硒作为维持人体健康所必需的微量营养元素之一，对人体健康起着非常重要的作用，如调节免疫力、增强生殖功能、解毒、抗衰老和抗癌等，缺硒会导致克山病和大骨节病等疾病的发生^[1-2]。中华人民共和国卫生行业标准《中国居民膳食营养素参考摄入量第 3 部分：微量元素》（WS/T578.3-2017） 中将硒明确列为人体必需的微量元素，并提出了日参考摄入量，成人群体平均需要量为 50 μg/d，推荐摄入量为 60 μg/d，可耐受最高摄入量为 400 μg/d。《食品安全国家标准食品中污染物限量》 （GB 2762-2012）和（GB 2762-2017）中均取消了对硒的限量规定，表明食品中的硒不再是需要监测的污染元素。根据中国营养学会营养调查报告，中国成年人硒的摄入量仅为 26.63 μg/d，与中国预防医学中心推荐的 40～240 μg/（人·d）和美国国家科学院推荐的 50～200 μg/（人·d）的硒摄入量相差甚远^[3]。植物是增加膳食中硒含量的主要硒源，食用富硒农产品是当下公认为最直接有效、最经济安全的人体补硒方法。中国人口的 60% 都以水稻为主食，提高大米的硒含量是改善人体硒营养需求的主要方法和最有效途径^[4-5]。

一般来说，肥料类型、喷洒方法、肥料中硒的种类均会影响植物中硒的吸收和富集^[6]，硒的利用率和活性往往取决于其添加的浓度和形式^[7]。前人针对水稻苗期土壤施用硒肥^[8-9]、扬花灌浆期叶面喷施硒肥^[4-5]等方面研究了硒的吸收、转运、累积和分配规律以及水稻生长特性、产量和品质变化特征。已有研究证明，土壤和叶面喷施硒均可显著提高水稻籽粒硒积累^[10]，土壤施硒主要增加硒滞留在根部中的比例，叶面施硒主要增加硒滞留在叶中的比例^[11]，而硒肥叶面喷施由于减少了土壤固定过程，生物利用率通常要比土壤施用相对更高^[4，11]。目前生产上用于生物外源强化的硒源多为无机硒（亚硒酸钠等）和硒矿粉，与有机硒相比，其毒性大、风险高、易形成二次污染、作物利用率低、硒含量不达标，在日益强调农产品安全的大背景下，应尽量减少无机硒肥的使用，逐步以安全、高效、无污染的有机硒替代，以推动富硒产业的科学快速发展^[5]。张有利等^[4]和余侃等^[5]研究发现，水稻扬花灌浆期喷施有机硒在一定程度上可以提高产量，改善米质，增加茎秆、叶片、精米对硒的吸收和富集。

同时，硒在提高植物抗逆性、缓解重金属胁迫、降低植物对重金属吸收^[12]和降低水稻氧化伤害作用、增强抗氧化能力^[13]等方面均有重要的作用。亦有研究发现，土壤全硒与稻米硒含量无显著相关性，富硒土壤并不一定能生产出富硒农产品^[13]。近年来，对于直接食用的稻米来说，蒸煮食味品质成为衡量主食稻米的关键指标，人们对食味好、营养高、无污染大米及米制品需求不断增长。前人已有研究几乎都是针对缺硒土壤地区开展的，且主要以无机硒肥施用为主，而就南通如东地区草甸土^[14]这种典型富硒土壤并未有过水稻有机硒肥应用方面的相关报道。因此，本研究针对这种土壤类型，在水稻生育后期实施叶面喷施有机富硒液体肥大田试验，研究水稻植株不同部位硒吸收与分配规律、产量变化及品质差异情况，为南通如东地区高产、优质、安全、绿色富硒稻米产业提质增值发展路径提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验于 2019 年 6～10 月在江苏省如东县曹埠镇直港村实施。土壤类型为草甸土，具体理化性质见表1，富硒土壤（>0.4 mg/kg）^[15]。试验所用硒肥为绿维康·有机富硒液体肥，杨凌澳邦生物科学有限公司生产，规格为 200 mL/ 瓶，有机硒（Se） ≥ 6.0 g/L，登记证号：农肥（2010）准字 1755 号，执行标准：NY 1428-2010。

1.2 试验设计

试验设置 7 个硒肥浓度梯度处理（以 Se 计），分别为 CK（0 g/hm²，叶面喷施清水）、T₁（20 g/hm²）、T₂（40 g/hm²）、T₃（60 g/hm²）、T₄（80 g/hm²）、T₅（100 g/hm²）和T₆（120 g/hm²）。随机区组设计，每小区面积为 20 m²，每个处理 3 次重复。硒肥于水稻花后 6 和 12 d 进行 2 次叶面喷施，选择在晴朗无风的下午均匀喷施在叶片表面，各处理喷施时在溶液中加入适量的植物油型喷雾助剂，喷施后如遇阴雨天气则须重新喷施。为避免各小区间的交叉污染和水稻长势影响，小区间设置 1 m 宽的隔离保护带。

供试水稻品种为“南粳 9108”，于 2019 年 6 月 21 日机插，行距 30 cm，株距 14 cm。常规施肥量，即施 N 330 kg/hm²，P₂O₅ 132 kg/hm²，K₂O 198 kg/hm²，磷肥全部作为基肥施用，钾肥按照基肥∶穗肥 =2∶1 施用，基肥采用机械深施，钾肥作穗肥于倒 4 叶期施用。氮肥按基肥∶蘖肥∶穗肥 =4∶2∶4 施用，分蘖肥 2 次各按 50% 施用，促花肥∶保花肥 =2.5∶1.5。其它田间管理参照当地高产田块进行。

1.3 测定项目与方法

水稻成熟后，每个小区选定 3 个代表性样点，每个样点选取连续 10 穴长势比较均匀的水稻用于生物量（分为茎鞘、叶片、穗）和硒含量（分为茎鞘、叶片、穗轴 + 枝梗、颖壳、米糠、精米）测定。同时每个样点选取连续 10 穴长势比较均匀的水稻用于考种，考种后合在一起，晒干并存放 3 个月以上，使其含水量稳定在 14% 左右，用小型精米机将稻谷加工成精米，用粉碎机磨成米粉，过 0.15 mm 筛，供品质分析用，所有指标在测定时每个样品进行 3 次重复。每处理实收计产。

植株和稻米全硒含量的测定：称取约 0.1 g 样品，加入 4.0 mL HNO₃ 和 1.0 mL H₂O₂，置于微波消解仪（CEM Mars6，美国）中消解，消解液中硒含量采用 ICP-MS（Agilient 7500a，美国）测定。加工品质（糙米率、精米率、整精米率）、外观品质 （垩白粒率、垩白度、长宽比）、直链淀粉含量、胶稠度和碱消值的测定方法按中华人民共和国农业行业标准《米质测定方法》（NY/T83-2017）执行。精米中蛋白质含量采用凯氏定氮法测定，再乘以换算系数 5.95。

1.4 数据处理

采用 Excel 2003 整理数据、Sigmaplot 10.0 绘图、DPS 7.05 进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 硒肥喷施浓度对水稻生长的影响

由表2 可知，不同硒肥喷施浓度对水稻主要农艺性状（株高、穗长、枝梗数、有效穗数、每穗粒数）均无显著影响（P >0.05），但对结实率、千粒重和实际产量却有明显的促进作用。结实率在 T₅ 处理达最大值，比对照 CK 显著增加了 11.3%，在 T₆ 处理却比对照 CK 有所降低；千粒重则在 T₄ 处理达最大值，比对照 CK 显著增加了 7.0%；实际产量在 T₅ 处理达最大值（10.0 t/hm²），比对照 CK 显著增加了 22.0%，且与 T₄ 处理间无显著差异（P >0.05）。可见，硒肥喷施主要通过提高结实率和千粒重来达到增产的目的，浓度过高（120 g/hm²）则促进作用有所减弱，增产率降低为 11.0%。因此，本试验中增加水稻产量适宜硒肥浓度为 100 g/hm²。

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著（P <0.05）。下同。

2.2 硒肥喷施浓度对水稻成熟期干物质积累、收获指数和 SPAD 值的影响

从图1 中可以看出，与产量趋势类似，不同硒肥施用浓度对成熟期水稻生物量和收获指数影响均表现为存在最适值，其中两者均在 T₅ 处理达最大值，即干物质积累和收获指数增幅最为显著。

从图2 中可以看出，硒肥喷施浓度与水稻成熟期生物量、产量间相关性均达到了显著水平 （P <0.05），相关系数分别为 0.7781 和 0.7850，而与收获指数间相关性不显著（P >0.05）；成熟期生物量与产量间相关性达到了极显著水平（P <0.01），相关系数为 0.9361。

从图3 中可以看出，硒肥的施用明显延缓了剑叶的衰老进程，显著增加了成熟期旗叶叶绿素含量，与产量变化趋势基本一致。与对照 CK 相比，低浓度 T₁ 处理下剑叶 SPAD 值增加不明显，高浓度条件下即显著增加，T₂、T₃、T₄、T₅ 和 T₆ 处理增加幅度分别为 2.90%、2.72%、4.39%、4.87% 和 3.17%。

注：不同小写字母表示处理间差异显著（P <0.05）。图3 同。

2.3 硒肥喷施浓度对水稻植株和精米硒含量的影响

从图4 中可以看出，不同处理间各部位硒含量（分配比例）均一致地表现出穗 >叶片 >茎鞘的趋势。植株不同组织部位的硒含量随着硒肥喷施浓度的提高不断上升，均表现为 T₆>T₅>T₄>T₃>T₂>T₁>CK，茎鞘、叶片、穗部硒含量与硒肥浓度间的相关系数分别为 0.9784、0.9836 和 0.9772 （P <0.01）（图4A）。相比于对照 CK，茎鞘、叶片和穗部硒含量分别提高 4.61～17.18、4.74～18.19 和 1.17～3.97 倍，平均增加 1038.01%、1077.53% 和 163.16%。可见，不同组织部位中以茎鞘和叶片硒含量对硒肥施用的响应较为敏感，在低浓度 T₁ 处理下显著增加，当喷施浓度达到 T₅ 处理之后，增加效应不显著，总体呈现出叶片 >茎鞘 >穗的趋势。在叶面喷施硒肥条件下，与对照 CK 相比，不同施硒处理均表现为硒累积在茎鞘和叶片中的比例显著增加，而穗中硒所占比例有所降低（图4B）。其中茎鞘中硒所占比例最高增加 13.42 个百分点 （T₄）；叶片中硒所占比例最高增加 22.24 个百分点 （T₃）；穗中硒所占比例最高降低 33.19 个百分点 （T₃）。

注：不同小写字母表示同一水稻部位处理间差异显著（P <0.05）。

从表3 中可以看出，随着硒肥喷施浓度的增加，水稻穗部不同位置硒含量均得到明显提高，精米、米糠、颖壳和穗轴 + 枝梗中硒含量依次比 CK 增加 11.33%～113.37%、30.90%～199.95%、 11.35%～240.71% 和 15.32%～580.98%。可见，不同硒肥水平下，穗部不同位置硒含量（分配比例）及其对硒肥施用响应的敏感度均表现为穗轴 + 枝梗 >颖壳 >米糠 >精米，施用硒肥并未改变穗部不同组织的硒构成比例。不喷施硒肥时，精米硒含量为 0.32 mg/kg，超过《富硒稻谷》（GB/T22499-2008）的富硒大米标准（0.04～0.30 mg/kg），进一步喷硒，精米硒含量显著增加（P <0.05），说明在本试验条件下，富硒土壤即可生产出富硒大米，适量硒肥喷施（20～100 g/hm²）亦可保证大米硒日摄入量在日膳食硒供给适宜范围（50～250 μg/d，以每天食用 400 g 大米计）。同时亦可发现，与对照 CK 相比，叶面喷施硒肥表现为硒累积在穗轴 + 枝梗中的比例有明显增加的趋势，而精米、米糠和颖壳中硒所占比例有所降低，这种现象尤其在高浓度硒肥条件下（≥ 80 g/hm²）相对突出。

同时结合图4 和表3 可以看出，除对照 CK，不同处理植株地上部器官硒含量分布均为叶片 >茎鞘 >颖壳 >米糠 >精米的趋势，而 CK 则表现为茎鞘、叶片硒含量要小于穗部任一位置的硒含量，而穗部硒含量表现为穗轴 + 枝梗 >颖壳 >精米 >米糠。说明喷施硒肥在提高精米、米糠和颖壳硒含量的同时也降低了其占植株地上部总硒含量的比例。

从图5 可以看出，硒肥喷施浓度与精米、米糠、颖壳和穗轴 + 枝梗硒含量之间均呈极显著正相关关系（P <0.01），相关系数分别为 0.9887、 0.9966、0.9931 和 0.9345。说明喷施硒肥对水稻穗部不同位置硒含量均有明显的促进作用，且浓度越高，富集越多。

2.4 硒肥喷施浓度对稻米品质的影响

从表4 中可以看出，加工品质和外观品质方面，不同硒肥喷施浓度并未对糙米率、精米率和长宽比造成显著影响（P >0.05）；而相较于对照 CK，垩白粒率随硒肥施用浓度的提高呈显著降低的趋势 （P <0.05），整精米率和垩白度则与之相反。蒸煮营养品质方面，叶面喷施硒肥在一定程度上降低了稻米蛋白质含量，使得胶稠度变长，而直链淀粉含量和碱消值则无显著变化（P >0.05）。综合来看，稻米加工品质在 T₆ 处理最优，且与 T₅ 处理无显著差异；外观品质相对在 T₆ 处理较优；蒸煮食味品质在处理 T₅ 最佳，蛋白质含量最低，胶稠度最长。

3 讨论

硒作为动植物生长不可或缺的元素之一，在维持内环境稳态和保持生理生化功能方面起着关键性作用^[16]。研究表明，通过使用含硒制剂作用于植物叶片，可使营养直接且快速被吸收并转运至植物的其它部位^[17]。因此，全面评估硒肥喷施对水稻生长特性、米质变化、硒的吸收富集和转运分配具有重要意义。

3.1 硒肥喷施浓度对水稻生长的影响

张有利等^[4]研究发现，在水稻扬花期和灌浆期叶面喷施富硒酵母可在一定程度上提高产量，增加千粒重，有效穗数、穗粒数、结实率、株高和穗长则无显著变化。肖时运^[18]研究发现，水稻抽穗期叶面喷施微量硒可提高结实率 0.8～11.0 个百分点，千粒重平均较对照增重 0.6 g，单产比对照增加 5.59%～29.07%。陈雪等^[11]研究发现，土壤和叶面施用亚硒酸钠对水稻生物量、产量及收获指数均无显著影响，硒不是作物产量主要的限制因子。本研究发现，富硒土壤灌浆期（花后 6 和 12 d）不同硒肥喷施浓度对水稻株高、穗长、枝梗数、有效穗数和每穗粒数均无显著影响（P >0.05），对结实率、千粒重和实际产量却有明显的促进作用，浓度过高（120 g/hm²）则促进作用有所减弱，其中硒肥喷施浓度与产量间的相关性达到了显著水平（R =0.7850，P <0.05）。这与 Yao 等^[19]认为硒对作物的生长存在双重作用，适量促进增产，浓度过高则产生抑制作用有所相同。其增产机制可能是，硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组成成分，适宜的硒浓度刺激了酶的合成和活性，减少了自由基等对植株的损害，有效延缓了叶片生育后期的衰老，最终使产量提高^[20]。因此，在实际大田生产中，要严格掌握硒肥施用浓度，这样才能够更加有效地提高水稻产量。本试验中适宜硒肥施用浓度为 100 g/hm² 时，可显著促进成熟期干物质积累，增加旗叶叶绿素含量，延缓剑叶衰老，提高收获指数，促进增产。

3.2 硒肥喷施浓度对水稻植株和精米硒含量的影响

水稻植株不同部位对硒的吸收富集能力不同，导致各部位的硒含量存在一定差异。张有利等^[4] 和 Roberto 等^[21]研究发现，叶面喷施硒肥可以提高水稻茎秆、叶片和精米硒含量；但当超过一定浓度范围时，不同部位硒含量不再增加，反而会有所降低，整体吸收积累规律呈现叶片＞茎秆＞精米的趋势^[5]。本研究与前人^[4-5，21]研究结果基本一致，在硒肥喷施浓度为 20～120 g/hm² 情况下，植株不同组织部位的硒含量随着硒肥喷施浓度的提高不断上升（P <0.01），喷硒处理植株地上部器官硒含量分布则为叶片 >茎鞘 >颖壳 >米糠 >精米的趋势。同时发现，对照 CK（土壤硒含量 1.0 mg/kg 左右） 表现为茎鞘、叶片硒含量要小于穗部（穗轴 + 枝梗 >颖壳 >精米 >米糠）任一位置的硒含量，与姜超强等^[22]研究认为水稻对天然富硒土壤（0.5～1.5 mg/kg）中硒的吸收和积累主要集中在根系和茎叶，而籽粒硒的含量则相对较低（米糠＞精米＞稻壳） 结果不一致，可能与土壤类型、理化性质、养分含量及试验材料和环境差异等有关。喷硒使硒累积在茎鞘、叶片和穗轴 + 枝梗中的比例有增加的趋势，精米、米糠和颖壳硒含量占比则有所降低，这与陈雪等^[11]研究的叶面喷施亚硒酸钠可显著提高水稻根、茎、叶和籽粒硒含量，并使硒滞留在叶部中的比例显著增加，而根、茎、籽粒中硒所占比例有所降低这一结果有一定相似之处。可能与试验所采用硒肥种类、施用方式、时期以及浓度相关，也可能和水稻品种类型和种植环境有关，不同水稻品种在不同的土壤类型、气候环境下，对硒的富集能力也表现出一定的差异性^[23]。本试验条件下（土壤硒含量 1.0 mg/kg 左右），不喷施硒肥（CK）的精米中硒含量为 0.32 mg/kg，已超过《富硒稻谷》 （GB/T22499-2008） 规定的 0.04～0.30 mg/kg 大米硒含量，说明草甸土富硒土壤可以生产出富硒大米。而《食品安全国家标准食品中污染物限量》 （GB 2762-2012）和（GB 2762-2017）中均取消了对硒的限量规定，表明食品中的硒不再是需要监测的污染元素。因此在富硒土壤上继续喷施一定量的外源硒肥有助于进一步强化稻米硒含量，补充人体所需硒元素。中国营养学会及 FAO/WHO/ IAEA 联合专家委员会已正式确定膳食硒供给量 50 μg/d，适宜范围为 50～250 μg/d（相当全血硒量为 0.10～0.44μg/mL），最高安全剂量为 400 μg/d^[24]。本试验中当有机富硒液体肥喷施浓度为 0～120 g/hm² 时所生产的精米硒含量为 0.32～0.69 mg/kg，可使人群硒摄入量达到 128～276 μg/d（以每天食用 400 g 大米计）。说明本试验过程中在富硒土壤上额外喷施适量外源硒肥（20～100 g/hm²）保障了膳食硒在日适宜供给范围内能够达到较高水平，其中硒肥喷施浓度为 120 g/hm² 时大米硒日摄入量为 276 μg（以每天食用 400 g 大米计），超出了日膳食硒供给适宜范围，但依然属于安全剂量，不会产生毒害作用。此外，由于喷硒使得米糠硒含量高于精米，而米糠是在大米加工过程中产生的主要副产品，脱脂米糠中含有 15.4% 的蛋白质^[25]，因此从米糠中提取蛋白质也是充分利用米糠资源的有效途径之一。秸秆、颖壳和穗轴 + 枝梗则可以用来饲养动物，从土壤-植物-动物-人这一食物链达到动物和人体共同补硒的目的^[22]。此外，有研究发现，水稻的最佳喷硒时期是在扬花后期，在其养分需求最大时期进行叶面喷硒，富硒效果明显，既能补充食品中低硒现状，还能与其它重金属产生拮抗作用，从而也避免了人类健康的潜在风险^[26]。

3.3 硒肥喷施浓度对稻米品质的影响

稻米品质主要包括加工品质、外观品质、蒸煮食味品质和营养品质 4 个方面。对稻米价格影响最大的是加工品质和外观品质，这也是水稻优种精选的关键原因^[27]。其中加工品质中的整精米率是衡量评价稻米质量的主要指标^[28]；垩白米因其在碾磨过程中易碎裂，从而会影响水稻外观，导致市场价值降低^[4]。本研究发现，富硒土壤水稻灌浆期叶面喷施外源有机硒肥在显著增加整精米率的同时显著降低了垩白粒率，对糙米率、精米率和长宽比则无明显影响；虽然垩白度在硒肥喷施浓度为 20～80 g/hm² 时呈显著增加趋势，但当浓度进一步增加时，垩白度则无明显变化。说明本试验条件下硒肥喷施浓度的增加有助于提高稻米加工品质，并在一定程度上改善稻米外观品质，其中以 T₅（100 g/hm²）和 T₆（120 g/hm²）处理效果相对较优。这与张有利等^[4]和赵飞等^[29]研究结果一致，他们发现在水稻扬花灌浆期或孕穗期分别在叶面喷施破壁型富硒酵母和亚硒酸钠，可以降低垩白率，提高整精米率，改善稻米的外观品质。稻米的蒸煮品质主要表现为米饭的色、香、味和口感等方面，一般通过直链淀粉含量、碱消值和胶稠度等一些理化指标进行测定分析^[30]。研究发现，在水稻扬花灌浆期叶面喷施不同浓度破壁型富硒酵母或生物有机硒后，直链淀粉含量显著提高，胶稠度出现了不同程度的变短，氨基酸含量和碱消值则无明显变化^[4-5]，稻米蒸煮品质得到改善^[4]。本试验条件下，不同硒肥喷施浓度使得胶稠度变长，而直链淀粉含量和碱消值则无显著变化，其中 T₂（40 g/hm²）和 T₅（100 g/hm²）处理胶稠度最长，达到 84.0 mm，比对照 CK 显著增加了 4.35%。蛋白质作为稻米的重要组成成分，对稻米蒸煮和营养品质有着不可忽视的作用。张有利等^[4]研究发现，叶面喷施破壁型富硒酵母提高了稻米的蛋白质含量。赵飞等^[29]研究发现，孕穗期叶面喷施一定计量的亚硒酸钠，可以通过同时降低蛋白质和直链淀粉含量，提升稻米食味值。不管是土壤或叶面施用硒肥，籽粒蛋白质含量增加都存在品种间的差异^[11]。精米蛋白质含量的提高会使米饭硬度变大，黏度降低，显著劣化稻米蒸煮品质和适口性，导致食味品质下降^[4]。本研究中不同硒肥喷施浓度均会降低稻米蛋白质含量，一定程度上可以提高稻米食味值，其中 T₅ （100 g/hm²）处理蛋白质含量最低，为 5.86%，比对照 CK 显著降低了 7.28%。可见，前人关于硒肥施用对稻米品质的影响尚未达成一致结论，其内在机理错综复杂，仍需进一步定量定性研究和分析。

因此，在实际生产中，可以根据某个具体性状的指标要求有针对性地选择不同的施硒浓度。已有报道表明，水稻不同品种从叶组织经由韧皮部向发育的籽粒转运和种子的装载硒能力不同^[11]，利用水稻品种对硒富集能力存在基因型差异，可筛选获得水稻籽粒硒积累高的水稻品种^[31]。可见，除采用农艺措施外，还可通过育种手段协同培育富硒稻米以达到生产的最终目的。

4 结论

富硒土壤（硒含量 1.0 mg/kg 左右）水稻灌浆期（花后 6 和 12 d）叶面喷施有机富硒液体肥，可显著促进成熟期干物质积累，增加旗叶叶绿素含量，延缓剑叶衰老，提高收获指数，促进增产，浓度过高（120 g/hm²）则促进作用有所减弱。

植株不同组织部位硒含量随硒肥喷施浓度的提高不断上升（P <0.01），喷硒使得硒累积在茎鞘、叶片和穗轴 + 枝梗中的比例有增加趋势，而精米、米糠和颖壳硒含量占比则有所降低。硒肥喷施浓度为 120 g/hm² 时大米硒日摄入量为 276 μg（以每天食用 400 g 大米计），超出了日膳食硒供给适宜范围。

不同硒肥喷施浓度显著降低垩白粒率 （P <0.05），提高整精米率（P <0.05），改善稻米加工品质和外观品质，T₅（100 g/hm²）和 T₆（120 g/hm²）处理效果相对较优；同时降低稻米蛋白质含量，使胶稠度变长，增加稻米蒸煮食味品质，其中 T₅（100 g/hm²）处理效应最强。

参考文献