硼硒營養液對油菜苗生理生化指標的影響

朱傳霞，張 洋，薛高尚，黃 琳，彭國鋼，羅曉玲，魏廷龍，李逢喜

（1. 常德市農林科學研究院，湖南 常德 415000；2. 常德市土壤肥料工作站，湖南 常德 415000）

硼硒營養液對油菜苗生理生化指標的影響

朱傳霞1，張 洋1，薛高尚1，黃 琳1，彭國鋼1，羅曉玲1，魏廷龍1，李逢喜2

（1. 常德市農林科學研究院，湖南 常德 415000；2. 常德市土壤肥料工作站，湖南 常德 415000）

為了明確育苗營養液中單施與配施硼硒對油菜苗生長的促進效果，以葉片葉綠素、根系活力和脯氨酸含量作為衡量指標，優化營養液配方中硼硒配比。分別采用單施與配施硼硒對比試驗和優化硼硒配施二次飽和D-最優試驗設計，研究了育苗營養液中添加不同濃度硼硒元素對油菜苗生理生化指標的影響。結果表明：按硼7.5 mg/kg和硒20 mg/kg的比例配施硼硒元素較單施其中一種微量元素油菜苗葉片生理生化指標較好，并且差異達到極顯著水平（P＜0.01）。最優配施硼硒試驗表明，不考慮交互效應時，硼和硒添加量在5～9和19～24 mg/kg范圍內，油菜苗葉片生理生化指標均升高；而考慮交互效應時，按硼5 mg/kg，硒19或24 mg/kg比例配施油菜苗生理生化指標最高。得出營養液中硼硒元素對提高油菜苗抗逆性均有較大影響的結論。

油菜苗；硼；硒；生理生化

油菜屬十字花科蕓薹屬植物，分芥菜型、白菜型和甘藍型3種。育苗對提高油菜的質量和產量至關重要[1-2]。常德處于湖南北部，油菜作為該地區的主要經濟作物，生長期要經歷秋冬春三季，特別是在冬春季節，是湖南全年氣溫和光照最低、光照時數最少、寒潮最頻繁的時節，再加上苗期營養不足，致使油菜苗的抗逆性較差育。因此苗期補充微量元素提高壯苗對改善和提高油菜的產質量具有十分重要的現實意義[3-4]。硼（B）是油菜正常生長發育必須的微量元素，缺硼使油菜葉肉細胞葉綠體變小，脂質小球明顯增多，膜發生碎片化和液化，最終導致基粒被破壞。李洪波等[5]研究表明，適宜濃度的硼肥處理具有增加和穩定葉綠素含量的效應，缺硼或者硼濃度過高都會引起葉綠素的異常。硒（Se）是維持人和動物正常生理功能必需的微量元素，又是體內谷胱甘肽過氧化物酶的組成部分，具有很強的抗氧化能力，硒也是油菜中一種重要的微量元素。張弛等[6]研究指出，在硒濃度0～24 μg/mL內，油菜苗葉片葉綠素質量分數隨著硒濃度升高而增加。盡管前人對硼、硒元素的功能及其對油菜產質量的影響進行過許多研究，但是研究育苗營養液中添加硼硒用量和配比鮮有報道。為了明確在育苗營養液中單施與配施硼硒對油菜苗生理生化指標的影響，以葉片葉綠素、根系活力和脯氨酸含量作為衡量指標，優化營養液配方中硼硒配比，筆者以常雜油2號為試驗材料，采用對比試驗和二次飽和D-最優設計試驗研究了營養液中硼硒用量及配施比例，為提高油菜苗抗逆性提供了理論及試驗依據。

1 材料與方法

1.1 試驗時間與材料

試驗于2016年在常德市農林科學研究院基地進行，試驗品種為常雜油2號，水培肥料配方為人工配制的H.C阿夫多寧營養液[7]，養分狀況如下：Na2HPO4·12H2O 10 mg/kg，NaH2PO4·H2O 100 mg/kg，NH4NO3240 mg/kg，CaCl2·2H2O 360 mg/kg，MgSO4·7H2O 50 mg/kg，KCl 15 mg/kg，ZnSO4·7H2O 0.22 mg/kg，加 Arnon微量元素營養液，營養液pH=6.00。為抑制藻類的生長，培養液中還適量加入10 mg/kg CuSO4。微量元素硼硒分別為分析純Na2B4O7·10H2O和Na2SeO3。

1.2 試驗設計

1.2.1單施與配施硼硒對比試驗處理1：單施硼元素，濃度為7.5 mg/L；處理2：單施硒元素，濃度為20 mg/L；處理3：硼硒配施，混合比例按硼7.5 mg/kg和硒20 mg/kg配施；對照（CK）：不添加硼硒元素。試驗采用4個規格180 cm×90 cm的育苗水盆，每個水盆放入3盤漂浮苗，每盤200株油菜苗。試驗采用在水培肥料中分別添加硼砂和Na2SeO3的方式進行，每個處理重復3次，施肥時間、方法和管理均一致。

1.2.2優化配施硼硒濃度試驗采用二次飽和D-最優配施設計[8-9]，如表1和表2所示，設置硼和硒2個因素，5水平，6個處理，3次重復，增加1個不加微量元素的對照（CK），但對照不進行試驗分析，以保留試驗的最優性。試驗在水培藍箱內進行，添加微量元素一般在大十字期左右時開始。各因素實施水平為 ：硒 10～30 mg/kg，硼 5～15 mg/kg。

表1 因素設計水平編碼

表2 二次飽和D-最優設計實施方案

1.3 試驗取樣及指標檢測

待油菜成苗時從每個處理的漂浮盤中選取5株長勢相近的油菜苗，進行生理生化指標檢測，其中葉綠素含量測定采用丙酮提取法，脯氨酸含量測定采用磺基水楊酸法提取法，根系活力含量測定采用TTC法[10]。

2 結果與分析

2.1 單施與配施硼硒處理油菜苗生理生化指標分析

葉綠素、根系活力和脯氨酸是衡量油菜苗抗逆性的重要生理生化指標。單施與配施硼鎂處理的油菜苗質體色素含量分析結果見表3。試驗結果表明，各處理的葉綠素、根系活力和脯氨酸的含量均達到極顯著性差異（P＜0.01），其中配施硼硒處理＞單施硼處理＞單施硒處理＞對照。可見漂浮育苗營養液中配施硼硒元素比單施更有利于提高油菜苗的抗逆性。

表3 單施與配施硼硒油菜苗生理生化指標分析

2.2 最優設計配施硼硒的油菜苗生理生化指標分析

各處理油菜苗葉綠素、根系活力和脯氨酸含量的結果見表4。各處理的油菜苗葉綠素、根系活力和脯氨酸含量均達到極顯著性差異（P＜0.01）。其中各指標在處理3達到最大值，即當硼用量2 mg/kg和硒30 mg/kg時，油菜苗葉綠素和根系活力達到最大，且當硼用量2 mg/kg和硒10 mg/kg時油菜苗脯氨酸含量也最大，這表明硼用量為2 mg/kg最優，而硒的用量對油菜苗脯氨酸影響標準不一致。但不同配比硼硒用量各處理油菜苗的葉綠素、根系活力和脯氨酸含量都極顯著高于CK，表明漂浮育苗營養液中加入適量硼硒元素有利于提高油菜苗的生理活性，更能有效抵抗外界的不良環境。

表4 最優設計配施硼硒試驗結果

2.3 配施硼硒各處理下生理生化指標分析模型的建立與檢驗

由表4數據建立油菜苗葉綠素、根系活力和脯氨酸與硼硒兩因素的多元回歸數學模型（表5）。因飽和D最優設計的總自由度與回歸自由度相等，并且試驗有重復，因此采用重復條件下的回歸方程顯著性檢驗法來驗證，回歸方程中X1、X2為硼和硒的編碼值。查F表，得知當f1=5，f2=10時，F0.05=3.33，F0.01=5.64，因F回＞F0.01，說明所建立的葉綠素、根系活力和脯氨酸的回歸方程關系極顯著，預測的油菜苗生理生化指標含量理論值與實際值擬合度極高。將每一處理應對編碼值代入回歸方程，得到各指標的理論估計值，列于表4。

表5 回歸方程與F檢驗

2.3.1模型因素主次分析偏回歸系數絕對值的大小可以反映因素的主次。從表5的葉綠素、根系活力和脯氨酸的數學回歸方程可以分別得出|-0.107|＞|0.015|、|-0.108|＞ |0.016|和 |-0.013|＞ |-0.003|，表明在一定范圍內X1（硼元素）的用量是影響油菜苗主要生理生化指標的主要因素。

2.3.2模型主效因素分析令各回歸方程中X1=0（X2=0），分別用-1、-0.131 5、0.394 4和1四個編碼值代入回歸方程中X1（X2），即可求得不同硼硒用量對油菜苗生理生化指標的影響（表6）。

由表6可以得出，葉綠素和根系活力含量隨著硼元素的增加呈現先減少然后保持不變；脯氨酸含量隨著硼肥呈現先減少然后增加，表明硼元素用量在5～9 mg/kg存在最優值。葉綠素、根系活力和脯氨酸含量都是隨著硒元素的增加呈現先增加然后不變最后減少的趨勢，表明硒元素用量在19～24 mg/kg范圍內均是最優值。

2.3.3模型硼硒配施交互效應分析

將4個編碼值分別代入回歸方程中的X1和X2，即可求出硼硒互交效應的值（表7）。由表7可得知，X1硼用量編碼值取-1，X2硒元素用量編碼值取0.394 4時，葉綠素、根系活力和脯氨酸含量交互效應最高，達到理論最高值，含量分別為1.18 mg/g、1.67 mg/(g·h)和0.09 mg/g。當X1硼元素用量編碼值取-1，X2硒元素用量編碼值取-0.131 5時，脯氨酸含量交互效應最高，達到理論最高值，含量0.09 mg/g，表明營養液中硼元素用量5 mg/kg和硒元素19 mg/kg或24 mg/kg對提高油菜苗生理生化指標的效果最優。

表6 硼硒用量對油菜苗生理生化指標的影響

表7 硼硒交互效應

3 結論與討論

油菜是需硼較多的油料作物，油菜缺硼會出現“花而不實”。試驗結果也表明，育苗營養液中單施硼元素7.5 mg/kg，對油菜苗葉綠素、根系活力和脯氨酸指標有明顯促進作用，這是因為硼元素能更好的維持葉綠體膜穩定性，使得葉綠體數量和體積大大增加，從而植物的光合能力增強，再加上硼能促進植物碳氮代謝，使得其抗逆性也增強[11]。

油菜是集聚硒作物，能在硒濃度較高的土壤上生長。而且硒是油菜微量元素中極為重要的元素，能有效地促進油菜生長，增強和維持油菜的旺盛生理活性。張弛等[12]研究表明，油菜苗期補硒濃度在15 mg/L內時，生長極佳，如果隨硒濃度進一步提高，則會產生抑制作用。研究單施硒元素20 mg/kg對油菜苗生理生化指標有明顯促進作用，這與前人研究結果有所不同，原因可能是研究所選用的品種不同。單施與配施硼硒研究結果表明，油菜育苗營養液中按硼7.5 mg/kg和硒20 mg/kg比例配施對油菜苗生理生化指標具有明顯的促進作用，顯著高于單施硼硒處理，證實了配施硼硒在抗逆性方面優于單施硼硒。

目前普遍認為，油菜微量元素之間的吸收作用比較復雜，其中硼與氮、磷和鉬存在相互促進關系[13]，而與鐵、銅和鋅之間存在拮抗關系[14]。昝亞玲等[15]研究表明油菜硒的吸收與鋅之間存在正相關關系。從試驗結果看，不考慮交互效應，硼和硒元素用量分別在5～9和19～24 mg/kg時油菜苗生理生化指標最高；考慮交互效應，硼元素用量5 mg/kg，硒元素用量19或24 mg/kg，對油菜苗葉綠素、根系活力和脯氨酸含量促進作用最明顯，而硼硒吸收是否存在拮抗作用還有待進一步研究。

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The Effect of Boron Selenium Nutrient Solution on Rape Seedling Physiological and Biochemical Indexes

ZHU Chuan-xia1，ZHANG Yang1，XUE Gao-shang1，HUANG Lin1，PENG Guo-gang1，LUO Xiao-ling1，WEI Ting-long1，LI Feng-xi2
（1. Changde Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Changde 415000, PRC; 2. Changde Soil and Fertilizer Station,Changde 415000, PRC）

In order to clarify the effect of single and combined application of boron and selenium on the growth of rape seedlings in nutrient solution, leaf chlorophyll, root activity and proline content were used as indicators to optimize the proportion of boron and selenium in nutrient solution formulation. The contrast test of single application and combined application of boron and selenium, and optimization of boron and selenium combined with two times saturated D-optimal test design were adopted, the effects of different concentrations of boron and selenium on physiological and biochemical indexes of rape seedlings were studied. The results showed that the physiological and biochemical indexes of leaves in rape seedlings of combined applied boron and selenium according to the ratio of boron 7.5 mg/kg and selenium 20 mg/kg was better than one of them was single applied, and the difference reached a very significant level (P ＜ 0.01).The experiment of optimum application of boron and selenium showed that the physiological and biochemical indexes of leaves of rape seedlings increased with the addition of boron and selenium in the range of 5-9 and 19-24 mg/kg without considering the interaction effect;When the interaction effect was considered, the physiological and biochemical indexes of rape seedlings were the highest with boron 5 mg/kg and selenium 19 or 24 mg/kg. It is concluded that boron and selenium in nutrient solution have great influence on improving the stress resistance of rape seedlings.

rape seedlings; boron; selenium; physiology and Biochemistry

S565

A

1006-060X（2017）10-0032-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.010.010

2017-07-01

國家油菜現代產業技術體系項目( NYCYT－00553)

朱傳霞（1976-），女，湖南澧縣人，高級農藝師，研究方向主要從事油菜育種及栽培生理生化研究。

李逢喜

（責任編輯：肖彥資）