不同外源硒對花生硒積累分配及產量構成的影響

余 瓊，張 翔，司賢宗，索炎炎，李 亮，余 輝

（1.河南省農業(yè)科學院植物營養(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、產量、品質和抗逆及抗氧化水平等均有重要的調節(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。無機硒需先經動植物、微生物等轉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、產量和綜合品質。吳江等［11］研究硒代蛋氨酸對毛竹冬筍的品質及礦物質等的影響，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，其品質與人體健康關系密切。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、產量和品質等方面的影響，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］，而關于有機硒源（硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸等）對花生產量、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提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試驗設計

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 粒花生。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 花生植株產量構成測定

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；每個處理取有代表性的10 株花生進行考種，測定其主莖高、第一側枝長、分枝數(shù)、單株結果數(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新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 花生成熟期時不同硒源對植株農藝性狀的影響

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）、第一側枝長（SeCys 除外）和分枝數(shù)，但對花生植株的主莖高、第一側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移系數(shù)和花生子粒硒收獲指數(shù)

轉移系數(shù)可用于評價植株將離子從根系向地上部的運輸能力，轉移系數(shù)越大，則根系向地上部的轉運能力越強。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運能力具有顯著差異，在花生子粒中轉移系數(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量構成的影響

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。不同硒源產量高低順序表現(xiàn)為SeMet＞SeCys＞Na2SeO3。

表3 不同硒源對植株產量構成的影響

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，提高農作物的營養(yǎng)價值，還可以增強植物的抗逆性，以適應在特殊環(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 施硒對花生產量構成的影響

硒對作物產量的結論不一。饒玲［24］報道蛋氨酸硒和亞硒酸鈉處理可以有效修復并提高干旱脅迫條件下黃瓜產量，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；不同硒源產量高低表現(xiàn)為SeMet＞SeCys＞Na2SeO3。

4 小結

在同一施硒水平下，土壤施入3 種外源硒對花生的農藝性狀、硒含量及累積量分配比例和產量構成均產生不同的影響。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、第一側枝長和分枝數(shù)，且產量、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。