硒硫互作對蘿卜生長發育的影響

李奕坤 許焜焌 張自桂 李化冰 路長坤 韓 敏

（濰坊學院種子與設施農業工程學院/山東省高等學校生物化學與分子生物學重點實驗室 山東 濰坊 261061）

硒屬于第六主族元素，是高等植物生長發育過程中必需的微量營養元素，其主要生物學功能包括改變植物組織中活性氧防御酶(如SOD)的活性、促進蛋白質的合成、增加作物產量、提高作物品質等[1]。硫作為僅次于氮、磷、鉀元素之后的第四位中量元素，是植物生長發育中必需的礦質營養元素。研究發現，硫除了能參與蛋白質合成、光合作用、呼吸作用、脂類合成、生物固氮、糖代謝等植物體內生理活動外，還能影響植物的生長發育及品質，對植物的生長調節、解毒、防衛和抗逆等過程亦起著重要作用[2]。

硒、硫為同族元素，兩者原子大小幾乎相同，因此硒、硫在植物體內的代謝途徑和相關代謝有機化合物都存在相似性。研究發現，硒與硫之間的相互作用既表現為拮抗作用又表現為協同作用。一般認為，低濃度的硒可促進植物的生長，高濃度硒則抑制植物的生長；硒硫的協同作用只發生在濃度很低的范圍內，高濃度的硫抑制了植物對硒的吸收，但硒對硫的抑制效應不明顯。

蘿卜(Raphanus sativusL.)原起源于歐、亞溫暖海岸的野蘿卜，是世界古老的栽培作物之一。早在4 500 年前，蘿卜就已成為埃及的重要食品，目前在我國也已得到普遍種植。特別是近幾年來，蘿卜的營養價值不斷被發現，并被人們所熟識，其用途和需求量正在日益擴大。本研究以櫻桃蘿卜千紅為試材，通過水培育苗的方法，從肉質根重、肉質根直徑、葉長、葉寬、葉片重等生長指標方面分析研究，獲得能顯著提高蘿卜生長發育的最佳硒濃度，為植物工廠蘿卜富硒栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料。本研究以生長期30 d 左右的櫻桃蘿卜品種千紅為試材。

1.2 育苗方法。采用1/2 Hoagland 營養液水培育苗，育苗盤為長45 cm、寬33 cm、高13 cm 的塑料盆，塑料盆頂部鋪設泡沫苯板，在泡沫苯板上打取直徑約3 cm 的圓形小孔，以海綿固定蘿卜幼苗，每盆9 株。每3 d 更換1 次營養液，每盆5 L 營養液。

1.3 試驗設計。幼苗培養9 d 后，分別配合施用硒硫營養液。含硒營養液為葉面噴施，硒源為亞硒酸鈉；含硫營養液為根施，硫源為硫酸鎂和硫酸鈉。硫營養液分別為低濃度0.5 mM、正常濃度1 mM、高濃度2 mM 等 3 個指標。硒濃度為 0、50 μM、100 μM、150 μM 等4 個指標，硒硫配施組合見表1。每5 d 處理1 次，直至蘿卜成熟。蘿卜成熟后進行生長指標的測定。

表1 硒硫處理組合方式

1.4 數據處理。試驗數據采用Excel 及DPS 軟件進行統計處理。

2 結果與分析

2.1 硒硫互作對櫻桃蘿卜肉質根重的影響。由表2可看出，不同硫濃度處理下，隨著外源硒濃度的增加，櫻桃蘿卜肉質根根重均呈先升高后下降的變化趨勢；且低硫(0.5 mM)和高硫(2 mM)根重均在50 μM硒處理下達到最高值；正常硫(1 mM)則在100 μM硒處理下達到最高值。以正常硫+ 100 μM 硒處理櫻桃蘿卜肉質根根重最高，其次為低硫+ 50 μM 硒處理。

表2 硒硫互作對櫻桃蘿卜肉質根重的影響 (單位： g)

2.2 硒硫互作對櫻桃蘿卜肉質根直徑的影響。由表3 可知，不同硫濃度處理下，隨著外源硒濃度的增加，櫻桃蘿卜肉質根直徑均呈先升高后下降的變化趨勢；且正常硫(1 mM)和高硫(2 mM)根徑均在100 μM 硒處理下達到最高值；低硫(0.5 mM)則在50 μM 硒處理下達到最高值。以正常硫 + 100 μM硒處理下櫻桃蘿卜肉質根直徑最高，其次為低硫+50 μM 硒處理。

表3 硒硫互作對櫻桃蘿卜肉質根直徑的影響 (單位： mm)

2.3 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉長的影響。從表4 可以看出，隨著外源硒濃度的增加，低硫(0.5 mM)處理下，櫻桃蘿卜葉長呈先升高后下降的變化趨勢，且在100μM硒處理下達到最高值；正常硫和高硫處理下，櫻桃蘿卜葉長均呈先下降后升高又下降的變化趨勢，且分別在0 μM 和100 μM 硒處理下達到最高值。此外，以低硫+100 μM 硒處理下櫻桃蘿卜葉長最高，其次為高硫 +100 μM 硒處理。

表4 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉長的影響 (單位： cm)

2.4 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉寬的影響。表5 顯示，隨著外源硒濃度的增加，低硫(0.5 mM)處理下，櫻桃蘿卜葉寬呈先升高后下降的變化趨勢；正常硫和高硫處理下，櫻桃蘿卜葉寬均呈先下降后升高又下降的變化趨勢，且均在100 μM 硒處理下達到最高值。以低硫+100 μM 硒處理下櫻桃蘿卜葉寬為最高，其次為正常硫 +100 μM 硒處理。

表5 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉寬的影響 (單位： cm)

2.5 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉重的影響。由表6 可以得出，不同硫濃度處理下，隨著外源硒濃度的增加，櫻桃蘿卜葉重均呈先下降后升高又下降的變化趨勢，且均在100 μM 硒處理下達到最高值。以低硫+100 μM硒處理下櫻桃蘿卜葉重最高，其次為高硫+100 μM硒處理。

表6 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉重的影響 (單位： g)

3 結論與討論

低濃度硒能夠促進植株生長，高濃度硒則抑制植株生長。本研究發現，不同硫濃度處理下，隨著外源硒濃度的增加，櫻桃蘿卜肉質根根重及直徑均呈先升高后下降的變化趨勢。除低硫濃度處理外，隨著外源硒濃度的增加，櫻桃蘿卜葉長、葉寬、葉重均呈先下降后升高又下降的變化趨勢，說明外源噴施低濃度的硒可顯著提高蘿卜的生長發育，高濃度則顯著抑制其生長發育。此外，本研究還發現，不同硫濃度處理下，均以100 μM 硒處理下櫻桃蘿卜葉長、葉寬、葉重及肉質根根重和直徑最高，說明100 μM 硒處理對蘿卜的生長發育最有利。