水稻对外源硒的吸收利用研究

硒是人体必需的微量营养元素,食物是人体硒的主要来源,外源硒调控是生产富硒农产品的重要手段之一。通过盆栽试验,研究外源硒添加条件下水稻对硒的吸收利用问题。结果表明,土壤添加外源硒为0.2~0.6 mg Se·kg~(-1)土的条件下,对水稻的生长性状没有显著影响,但能显著增加水稻各部位的全硒含量。硒在水稻体内各部位的含量大小关系为:稻根茎叶糙米精米谷壳;但在各主要部位的总累积大小为:茎叶糙米精米稻根谷壳。在自然土壤上硒相对更多地富集于水稻根系,而外源添加四价硒处理,水稻吸收的硒相对更容易转移至地上部位,甚至更容易在糙米和精米中富集。水稻植株对外源硒的吸收利用率为2.87%~3.75%,地上部和籽粒累积外源硒的量占添加外源硒总量分别为2.60%~3.45%和0.94%~1.32%。     

不同供硒水平对水稻硒的吸收和累积特性研究

以"南粳9108"为材料,在巢湖流域研究田间条件下不同供硒水平(Se 0、20、40和60 g/hm~2)以及等量硒肥二次施用对水稻产量和硒吸收、累积、转运及分配的影响。结果表明:一次性施用不同浓度硒肥对水稻有增产作用,但是增产效果甚微;施用硒肥能够显著促进水稻茎、叶和穗的硒含量,但随着时间的推移,茎、叶和穗的含硒量均出现上升再下降趋势;稻谷、糙米及精米中的硒含量与硒肥施用量呈显著正相关,硒肥处理平均硒含量依次为0.279、0.150、0.055 mg/kg,分别较对照不施硒肥高309%、142%和333%;地上部硒累积量与施硒水平呈极显著的正相关,随着施硒量的增加,尽管硒的表观利用率是增加的,但硒转运系数和硒的收获指数显著下降。等量硒肥二次分施较一次性施用对产量有较为显著的促进作用,该处理下水稻产量较对照增加15%;等量硒肥二次施用增加了稻壳和米糠中的硒含量,精米中的硒没有增加;较一次施用,等量硒肥二次施用肥料表观利用率较高,硒肥的收获指数和转运系数显著下降,地上部累积更多的硒在稻草中。综上所述,外源硒的添加确实能增加大米硒含量,使其达到国家富硒大米硒含量标准范围;但结果同时显示水稻中的硒相当大的一部分累积在谷壳、谷糠及稻草中,可考虑充分利用。     

两个水稻品种富硒特性比较研究

以前期田间试验筛选出的富硒能力较强的水稻品种捷丰优629和谷丰优8312为材料,采集硒含量不同的稻田土壤,通过盆栽试验进一步研究了两个水稻品种对土壤硒的吸收、分配及其糙米和精米中无机硒与有机硒含量的组成特点。结果表明:两个水稻品种植株的硒累积量、糙米和精米的硒含量与有机硒含量都是高硒土壤极显著高于低硒土壤,表明高硒土壤有利于稻米硒的累积与有机硒的合成,因此生产优质富硒大米最好选择硒含量较高的稻田土壤。无论在高硒土壤还是低硒土壤上,捷丰优629植株中硒累积量和籽粒中硒累积量与谷丰优8312的差异都不显著,但捷丰优629的糙米和精米中硒含量以及有机硒含量都极显著高于谷丰优8312,表明捷丰优629吸收的硒易分配到可食用部位(糙米和精米),而且其无机硒向有机硒的转化能力较强,因此综合比较来看捷丰优629富硒特性优于谷丰优8312。     

富硒与非富硒水稻品种对硒的吸收分配的差异及机理

采用盆栽试验方法研究了富Se与非富Se水稻(秀水48和丙9652)对土壤中Se吸收累积的生育期动态变化和Se在水稻植株不同部位的分配差异.结果表明:随着生长发育期的推进,水稻在拔节期对Se累积量骤增,从拔节期到灌浆期水稻Se的累积量占总Se累积量的65%-77%,说明这一段时期是水稻吸收Se的关键时期,水稻生命周期中吸收的Se大部分在这个时期完成.在水稻苗期,秀水48较高的Se吸收量是由于其根系对亚硒酸盐吸收能力较高.而在籽粒成熟期,两个品种生物量和Se吸收量没有差异,无论在低Se土壤还是加Se土壤上,秀水48籽粒Se含量都显著高于丙9652,这说明水稻对土壤Se的吸收是非恒定的,富Se水稻秀水48比非富Se水稻丙9652有较强的Se吸收能力和较强的Se转运能力,但是,Se在两个水稻品种的籽粒和其他器官中的分配差异是引起籽粒Se含量差异的一个重要原因.土壤不施Se时植株各器官Se含量顺序依次为根＞叶≈茎＞籽粒,Se易于向营养体富集,土壤施亚硒酸盐后植株各器官Se含量则为根＞籽粒＞叶＞茎,表现出Se向籽粒富集的特征.     

硒肥对水稻生长及其重金属累积的影响

以大田水稻作为研究对象,分析了不同硒肥量对水稻生长特性及重金属(砷、铬、镉、铅)累积的影响,探讨了通过施硒降低重金属在水稻可食部分含量的可行性。结果发现:施用不同量硒肥(30、60和120 kg/hm2)对水稻分蘖数、株高、单株干物重和产量有促进作用,但差异不显著。施用120 kg/hm2硒肥显著增加了大米中的总硒、无机硒及有机硒的含量,并使有机硒比例增加了16.6%。施用120 kg/hm2硒肥有效抑制了水稻穗部铬和镉的累积量(53%和45%),而对铅无明显抑制作用。施用硒肥促进了硒向精米、糠中转移,同时有效降低了精米中镉、铬、铅的累积量。     

硒高/低累积型水稻富硒特征的比较研究

通过盆栽试验分析硒高、低累积型水稻植株硒的吸收和分配规律、糙米中有机硒的累积特点及土壤有效硒的变化。结果表明:两个水稻品种各部分硒的分配规律完全一致,均为根茎叶糙米稻壳。水稻各部分的含硒量及糙米有机硒的含量均随土壤施硒水平增加而升高,且高累积水稻的含硒量显著高于低累积水稻(P0.05),在0、0.5、1.0和5.0 mg kg-1施硒水平下,前者分别为后者的6.7、1.9、2.1和1.6倍。糙米中有机硒的比例为64.7%~74.4%,不过,高、低累积型水稻糙米有机硒占全硒的比例之间并无显著性差异(P0.05)。土壤总硒及有效硒的含量随施硒量的增加也表现出逐步升高的趋势,但高、低累积型水稻土壤有效硒的比例均在5.5%~7.4%范围内,且两者之间无明显差异(P0.05)。除水稻基因型外,土壤有效硒的比例对水稻籽粒有机硒的累积也有一定影响。     

外源硒矿粉对玉米硒累积及矿质元素吸收的影响

【目的】通过生物强化的方法获得生物安全形态的有机硒,是实现人体科学补硒的重要途径。研究外源硒矿粉在生产中的合理施用量及其对作物的影响,可为富硒农产品生产提供理论与技术指导。【方法】以玉米为试材,以湖北恩施的富硒矿粉(总硒含量为180 mg/kg)为硒源进行田间试验,研究了玉米对外源硒的吸收与转化及施硒对玉米矿质元素吸收的影响。设5个施硒处理: Se 0 (CK)、 750 (Se1)、 1500 (Se2)、 2250 (Se3) 和3000 g/hm2 (Se4)。于玉米大喇叭口期和成熟期取样,测定玉米不同部位总硒含量以及玉米籽粒中总硒、 有机硒及矿质元素含量。【结果】土壤施用富硒矿粉对玉米籽粒产量和总生物量没有显著影响,但可显著增加玉米籽粒及各器官硒含量。随硒施用量由0增加到3000 g/hm2,玉米籽粒中硒含量由14.2 μg/kg 增加到350.3 μg/kg。除Se2处理外,玉米根系中的硒含量在收获期高于抽穗期,而玉米茎和叶中的硒含量在收获期低于抽穗期。玉米不同器官对硒的富集能力依次为根叶籽粒茎,而玉米对硒的转移系数大小顺序亦为叶籽粒茎。与对照相比,施硒使玉米籽粒中有机硒含量显著增加,不同施硒处理玉米籽粒中有机硒含量范围为12.9~302.6 μg/kg,随土壤施硒量增加,有机硒占总硒的比例从86.87%增加到90.84%,不同处理之间有机硒所占比例差异不显著。玉米籽粒总硒、 有机硒与各器官硒含量之间均表现出显著的相关性,其中籽粒中有机硒与不同生育期根中硒含量达到极显著相关水平。施硒可显著抑制玉米籽粒对Na的吸收,对K、 Ca、 Mg、 Fe 的吸收无显著影响,一定的施硒水平下,可促进玉米籽粒对Mn、 Cu、 Zn的吸收。【结论】施用外源硒矿粉对玉米生物量与籽粒产量无显著影响。随施硒量增加,玉米籽粒中总硒含量和有机硒含量与对照相比显著增加,但对玉米籽粒中的有机硒与总硒的比例没有显著影响。一定施硒水平下,可促进玉米籽粒对Mn、 Cu、 Zn的吸收。以纯硒施用量为750~1500 g/hm2作为硒矿粉在富硒玉米生产中的推荐施硒量。     

施用生物炭对红壤富硒区硒生物有效性的影响

研究生物炭调理措施对红壤区富硒土壤硒形态及硒生物有效性的影响,为富硒土壤硒活化及硒资源高效利用提供理论依据。通过盆栽试验,连续开展三批玉米苗期研究,设置3 个生物炭添加水平:土壤质量0.5%(T1)、1.0%(T2)和1.5%(T3),以不添加生物炭处理为对照(CK),分析生物炭添加对土壤硒形态及玉米硒素营养的影响。结果表明:施用生物炭后,T1、T2 和T3 的可溶态硒分别平均提高0.46、0.42 和0.43 个百分点;可交换态硒分别平均提高0.61、1.66 和1.50 个百分点;降低了铁锰氧化物结合态硒的比例;有机结合态硒比例先降低后逐渐提高,残渣态硒比例则先提高后逐渐降低。玉米根系硒含量与土壤可溶态、可交换态及有效硒含量均呈显著线性正相关,玉米茎叶硒含量与土壤各硒形态之间的相关性不显著。施用生物炭能提高玉米植株体内的硒累积量,T1、T2 和T3 处理玉米植株平均硒累积量分别比CK 提高9.46%、31.00% 和21.22%。可见,在红壤上施用生物炭能有效提高土壤硒的生物有效性并促进硒在植物体内的累积,其中以添加土壤质量 1.0% 的生物炭效果最好。     

硒对镉胁迫下寒地水稻镉含量与分配的影响

【目的】研究施硒对不同镉污染土壤上镉在水稻各器官中的分配及稻米中镉含量的影响,探讨通过施硒降低水稻镉吸收量及在稻米中分配的可行性。【方法】采用盆栽试验,以垦鉴稻6号为材料,研究添加不同浓度镉(0、2、4和8 mg/kg土壤)的条件下,施硒(0、0.07和0.14 mg/kg土壤)对水稻不同器官镉含量和镉分配的影响。成熟期整盆收获,分别测定叶片、叶鞘、茎秆、根系和糙米、精米镉含量、硒含量和干物重,计算镉积累量和分配比例。【结果】1)当土壤镉浓度在0 4 mg/kg时,水稻各营养器官和糙米、精米中镉含量随土壤镉浓度增高而显著增加,但当土壤中镉浓度4 mg/kg时,糙米和精米中镉含量增加不显著。未施硒(Se0)时,Cd2(4 mg/kg)和Cd3(8mg/kg)处理糙米中镉含量分别为0.221 mg/kg和0.234 mg/kg,分别是Cd0处理的15.8和16.7倍,均超过我国国家食品安全标准中稻米镉的限量(0.2 mg/kg),精米镉含量未超过国家食品安全规定的限量,Cd3处理精米中镉含量最高,为0.174 mg/kg。2)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量和镉积累量均显著下降,糙米和精米的镉含量均低于我国国家食品安全规定的稻米镉限量,且Se2(0.14 mg/kg)处理优于Se1(0.07 mg/kg)处理。其中Cd1(2 mg/kg)浓度时,Se2处理的精米镉含量下降幅度最大,比Se0降低31.5%(P0.01)。3)镉在各器官中的分配比例为根系茎鞘稻谷叶片。随着硒浓度的增加,镉在根系中的分配比例增加,在地上部的分配比例减少,在稻壳中的分配比例增加,在精米中的分配比例下降。在Cd1浓度时,根系镉分配比例范围为60.9%67.8%,稻谷镉分配比例为12.6%13.8%;Se2处理稻壳中镉分配比例比Se0增加5.2个百分点,而精米中镉分配比例则下降了6.2个百分点。4)相同镉浓度下,随着硒浓度的增加,植株各营养器官干物重均增加,Se2处理对干物重的影响优于Se1处理。Cd1、Cd2和Cd3浓度下,Se2处理比Se0处理稻谷干物重分别增加了6.4%(P0.01)、5.2%(P0.05)和11.3%(P0.01)。【结论】施硒可降低镉污染土壤上水稻各营养器官和糙米、精米的镉含量,并能显著降低精米中镉的分配比例,保证稻米的食用安全性,尤其在Cd加入量为2mg/kg土浓度下,施硒效果最显著,以施Se量为0.07 mg/kg处理的效果最好。     

新疆水稻主产区土壤硒含量与水稻籽粒硒含量的相关性

对新疆水稻主产区的44个稻田耕层土壤及收获籽粒进行调查取样,结果表明:稻田13%属于足硒土壤,82%属于富硒土壤且有5%属于高硒土壤。而水稻籽粒硒含量达到国家谷物类食品富硒标准的仅有20%,水稻籽粒硒含量与稻田土壤全硒含量相关性不显著,但水稻籽粒硒含量与土壤有效硒含量呈极显著正相关,且土壤p H值及土壤有效磷含量与土壤有效硒含量呈极显著正相关,说明在新疆水稻主产区土壤有效硒含量是衡量土壤供硒潜力的有效指标,在实际生产中大部分的稻田需要通过施用适量外源硒肥来提高水稻籽粒中硒的含量。     

江苏省苏南村镇居民硒营养水平评价

为了详尽了解太湖流域苏南村镇居民的Se营养状况,采用分层整群随机抽样方法调查了苏南村镇居民的各种食物摄入量,并随机采购其农贸市场出售的植物性食物、动物性食物以及随机对应采集了居民头发样,采用原子荧光光度法测定了各种样品的含Se量.结果表明:苏南村镇动物性食物含Se量高于植物性食物,动物性食品中,虾的含Se量最高;禾谷类和豆类食物的含Se量比蔬菜高.苏南村镇居民人均Se摄入量为34.7 μg/天,低于中国营养学会推荐的Se摄入量的最低限值50μg/天,头发Se含量平均为336.0 μg/kg,居民膳食Se摄入量和头发Se含量有显著的相关性,低于全国的平均值;居民头发Se含量比广州、上海等地居民低很多.上述结果表明,日常膳食不能满足人体对Se的最低需要,有待开发高效安全的补Se食品.     

江苏省几种低硒土壤中硒的形态分布及生物有效性

利用连续浸提技术研究了江苏省低Se地区 3种土壤 (旱作土和太湖地区水稻土 )的Se含量及其形态分布。结果表明 ,3种土壤Se含量均偏低 ,尤其是长江沉积物发育的砂土属于贫Se土壤。对土壤Se形态分析表明有机物 硫化物结合及元素态Se是这些土壤中Se的主要存在形态 ,其次是残渣态 ,二者之和约占土壤总Se含量的 70 %～ 80 %。 5种形态中 ,除盐酸可提态Se趋向于向犁底层富集外 ,其他几种形态均为耕作层接近或高于犁底层。可溶态Se含量受其他形态Se影响较小 ,受土壤 pH值的影响较大 ;可交换态Se则相反 ,与除可溶态Se外的其他形态和土壤全Se含量均有显著正相关关系 ,但与土壤 pH值和土壤有机质无关。 5种有效Se浸提剂中 ,0.5mol/LNaHCO3浸提的Se与植株含Se量有极显著正相关关系 ,可作为低Se土壤的有效Se浸提剂     

干湿交替灌溉对富硒土壤硒形态及水稻硒积累的影响

以自然富硒土壤为试材,采用盆栽试验,探讨了轻干湿交替、重干湿交替、正常管理和淹水状态下的土壤硒形态及水稻硒积累。结果表明:籽粒产量以轻干湿交替处理最高,比淹水处理高22.17%,二者差异显著。所有处理水稻不同部位的含硒量均表现为根(0.411~0.695mg/kg)茎(0.214~0.378mg/kg)叶(0.187~0.327mg/kg)谷壳(0.156~0.235mg/kg)籽粒(0.132~0.185mg/kg)。籽粒含硒量和土壤可溶态硒含量以重干湿交替处理最高,淹水处理最低,其中二者含硒量差异也达显著水平。土壤有效硒含量与水稻根、茎叶、谷壳和籽粒中硒含量均呈现显著或极显著正相关(0.939**,0.896**,0.793**,0.723*)。水稻根的硒吸收系数也以重干湿交替处理最高(0.438),淹水处理最低(0.259),表明干湿交替提高了水稻硒吸收能力。综合分析得出,干湿交替灌溉不但能提高水稻产量,还能提高稻米硒含量,且比正常管理节约用水,整体表现以轻干湿交替处理为最佳。     

大庆龙凤湿地土壤理化性质与硒元素分布关系研究

为了解大庆龙凤湿地土壤理化性质对硒的含量、形态与分布的影响,对大庆龙凤湿地保护区4个样区20个样点4个不同层次土样中硒的含量、形态、分布以及部分理化性质进行了研究。结果表明:大庆龙凤湿地土壤全硒含量为121～150μg/kg,由于硒淋溶流失的影响,随土壤深度的增加,全硒含量无明显变化;有效硒总量为22～28μg/kg,包括水溶态硒、交换态硒与富啡酸态硒三种形态。影响土壤硒的主要因素包括土壤有机质、土壤黏粒含量及pH值,其中土壤有机质、黏粒含量与硒含量之间存在正相关关系,土壤pH值与硒含量存在极显著的负相关关系。     

江苏省典型茶园土壤硒分布特性及其有效性研究

通过实地调查,研究了江苏省22个典型茶园表层土样和12个剖面土样的全硒含量,分析了土壤全硒含量分布特性、有效硒含量及其影响因素。结果表明,江苏省典型茶园土壤全硒含量在0.10～1.78mg·kg-1之间,平均为0.50mg·kg-1,高于全国平均值。其中,宜兴地区土壤全硒平均含量为0.88mg·kg-1,明显高于其他地区的0.25mg·kg-1,但前者土壤硒活化率仅为4.94%,明显低于江苏省平均值9.04%。宜兴地区虽然土壤供硒潜力巨大,但要充分利用富硒土壤开发、生产富硒茶必须提高土壤中硒的活化率和可利用度。土壤有效硒与土壤pH值、CEC呈极显著正相关,在实际生产中可通过提高土壤pH值等改善土壤环境条件的方法来提高土壤硒的有效性,从而提高茶叶中硒的含量。研究区内硒在表层土壤中的相对含量趋向增加,生物积累大于淋溶作用。     

浙江富阳金属冶炼厂周围水田土壤-水稻系统中As、Se含量特征

本文研究了浙江富阳金属冶炼厂周围水田土壤-水稻系统中As、Se含量特征。所采土壤样品中,As含量高于土壤环境质量一、二和三级标准的分别占总数的21.15%、9.62%和7.69%。该金属冶炼厂周围88.46%的土壤属于富Se土壤。足Se土壤占总样的5.77%,过量Se土壤占3.85%,高Se土壤占5.77%。水田土壤可能受与金属冶炼有关的点源污染影响。糙米的As、Se含量高于全国糙米As、Se背景值,可食部分As、Se浓度均未超过我国规定的水稻卫生标准。     

Selenium uptake and fruit quality of pear (Pyrus communis L.) treated with foliar Se application

Consuming selenium (Se)‐rich fruit may play an important role in human health by supplementing Se. The aims of this study were to (1) determine the Se tolerance of pear trees and (2) explore the effects of different Se sources and spraying dates on Se concentrations and transformation of inorganic Se into organic Se compounds in various parts of the pear tree and on fruit quality. Spraying Se(IV) or Se(VI) at a concentration of > 40 mg L^?1 resulted in leaf yellowing, marginal withering, and finally leaf abscission. Furthermore, fruit growth and appearance were adversely affected at high Se doses. At the same application stage, Se concentrations in different parts of the fruit were 1.1–4.7 times higher under Se(VI) compared to Se(IV) treatment. For the same Se source, Se concentrations under treatment at the fruit expanding stage were 1.9–2.5 times higher than under treatment at the fruit‐setting stage. Of the total Se in the fruit, 40% accumulated in the juice under Se(IV) treatment and > 70% under Se(VI) treatment. However, regardless of the Se source, the Se in the juice was almost all inorganic, while the transformation of inorganic Se into organic Se compounds was > 80% and 70% in the peel and pomace, respectively. Foliar Se application somewhat improved fruit quality by increasing the concentration of soluble solids. Compared to other species, Se tolerance in pear trees was relatively low. Given the high accumulation of Se and efficient transformation of inorganic Se into organic Se compounds in the peel, consumption of unpeeled Se‐rich pears is recommended.     

不同形态硒向水稻籽粒转运途径及品种差异

硒是人体必需微量元素,提高水稻籽粒硒含量对改善人体膳食硒营养有重要意义。以富硒水稻品种(Oryza sativa L.)秀水48和非富硒品种S.Andrea为材料,在灌浆期分别供应离体穗亚硒酸盐、硒酸盐、硒代蛋氨酸(SeMet)和硒甲基硒代半胱氨酸(SeMeSeCys),探讨两品种水稻在灌浆期向籽粒转运不同形态硒的品种差异及转运途径。结果表明:水稻体内有机硒主要通过韧皮部转运至籽粒,硒酸钠可能通过木质部和韧皮部共同转运至剑叶,而亚硒酸钠主要通过木质部转运至剑叶。秀水48从茎至籽粒转运硒酸盐和硒代蛋氨酸能力显著强于S.Andrea,并且富硒水稻秀水48从剑叶至籽粒转运有机硒(硒代蛋氨酸)能力显著高于S.Andrea。与非富硒水稻相比较,富硒水稻能通过茎和剑叶向籽粒转运较多的硒,这可能是引起水稻籽粒硒含量差异的直接原因。     

磷、硒配施对冬小麦硒吸收及土壤硒形态转化的影响

为研究磷硒配施对冬小麦根土界面硒有效性及形态分级的影响,并探究磷硒配施提高土壤硒有效性的可能机制,以冬小麦为试验材料进行根箱培养试验,设置0(P0)、80(P80)、160 mg·kg^-1(P160)3个磷水平和0(Se0)、1 mg·kg^-1(Se1)2个硒水平,分析冬小麦植株磷硒含量、累积量、迁移系数及根际和非根际土5种硒形态含量。结果表明,无论施硒与否,随着磷含量的增加,冬小麦生物量、地上部和根系磷含量均增大。施硒1 mg·kg^-1显著降低了P80和P160水平下冬小麦生物量、P160水平下根系磷含量及各部位磷累积量。在Se1条件下,施磷增加了各部位硒累积量,但显著降低了地上部硒含量和硒从根系向地上部的迁移系数。在Se0条件下,P160处理增加了根际土壤和非根际土壤中的可交换态硒含量。在Se1条件下,P160处理根际土壤中可交换态硒含量显著高于非根际土壤,但铁锰氧化物结合态硒和残渣态硒含量低于非根际土壤。综上所述,适宜的磷硒配施可影响土壤中各种硒形态的转化过程,可能是由于磷的施入和根系活动共同作用促进了土壤中铁锰氧...