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。     

南方红壤区喷施叶面硅肥对水稻Cd累积的影响

为研究叶面硅肥对水稻糙米的降镉(Cd)效果,在新余市典型Cd污染农田开展田间试验,于水稻拔节期、扬花期喷施两种叶面硅肥作为处理(编号为F1和F2),以喷施清水作为对照(CK),探讨叶面硅肥对水稻各部位Cd迁移、转化和籽粒产量的影响。结果表明：与CK相比,F1和F2处理水稻产量增加了4.70%～6.26%;而糙米中Cd含量显著降低了33.3%～56.0%(P<0.05);水稻叶片和谷壳中硅(Si)显著增加了25.2%～134%(P<0.05)。喷施叶面硅肥处理的茎秆和谷壳中拮抗系数均显著高于CK(P<0.05),相关性表明糙米中Cd含量与谷壳中Cd含量呈显著正相关关系,而与谷壳和茎秆中Si含量呈显著负相关关系。异地验证试验表明,在低Cd污染区(0.31 mg·kg^-1),喷施叶面硅肥可以有效降低糙米中Cd含量,使其控制在糙米标准值(0.20 mg·kg^-1)以下。     

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%。     

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。     

土壤硒水平和硒肥对水稻硒含量、抗氧化反应及干物质积累的影响

为探讨土壤硒含量水平与水稻生长发育及硒吸收利用之间的关系,以水稻为材料,研究了10种不同硒含量(全硒:0.46~9.22 mg·kg-1;有效硒:0.11~0.73 mg·kg-1)的天然富硒土壤及施用硒肥对盆栽水稻干物质积累、抗氧化反应及硒吸收利用的影响。结果表明,不施硒肥稻米硒含量在0.20~1.50 mg·kg-1之间,达到或高于国家富硒稻米标准。施用硒肥提高稻米硒含量0.71倍~16.36倍,平均提高水稻产量17.61%,平均增加SOD、POD、CAT活性和MDA含量分别为-19.54%、41.34%、1.83%和-0.59%。相关分析表明,土壤有效硒含量与不施硒肥条件下水稻各生育期、各部位,特别是稻米硒的含量显著正相关,与施硒提高硒含量(T/CK)显著负相关,而土壤全硒与稻米硒含量无显著相关性;同时,土壤全硒和有效硒水平与SOD、POD、CAT活性无相关性,但均与不施硒土壤水稻MDA含量正相关,与施硒水稻增加MDA含量(T/CK)负相关。上述结果说明,土壤有效硒含量水平是指导富硒稻米生产的良好指标。本研究可为指导富硒水稻生产提供依据。     

富硒蚯蚓的培养及其硒富集作用研究

以赤子爱胜蚓为生物载体,在蚯蚓饲料中添加亚硒酸钠进行富硒蚯蚓培养试验,利用蚯蚓的生物富集作用将无机硒转化为有机硒。以存活率、硒含量为优化指标,研究5种硒浓度(20、40、60、80、100 mg·kg-1)和4种培养时间(第15、30、45、60 d)对蚯蚓生长和硒含量的影响规律,筛选存活率高、硒含量高、培养时间短的富硒蚯蚓培养方法。试验结果表明:蚯蚓饲料中亚硒酸钠含量越高、培养时间越长,蚯蚓的存活率越低,硒含量越高,且当硒添加量为80 mg·kg-1,培养时间为45 d时,培养条件最优,此时蚯蚓体内硒含量可达33.25 mg·kg-1。     

不同品种水稻糙米对Cd Cu Zn积累特性的研究

以酸性矿山废水污染的含有多种重金属的农田土壤为供试土壤,通过盆栽实验,研究不同水稻品种,不同类型、不同遗传背景水稻糙米重金属Cd、Cu、Zn的积累差异。结果表明,供试水稻糙米Cd含量为0.006～0.092mg·kg-1,最高值和最低值相差15倍;Cu含量为6.712～27.117mg·kg-1,最高值和最低值相差4倍;Zn含量为28.390～43.296mg·kg-1,最高值和最低值相差不到1倍。常规稻和杂交稻糙米的Cd、Cu、Zn含量差异不明显。三系杂交稻的糙米Cd、Cu含量极显著高于二系杂交稻,而二系杂交稻糙米中Zn含量则显著高于三系杂交稻。不同遗传背景水稻品种糙米Cd、Cu、Zn含量也存在明显差异。相关分析结果表明,糙米中Cu、Cd含量间呈极显著正相关,Cu、Zn含量之间存在显著负相关,而Cd、Zn含量间的相关性不明显。     

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。     

不同富硒酵母对水稻硒吸收分配和品质的影响

硒是维持动物和植物生物学功能的必需营养元素,富硒肥料被广泛用于提升大米中硒水平的积累。针对硒元素缺乏导致水稻产量和品质降低的问题,采用田间试验研究科学配比而成的含有富硒酵母和破壁型富硒酵母对寒地水稻生长性状、产量、硒含量、稻米品质的影响。分别采用4个水平的富硒酵母和破壁型富硒酵母材料在水稻扬花期和灌浆期对叶面喷施,分别为富硒酵母375 g/hm²(S1)、750 g/hm²(S2)、1125 g/hm²(S3)、1500 g/hm²(S4);破壁型富硒酵母375 g/hm²(B1)、750 g/hm²(B2)、1125 g/hm²(B3)、1500 g/hm²(B4)以及一个对照组(CK)。结果表明:不同水平处理的水稻株高和有效穗数较CK组有增加趋势,但无显著差异(P>0.05)。与CK相比较,B4组水稻千粒重、产量差异显著(P<0.05),产量达到8172.0 kg/hm²;破壁型富硒酵母对增产效果呈现剂量依赖的方式上升。破壁型富硒酵母组叶片硒含量显著增加,硒含量B12时,硒含量达最大,为0.107 mg/kg,与其他处理差异显著(P<0.01)。喷施破壁型富硒酵母剂量为1500 g/hm²时可改善水稻垩白率,提升糙米率,对蛋白质、直链淀粉含量影响显著。综上所述,叶面上施用富硒酵母和破壁型富硒酵母均可促进水稻对外源硒的吸收和累积,且土壤施用剂量为1500 g/hm²的破壁型富硒酵母对水稻的生长、增产和硒的累积效果更好。     

多菌灵在水稻及土壤中的消解动态和残留规律研究

采用田间试验方法,研究了多菌灵在稻田水、土壤和稻秆中的消解动态,测定了多菌灵在水稻和土壤中的最终残留量。样品采用甲醇和稀盐酸的混合溶液提取,经液-液分配净化,HPLC紫外分析测定。结果表明,田水、土壤、稻秆、谷壳、糙米中多菌灵添加浓度为0.05~1.0mg·kg-1时,平均回收率为83.16%~95.44%,变异系数在1.23%~5.32%之间,方法的最低检测浓度为：田水0.005mg·L-1,土壤0.005mg·kg-1,稻秆0.050mg·kg-1,谷壳0.050mg·kg-1,糙米0.025mg·kg-1。多菌灵在田水、土壤和稻秆中的消解动态均符合一级动力学方程,半衰期分别为2.53~3.41d、6.20~7.27d、3.27~3.91d,原始沉积量与施药量、施药次数密切相关。以231g·hm-2和346.5g·hm-2间隔7d施用多菌灵2次和3次,末次施药21d后多菌灵的最高残留量为：土壤未检出（≤0.005mg·kg-1）,稻秆0.524mg·kg-1,谷壳0.528mg·kg-1,糙米未检出（≤0.025mg·kg-1）。多菌灵在稻秆和谷壳中的残留量相对较高,以该稻秆和谷壳作为饲料有一定的风险;多菌灵在糙米中的残留量低于我国和食品法典委员会（CAC）及日本的最大残留限量（MRL）标准。     

Effect of selenium source and level in hen's diet on tissue selenium deposition and egg selenium concentrations

The present study was conducted in a 2 x 4 factorial arrangement in a randomized complete block (RCB) design to compare the effects of a commercial inorganic Se source (sodium selenite, SS) with a commercial organic Se source (Se-enriched yeast, SY) on tissue Se distribution and blood and whole-egg Se concentrations in laying hens. Both Se sources were added into the basal diet at 0, 0.2, 0.5, and 1.0 mg/kg of Se. Seven hundred 68 week old Rohman laying hens were fed with a basal diet containing 0.15 mg/kg DM (dry matter) of Se for 2 weeks, and then, they were allocated randomly into seven groups and were investigated for 28 days. Each group was replicated five times with five cages of four hens per cage in each replicate. During the experiment, two eggs per replicate from each treatment were collected every 7 days and blood was sampled on days 0, 14, and 28 for whole-egg and whole-blood Se analyses. At the end of the experiment, two hens per replicate from each treatment were slaughtered, and muscle (cardiac and breast muscles), liver, spleen, and kidney were sampled for the determination of Se concentrations. The results showed that the addition of Se from either source caused a significant increase in whole-egg and whole-blood Se concentrations (p < 0.01) and Se concentrations in liver, kidney, spleen, and cardiac and breast muscles (p < 0.05) of hens in comparison to the control. Both Se sources and Se levels significantly influenced (p < 0.01) Se concentrations in egg, blood, and the above-mentioned tissues. There was a more significant increase in the Se concentrations in egg (p < 0.01), spleen (p < 0.05), and breast muscle (p < 0.01) and a decrease (p < 0.01) in whole-blood and kidney from hens fed SY than those from hens fed SS. The order of Se distribution was liver > kidney > spleen > cardiac muscle > egg > blood > breast muscle, irrespective of the addition level or source. It was concluded that meat and eggs from hens fed commercial SY are a potential source of Se for humans.     

硒对大蒜生理特性、含硒量及品质的影响

以金蒜3号为试材,采用盆栽试验,通过叶面喷施不同浓度、不同次数的亚硒酸钠研究了硒对大蒜生理特性、含硒量和品质的影响。结果表明:在生长期4月5日、15日和25日累计喷施1次、2次、3次3个浓度（5、10、15 mg/L）的亚硒酸钠溶液,均不同程度影响大蒜生理特性、含硒量和品质。与对照相比,叶面喷施2次10 mg/L的亚硒酸钠溶液,可显著提高叶片中光合色素含量和光合性能;能显著改善蒜薹和鳞茎品质,单薹鲜质量和单头鲜质量分别提高68.25%和29.00%,可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C含量分别提高73.05%、104.66%、18.95%和82.01%、51.27%、69.82%;并可有效提高鳞茎中游离氨基酸含量（38.91%）,降低蒜薹中游离氨基酸含量（36.95%）;同时可降低蒜薹和鳞茎中大蒜素含量,但差异不显著。蒜薹和鳞茎硒含量随硒浓度和喷施次数的增加而显著提高,最高可达19.81和23.96 mg/kg,为对照的3.85和4.41倍。综合各因素指标,大蒜以叶面喷施2次10 mg/L的亚硒酸钠为宜。     

不同硒源对堇叶碎米荠吸收、转化硒的效应研究

采用Na2SeO3和硒矿粉进行盆栽试验,研究不同硒源处理对堇叶碎米荠吸收、转化硒的影响。研究结果表明,施用硒对堇叶碎米荠硒含量和硒积累量的增加效果显著,植株各部位硒积累规律为叶茎根。比较两种含硒物料,发现在硒用量低时,施用硒矿粉对堇叶碎米荠各部位硒含量的增加效果较施用Na2SeO3好,而在硒用量高时,则效果相反。施用硒矿粉较Na2SeO3处理有提高堇叶碎米荠叶片硒转化率的趋势。适量施用硒能增加植株对硒的利用率。施用Na2SeO3主要提高了土壤可交换态硒含量;施用硒矿粉主要提高了土壤残渣态硒含量。     

叶面喷施硒肥对灰枣果实硒含量的影响

以喀什灰枣为对象,于枣树开花期、坐果期叶面喷施硒肥,研究不同时期、不同硒肥及不同浓度处理下, 叶面喷施硒肥对枣果中硒含量的影响,分析硒含量在枣果发育期的变化过程,筛选出硒肥喷施的适宜浓度和时期, 明确富硒灰枣生产的适宜施肥管理措施。结果表明,叶面喷施硒肥可显著提高灰枣果实硒含量,达到富硒效果, 且随着施硒量的增加呈一直增加的趋势;果实硒含量在果实膨大期达到最大值,之后在完熟期有所降低;在枣果 完熟后期,坐果期施用无机硒肥处理果实硒含量均高于开花期,从果实对硒的吸收来看,说明灰枣无论喷施无机 硒肥还是有机硒肥,施用硒肥的关键时期均为坐果期。在枣果完熟后期,坐果期喷施无机硒肥 40 mg/L 处理下对 果实硒含量增加效果显著,硒含量达到 0.2698 mg/kg;坐果期喷施有机硒肥 32 mg/L 处理下对果实硒含量增加效果 显著,硒含量达到 0.2226 mg/L,两种硒肥处理下果实硒含量均达到了富硒农产品国家标准。综上所述,坐果期喷 施 40 mg/L 无机硒肥或 32 mg/L 有机硒肥最符合当地生产需求。     

叶面喷硒对不同作物籽粒硒含量及产量的影响

分析了黑龙江省主栽作物(水稻、大豆、玉米和小麦)叶面喷硒的效果。结果表明:原始籽粒含硒量以大豆最高,玉米最低,顺序为大豆小麦水稻玉米;而施入等量的硒后,4种作物籽粒硒含量都有明显的提升,提升幅度与喷硒量呈正相关,其中以小麦和水稻增加最高,大豆次之,玉米最少,且硒含量均在安全补硒值的范围之内。叶面喷硒后作物增产效果不明显。确定了叶面喷硒的浓度范围为11.25~22.50 g·hm~(-2),即可使水稻、大豆、玉米和小麦籽粒中硒含量满足低硒区居民补硒的需要;施硒时期综合比较,水稻的最佳喷硒时期是在扬花后期,玉米的最佳喷硒时期是在抽雄期,大豆是在初花期,小麦是在孕穗期。腐植酸硒降低了高浓度硒对作物的毒害作用,在生产实际中更具有安全性。     

叶面喷施硒对水稻籽粒中硒含量及形态的影响

为研究叶面喷施氨基酸螯合硒对水稻籽粒硒含量及形态的影响,以水稻品种百香 139 为材料,通过大田试验,在水稻破口期叶面喷施不同用量的氨基酸螯合硒,并在水稻拔节孕穗期、始穗期、扬花授粉期、灌浆期、蜡熟期 5个不同生育期叶面喷施 13.5 g/hm²(以硒计)的氨基酸螯合硒,在水稻成熟期测定、分析各处理组水稻地上部不同组织器官硒含量和籽粒硒形态。结果表明,喷施外源氨基酸螯合硒可提高水稻各器官硒含量,在适量范围内水稻植株各器官硒含量随着喷硒浓度的增加而提高;水稻籽粒中硒主要以硒代蛋氨酸存在,水稻籽粒中硒代蛋氨酸含量与总硒含量的变化规律相一致。喷施氨基酸螯合硒用量为 6.75、13.5、27.0 g/hm² 时水稻籽粒中硒含量分别为 0.168、0.431、0.439 mg/kg,均达到《富硒农产品硒含量分类要求》(DB45/T 1061-2014)的要求。拔节孕穗期至灌浆期喷硒处理水稻籽粒硒含量呈现增高趋势,灌浆期喷硒处理的水稻籽粒总硒含量最高,达到 0.320 mg/kg;水稻籽粒中硒代蛋氨酸含量占总硒含量的比例为 43% ～ 91%,硒代蛋氨酸含量占总硒含量的比例由大到小依次为:拔节孕穗期 >始穗期>扬花授粉期＝灌浆期>蜡熟期,硒代蛋氨酸比例随着施硒时期越靠近水稻成熟期越低,表明水稻叶片中硒的转化时间对稻米中硒形态有显著影响,提早喷施硒有利于有机态硒的形成,提高稻米中有机态硒的比例。在硒的生物强化生产富硒水稻中,水稻破口期叶面喷施氨基酸螯合硒的最佳用量为 13.5 g/hm²,在 5 个不同生育期喷施 13.5 g/hm² 的氨基酸螯合硒均能生产出富硒大米,且最佳喷施外源硒的时期为灌浆期。     

硒对胡萝卜含硒量、产量及品质的影响

采用不同浓度Na2SeO3进行胡萝卜叶面喷施的田间试验,研究胡萝卜对硒的吸收、转化特点和硒对胡萝卜产量、品质等的影响。结果表明,叶面施硒可明显提高胡萝卜中各形态硒含量,随施硒量的增加,有机硒转化率上升;其总硒、有机硒含量在最大处理浓度(500.mg/kg)呈最高,分别是CK的15.9和26.6倍。施硒胡萝卜产量较对照降低,但未达显著水平。营养品质中除Vc下降,P变化不一外,总糖、胡萝卜素、粗纤维、Ca、Mg、Fe、K在一定浓度下有不同程度提高。综合分析硒对胡萝卜含硒量、产量、各品质因素以及对人、畜食用的安全性,施硒量以不超过1.0mg/kg为宜。     

Speciation of selenium compounds from high selenium broccoli is affected by the extracting solution

The speciation of selenium compounds from high selenium broccoli (876 microg/g) depends on the extraction conditions. Twenty-seven extraction conditions were explored involving nine different buffering systems between pH 1 and pH 9. In nonbuffered extractions of broccoli, more than 40% of the spiked Se-methylselenocysteine was not recovered in the filtered solution. However, in buffered extractions, losses for Se-methylselenocysteine ranged from 10 to 20%. Mass balance indicated that approximately 30% of naturally occurring selenium in broccoli samples was volatilized and lost to the atmosphere when buffered extractions were made. Solid phase extractions indicated that the polarity of selenium compounds in solution was also dependent on the extracting solution. High-pressure liquid chromatography coupled to an inductively coupled plasma mass spectrometer was used to show that selenium compounds extracted from broccoli reacted with the extracting solution. Compound identities were assigned by matching retention times to standards of selenite, selenate, methylseleninic acid, Se-methylselenocysteine, selenomethionine, and the selenonic acids of Se-methylselenocysteine and selenomethionine. Changes in speciation were analyte-, pH-, and buffer-dependent, but generally, a higher pH resulted in more highly oxidized selenium compounds. For valid conclusions to be drawn from the analytical data, the extraction conditions should match the conditions present in the matrix or be specified for a particular application such as a simulated gastrointestinal digestion.     

施硒对茄子吸收转化硒和品质的影响

盆栽试验结果表明,土壤施硒(0.15、0.60、3.00mg/kg)条件下,茄子的含硒量随施硒量的增加而显著增加。当施硒量为0.60和3.00mg/kg时,茄子无机硒转化成有机硒的比率下降,显著提高了茄子粗蛋白、粗脂肪和还原糖含量,增加了茄子的必需氨基酸总量,改善了茄子的品质。土壤施硒显著增加了茄子蛋氨酸、胱氨酸和丝氨酸的含量,但谷氨酸和脯氨酸的含量显著降低。     

Effects of pH and selenium oxidation state on the selenium accumulation and yield of alfalfa

Experiments were performed in greenhouse sand culture to determine the effect of pH and Se oxidation state on the tissue composition and yield of alfalfa (Medicago sativa L.). Alfalfa was planted and irrigated with nutrient solution containing 0, 0.25, 0.5, 1.0 or 3.0 mg Se L^‐1 as Na₂SeO₃ or Na₂SeO_l4. The solution pH was maintained at 7.0 ± 0.2 or 4.5±0.2. Three harvests were made and the shoots and roots weighed and analyzed for total Se. At the levels tested, additions of Se to the treatment solutions increased the tissue Se concentrations and depressed alfalfa shoot growth regardless of Se oxidation state or pH. Root growth was reduced in the presence of Se(VI) but was unaffected by Se(IV). Selenium was accumulated to higher concentrations in the shoot when supplied as Se(VI) compared to Se(IV) and accumulated to higher concentrations in the root when added as Se(IV) compared to Se(VI). Relative shoot yields were depressed more by Se(IV) then Se(VI) at pH 7, but there was no difference between Se(IV) and Se(VI) at pH 4.5. Relative root yields were depressed by Se(VI) but not by Se(IV).