不同外源硒對花生硒積累分配及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

余 瓊，張 翔，司賢宗，索炎炎，李 亮，余 輝

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，鄭州 450002；2.正陽縣花生研究所，河南 正陽 463600）

花生是中國重要的糧食、油料作物，具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能，在中國黃淮海流域、東南沿海及長江流域等地區(qū)廣泛種植，花生對硒元素的富集能力較強［1，2］。硒是人體和動物體必需的微量元素之一，且是一些抗氧化酶和硒蛋白的重要組成成分，對植物的生長、產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆及抗氧化水平等均有重要的調(diào)節(jié)作用［3-5］。硒的化合物分無機硒（亞硒酸鈉、硒酸鈉）和有機硒（硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸等），硒代蛋氨酸毒性低于亞硒酸鈉，吸收利用率較高。無機硒需先經(jīng)動植物、微生物等轉(zhuǎn)化為有機硒才能被人體吸收利用。植物性食物是人體和動物碳水化合物及礦物質(zhì)等營養(yǎng)的重要來源，植物可以吸收利用環(huán)境（主要是土壤）中的硒，將其轉(zhuǎn)化為有機硒，通過食物鏈被人體吸收利用［6-9］。張楊楊等［10］采用盆栽試驗研究土施蛋氨酸硒對厚皮甜瓜生理特性和品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)蛋氨酸硒可以促進厚皮甜瓜植株的生長，提高果肉硒含量、產(chǎn)量和綜合品質(zhì)。吳江等［11］研究硒代蛋氨酸對毛竹冬筍的品質(zhì)及礦物質(zhì)等的影響，硒代蛋氨酸可以提高磷和維生素C 的含量，總硒含量隨著硒代蛋氨酸濃度的增加而增加。萬亞男等［12］通過基質(zhì)栽培試驗，研究硒酸鈉、亞硒酸鈉和硒代蛋氨酸對金針菇富集硒的影響，發(fā)現(xiàn)外源硒顯著增加金針菇原基和子實體的硒含量；在相同硒濃度下，對金針菇子實體硒含量的增加效果表現(xiàn)為亞硒酸鈉＞硒代蛋氨酸＞硒酸鈉。通過施用外源硒可以提高土壤硒含量，進而可改善預(yù)防硒缺乏狀況。花生是中國主要的油料作物之一，由于其豐富的營養(yǎng)成分深受人們喜愛，其品質(zhì)與人體健康關(guān)系密切。目前，硒在水稻［13］、小麥［14］、玉米［15］、油菜［16］等作物中的研究較多，對花生的研究主要集中于硒含量、產(chǎn)量和品質(zhì)等方面的影響，且施用較多的硒源為無機硒源（硒酸鈉和亞硒酸鈉）及各種含硒液體肥等［17-19］，而關(guān)于有機硒源（硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸等）對花生產(chǎn)量、硒含量的影響鮮有報道。本研究擬采用盆栽試驗，探討不同外源硒（亞硒酸鈉、硒代蛋氨酸和硒代半胱氨酸）對花生產(chǎn)量性狀、花生子粒中富硒情況等方面的差異，旨在為富硒花生的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗設(shè)計

于2019 年6 月在河南省正陽縣蘭青鄉(xiāng)大余村進行盆栽試驗，盆栽土壤為休整一冬的土壤，將土壤分裝到直徑為30 cm、高45 cm 的塑料盆中，每盆裝土15 kg。用適量水溶解硒試劑均勻噴灑于土壤表面，與土壤混勻后每盆播種2 穴，每穴2 ?；ㄉ?。花生生長期間進行常規(guī)的田間管理。播種日期為2018 年6月4 日。播種前測定耕層土壤（0～20 cm）的基礎(chǔ)地力和總硒含量：土壤全硒含量為1.30 mg/kg，堿解氮含量為335 mg/kg，有效磷含量為84.3 mg/kg，速效鉀含量為180 mg/kg，pH 4.92。供試花生品種為高油酸花生豫花37。盆中土壤不施肥，試驗土壤施硒（Se）濃度為2.0 mg/kg。

試驗共設(shè)置3 個處理，供試硒源有3 種：亞硒酸鈉 Na2SeO3（≥ 98%，Mr=172.94，CAS：10102-18-8），67.0 mg/盆；硒代蛋氨酸 SeMet（≥98%，Mr=196.106，CAS：3211-76-5），76.0 mg/盆；硒代半胱氨酸 SeCys（≥98%，Mr=182.08，CAS：26046-90-2），70.6 mg/盆，每個處理均種植10 盆，共30 盆，硒均為分析純試劑。

1.2 樣品采集與處理

在花生收獲時，每個處理取有代表性的10 株花生，分別按照花生莖、葉、根、殼和子粒等部位分開，65 ℃恒溫烘干并稱重計數(shù)，樣品粉碎后，測定全硒含量。

1.3 花生子粒硒含量測定

硒含量采用HNO3-HClO4（體積比4∶1）消解，原子熒光光譜法測定［20］，花生子粒硒積累量=單株花生子粒重量×花生子粒含硒量，硒轉(zhuǎn)移系數(shù)=植株非根部位硒元素含量/植株根部硒元素含量，硒收獲指數(shù)=（子粒硒含量/全株硒含量）×100%。

1.4 花生植株產(chǎn)量構(gòu)成測定

花生收獲時，每個處理分別取4 m2花生進行收獲、晾曬、稱重計產(chǎn)；每個處理取有代表性的10 株花生進行考種，測定其主莖高、第一側(cè)枝長、分枝數(shù)、單株結(jié)果數(shù)（飽果個數(shù)）、單株飽果重、百果重等。

1.5 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2013 軟件進行數(shù)據(jù)初步整理；用SPSS 16.0 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行方差分析；用Duncan′s新復(fù)極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生成熟期時不同硒源對植株農(nóng)藝性狀的影響

由表1 可知，在同一施硒水平下，3 種硒源相比較，有機硒源（SeCys 和SeMet）較無機硒源（Na2SeO3）可增加花生植株的主莖高（SeMet 除外）、第一側(cè)枝長（SeCys 除外）和分枝數(shù)，但對花生植株的主莖高、第一側(cè)枝長的影響均無顯著差異，SeCys 和SeMet 處理植株分枝數(shù)較Na2SeO3分別顯著增加21.5%、24.3%；SeCys 處理植株的主莖高最高、分枝數(shù)均最多，SeMet 處理植株的第一側(cè)枝長最長，說明施用有機硒（SeCys 和SeMet）較無機硒（Na2SeO3）對促進植株生長發(fā)育的效果優(yōu)。

表1 不同硒源對植株主要農(nóng)藝性狀的影響

2.2 花生成熟期時不同硒源對植株各部位中硒含量的影響

由圖1 可知，在同一施硒水平下，不同硒源對花生植株各部位硒含量的影響具有顯著差異，Na2SeO3處理花生植株各部位硒含量高低表現(xiàn)為根＞子粒＞殼＞莖＞葉，SeMet 和SeCys 處理花生植株各部位硒含量高低表現(xiàn)為根＞子粒＞葉＞殼＞莖，3 種硒源花生植株各部位硒含量均表現(xiàn)為根部最高，其次為子粒，說明根部對硒的吸收能力較強。Na2SeO3處理花生植株的根、莖、殼和子粒中硒含量均高于或顯著高于SeMet 和SeCys 處理，其中，子粒硒含量分別顯著增加212.4%、180.4%；但葉片中硒含量顯著低于SeMet和SeCys 處理。SeCys 處理花生子粒中硒含量（0.225 mg/kg）較SeMet（0.202 mg/kg）增加11.4%，未達顯著差異水平。3 種外源硒對花生子粒硒含量的增加效果表現(xiàn)為Na2SeO3＞ SeCys ＞ SeMet。

圖1 不同硒源對花生成熟期植株各部位硒含量的影響

2.3 花生植株各部位硒的轉(zhuǎn)移系數(shù)和花生子粒硒收獲指數(shù)

轉(zhuǎn)移系數(shù)可用于評價植株將離子從根系向地上部的運輸能力，轉(zhuǎn)移系數(shù)越大，則根系向地上部的轉(zhuǎn)運能力越強。由表2 可知，在同一施硒水平下，植株各部位對不同硒源硒的轉(zhuǎn)運能力具有顯著差異，在花生子粒中轉(zhuǎn)移系數(shù)大小表現(xiàn)為Na2SeO3＞SeCys＞SeMet，說明根部吸收利用無機硒源（Na2SeO3）的硒轉(zhuǎn)運至花生子粒的能力強于有機硒源（SeMet 和SeCys）。不同外源硒對花生子粒硒收獲指數(shù)具有一定的影響，其中，Na2SeO3較 SeMet 和 SeCys 分別增加125.1%和58.4%，即施用Na2SeO3處理花生子粒硒收獲指數(shù)效果較優(yōu)。

表2 花生植株各部位硒的轉(zhuǎn)移系數(shù)和硒收獲指數(shù)

2.4 花生成熟期時不同硒源對植株各部位中硒累積量的影響

由圖2 可知，在同一施硒水平下，不同硒源植株各部位硒累積量高低順序均表現(xiàn)為子粒（5.40～16.75 μg/株）＞葉（3.33～4.86 μg/株）＞莖（2.11～3.47 μg/株）＞殼（2.05～3.23 μg/株）＞根（0.85～1.75 μg/株）。花生子粒硒的累積量均最高，施用有機硒源（SeMet和SeCys）與無機硒源（Na2SeO3）相比，根、莖、殼和子粒中硒的累積量均降低，其中子粒中硒累積量分別降低60.8%、67.8%，即施用有機硒源對花生子粒累積量的提高不如無機硒源；但葉片中硒累積量均顯著高于Na2SeO3。

圖2 不同硒源對花生成熟期植株各部位硒累積量的影響

2.5 不同硒源對花生植株各部位硒累積量占比的影響

由圖3 可知，在同一施硒水平下，Na2SeO3處理花生植株各部位硒累積量占比表現(xiàn)為子粒＞莖＞葉＞殼＞根，SeMet 和SeCys 處理花生植株各部位硒累積量占比表現(xiàn)為子粒＞葉＞莖＞殼＞根，3 種硒源花生子粒的硒累積量占比均最高，根部均最低。不同硒源花生子粒硒累積量占比相比較，SeMet（37.17%）和SeCys（35.34%）處理較 Na2SeO3（58.72%）分別降低36.7%、39.8%；SeCys 處理根部（5.55%）硒累積量占比最低，較 Na2SeO3（6.13%）處理降低 9.5%；SeMet（8.01%）較Na2SeO3（6.13%）處理增加30.7%。與無機硒源（Na2SeO3）相比，施用有機硒源（SeMet 和SeCys）可降低花生子粒中硒累積量占比。

圖3 不同硒源對花生植株各部位硒累積量分配占比的影響

2.6 花生成熟期時不同硒源對植株產(chǎn)量構(gòu)成的影響

由表3 可知，在同一施硒水平下，施用SeMet 處理的花生單株飽果重、百果重和產(chǎn)量均最高。3 種硒源相比較，花生植株的單株飽果個數(shù)、百果重和出仁率均無顯著差異，但SeMet和SeCys產(chǎn)量較Na2SeO3分別顯著增加22.5%、18.8%；SeMet 單株飽果重較SeCys、Na2SeO3分別顯著增加50.8%、35.4%。SeMet處理除花生單株飽果個數(shù)低于Na2SeO3外，單株飽果重、百果重及產(chǎn)量均高于Na2SeO3；但SeCys 處理花生的單株飽果個數(shù)、單株飽果重、百果重、出仁率均低于Na2SeO3。不同硒源產(chǎn)量高低順序表現(xiàn)為SeMet＞SeCys＞Na2SeO3。

表3 不同硒源對植株產(chǎn)量構(gòu)成的影響

3 討論

施用一定含量的外源硒可以促進植物的生長發(fā)育，提高農(nóng)作物的營養(yǎng)價值，還可以增強植物的抗逆性，以適應(yīng)在特殊環(huán)境（如遇旱澤脅迫等惡劣天氣時保護植物的生長發(fā)育）［21］。亞硒酸鹽主要在偏酸性土壤中被植物吸收利用，且是被動吸收過程，不需要消耗能量［22］。

3.1 施硒對花生農(nóng)藝性狀的影響

適宜濃度的硒對植物的生長和發(fā)育有較為明顯的促進作用，余小蘭等［23］研究報道施硒可以促進辣椒長高和增粗，促進辣椒的生長發(fā)育。饒玲［24］研究蛋氨酸硒和亞硒酸鈉浸種后對黃瓜幼苗生長指標(biāo)的影響，發(fā)現(xiàn)在最適濃度水平下，蛋氨酸硒處理黃瓜幼苗株高、莖粗分別比亞硒酸鈉處理高2.49%、2.94%。在同一施硒水平下，3 種硒源相比較，與無機硒源（Na2SeO3）相比，有機硒源（SeCys 和SeMet）可增加花生植株的主莖高、第一側(cè)枝長和分枝數(shù)，其中，SeCys和SeMet 處理植株分枝數(shù)較Na2SeO3分別顯著增加21.5%、24.3%，施用有機硒比無機硒（Na2SeO3）更能促進植株生長發(fā)育。由此推測植物利用有機硒比無機硒更加迅速高效，可能是因為植物有機硒的吸收過程主要發(fā)生在韌皮部、有機硒傳輸速度高于無機硒所致［4］。

3.2 施硒對花生子粒硒含量、累積量、轉(zhuǎn)移系數(shù)及分配的影響

王琪［25］通過水培和大田試驗探究不同形態(tài)的硒對作物硒累積和分布的影響，發(fā)現(xiàn)不同有機硒的形態(tài)（亞硒酸鈉、硒酸鈉、硒代蛋氨酸和硒代蛋氨酸氧化物）對小麥根系和地上部的硒含量有顯著影響。張俊杰等［26］研究施加硒代蛋氨酸和亞硒酸鈉對韭菜總硒及硒形態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)韭菜對無機形態(tài)亞硒酸鈉的富集效果優(yōu)于有機形態(tài)的硒代蛋氨酸。蔡天革等［27］報道噴施外源硒和根施外源硒燕麥硒轉(zhuǎn)移系數(shù)隨外源硒施用量的增加而增加。本試驗土壤施入3 種外源硒，花生植株各部位硒含量均表現(xiàn)為根部最高，根部硒含量無機硒處理大于有機硒處理；其次為子粒，說明根部對硒的吸收能力較強。3 種外源硒對花生子粒硒含量的增加效果表現(xiàn)為Na2SeO3＞SeCys ＞SeMet；花生子粒中轉(zhuǎn)移系數(shù)大小表現(xiàn)為Na2SeO3＞ SeCys ＞ SeMet；不同硒源植株各部位硒累積量高低均表現(xiàn)為子粒＞葉＞莖＞殼＞根。

3.3 施硒對花生產(chǎn)量構(gòu)成的影響

硒對作物產(chǎn)量的結(jié)論不一。饒玲［24］報道蛋氨酸硒和亞硒酸鈉處理可以有效修復(fù)并提高干旱脅迫條件下黃瓜產(chǎn)量，降低畸形果率，其中，最佳濃度下蛋氨酸硒處理效果優(yōu)于亞硒酸鈉處理。施用SeMet處理的花生單株飽果重、百果重和產(chǎn)量均最高。3種外源硒相比較，花生植株的單株飽果個數(shù)、百果重和出仁率均無顯著差異；不同硒源產(chǎn)量高低表現(xiàn)為SeMet＞SeCys＞Na2SeO3。

4 小結(jié)

在同一施硒水平下，土壤施入3 種外源硒對花生的農(nóng)藝性狀、硒含量及累積量分配比例和產(chǎn)量構(gòu)成均產(chǎn)生不同的影響。施入有機硒源（SeMet和SeCys）較無機硒源可以更好地促進植株的生長發(fā)育，增加主莖高、第一側(cè)枝長和分枝數(shù)，且產(chǎn)量、百果重及單株飽果重均高于無機硒源（Na2SeO3）；無機硒源對花生子粒硒含量及硒累積量的效果優(yōu)于有機硒源。