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硒（Se）是人体和动物必需的微量元素，在人体免疫系统调节、维护心脑血管正常结构和功能及抗癌等方面具有重要作用[1]。人体硒的缺乏会造成一系列的疾病，包括克山病、大骨节病及免疫力缺陷等[2]。无机硒由于生物利用率低和存在毒性等原因，不能直接作为硒源供人体吸收利用，所以通过食物摄取有机硒是满足人体需求安全有效的方式[3-4]。我国 72% 的地区土壤中缺硒，39%～61% 的人口日常饮食硒摄入不足，低于 WHO/FAO 的推荐范围（26～34 μg·d-1）[5]。毋庸置疑，土壤中硒的含量和赋存形态均直接影响作物对硒的吸收和累积[6]。因此，施硒肥和提高土壤硒有效性是提高农作物硒含量的重要途径[7-8]。磷是植物生长的必需营养元素，参与植物体内光合作用、能量传递和养分转运等。磷转运蛋白参与植物体对亚硒酸盐的吸收和转运[9-10]，施磷会抑制植物对硒的吸收、降低硒含量[11]。在土壤-植物系统中，磷硒的相互作用十分复杂，当土壤磷含量较低时（≤ 0.08 mg·kg-1），两者因化学相似性而主要存在拮抗作用；而磷含量较高时（≥ 0.4 mg·kg-1），两者因吸附竞争而主要存在协同作用[12]；当土壤中硒浓度较高时（≥ 2.5 mg·kg-1），施磷能促进小白菜对硒的吸收；而硒浓度较低时（≤ 1.0 mg·kg-1），施磷降低小白菜地上部和根系硒含量[13]。闫颖等[14]和祝姣姣等[15]研究表明，磷硒交互作用能明显抑制土壤对磷、硒的吸附，促进土壤中磷的释放和提高水溶态硒含量。而 Zhang 等[16]研究发现，施用磷肥降低土壤 pH，提高土壤中铁锰氧化物结合态硒和有机硫化物结合态硒含量，但显著降低交换态和水溶态硒含量，进而降低硒的有效性。也有研究指出，接种丛枝菌根真菌（AMF）能显著增加低磷水平下变形菌门、拟杆菌门和放线菌门的相对丰度，而降低高磷水平下酸杆菌门的相对丰度，改变土壤中微生物群落结构，影响土壤中硒的形态转化[10]。由此可见，关于磷硒互作对磷硒有效性的影响结果并不一致，且对土壤微生物群落结构的影响报道则更少。本研究通过盆栽试验研究磷酸盐与亚硒酸盐相互作用对冬小麦生长、土壤磷硒有效性及根际微生物群落结构的影响，旨在为探究生产实践中磷、硒肥的适宜施用浓度，为冬小麦硒生物强化和人体安全补硒提供理论依据。
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1 材料与方法
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1.1 供试材料
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供试土壤为壤质潮土，取自河南农业大学原阳试验基地，其（风干过 1.68 mm 筛）基本理化性质：土壤 pH 为 8.68，土壤有机质含量为 13.8 mg·kg-1，土壤碱解氮含量为 21.0 mg·kg-1，土壤有效磷含量为 8.21 mg·kg-1，土壤速效钾含量为 107 mg·kg-1，土壤有效硒含量为 1.60 μg·kg-1。供试冬小麦品种为郑麦 379。
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1.2 试验处理
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根据实际生产中磷肥的施用水平[16]，设置 3 个磷水平（0、0.2 和 0.4 g·kg-1）；根据相关研究结果[3，8，15]，设置 2 个硒水平（0 和 0.5 mg·kg-1）。各水平进行完全交互，共 6 个处理（分别为 Se0P0、 Se0P0.2、Se0P0.4、Se0.5P0、Se0.5P0.2 和 Se0.5P0.4），每个处理重复 3 次，共 18 盆。分别以磷酸二氢钠 （NaH2PO4·2H2O） 和亚硒酸钠（Na2SeO3·5H2O） 作为供试试剂，均为分析纯。
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2021 年 11 月 2 日，在河南农业大学毛庄试验基地防雨棚中使用直径 310 mm、深度 200 mm 的聚乙烯塑料盆布置盆栽试验，把 8.0 kg 土样装入盆中。每千克土样施入相应的磷酸盐和亚硒酸盐处理溶液，底肥按照每千克土壤施 N、K2O 各 0.2 g（分别以尿素、氯化钾作为肥源，配成溶液一次性施入土壤）施用，每盆播种冬小麦种子 12 粒，于 12 月 4 日定株 8 棵，并于拔节期每盆追施尿素 1.0 g。生长期间保持土壤含水量为田间持水量的 70%，每 3 d 浇 1 次水。
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2022 年 5 月 28 日，在小麦成熟期进行取样，分为籽粒、颖壳、茎叶和根系 4 部分。60℃烘干至恒重，记录小麦植株各部位生物量，粉碎、过 0.85 mm 筛，装入自封袋备用。土壤样品采集分为两份：一份立即置于-80℃冰箱中，用于土壤微生物功能多样性分析；一份自然风干，分别过 0.25 和 0.15 mm 筛用于测定土壤基本理化性质及土壤硒形态。
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1.3 样品采集和指标测定
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1.3.1 土壤基本理化性质的测定
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参照鲍士旦[17]的方法：土壤 pH 值按土水比为 1∶2.5 搅拌，采用复合电极法（梅特勒-托利多 FE28，上海）测定；有机质采用重铬酸钾容量-外加热法测定；碱解氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用 NaHCO3 浸提、钼蓝比色法酶标仪（MD-SpectraMax M2，美国）测定；速效钾采用 NH4OAC 浸提、火焰光度法（精密 FP6410，上海）测定；有效硒采用 NaHCO3 浸提、原子荧光光度计（吉天 AFS-8220，北京）测定。
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1.3.2 植株各器官磷、硒浓度测定
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参照鲍士旦[17] 的方法，称取 0.10 g植株样品，采用 H2SO4-H2O2 消煮，利用钼锑抗比色法，使用酶标仪在 880 nm 下进行比色测定磷含量。参照《食品安全国家标准食品中硒的测定》（GB/T5009.93—2017）氢化物原子荧光光谱法，称取 0.30 g 植株样品，采用 HNO3-HClO4 （V∶V=4∶1）消解，用原子荧光光度计测定硒含量。
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植株各部位磷累积量（g·盆-1）= 植株各部位磷浓度（%）× 各部位干物质重（g·盆-1）
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植株各部位硒累积量（μg·盆-1）= 植株各部位硒浓度（μg·kg-1）× 各部位干物质重（g·盆-1）×10-3
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1.3.3 土壤硒形态的测定
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参照瞿建国等[18]的方法测定以下指标：
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可溶态硒：称取 1.00 g 土壤样品，放入干净的聚乙烯离心管中，用 10 mL 0.25 mol·L-1 HCl 进行提取，上清液消化后测定；
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可交换态及碳酸盐结合态硒：在上述含有残渣的离心管中加入 10 mL 0.7 mol·L-1 KH2PO4（pH 值 5.0）进行提取，上清液消化后测定；
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铁锰氧化物结合态硒：在上述含有残渣的离心管中加入 10 mL 2.5 mol·L-1 HCl 进行提取，上清液消化后测定；
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有机物硫化物结合态及元素态硒：在上述含有残渣的离心管中加入8 mL 的 5% K2S2O8 和 2 mL 的 HNO3 ∶H2O（V∶V=1∶1）进行提取，上清液消化后测定；
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残渣态硒：用少量去离子水将上述离心管中的残渣转移至 150 mL 三角瓶中，后续步骤同土壤总硒[19]测定。
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1.3.4 土壤总 DNA 提取和高通量测序
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采用 Mo Bio/QIAGEN 公司的 DNeasy PowerSoil Kit 进行抽提，并对抽提的 DNA 进行检测。采用荧光分光光度计（Quantifluor-ST fluorometer，Promega， E6090；Quant-iT PicoGreen dsDNA Assay Kit，Invitrogen， P7589）在 260 和 280 nm 处分别测定 DNA 的吸光值，检测 DNA 的浓度，并用 1% 的琼脂糖凝胶电泳检测 DNA 的质量。调整 DNA 溶液浓度，DNA 工作液保存于 4℃，储存液保存于-20℃。对 16S rRNA V3～V4 基因可变区进行 PCR 扩增，扩增产物在 4℃ 下保存。引物为 341 F（CCTACGGGNGGCWGCAG） 和 806R（GGACTACNNGGGTATCTAAT）。PCR 扩增引物由上海派森诺生物科技股份有限公司合成。最后将 PCR 产物利用 Illumina Miseq 平台测序技术进行测序。
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1.4 数据计算、统计与分析方法
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采用 Excel 2021 和 SPSS 19.0 进行数据处理和统计分析，采用 Origin 2018 作图，各处理平均值的多重比较采用 LSD 法，显著性水平设为 0.05。
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2 结果与分析
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2.1 磷硒配施对冬小麦成熟期产量构成因素的影响
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由表1 双因素方差分析结果可知，施硒对穗数、穗粒数、千粒重和籽粒产量的影响均达到显著水平（P<0.05）；施磷对穗数、穗粒数和籽粒产量的影响均达到极显著水平（P<0.01）；磷硒交互对穗粒数和籽粒产量的影响达到显著水平（P<0.05）。在 Se0 水平下，冬小麦穗数、穗粒数和籽粒产量随施磷水平的增加而增加；在 Se0.5 水平下，冬小麦穗粒数和籽粒产量随施磷水平的增加呈先增加后降低的趋势，均在 P0.2 处理下达到最大值。在 P0 和 P0.4 水平下，施硒显著降低了冬小麦穗粒数和籽粒产量 （降幅分别为 11.6%～15.0% 和 17.9%～24.8%）；在 P0.2 水平下，施硒显著降低了冬小麦穗数（降幅为 11.8%）。冬小麦籽粒产量在 Se0.5P0.2 处理下显著低于 Se0P0.4 处理，但与 Se0P0.2 处理无显著差异。单独施磷时，籽粒产量在 Se0P0.4 处理达到最大值；磷硒配施时，冬小麦籽粒产量在 Se0.5P0.2 处理下达到最大值。考虑到生产实践中磷、硒肥的平衡施入，即以 Se0.5P0.2 处理施用效果最佳。
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注：同一列标有不同字母表示差异显著（P<0.05）。* 表示在 0.05 水平上差异显著（P<0.05），** 表示在 0.01 水平上差异极显著（P<0.01）。下同。
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2.2 磷硒配施对冬小麦各器官磷、硒吸收的影响
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由表2 双因素方差分析结果可知，施硒、施磷和磷硒交互对根系、茎叶及籽粒磷、硒浓度的影响均达到极显著水平（P<0.01），对颖壳磷浓度的影响也达到极显著水平（P<0.01），施硒对颖壳硒浓度的影响也达到极显著水平（P<0.01）。在 Se0 水平下，施磷（P0.2 和 P0.4 处理）显著增加了冬小麦根系、茎叶、颖壳及籽粒磷浓度（增幅为 114%～1100%）；在 Se0.5 水平下，施磷显著增加了冬小麦根系和颖壳磷浓度（增幅为 37.5%～100%），另 P0.4 处理显著增加了冬小麦茎叶和籽粒磷浓度（增幅分别为 300% 和 81.3%）。在 P0 水平下，施硒处理茎叶磷浓度倍增；在 P0.2 和 P0.4 水平下，施硒显著降低了冬小麦根系、茎叶、颖壳及籽粒磷浓度（降幅为 26.7%～63.8%），所以根系、茎叶、颖壳及籽粒磷浓度均在 Se0P0.4 处理下达到最大值。不论哪个磷水平，施硒均显著增加了根系、茎叶、颖壳和籽粒硒浓度（增幅分别为 1188%～4283%、 1314%～1689%、168%～203% 和 408%～1276%）。在 Se0.5 水平下，施磷（P0.2 和 P0.4 处理）显著降低根系、茎叶、颖壳和籽粒硒浓度（降幅分别为 11.7%～46.0% 和 28.7%～63.1%），所以根系、茎叶、颖壳和籽粒硒浓度均在 Se0.5P0 处理下达到最大值。
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由表3 可知，施硒、施磷和磷硒交互对籽粒、颖壳、茎叶及根系磷累积量的影响均达到极显著水平（P<0.01）。施硒、施磷和磷硒交互对籽粒、茎叶及根系硒累积量的影响均达到显著或极显著水平（P<0.05 或 P<0.01），另施硒对冬小麦颖壳硒累积量的影响也达到极显著水平（P<0.01）。在 Se0 和 Se0.5 水平下，施磷（P0.2 和 P0.4 处理）显著增加了冬小麦籽粒、颖壳和茎叶磷累积量；在 P0 水平下，施硒显著增加了根系磷累积量（增幅为 90.9%）；在 P0.2 和 P0.4 水平下，施硒显著降低了冬小麦籽粒、颖壳、茎叶及根系磷累积量（降幅分别为 48.8%～72.1%、34.3%～34.6%、39.9%～55.1% 及 32.8%～39.5%）。不论哪个磷水平，施硒均显著增加籽粒、颖壳、茎叶及根系硒累积量。在 Se0.5 水平下，施磷（P0.4 处理）显著降低了籽粒及根系硒累积量（降幅分别为 47.8% 和 60.1%），但显著增加了茎叶硒累积量（增幅为 28.7%）。籽粒、颖壳和茎叶硒累积量均在 Se0.5P0.2 处理下达到最大值。
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2.3 磷硒配施对土壤磷、硒有效性的影响
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由表4 可知，施硒、施磷和磷硒交互对可溶态、可交换态及碳酸盐结合和铁锰氧化物结合态硒的影响均达到极显著水平（P<0.01），施硒、磷硒交互对有机物硫化物结合态及元素态硒的影响达到极显著水平（P<0.01），另施硒对残渣态硒的影响达到极显著水平（P<0.01）；施硒、施磷对土壤有效磷含量的影响分别达到显著或极显著水平（P<0.05 或 P<0.01）。在Se0 水平下，施磷（P0.2 和 P0.4 处理）显著降低了有机物硫化物结合态及元素态硒含量（降幅分别为 24.1% 和 32.1%）。在 Se0.5 水平下，施磷（P0.2 和 P0.4 处理）显著增加了可溶态硒含量（增幅分别为 55.6% 和 108%），但显著降低了可交换态及碳酸盐结合态硒和铁锰氧化物结合态硒含量（降幅分别为 18.7%～38.8% 和 20.3%～44.5%）。不论哪个磷水平，施硒均显著增加了土壤中各形态硒含量。可溶态硒含量在 Se0.5P0.4 处理下达到最大值，而可交换态及碳酸盐结合态硒和铁锰氧化物结合态硒含量均在 Se0.5P0 处理下达到最大值。在 Se0.5 水平下，施磷（P0.2 和 P0.4 处理）增加了可溶态硒、有机物硫化物结合态及元素态硒、残渣态硒含量所占比例，但降低了可交换态及碳酸盐结合态硒、铁锰氧化物结合态硒含量所占比例。不论哪个磷水平，施硒均增加了可溶态硒及铁锰氧化物结合态硒含量所占比例，但降低了可交换态及碳酸盐结合态硒、有机物硫化物结合态及元素态硒及残渣态硒含量所占比例。在 Se0 和 Se0.5 水平下，施磷（P0.2 和 P0.4 处理）均显著增加了土壤有效磷含量（增幅分别为 893%～2171% 和 819%～2025%）。在 P0.4 水平下，施硒显著增加了土壤有效磷含量（增幅为 6.92%）。综上所述，土壤有效磷含量在 Se0.5P0.4 处理下达到最大值。
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2.4 磷硒配施对土壤微生物群落结构的影响
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如图1A 所示，成熟期小麦根际土壤相对丰度较高的细菌群落分别是变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes），其占比分别为 35.7%～40.7%、 22.3%～28.3%、11.6%～13.5%、6.74～8.36%、 3.40%～4.49%。在 Se0 水平下，施磷（P0.2 处理）显著增加了奇古菌门（Thaumarchaeota）和蓝菌门（Cyanobacteria）的相对丰度（增幅分别为 173% 和 133%），但显著降低了绿弯菌门和疣微菌门（Verrucomicrobia）的相对丰度（降幅分别为 18.5% 和 52.9%）；施磷（P0.4 处理）显著降低了放线菌门、酸杆菌门和疣微菌门的相对丰度（降幅分别为 9.05%、14.8% 和 54.8%）。在 Se0.5 水平下，施磷（P0.2 处理）显著增加了放线菌门的相对丰度 （增幅为 26.9%），但显著降低了变形菌门和拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度（降幅分别为 11.8% 和 16.7%）；施磷（P0.4 处理）显著增加了芽单胞菌门和疣微菌门的相对丰度（增幅分别为 18.5% 和 35.3%），但显著降低了绿弯菌门和拟杆菌门的相对丰度（降幅分别为 11.0% 和 23.8%）。在 P0 水平下，施硒显著降低了放线菌门的相对丰度（降幅为 9.05%）；在 P0.2 水平下，施硒显著增加了放线菌门和疣微菌门的相对丰度（增幅分别为 18.0% 和 118%），但显著降低了变形菌门、芽单胞菌门和奇古菌门的相对丰度（降幅分别为 8.85%、16.9% 和 76.7%）；在 P0.2 水平下，施硒显著增加了酸杆菌门和疣微菌门的相对丰度（增幅分别为 14.7% 和 163%），但显著降低了拟杆菌门和奇古菌门的相对丰度（降幅分别为 15.8% 和 70.0%）。
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如图1B 所示，土壤各处理对冬小麦根际土壤Chaol 指数和 Coverage 指数的影响均未达到显著水平。与 Se0.5P0 处理相比，Se0.5P0.2 处理显著提高了 Shannon 指数（增幅为 1.06%）；在 P0.2 水平下，施硒显著提高了 Simpson 指数（增幅为 0.04%）。
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图1 磷硒配施对土壤细菌群落结构门水平及其丰富度和多样性的影响
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注：图 A 为土壤细菌群落结构，图 B 为 Alpha 多样性指标，标有不同字母表示差异显著（P<0.05）。
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2.5 籽粒磷硒浓度、土壤磷硒有效性与土壤微生物群落的相关性分析
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如图2 所示，籽粒硒浓度与可交换态硒和铁锰氧化物结合态硒含量呈极显著正相关，与芽单胞菌门呈显著负相关。水溶态硒含量与有机硫化物结合态及残渣态硒含量呈极显著正相关；可交换态硒含量与铁锰氧化物结合态和残渣态硒含量呈显著或极显著正相关，与芽单胞菌门呈显著负相关；铁锰氧化物结合态硒含量与残渣态硒含量呈显著正相关，与芽单胞菌门呈显著负相关；有机硫化物结合态硒含量与残渣态硒含量呈极显著正相关，与奇古菌门呈显著负相关。
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图2 籽粒磷、硒浓度，土壤有效磷和不同硒形态与土壤微生物群落相关性分析
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注：* P≤0.05，** P≤0.01。Ws-Se、Ex/Cb-Se、Fe/Mn-Se、Om-Su/EI-Se、Res-Se 分别表示可溶态硒、可交换态及碳酸盐结合态硒、铁锰氧化物结合态硒、有机物硫化物结合态及元素态硒、残渣态硒。
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3 讨论
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3.1 磷硒配施对冬小麦籽粒产量和磷、硒吸收的影响
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本试验结果显示，在 Se0 和 Se0.5 水平下，施磷显著增加了冬小麦穗数、穗粒数及籽粒产量，且 P0.2 处理与 P0.4 处理无显著差异（表1），这与娄梦玉等[20] 和 Li 等[10]的研究结果一致，冬小麦产量随供磷量的增加呈先增加后降低的趋势，在供磷量过量时，作物产量并未继续增加。本研究中，在 P0 水平下，施硒（0.5 mg·kg-1）显著降低了冬小麦穗粒数和籽粒产量。相关研究表明，适宜的硒供应通过调控植物光合作用和叶绿素的合成代谢，进而影响作物生长和产量，但当硒水平超过一定剂量时，会对植物产生毒害进而抑制植物生长[21-22]，这与本研究结果一致。本研究中，在 P0.2 水平下，较 Se0 处理相比，施硒对冬小麦穗粒数、千粒重、籽粒产量无显著影响；而在 P0.4 水平下，施硒显著降低冬小麦穗粒数和籽粒产量。这可能因在低磷水平下，磷酸根和亚硒酸根在土壤中的竞争吸附位点，且亚硒酸根更易与土壤位点结合，进而增加了土壤中磷酸根含量，促进了磷对冬小麦生长的促进作用[12，23]；在高磷水平下，磷酸根和亚硒酸根的拮抗作用占主导，硒的施用降低了植物对磷的吸收，也降低了磷对冬小麦生长的促进作用[13]。本研究表明磷硒配施对冬小麦产量的影响受磷施用水平的影响，亚硒酸盐与低磷（P0.2）配施可以提高冬小麦籽粒产量，与高磷（P0.4）配施则降低了冬小麦籽粒产量 （表1）。生产实践中应平衡磷肥的施用水平，即以 Se0.5P0.2 处理为宜。
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本研究中，无论施硒与否，施磷均显著提高冬小麦各器官磷浓度和累积量（表2、3），这与周春菊等[24]的研究结果一致，施用磷肥可以增加植株体内的磷素含量。相关研究表明，磷转运蛋白参与亚硒酸盐的吸收和转运，植株对磷、硒的吸收存在显著的拮抗作用[9-10，25]。本研究表明施用亚硒酸盐抑制了植物对磷的吸收，降低了冬小麦植株各器官磷浓度，与聂兆君等[3]的相关研究结果相似。在 3 个磷水平下，施硒显著提高了冬小麦体内的硒浓度（表2），外源添加硒肥促进了作物对硒的吸收，提高了植物体内的硒浓度[8]。在 Se0.5 水平下，施磷（P0.2 和 P0.4 处理）导致了冬小麦各器官硒浓度降低。原因有 2 个：一是由于磷酸盐与亚硒酸盐化学性质相似，共用磷转运蛋白通道，增加磷的供应显著抑制了植物对硒的吸收[25-26]；二是可能由于施磷显著增加冬小麦生物量，进而引起的生物稀释效应。Liu 等[27]研究也表明，增加磷的供应水平可抑制硒从根系向地上部的迁移，降低冬小麦幼苗体内的硒浓度。Wang 等[28]指出，水稻幼苗体内硒浓度与施磷水平呈显著负相关，施磷降低水稻幼苗根系硒浓度。本研究中，在 Se0.5 水平下，冬小麦籽粒硒累积量随施磷量的增加呈先增加后降低的趋势，在 0.2 mg·kg-1 磷供应水平下达到最大值，但施磷显著降低了根系对硒的累积（表3）。在本研究中，籽粒中较高的硒累积量与 Liu 等[11]的研究结果一致，适宜的磷硒配施可以促进水稻地上部硒的累积，但降低了水稻地下部硒的累积。根据行业标准 GH/T1135—2017《富硒农产品》[29]，富硒小麦硒含量需要达到 0.10～0.50 mg·kg-1。而 GB 2762—2022《食品安全国家标准食品中污染物限量》[30]中取消了谷物中硒的限量标准，表明食品中的硒不再是需要监测的污染元素。本试验中，在 3 个施磷水平下，施硒显著增加了冬小麦硒浓度，其范围为 0.67～3.44 mg·kg-1，达到了富硒标准。
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3.2 磷硒配施对土壤磷有效性和硒形态转化的影响
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本研究中，在 Se0 和 Se0.5 水平下，施用磷肥均显著提高土壤有效磷含量（表4），这是由于磷的供应提高了土壤中的有效磷含量[31]。在 P0.4 水平下，施硒显著提高土壤有效磷含量（增幅为 6.92%），这可能是由于在高磷水平下，磷酸盐与亚硒酸盐在土壤中的竞争吸附位点，施用亚硒酸盐可促进土壤中吸附的磷酸根离子的释放，进而增加土壤有效磷含量，这与闫颖等[14]的研究结果一致。研究表明，土壤中 70%～90% 的硒残留在土壤中不能被植物吸收利用，而土壤中的有效硒可以被植物直接吸收利用，有效硒含量是影响植株体内硒浓度的重要因素[32-33]。外源施用硒肥可显著提高土壤中总硒和有效性硒含量，促进植株对硒的吸收[15，34]，这与本研究的结果一致，即施用硒肥显著提高土壤可溶态硒、可交换及碳酸盐结合态硒、铁锰氧化物结合态硒、有机物硫化物结合态及元素态硒和残渣态硒含量（表4）。土壤中可溶态硒和可交换态及碳酸盐结合态硒主要包括亚硒酸盐、硒酸盐和有机态硒等，易被植物吸收利用[35]；铁锰氧化物结合态硒、有机物硫化物结合态及元素态硒和残渣态硒占土壤总硒含量的 87.2% 以上，在土壤中的溶解度较低，不易被植物吸收利用[36]，然而土壤中这 5 种硒的赋存形态处于动态平衡状态，在一定条件下可以相互转化[16，37]。本研究中，在 Se0.5 水平下，可溶态硒和可交换及碳酸盐结合态硒含量占土壤总硒含量的 12.9%～17.0%，且施用磷肥改变了冬小麦土壤中硒的赋存形态，显著增加了土壤中可溶态硒含量及所占比例，显著降低了可交换态及碳酸盐结合态硒和铁锰氧化物结合态硒含量及所占比例（表4）。姚欢等[38]研究表明，增施磷肥对土壤硒有效性的内源调控是基于 H2PO4- 的交换作用，可将土壤吸附的硒酸根离子交换出来。张胜男等[39]也发现，磷硫配施能显著增加冬小麦硒累积量，提高植株对硒的吸收能力。本研究表明，磷酸盐与亚硒酸盐配施促进土壤中硒的形态转化，提高可溶态硒含量及所占比例，进而促进冬小麦对硒的吸收。
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3.3 磷硒配施对土壤微生物群落结构组成的影响
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土壤微生物在土壤-植物系统中具有重要作用，参与土壤中养分转化与循环，有机质分解及促进植物生长发育，提高吸收养分的能力[40-41]。近来也有研究表明，细菌群落参与土壤中硒的形态转化、迁移和生物有效性[42-43]。本试验中，无论施硒与否，成熟期冬小麦根际土壤中细菌相对丰度较大的门类为变形菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门及芽单胞菌门等（图1A），这与 Li 等[10]的研究结果一致。而微生物群落的功能与结构密切相关，其中变形菌门对植物根际微环境具有良好的适应能力；放线菌门可以释放并帮助植物根系吸收磷、硒及其他营养元素[44]；酸杆菌门促进纤维素和木质素的降解，从而促进植物对养分的吸收；绿弯菌门促进土壤中有害物质的降解[45]；芽单胞菌门调控碳氮循环等功能[46-47]。卢闯等[48]通过大田筒栽试验发现，增施磷肥可改善土壤微环境，显著增加土壤中细菌和放线菌微生物数量。先前的研究表明，硒对土壤微生物群落结构和多样性的影响与硒水平相关，表现为“低促高抑”，低浓度的硒肥通过改善土壤环境，影响植物对矿质养分的吸收[49]。本研究中，在 Se0.5 水平下，P0.2 处理显著增加了放线菌门的相对丰度，P0.4 处理显著增加了芽单胞菌门的相对丰度和降低酸杆菌门的相对丰度，但均显著降低了拟杆菌门的相对丰度，这可能是因为磷硒配施改变了土壤中微生物的群落组成[50-51]。 Li 等[10]研究表明，放线菌门是影响土壤中稳定态硒向可溶态硒转化的关键微生物类别，且低磷处理可以显著增加土壤中的放线菌门的相对丰度。本试验中，施硒显著增加了 P0.2 水平下放线菌门的相对丰度，但降低了芽单胞菌门的相对丰度；而在高磷 （0.4 g·kg-1）处理下施硒显著增加了酸杆菌门的相对丰度，而放线菌门和酸杆菌门与土壤中硒的代谢密切相关[49]。这与 Cheng 等[52]研究结果一致，施用硒肥对土壤中微生物群落结构及其多样性的影响与磷供应水平有关。程勤等[53]研究也表明，施用硒肥能富集油菜根际土壤中有益微生物的生长，显著增加油菜根际土壤中酸杆菌门的相对丰度。施硒降低 P0.2 水平下芽单胞菌门相对丰度（图1A），这可能是因为 SeO3 2- 是强还原土壤中主要形态，而芽单胞菌属是一种革兰氏阴性好氧微生物，强还原条件不利于芽单胞菌门的生长 [54]。本研究结果表明磷硒配施通过改变放线菌门、酸杆菌门、拟杆菌门及芽单胞菌门的相对丰度来影响冬小麦根际土壤细菌群落结构。
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4 结论
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施磷促进冬小麦对磷的吸收进而提高冬小麦穗数、穗粒数及籽粒产量；施硒显著提高了冬小麦各部位硒浓度，显著降低了 P0 和 P0.4 水平下冬小麦籽粒产量，但对 P0.2 水平下冬小麦籽粒产量无显著影响。当磷酸盐与亚硒酸盐配施时，磷对冬小麦硒吸收的影响与磷水平有关，低磷（0.2 g·kg-1）处理提高了冬小麦籽粒硒累积量，高磷（0.4 g·kg-1） 处理则降低了籽粒硒累积量，且施磷均显著降低了冬小麦各器官硒浓度。即冬小麦籽粒产量和籽粒硒累积量均在 Se0.5P0.2 水平下达到最大值。施磷提高了土壤有效磷含量；施硒提高了土壤各形态硒含量；磷硒配施提高了土壤中有效磷含量，促进土壤硒形态转化和提高土壤可溶态硒含量，影响冬小麦籽粒硒的累积和改变土壤微生物群落结构。
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摘要
探讨磷硒配施对冬小麦产量及根际土壤微生物群落结构与多样性的影响，明确土壤微生物群落与磷硒有效性的关系。采用盆栽试验，设置 3 个磷水平（0、0.2 和 0.4 g·kg-1）和 2 个硒水平（0 和 0.5 mg·kg-1），完全交互设计，共 6 个处理（Se0P0、Se0P0.2、Se0P0.4、Se0.5P0、Se0.5P0.2、Se0.5P0.4），分析冬小麦籽粒产量、磷硒浓度、土壤有效磷含量、硒形态转化及微生物群落结构等的变化。施磷显著增加 Se0 和 Se0.5 水平下冬小麦籽粒产量、各器官磷浓度及累积量，但显著降低 Se0.5 水平下根系、茎叶及籽粒硒浓度，且籽粒、颖壳及茎叶硒累积量随施磷量的增加呈先增加后降低的趋势，均在 Se0.5P0.2 处理下达到最大值。施硒显著增加了冬小麦各部位硒浓度和累积量，降低了 P0.4 水平下籽粒产量和 P0.2 和 P0.4 水平下冬小麦各器官磷浓度及累积量，但对 P0.2 水平下籽粒产量无显著影响。施磷显著增加了 Se0.5 水平下土壤有效磷含量、可溶态硒含量及所占比例，施硒显著增加了 P0.4 水平下土壤有效磷含量。在 Se0.5 水平下，P0.2 和 P0.4 处理分别显著增加了放线菌门（Actinobacteria）和芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）的相对丰度，但均显著降低了拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度。施硒显著增加了 P0.2 水平下放线菌门的相对丰度和 P0.4 水平下酸杆菌门（Acidobacteria）的相对丰度。在 Se0.5 水平下，与 P0 相比，P0.2 显著提高了 Shannon 指数；在 P0.2 水平下，施硒显著提高 Simpson 指数。适宜的磷硒配施改变土壤微生物群落结构、促进土壤中磷硒的释放并提高其有效态含量，进而增强磷对冬小麦籽粒产量的促进作用和籽粒硒的累积，以 Se0.5P0.2 处理为宜。
Abstract
The effects of combined application of phosphorus and selenium on the grain yield and microbial community structure and diversity in rhizosphere soil of winter wheat were studied to investigate the relationship between the microbial community and the effectiveness of phosphorus and selenium of winter wheat rhizosphere soil． A pot experiment with three phosphate levels（0，0.2 and 0.4 g·kg-1，respectively）and two selenium levels（0 and 0.5 mg·kg-1，respectively）．A total of 6 treatments（termed as Se0P0，Se0P0.2，Se0P0.4，Se0.5P0，Se0.5P0.2 and Se0.5P0.4，respectively）were used to analyze their effects on the grain yield，phosphate and selenite concentration of winter wheat，soil available phosphate content，the transformation of chemical forms of selenite and microbial community structure．At Se0 and Se0.5，phosphate application significantly increased the grain yield of winter wheat，phosphate concentration and accumulation in each tissue，but significantly decreased selenite concentration in root，straw/ leave and grain in Se0.5．While at Se0.5，the grain，glume and straw/leave selenite accumulation were firstly increased and then decreased with the increasing phosphate application，where the highest value appeared under the Se0.5P0.2 treatment．Selenite application significantly increased selenite concentration and accumulation in each tissue，decreased grain yield at P0.4 and phosphate concentration and accumulation in each tissue at P0.2 and P0.4，but had no significant effect on grain yield at P0.2. At Se0.5，phosphate application significantly increased available phosphorus concentration and the selenium concentration and proportion of soluble selenite in soil，and selenium application significantly increased available phosphorus concentration at P0.4. At Se0.5，P0.2 and P0.4 treatments significantly increased the relative abundance of Actinobacteria and Gemmatimonadetes，respectively，but significantly decreased the relative abundance of Bacteroides．Selenite application significantly increased the relative abundance of Actinobacteria at P0.2 and the relative abundance of Acidobacteria at P0.4. At Se0.5，compared with P0，P0.2 treatment significantly increased Shannon index．At P0.2，selenium application significantly increased Simpson index．Appropriate combined application of phosphate with selenium altered the microbial community structure，promoted the release of phosphate and selenite in soil and increased soil available phosphate and selenite content， enhanced the promoting effecting of phosphate on grain yield of winter wheat and the selenite accumulation of grain，the overall performance of at Se0.5P0.2 treatment was better than others.