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硒对农作物影响的探讨

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  摘要 硒对部分农作物的产量有提高作用,同时可提高作物果实的品质,对一些有毒的重金属在吸收上有抑制作用,但过量的硒对部分农作物也有毒害作用。分析了硒在农作物上应用的一些问题,展望了农作物富硒的研究方向。
  关键词 硒;农作物;影响
  中图分类号 S143.7+9文献标识码A文章编号 1007-5739(2008)22-0209-02
  
  硒是一种人体必需的微量元素,目前已有的观点是:缺硒可能会导致癌症、心血管病和某些地方病,如克山病。20世纪50年代以前,硒一直被认为是一种有毒物质。直到1957年,Schwarz等酿酒酵母分离出的活性因子(即硒),能预防老鼠因缺乏维生素E而引起的肝坏死,才使人们认识到硒是动物必需的微量元素之一。从此,人们对硒的研究逐渐多了起来,同时硒对人体的作用也逐渐为人们所了解,人们对人体补硒越来越重视。补硒制品分为无机硒(如硒酸钠、亚硒酸钠等)和有机硒(如硒酵母、硒酸酯多糖、富硒农产品等),有机硒具有吸收率高、可在人体组织内储存、不形成毒性反应等优势,逐渐成为人们补硒的首选。而选择富硒农产品补硒是最安全和方便的方法之一。
  本文主要分析硒在农作物中的吸收情况以及硒对农作物的反作用,并由此结合本地农作物富硒生产实际,在试验研究层面上讨论所需要解决问题的对策。
  
  1农作物中硒的吸收
  
  1.1农作物对硒的吸收能力
  土壤中的硒是植物体中硒的主要吸收来源,大气中的硒也是植物硒的来源之一。根据植物对硒的吸收能力,可分为硒积聚植物和硒非积聚植物2大类。硒积聚植物常被称为“硒指示植物”。许多杂草和大部分农作物类植物是硒积聚植物,含硒量不超过30μg/g,其中十字花科植物对硒的积聚能力最强,其次为豆科,谷类最低。谷类中小麦对硒的积聚最多。
  据研究,在土壤中增施硒肥或在植株叶面上喷洒硒剂溶液,可提高植物的含硒量。自2000年开始,分别在水稻、小麦、花生等作物上进行了叶面硒肥的喷洒试验。后期品质检测结果显示:硒含量均有不同程度的提高,且各种作物对硒的吸收能力不同:喷洒相同浓度的硒肥,最后测定硒含量大小顺序为花生>小麦>水稻。
  1.2农作物中硒吸收的影响因素
  植物对硒的吸收是一个主动过程,许多因素会影响到植物对硒的吸收。土壤类型不同,硒的存在形式和含量不同,植物对硒的吸收也会不同。在酸性土壤中(pH值4.5~6.5),硒常以难溶解的碱式亚硒酸铁存在,不易被植物利用和吸收;在碱性土壤中(pH值7.5~8.5),硒可氧化成水溶性的硒酸根离子,易被植物吸收和利用。不同形式存在的硒,它们被植物吸收的程度也是不相同的。硒酸盐的吸收比亚硒酸盐更容易,而单质硒则不易被植物所吸收。因此,植物所生长的环境以及植物的种类将影响植物对硒的吸收。
  对于作物对硒的吸收峰值,会因作物类型、土壤pH值、土壤中离子环境、土壤中可吸收的硒浓度值等因素各有差异。
  
  2适量的硒对农作物的影响和作用
  
  2.1适量的硒对农作物产量和品质的影响
  硒是硒积聚植物必需的微量元素,也可能是高等植物生长的必需营养元素。我们在农作物富硒的试验研究中得出了如下结论:使用富硒液肥不仅提高了硒含量,同时对提高水稻、小麦等作物的单产、降低空秕率有明显作用。试验的小麦、花生最高增产接近2成,水稻增产达到1.5成。黄景新在马铃薯方面的试验结果表明,随着喷施量的增加,马铃薯产量显著增加,硒喷施量为3.3μg/g喷施效果最好,在苗期和花期都喷施可大幅度提高产量。另外,也有有关研究指出,用不同浓度的亚硒酸钠对稻种进行处理,培养基中适量的硒(0.1~1.0μg/g)可以促进水稻生长、增加产量及籽粒中的硒含量。1.0μg/g的硒可明显提高水稻苗期的根系活力和分蘖期、孕穗期的谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活性,籽粒中的氮含量、硒含量明显高于对照,空秕率大大降低。玉米植株叶面喷硒试验表明,不仅谷实硒含量提高了,还有增产的趋势。在小麦上施硒,225g/hm2亚硒酸钠可使麦粒的氨基酸组成发生相应变化,使其苯丙氨酸减少12%~17%,而作为小麦的第一限制性氨基酸——赖氨酸则增加15%~16%,从而弥补了小麦赖氨酸含量的不足。
  硒对农作物生长和产量有促进作用,是因为适量的硒进入植物体内,过氧化物酶活性升高,增强了植株体内抗氧化能力,从而提高了植株的抗逆性和抗衰老能力,保证了植株的正常营养生长和生殖生长。因此,在低硒地区种植水稻、玉米、小麦等农作物时,施用适量的硒可获得增产效果。
  2.2硒对其他元素吸收的影响
  我们在试验结束后检测品质发现:经过硒肥处理的样品中锌含量有不同程度的降低。同时也有报道发现,在番茄中较高浓度下硒和硫的吸收表现出相互拮抗;在低浓度范围,硫对硒的吸收有协助作用,但在较高浓度下,对硒的吸收表现出相互拮抗。
  从近年来施硒在马齿苋、生菜、小麦和水稻等作物的研究来看,硒能拮抗汞、镉、砷、铅、铬等重金属对作物的毒害。硒缓解汞毒的机制为:在有机酸的作用下,硒与汞在植物根际土壤中形成了难溶于水的物质,降低了汞的溶解性,从而降低植物对汞的吸收。施硒还能降低大白菜对镉的吸收与累积。在水稻试验中,镉、砷、铅、铬等都明显低于对照,其缓解镉对水稻毒害机制可能有3条:①硒抑制了水稻对镉的吸收,从而减轻了镉的毒害;②硒可以抑制镉诱导自由基对水稻植株的伤害;③硒可能参与调控植物螯合肽酶的活性,该酶与重金属离子可能形成螯合蛋白,缓解镉对水稻的毒害,增强水稻对镉的忍耐性。硒对砷毒性的拮抗作用与其抗氧化作用及其能减轻砷对植物体内抗氧化酶的抑制作用有关。另外,硒与砷之间有较大的化学亲合力,在植物体内可生成一种较稳定、毒性低的硒-砷复合物,从而减轻砷对抗氧化酶活性的抑制作用。
  
  3过量硒对农作物的负面作用
  
  3.1硒对作物生长发育的影响
  早期的研究表明,极少量的硒就能刺激硒积聚植物的生长、强烈地抑制硒非积聚物质的生长。在较高浓度下,大部分植物出现硒中毒症状,生长及生理活动受到抑制。目前,人们更关心的是低浓度硒对栽培的非富硒植物的影响,并且已初步证明,低浓度硒具有促进植物生长发育的作用。以亚硒酸钠为肥料,通过盆栽研究硒在水稻的积累和分布规律以及对水稻产量的影响,试验结果表明,土壤施硒低于30mg/kg时,对水稻的生长有促进作用,增产10%~14%;当高于30mg/kg时,水稻生长开始受到不良环境影响,其产量开始下降,适宜的土壤施硒肥量是117~714g/hm2。在经济作物方面,在营养液中加低质量浓度硒≤0.1mg/L时促进了菠菜的生长,增加了植株的产量;当营养液中加高质量浓度硒≥0.5mg/L时则抑制了植株的生长,降低了植株的产量,这和在水稻上的试验结果基本一样。从各方面的试验结果来看,增加适量硒肥对作物的生长发育有促进作用,有效地改善了作物品质。适量硒对作物品质是有益的,但是在高浓度下,出现作物硒中毒,品质降低。关于高浓度硒对农作物毒害方面的详细报道还未曾见到。
  3.2过量硒的毒害作用
  不同植物的硒中毒症状有很大的差异,非聚硒作物生长在高硒介质中时,通常会表现为徒长黄萎病、叶片萎缩干枯、蛋白质合成下降、作物未老先衰等,而聚硒作物在吸收大量硒之后不会表现出硒中毒症状。通过室内培养的方法研究了硒对小麦、黄瓜的毒害作用。结果表明,低浓度的硒有利于作物的生长发育;但浓度高时会导致作物抗逆境反应物质脱落酸(ABA)的增加,影响植物的正常发育,甚至植物出现毒害症状;同时表明,外源6-苄胺基嘌呤(6-BA)对硒的毒害有明显的拮抗作用。所以说硒并不是越多越好。因

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