川南地區富硒低鎘玉米品種篩選試驗

彭志蕓，李志龍，張德銀，張吉海，余世權，李新河，牟碧濤，黃 寧，徐克成，茍才明

(四川省宜賓市農業科學院，四川 宜賓 644000)

玉米是四川主要糧食作物之一，常年種植面積達120萬hm2，總產量600萬t左右，約占西南玉米產量的1/3[1]。川南地區是四川玉米的主要產區之一，玉米品種的選擇是獲得高產、優質、高效的根本保障。傳統上對于玉米品種的要求表現為高產、優質、抗性強。但是隨著工業化進程的加快，我國土壤重金屬污染越來越嚴重。據《全國土壤污染狀況調查公報》顯示：全國土壤總的超標率為16.1%，其中無機污染物超標點位數占全部的82.8%[2]。段嘉欣等[3]調查發現，川南地區土壤重金屬Cd污染風險較高，嚴重威脅著當地農作物的生產安全。

研究表明，由于不同作物品種Cd積累特性不同，可以通過選育低Cd富集品種來減少作物籽粒中Cd含量，從而降低重金屬污染風險[4]。王娟等[5]研究表示選用低Cd積累的玉米品種可以有效降低籽粒中Cd的含量，降Cd率達57.73%。同時川南地區Se元素含量普遍較高，具有豐富的富Se土壤資源，可以利用天然的富Se土壤打造富Se農產品，助力鄉村振興。因此，為了更好的利用川南富Se資源，本研究以川南市場上推廣的28個玉米品種為供試材料，通過在富Se且存在Cd污染的田塊中進行品比試驗，以期篩選出富Se且Cd累積量符合國家相關標準、同時產量較高、綜合性狀較好的玉米品種，為Cd污染田塊的玉米生產提供實踐經驗和技術支持。

1 材料與方法

1.1 試驗地點與材料

選用川南地區現在推廣的28個品種(表1)為供試材料，于2020年在宜賓市興文縣僰王山鎮山地開展試驗。該地區平均海拔774m，年平均氣溫17.2℃，年均積溫6296℃，常年日照1147.2h，年均降水1333.3mm。試驗地土壤為沙壤土，有機質含量28.5g/kg，全氮含量1.48g/kg，全磷含量0.46g/kg，全鉀含量16.61g/kg，Se含量為0.191mg/kg，Cd含量為0.465mg/kg。

表1 試驗品種玉米產量

1.2 試驗設計

試驗采用隨機區組設計，每小區種植3行，長5m，行間距為0.8m×0.5m，雙株種植，小區面積12m2。3月3月22日播種，4月10日間苗，4月17日定苗。基肥施用復合肥25kg/667m2，4月13日追苗肥，施豬糞水1600kg/667m2，對施尿素5kg澆苗，4月20日追苗肥穴施玉米專用高效緩釋肥30kg/667m2，5月19日施攻苞肥，施尿素10kg/667m2。4月13日進行窩灌1次。病蟲草害防治同常規大田生產一致。于8月5號收獲。

1.3 測定項目和方法

于成熟期每個小區選取中間行20株玉米穗測定產量，測產后用瑞典FOSSTECATOR公司的Infratec1241 Grain Analyzer近紅外谷物快速品質分析儀測定玉米籽粒淀粉、蛋白質、脂肪酸含量，同時觀測籽粒性狀并記錄。米籽粒Cd、Se含量委托四川省地質調查院檢測。

1.4 數據分析

用Excel 2010、DPS 6.5處理系統分析數據。

2 結果與分析

2.1 不同玉米品種產量結果分析

由表1、表2可知，本次供試品種間單株產量差異較小，群體產量差異較大。仲玉3號、宜1606、仲玉998、聯創902、宜1906、天玉502、華玉11、宜1907、宜1905、Y-6、Y-3、富春339、中單808、宜1801和富康玉909均較對照增產，其中仲玉3號產量表現最好，較平均對照增產39.17%，宜1606、仲玉998、聯創902和宜1906均有較優的產量表現，分別較對照增產30.72%、22.04%、18.89%和14.57%。Y-4產量最低，較平均對照減產28.14%。

表2 產量參數計算

2.2 不同玉米品種品質結果分析

由表3、表4可知，供試玉米品種籽粒類型以半馬齒型和馬齒型居多，分別占39.29%和42.86%，硬粒型僅占17.86%。籽粒顏色呈黃色占89.29%，僅10.71%的品種玉米籽粒呈紅色。根據農業部標準(NY/T597-2002)籽粒粗淀粉含量≥72%為高淀粉玉米，高淀粉玉米又可分為：淀粉含量≥76%為1級，淀粉含量≥74%為2級，淀粉含量≥72%為3級。供試品種中僅華玉11號的淀粉含量低于72%，其余品種均為高淀粉玉米類型，其中有28.57%的品種達2級高淀粉玉米類型，67.86%的品種達3級高淀粉玉米類型。

表3 試驗品種玉米籽粒品質及其性狀

表4 品質性狀參數計算

就玉米品質來看，淀粉、蛋白質和脂肪的含量品種間差異較小。淀粉含量以宜1906最高，較平均對照高出2.30%；以華玉11最低，較平均對照減少2.53%。蛋白質含量在10.06%～12.75%之間，脂肪含量在2.43%～3.67%之間。

2.3 玉米籽粒Se、Cd含量結果分析

由表6可知，不同品種間玉米籽粒Se、Cd含量差異較大。參照《富硒農產品》( DB50/T 705-2016)中規定，Se含量0.02～0.3mg/kg為富Se玉米。如表5所示，僅乾泰1號、宜1908和宜1901的Se含量達富硒玉米標準，以乾泰1號籽粒Se含量最高，達0.031mg/kg。宜1907、華玉11、聯創902、仲玉998、中單808、宜1606、宜1603、宜15、Y-3、Y-2、宜1906、仲玉3號、宜1902、宜1903、?？涤?09共15個品種的籽粒Se含量均<0.002mg/kg。

表5 玉米籽粒Se和Cd含量

表6 玉米籽粒Se和Cd含量參數計算

參照《食品安全國家標準 食品中污染物限量》(GB 2762—2017)中規定谷物類Cd含量的限量值為0.1mg/kg，本次試供品種的籽粒Cd含量均<0.03mg/kg，符合國家食品安全標準。Y-5、天玉502、富春339、仲玉998、Y-2、宜1906、仲玉3號、宜1902、宜1903、富康玉909共10個品種的籽粒Cd含量<0.01mg/kg。

2.4 玉米產量與品質的相關性分析

由表7可知，玉米產量與淀粉、蛋白質和脂肪酸含量呈負相關，淀粉與蛋白質、蛋白質與脂肪酸均呈負相關，淀粉與脂肪酸呈正相關，但相關性均不未達顯著水平。產量與玉米籽粒Se含量、Cd含量均呈負相關性，籽粒Se含量和Cd含量呈顯著正相關。

表7 玉米產量與品質的相關性分析

3 結論與討論

遺傳因素顯著調控著玉米的產量，因此不同玉米品種間產量差異較大。本研究結果中產量以仲玉3號最優，Y-4最低，兩者相差5712.15kg/hm2。玉米品質變異數較小(0.01～0.13)，且有96.43%的品種屬于高淀粉玉米類型，說明川南市場上的玉米品種品質比較穩定，且質量較優。關于產量和品質之間的關系，孫琦等[6]認為淀粉和蛋白質分別與產量有顯著正相關和負相關性，而本試驗相關性分析表明淀粉和產量呈負相關性，這可能是由于環境因子的差異和本試驗供試的品種數量較少導致的。本試驗中產量與蛋白質、脂肪酸及淀粉與蛋白質、脂肪酸均呈負相關性，與陳先敏等[7]人研究結果基本一致，這種負相關性可能與玉米灌漿階段，各物質積累存在競爭關系有關。

隨著川南地區重金屬污染的不斷加劇，篩選低Cd積累玉米品種顯得尤為重要。研究表明，超80%的玉米品種籽粒對Cd吸收量較低，可作為Cd污染農田的替代作物[8]。本試驗中28個品種的玉米籽粒Cd含量均<0.03mg/kg，符合國家食品安全標準(GB 2762—2017，≤0.10 mg/kg)，和前人的研究結果基本一致。表明，本試驗中所有品種在中、輕度Cd污染環境中種植均不存在Cd超標風險，可作為Cd污染農田安全生產的有效途徑。

同時本試驗中玉米品種的籽粒Se含量也較低，僅乾泰1號、宜1908、宜1901達富硒玉米標準(DB50/T 705-2016，≥0.02mg/kg)，這與玉米富Se能力較差有較大關系。成曉夢等[9]研究表示玉米Se生物富集系數較小麥和水稻是最低的。本研究結果中有15個品種的玉米籽粒Se含量均<0.002mg/kg，最大Se含量僅0.031mg/kg，印證了前人的研究結果。

王銳等[11]的研究將0.3mg/kg作為玉米種植地的富硒土壤閥值。因此，若土壤Se含量<0.3mg/kg，建議以仲玉3號、宜1606、仲玉998、聯創902、宜1906這5個品種作為川南重金屬污染物區的主推品種，可以達到高產優質的玉米生產目的；若土壤Se含量≥0.3mg/kg，建議種植乾泰1號、宜1908和宜1901，可生產富硒玉米，但應配套適宜的栽培措施保障其產量。