不同调控措施对富硒红壤上水稻生长及吸收硒的影响开题报告

一、本课题的意义、国内外研究概况、应用前景等（列出主要参考文献）

1.1选题背景及意义

硒是生态环境中一种十分重要的微量元素，现有研究表明，缺硒是导致许多疾病的主要原因，其与人体健康关系密切，而我们知道，人体中的硒主要是从食物中获得，其中植物是一个种重要途径，因此若想提高食物链中硒的含量，主要是提高植物植物中硒的含量，而植物中硒含量很少【1】。水稻是我国种植十分广的一种主要食物，通过在富含硒土壤中水稻的种植生产的大米来供人食用，从而达到补充人体需要的硒元素是一个有效的途径，但是这种方式存在弊端，因为数据表示:虽然食物中硒含量小于0.05mg/kg就会导致人体缺硒，但是大于3-5mg/kg又会导致硒中毒，而安全的范围是0.1-0.36mg/kg【2】。富硒问题亦会导致安全问题，因此研究富硒土壤上不同调控措施对水稻生长以及硒吸收的影响能够帮助了解和解决水稻硒问题，从而探讨合理调控的合理性以及可行性。

1.2.国内外硒元素研究进展

1.2.1.硒元素的作用

硒被科学家称为人体微量元素中的抗癌之王，科学界研究发现，血硒水平的高低与癌的发生息息相关。大量的调查资料说明，一个地区食物和土壤中硒含量的高低与癌症的发病率有直接关系，例如:此地区的食物和土壤中的硒含量高，癌症的发病率和死亡率就低，反之，这个地区的癌症发病率和死亡率就高，事实说明硒与癌症的发生有着密切关系。同时科学界也认识到硒是人体微量元素中的抗癌之王。其作用有:增强免疫力，防止糖尿病，防止白内障，心脑血管疾病，防止克山病，大骨节病，关节炎，解毒排毒，防治肝病保护肝脏等【3】，中国营养学会调查表明,我国居民平均日硒摄入量为26～32μg,远低于中国营养学会推荐的摄入量50～200μg。

1.2.2土壤因素对植物生长及吸收硒的影响

植物体内的硒主要来自于土壤，硒在土壤中以多种形态存在，包括元素态硒，矿物态硒，水溶态硒，吸附态硒，有机态硒和挥发态硒等，硒的价态也有多种，包括正6价，正4价，正2价，0价以及负二价。不同形态的硒化学性质，生物利用率不同，其形态影响硒的有效性【4】。

硒的有效性除了受形态影响之外，还与土壤类型，质地，PH值，氧化还原电位（Eh）以及有机质含量等因素有关。pH在很大程度上影响了硒的存在形态，因此影响其有效性，当土壤溶液pH呈现中性时，土壤中硒的有效性最低，此时植物的利用率也是最低，当pH升高时硒的有效性也会相应提高，土壤氧化还原电位（Eh）影响土壤中硒的价态变化。土壤有机质与土壤有机硒在数量上关系密切，一般呈正比，其与有机硒的关系决定于有机质分解程度，有机质尚未完全分解可

吸收Sc4 ，降低其的有效性，离子竞争中主要是指SO42-和PO43-，SO42-对硒离

子有拮抗作用，植物组织中含硒量随所施加的硫酸根离子量增加所减少，抑制植

降低土壤硒的有效性。而土壤质地对硒的影响主要指粘土矿物和氧化铁可以迅速物吸收硒，而PO43-促进植物吸收硒【5】。

1.2.3.植物种类因素在富硒土壤的生长以及对硒的吸收

植物中硒的含量变幅很大，因植物种类而异，根据不同植物种类对硒积累的能力不同，可以把植物分为聚硒植物和非聚硒植物，而大部分农作物属于非聚硒植物，包括水稻，含量不会超过30mg/kg，不同植物对硒的吸收和富集能力又有很大的差异。一般作物中，十字花科植物对硒的积累能力最强，其次是豆科植物，最后是谷类植物，而谷类中以小麦对硒的富集能力最强，其含量是油菜籽大豆小麦蚕豆,水稻的富集能力很弱。而同一植物的不同器官中硒含量差异也很大，粮食植物中籽粒和种子中含硒量大于茎秆，而在蔬菜作物中，非可食部分中硒含量最高，并在种子成熟期，大部分可溶性硒化合物被转移到豆荚或种子中【6】。实验证明，植物体内硒含量与硫水平有着直接的关系，同一种植物中有机硒含量高的植株体内硫含量低【7】。

1.2.4.其他因素对植物吸收与利用的影响

植物的成熟程度也会对植物硒的吸收产生很大的影响，如研究水稻发现植株对硒的耐受能力随着植株的发育成熟度增加而显著增高。提高培养基中的蛋白质，脂肪的含量，铁，锌，硒的浓度有利于食用菌对铁，锌，硒的富集。此外植物的培养方式和硒肥的施加方式也会影响植物对硒的吸收利用，植物对硒的吸收还受到其他元素的影响，研究表明【8】，硫饥饿能促进番茄对硒的富集吸收和运输：R，I，Mikkelson对大麦和水稻吸收硒，硫的研究也表明在低浓度时，Sc6 和SO42-的吸收具有协同作用，但在较高浓度下，硒，硫的吸收作用具有拮抗作用。

2.外源调控措施

2.1土壤施硒

硒是一种微量元素，当土壤中的硒含量超过0.4mg/kg时就可以视为富硒土壤【9】。土壤施硒即把无机硒盐粉通过灌溉或直接混于耕作层。目前普遍认为将硒补充到土壤和植物中，以满足人和动物饮食中硒不足是比较持久而稳定的方法。给植物施硒肥，既可以增加植物的硒含量,又可使畜禽摄取自然的有机硒。Korkman等采用给土壤施硒肥的方法，可以使土壤硒含量提高5倍，使大麦硒含量提高3~5倍。芬兰早在80年代就开始用含亚硒酸钠肥料给土壤施硒肥，所施硒肥量因土壤而异。用于生产谷物的土壤所用硒肥浓度为16mg/kg，用于生产干草的土壤用硒肥浓度为6mg/kg，通过这种方法可以使人从膳食摄入的硒由平均每天的30μg提高到90~100μg．满足了人硒的需要量【10】。Cary和Allaway在田间试验中，以亚硒酸盐形式按0，2.2，4.48kg/hm2的量施于纽约的土壤．分别种植玉米、燕麦和各种饲草，进行4年试验。结果显示，施用2.2kg/hm2硒就足以使植物的含硒量增加到4年内不致使食用这种植物的动物缺硒，但玉米的含硒量只能在2~3年内达到这种水平。如果将施用量提高到4kg/hm2，将进一步提高植物组织的含

硒量，且不存在使动物硒中毒的潜在危险。但是如果施入硒酸盐，就会产生含有过量硒的中毒植物。盆栽试验结果表明，在供应等量硒条件下，施硒酸盐处理植

物的含硒量比亚硒酸盐处理高8倍。因此，在农业生产上以亚硒酸盐形式施用为好【11】,可避免产生中毒植物。

2.2.硒拌种

有报道说采用75,150,225,300g/hm2的亚硝酸钠拌种，结果表示收获种子籽粒中含硒量与亚硝酸钠用量呈现正相关，当用75g/hm2亚硒酸钠拌种时，谷粒含硒量达到0.033ppm。国外有人按50g/hm2的量将亚硒酸钠加入泥炭苔藓中．再将它涂到紫花苜蓿和黑麦种子上，结果使植物含硒量提高到适当水平。紫花苜蓿头3次收获物和黑麦草前2次收获物的含硒量均超过0.1ppm。Gissel-Niel-sen的研究表明．拌种处理所需的硒量，比叶喷要多20倍左右【12】。

2.3.叶面喷硒

叶面喷硒也是一种外源调控措施，土壤施硒量大、投资高,拌种又不易操作,且拌种与土施硒均易污染环境,因此,在生产中其应用受到限制。叶面施硒可以碱少土壤因素对施硒效率的影响，从而大大降低硒的施用量。如果在亚硒酸盐溶液中加人一些表面活性剂，植物对硒的吸收可增加20％-200%。Gupta试验表明，每公顷土地喷硒5-10g，可使大麦中的硒水平达到0.1mg/kg左右。丹麦等国家主要采用这种方法来提高植物中的硒含量【13】。

2.4.茎秆注射硒肥液

植物李俊霜【14】在栽培富硒枣中采用了此种方法。即在采收前15-45d，用高压树干注射法向枣树干按100kg鲜重(此重量为枣果鲜重，用干周法测定)注0.1-2mg/kg亚硒酸钠或硒酸钠水药液20-60ml，注入深度为20mm，可使枣果的硒含量达0.39mg/kg。吴其飞【15】等通过茎部施用不同浓度的硒肥来考察对金桔叶的相对生长率、新梢的相对生长率、叶绿素含量、产量、总酸度、总糖含量、Vc含量以及硒在果实中的积累影响，结果表明茎部施肥对植株的生长有明显地促进作用,果实中糖酸比增大,叶绿素含量和Vc含量增加,硒在果实中有一定的富集，且施用硒肥浓度不同对金桔的影响也不同。周淑霞、王勇【16】等也通过茎杆注射硒肥来提高苹果中的硒含量。即在5月份，于树干上离地面50cm处，用打孔器打直径0.8cm、深4cm的两个小孔，用注射器分别注入20、50和500mg/kg的亚硒酸钠液，用嫁接胶带封口。其中500mg/kg的亚硒酸钠的富硒效果最好，可使果实中的含硒量达到0.2570ug/g,相当于对照的197.7倍。由此可见，茎秆施硒也不失为一种有效的富硒方法。

3.内源调控措施

使用磷肥可以有效促进水稻等植物对硒的吸收，因此施加N，P等肥料也是一种常用的富硒方法，最近的研究表明，在低硒或施硒较低情况下，施磷促进植物对硒的吸收；而在高硒或施硒较高情况下，施磷对植物吸收硒起抑制效应。

大量实验证明：植物体内硒的含量和硫水平有着密切的关系，同一种植物有机硒高的植株硫含量相对较低。施和平的研究表明【17】，番茄在经过3天硫饥饿培养后各部位的有机硒和无机硒都比对照高，硫饥饿促进了番茄对硒的吸收运输和转化。在菜豆上的实验也得出了同一结论。有的认为施入磷酸盐降低了土壤对硒酸盐的吸附作用，能提高硒酸盐的生物有效性【18】，陈思杨等【19】却在水培试验中发现，施磷可增加水稻硒的累积，但却导致小麦硒累积量的下降。另外有研究【20】指出供磷量增加时，由于磷酸根与亚硒酸根在土壤颗粒表面具有相似的吸附位点，相互竞争吸附，磷能使土壤溶液解析出较多的硒供水稻植株吸收，从而促使稻株硒吸收量增加。磷和硒在土壤中均以含氧阴离子的形式存在，化学行为相似，磷可通过与硒竞争土壤胶体表面的吸附位点，对Se（Ⅳ）的环境行为造成影响，从而改变硒的生物有效性。

4.参考文献

[1]可有成，夏丽娜，吴晓燕等.富硒方法在植物中的研究应用[J].2009.235

[2]马骋，何亚维，蔡宝昌等.士的宁和马钱子碱及其氮氧化合物毒性比较[J].南京中医学院学报，1984,10（2）：37

[3]林蕃平，硒营养研究最新进展[J].福建畜牧兽医，2002，22（42）：45-51

[4]徐文，硒的生物有效性及植物对硒的吸收[J].海南大学植物学杂志，571737

[5]陈铭，谭见安，王五一等.环境硒与健康研究中的土壤化学和植物营养学[J].土壤学进展，1994,22（4）：1-10

[6]林年丰，医学环境地球化学[M].长春：吉林科技出版，1994

[7]吴军，刘秀芳，徐汉生等.硒在植物生命活动中的作用[J].植物生理学通讯，1999,35（5）：417-422

[8]迟凤琴，土壤环境中硒和植物对硒的吸收转化[J].黑龙江农业科学，2001,（6）：32-34

[9]张驰，吴永尧，彭振坤．植物硒的研究进展[J].湖北民族学院学报，2002，20(3)：58-62．

[10]清吴仪洛.本草从新[M].北京:人民卫生出版社,1990.21.

[11]清严西亭,施淡宁,洪辑庵.得配本草[M].上海:上海科学技术出版社,1958.38

[12]李家奎，王小龙,硒的生物转化研究进展[J].中国兽医杂志,2002,3(3):35-37

[13]国家药典委员会.中国药典(一部)[S].北京:化学工业出版社,2005.83.

[14]李俊霜.富硒枣的栽培管理[J].河北果树，2003，(3):45-46.

[15]吴其飞,黄达明,管国强.茎部注射硒肥对金桔的生长及果实品质的影响[J].水土保持学报，2002,(6).

[16]周淑霞，王勇.提高红富士苹果含硒量的方法[J].落叶果树，2004，(6)：48-49.

[17]施和平，刘振声，张英聚.番茄幼苗对硒的吸收与硫营养的关系[J].核农学报,1993,(6).

[18]Eich-GreatorexS,KrogstadT,SognTA.Effectofphosphorusstatusofthesoilonseleniumavailability[J].JournalofPlantNutritionandSoilScience,2010,173（3）：337-344.

[19]陈思杨,江荣风,李花粉.苗期小麦和水稻对硒酸盐/亚硒酸盐的吸收及转运机制[J].环境科学,2011,32（1）：284-289.

[20]刘勤，曹志洪.磷硒交互作用对水稻硒吸收累积的影响[J].扬州大学学报(农业与生命科学版),2003,24(4):67-70.

处理

用量

CK

当地生产常规用量

叶面喷硒

每小区3ml加水稀释400-500倍

硒基肥（低）

每小区0.15kg硒肥

硒基肥（高）

每小区0.225kg硒肥

钙镁磷肥

每小区2.25kg磷肥

钙镁磷肥 氨基酸叶面肥

每小区2.25kg磷肥 3ml氨基酸叶面肥

氨基酸叶面肥

每小区3ml叶面肥加水稀释400-500倍

钙镁磷肥 氨基酸叶面肥 硒基肥（低）

每小区0.15kg硒肥 2.25kg磷肥 3ml叶面肥

1

8

3

4

6

2

6

7

1

5

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8

3

6

4

1

5

3

4

2

7

8

7

5