. 42 (2. 81) b 18. 83 (1. 67) d
Se6 +21 13. 70 (0. 21) b 24. 42 (1. 43) b 33. 90 (1. 06) b 26. 80 (1. 13) c
Se6 +22 12. 67 (2. 62) b 22. 91 (0. 56) b 44. 73 (0. 87) a 31. 27 (0. 54) b
　　浓度同为 0. 25μg·g - 1土的 Se4 + 、Se6 + 处理 ,在
结荚期和鼓粒期土壤磷酸酶活性无显著差异 ;而在
苗期 ,0. 25μg·g - 1土的 Se4 + 处理的土壤磷酸酶活性
显著高于同浓度的 Se4 + 处理的土壤脲酶活性 ,在成
熟期则相反. 浓度同为 0. 5μg·g - 1土的 Se4 + 与 Se6 +
处理 ,结荚期土壤磷酸酶活性差异不显著. 苗期亚
硒酸盐处理土壤磷酸酶活性显著高于硒酸盐处理
的 ,但在鼓粒期和成熟期硒酸盐处理的土壤磷酸酶
活性显著高于亚硒酸盐处理的. 外源 Se 处理磷酸酶
活性在鼓粒期达到最大 ,这可能是因为根系土壤 p H
发生变化与根系代谢共同作用的结果.
　　对大豆全 P 含量与土壤磷酸酶活性间的相关
关系进行研究 ,得表 5 的拟合方程. 从表 5 可以看
出 ,土壤磷酸酶活性与大豆全 P 含量间呈抛物线相
关关系 ,但只在 Se6 + 浓度为 0. 25μg·g - 1土时二者间
的相关关系达到显著水平 ( y = - 0 . 02 x 2 + 0 . 32 x
+ 62 . 89 , r = 0 . 9859 3 ) . 在本试验实测土壤磷酸酶
活性范围内 (13 . 70～33 . 90 m g·kg - 1土·h - 1 ) ,大
豆含 P 量随磷酸酶活性增加而降低. 其它处理外源
Se 对大豆植株含 P 量的影响与其对盆栽土壤磷酸
酶活性影响无显著相关.
表 5 　大豆全 P含量和土壤磷酸酶活性的关系
Table 5 Relationship bet ween total P content of soybean and soil phos2
phatase activity
处理
Treatment
拟合方程
Regressive equation
Se4 +21 y = - 1. 07 x2 + 6. 04 x - 20. 09 r = 0. 4732
Se4 +22 　y = - 0. 41 x2 + 21. 21 x - 197. 43 r = 0. 4578
Se6 +21 y = - 0. 02 x2 + 0. 32 x + 62. 89 r = 0. 9859 3
Se6 +22 y = 0. 03 x2 - 2. 40 x + 113. 47 r = 0. 8490
4 　结 　　论
411 　除结荚期外 ,施用外源 Se 后 ,大豆产量均有所
增加 ;除鼓粒期外 ,施用不同形态的外源 Se 后 ,浓度
在 0. 5μg·g - 1土时大豆产量高于0. 25μg·g - 1土处
理 ,硒酸钠使大豆产量增长的幅度略大于亚硒酸钠.
412 　施用外源 Se 后大豆植株的含 N 量在苗期明
显高于对照 ,在结荚期明显低于对照 ,在鼓粒期和成
熟期与对照相比差异不显著. 施用亚硒酸钠后大豆
植株含 P 量都明显低于对照 ;施用 Se6 + 浓度在0. 25
μg·g - 1土时大豆植株含 P 量都明显低于对照 ,浓度
在 0. 5μg·g - 1土时大豆植株含 P 量在苗期明显低于
对照 ,其它生育期与对照相比差异不显著.
413 　外源 Se 对盆栽土壤脲酶活性起刺激作用 ,浓
度在 0. 5μg·g - 1土时外源 Se 对土壤脲酶活性的刺
激作用强于 0. 25μg·g - 1土 ,硒酸钠对盆栽土壤脲酶
活性的刺激作用强于亚硒酸钠. 土壤脲酶活性在结
荚期取样时活性达到最大 ,之后逐渐降低.
414 　外源 Se 对盆栽土壤磷酸酶活性基本起抑制作
用 ,浓度在 0. 5μg·g - 1土时外源 Se 对磷酸酶活性的
抑制作用强于 0. 25μg·g - 1土 ,硒酸盐对盆栽土壤磷
酸酶活性的抑制作用强于亚硒酸盐.
415 　当 Se6 + 浓度为 0. 5μg·g - 1土时 ,大豆植株含 N
量与土壤脲酶活性有极显著的抛物线相关关系 ,在
本试验实测土壤脲酶活性范围内 (44. 45～136. 42
mg·kg - 1土·h - 1) ,大豆含 N 量随土壤脲酶活性增
加而降低 ;当脲酶活性值在 105. 88～136. 42 mg·
kg - 1土·h - 1时 ,大豆含 N 量随土壤脲酶活性增加而
增加.
416 　Se4 + 浓度为 0. 25μg·g - 1土时 ,大豆植株含 P
量与土壤磷酸酶活性有显著的抛物线相关关系 ,在
本试验实测土壤磷酸酶活性范围内 (13. 70～33. 90
mg·kg - 1土·h - 1) ,大豆含 P 量随磷酸酶活性增加而
降低 ,其它外源 Se 处理大豆植株含 P 量与盆栽土壤
磷酸酶活性间无显著相关关系.
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作者简介 　董广辉 ,男 ,1977 年生 ,硕士. 主要从事土壤生态
研究 ,发表论文多篇. E2mail : dghsir @163. net
087 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　14 卷