硒（Se）是动物生长发育必需的微量元素，也是植物生长发育的有益元素。近些年的研究表明，硒对动植物生长有显著的促进作用^[1]，同时硒过量亦会产生较大的毒副作用^[2]。据统计，我国绝大部分地区人们日常生活膳食硒供应量为26 μg^[3]，远未达到我国营养学会规定的50 μg每日的标准^[4]，以及杨光圻^[5]推荐的膳食适宜供给量每日50~250 μg的标准。通过食物补硒成为达到人体长期补硒目的的主要方式，有机富硒作物的研究开发成为近十年来的研究热点。

随着有机农业的发展，有机产品也越来越受到消费者的青睐，富硒有机产品的开发因其安全性和功能性而成为研究热点，有机农产品在生产过程中不能使用化学品，因此在富硒有机农产品开发过程中无机硒的使用成为此类产品开发的限制因素。富硒有机肥是指利用特定功能微生物与畜禽粪便、农作物秸秆等为原料，经无害化、混合处理腐熟而成的一类具有微生物功能和有机肥效应的肥料，养分全面、肥效均衡持久，同时也可以为农作物生长提供硒元素，可作为生产富硒有机农产品的一种环保型肥料，而有机硒肥作用研究报道相对较少。

本研究通过2种当地取材的有机硒肥（由富硒水稻秸秆制得的富硒水稻秸秆生物炭、由富硒奶牛排出的富硒奶牛粪）作为肥料栽培玉米，以期获得不同有机硒肥在贫硒土壤中对玉米富硒规律及吸收生长的规律，并比较不同硒肥对土壤肥力的影响规律，为有机硒肥在生产实践中的应用提供理论依据，同时也可以使当地富硒有机肥料得以循环利用。

试验土壤采集自江西省丰城市董家镇（115.78°E，28.20°N），为贫硒棕壤土，富硒奶牛粪及富硒水稻秸秆生物炭均采集自江西省丰城市，其基本的理化性质见表 1。本次试验供试植物玉米，为一年生禾本科草本植物，品种为“郑单958”。

表 1 供试材料的基本理化性状 Table 1 Basic physicochemical properties of the tested material

表选项

试验共设7个处理，分别为：对照（CK）不添加任何肥料、富硒奶牛粪用量（C1、C2、C3）分别为5、15、25 t·hm^-2；富硒水稻秸秆生物炭用量（B1、B2、B3）分别为8、25、40 t·hm^-2，对应C1和B1、C2和B2、C3和B3组全氮含量一致，各处理组混匀后硒含量基本情况见表 2。于2013年8月20日播种，培养一定时间（30、60、90 d）后，整株取样进行相关实验指标的测定。

表 2 供试处理组硒含量基本状况 Table 2 Basic situation of Se content in each treatment group

(mg·kg-1)

表选项

分别在玉米生长30、60 d和90 d时，测定玉米地上部（茎、叶）和根全硒含量：取过0.5 mm筛的植物样0.2 g，置于聚四氟乙烯内胆中，加5 mL硝酸，2 mL过氧化氢，盖好盖子，放置过夜。次日打开盖子，转摇释放冷消解产生的NO₂等气体，再拧紧钢套，置于恒温烘箱中150 ℃条件下消解5 h，待完全冷却后转移至50 mL容量瓶中，定容，摇匀，静置，取上清液待测。Se测定采用ICP-MS法。

土壤全硒测定方法：取过100目筛0.15 g土样，置于聚四氟乙烯内胆中，加5 mL硝酸，室温下预消解0.5~1 h，再加2 mL过氧化氢，拧紧缸套，置于恒温烘箱中160 ℃条件下消解9 h，待取出后冷却，在电热板上赶酸至近干，用去离子水转移至50 mL容量瓶中，倒置后静置1~2 h，取上清液待测，Se测定采用ICP-MS法。

采用国家标准土样ESS-1和ESS-4进行全程质量控制，Se的回收率为92%~103%。

所有的试验数据利用SPSS 20.0，单因素方差分析及多重比较判断处理间的差异显著性。

结果分析表明（图 1），玉米生长30、60 d和90 d时，玉米地上部硒含量随着富硒奶牛粪添加浓度的增加显著升高，二者显著正相关（P<0.05），并且经不同富硒奶牛粪用量处理后玉米地上部硒含量分别为CK的3.67~6.70、1.45~5.52倍和1.78~4.87倍。当玉米生长30 d时，C2、C3处理组间无显著差异，与此同时在玉米生长的整个周期中，添加富硒奶牛粪处理后收获的玉米，其地上部硒含量较CK均呈现显著增高，并且玉米地上部硒含量随着玉米的生长持续升高。

图 1 不同富硒有机肥对玉米地上部硒含量的影响 Figure 1 Effects of the different Se-enriched organic fertilizers on shoot Se content of corn

图选项

针对贫硒土壤中添加富硒水稻秸秆生物炭的测定结果分析表明，玉米生长30、60、90 d时，玉米地上部硒含量随着富硒水稻秸秆生物炭添加量的增加显著升高，二者显著正相关（P<0.05），并且经不同添加量的富硒水稻秸秆生物炭处理后玉米地上部硒含量分别为CK的1.95~5.60、1.14~2.83倍和1.23~2.69倍。当玉米生长60 d时，B1处理组地上部硒含量较CK空白对照组无显著差异，除此之外，其他各阶段玉米地上部硒含量较CK均显著增高。玉米生长的整个周期中，各处理间地上部硒含量均呈显著差异，并且玉米地上部硒含量随着玉米的生长持续升高。

在玉米整个生长过程中，各处理间玉米地上部硒含量大小排序均为C3>C2>B3>B2>C1>B1>CK。且生长90 d时，C2、C3、B3处理组玉米地上部硒含量分别比CK处理组提高241.3%、386.6%和168.35%。

由图 2所示，玉米生长30、60 d和90 d时，玉米根部硒含量随着富硒奶牛粪添加量的增加显著升高，二者显著正相关（P<0.05），并且经不同富硒奶牛粪用量处理后玉米根部硒含量分别为CK的2.0~7.53、1.34~1.95倍和1.31~7.31倍。当玉米生长90 d时，C1处理组玉米根部硒含量较CK无显著增加。在玉米生长的整个周期中，添加富硒奶牛粪处理后收获的玉米，其根部硒含量较CK均呈显著增高，并且玉米根部硒含量随着玉米生长持续升高。

图 2 不同富硒有机肥对玉米地下部硒含量的影响 Figure 2 Effects of the different Se-enriched organic fertilizers on root Se content of corn

图选项

由图 2所示，玉米生长30、60、90 d时，玉米地上部硒含量随着富硒水稻秸秆生物炭添加量的增加显著升高，二者显著正相关（P<0.05），并且经不同添加量的富硒水稻秸秆生物炭处理后玉米根部硒含量分别为CK的1.32~6.24、1.06~1.59倍和1.15~3.94倍。而在整个生长周期中，B1处理组根部硒含量较CK均无显著增加，B2、B3处理组各阶段玉米根部硒含量较CK均呈显著增高。玉米生长的整个周期中，各处理根部硒含量均呈显著差异，并且玉米根部硒含量呈现随玉米的生长持续升高的趋势。

在整个生长过程中，各处理间玉米根部硒含量大小排序均为C3>C2>B3>B2>C1>B1>CK，且生长90 d时，C2、C3、B3处理组玉米地上部硒含量分别比CK处理组提高436.0%、631.6%和294.6%。

贫硒土壤中添加不同种类不同用量富硒有机肥后，玉米地上部硒含量均显著高于根部硒含量，地上部位是玉米硒元素的主要积累部位。并且随着各富硒有机肥用量的增加及玉米的生长发育，玉米地上部和根部硒含量均有显著上升趋势（图 1~图 2）。

根据元素在玉米体内的迁移规律^{[7, 8, 9, 10, 11]}，籽粒中元素含量约占茎秆中元素含量的25%，从而可以得到在玉米生长90 d时，经过不同富硒有机肥处理后的玉米籽粒中硒含量。

由图 3所示，针对贫硒土壤中添加富硒奶牛粪的结果分析表明，玉米生长90 d时，C1、C2、C3各处理组玉米籽粒中硒含量分别为0.105 2、0.202 2、0.288 3 mg·kg^-1，均达到陕西省地方标准（DB61/T 556—2012）所规定的玉米种全硒含量0.15~0.30 mg·kg^-1的要求，分别较空白对照组增加43.7%、241.35%、386.50%。

图 3 不同富硒有机肥对玉米籽粒硒含量的影响 Figure 3 Effects of the different Se-enriched organic fertilizers on grain Se content of corn

图选项

针对贫硒土壤中添加富硒水稻秸秆生物炭的测定结果分析表明，玉米生长90 d时，B1、B2、B3各处理组玉米籽粒中硒含量分别为0.073 1、0.109 8、0.159 1 mg·kg^-1，分别较空白对照组增加23.21%、84.81%、168.35%。

玉米生长90 d时，按照陕西省地方标准（DB61/T 556—2012）所规定的玉米中全硒含量0.15~0.30 mg·kg^-1的要求，玉米籽粒中硒含量达标率为42.86%，在一定程度上说明富硒有机肥的可行性。

BCF指玉米地上部（C_shoot）和根部（C_root）的硒含量与土壤（C_soil）中硒浓度的比值，表示为BCF_shoot=C_shoot /C_soil或BCF_root=C_root /C_soil，反映玉米吸收富集硒的能力^{[9, 10]}；TF为玉米地上部与根部硒含量的比值，表示为TF_shoot/soil=C_shoot /C_root，反映硒在玉米体内的分布特征^{[11, 12]}。生物富集系数（BCF）和转移因子（TF）能在一定程度上反应玉米吸收富集硒的能力和硒在玉米体内的分布特征。

由表 3可知，随着玉米的生长，各处理组BCF_shoot/soil和BCF_root/soil均呈现持续增大的趋势。同一生长时期，相同施用量富硒奶牛粪和富硒水稻秸秆生物炭处理的BCF_shoot/soil均大于BCF_root/soil，可见玉米地上部的富集能力强于根部，即说明硒易在玉米地上部积累。

表 3 不同富硒有机肥对玉米硒富集系数影响 Table 3 Effects of selenite on BCF of corn

表选项

由表 4可知，针对贫硒土壤中添加富硒奶牛粪的结果分析表明，各生长时期，经富硒奶牛粪处理的TF_shoot/root均大于1，范围为1.122~4.690。C1处理组的TF_shoot/root随着玉米的生长呈现先减小后增大的趋势，而C2、C3处理组的TF_shoot/root随着玉米的生长均呈现先增大后减小的趋势。

表 4 不同富硒有机肥对玉米体内全硒转移因子的影响 Table 4 Effects of Se on translocation factors(TF)of corn

表选项

针对贫硒土壤中添加富硒水稻秸秆生物炭的结果分析表明，各生长时期，经富硒水稻秸秆生物炭处理的TF_shoot/root均大于1，范围为1.137~3.834。B1、B2处理组的TF_shoot/root随着玉米的生长呈现先减小后增大趋势，而C3处理组的TF_shoot/root随着玉米的生长呈现持续增大的趋势。说明硒从玉米根部转移到地上部的能力与土壤硒浓度及生长阶段有一定关系。

由图 4所知，随着时间的推移，各处理组土壤中全硒含量均呈现持续下降的趋势，减少范围为60.63%~82.21%。降低幅度最大的是CK空白对照组，降幅为82.21%；降低幅度最小的是C3处理组，降幅为63.54%。可以看出，随着富硒有机肥添加量的增加，在玉米的整个生长过程中，土壤中全硒含量降幅逐渐减少。

图 4 不同富硒有机肥对土壤全硒的影响 Figure 4 Effects of the different Se-enriched organic fertilizers on total Se of soil

图选项

针对贫硒土壤中添加富硒奶牛粪的结果分析表明，在玉米生长的全过程中，添加富硒奶牛粪处理的组别，土壤中全硒的含量均较CK对照组呈现显著差异。玉米种植30 d后，CK对照组土壤中全硒含量为0.037 1 mg·kg^-1，而C1、C2、C3处理组土壤中全硒含量依次为0.044 3、0.053 6 mg·kg^-1和0.063 9 mg·kg^-1，分别为CK对照组全硒含量的1.19、1.44倍和1.72倍；种植60 d后，CK对照组中全硒含量为0.025 6 mg·kg^-1，此时C1、C2、C3处理组土壤中全硒含量分别为0.030 2、0.032 6 mg·kg^-1和0.033 4 mg·kg^-1，分别是对照组全硒含量的1.18、1.27倍和1.30倍；种植90 d后，CK对照组土壤中全硒含量为0.006 6 mg·kg^-1，此时C1、C2、C3处理组土壤中全硒含量分别为0.013 1、0.021 1 mg·kg^-1和0.023 3 mg·kg^-1，分别是对照组全硒含量的1.98、3.20倍和3.38倍。

针对贫硒土壤中添加富硒水稻秸秆生物炭的结果分析表明，玉米种植30 d后，B2、B3处理组土壤中全硒含量较CK对照组呈现显著差异，两组土壤全硒含量分别为0.048 6 mg·kg^-1和0.051 9 mg·kg^-1，分别是对照组土壤全硒含量的1.31倍和1.40倍；种植60 d后，B2、B3土壤中全硒含量较CK对照组仍然呈现显著差异，此时，2组土壤全硒含量分别为0.027 7 mg·kg^-1和0.031 4 mg·kg^-1，分别是对照组土壤全硒含量的1.08倍和1.23倍；种植90 d后，添加富硒水稻秸秆生物炭处理的组别土壤中全硒的含量均较CK对照组呈现显著差异，此时B1、B2、B3处理组土壤中全硒含量依次为0.011 3、0.015 3 mg·kg^-1和0.019 5 mg·kg^-1，分别是CK对照组土壤全硒含量的1.71、2.32倍和2.95倍。

由表 5所知，当贫硒土壤中添加富硒奶牛粪后，在玉米生长的整个过程中，土壤中硒含量与玉米地上部、根部硒含量均呈现极显著正相关关系（P<0.01）。

表 5 添加富硒奶牛粪后土壤硒含量与玉米硒含量间的相关性 Table 5 Pearson correlation between Se concentration of soil and corn with Se-enriched cow dung

表选项

由表 6所知，当贫硒土壤中添加富硒水稻秸秆生物炭后，在玉米生长的整个过程中，土壤中硒含量与玉米地上部、根部硒含量也均呈现极显著正相关关系（P<0.01）。

表 6 添加富硒水稻秸秆后土壤硒含量与玉米硒含量间的相关性 Table 6 Pearson correlation between Se concentration of soil and corn with Se-enriched corn biochar

表选项

针对贫硒土壤中添加2种富硒有机肥（奶牛粪和水稻秸秆生物炭）后，玉米生长的不同阶段玉米地上部和根部硒含量随着富硒奶牛粪添加浓度的增加显著升高，二者呈现显著正相关。富硒奶牛粪对玉米的富硒效果明显好于富硒水稻秸秆生物炭；随着富硒有机肥添加量的增加，对玉米生长的促进作用越大，其中以25 t·hm^-2的富硒奶牛粪和40 t·hm^-2的富硒水稻秸秆生物炭效果最佳。本实验中添加富硒有机肥处理后植株根部吸收硒后更易于转运到地上部，硒在其体内的迁移率高；参照陕西省地方标准（DB61/T 556—2012），玉米籽粒中硒含量达标率为42.86%，在一定程度上说明利用富硒有机肥生产富硒有机玉米的可行性。