不同外源硒对花生硒积累分配及产量构成的影响

余 琼，张 翔，司贤宗，索炎炎，李 亮，余 辉

（1.河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，郑州 450002；2.正阳县花生研究所，河南 正阳 463600）

花生是中国重要的粮食、油料作物，具有较高的营养价值和保健功能，在中国黄淮海流域、东南沿海及长江流域等地区广泛种植，花生对硒元素的富集能力较强［1，2］。硒是人体和动物体必需的微量元素之一，且是一些抗氧化酶和硒蛋白的重要组成成分，对植物的生长、产量、品质和抗逆及抗氧化水平等均有重要的调节作用［3-5］。硒的化合物分无机硒（亚硒酸钠、硒酸钠）和有机硒（硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸等），硒代蛋氨酸毒性低于亚硒酸钠，吸收利用率较高。无机硒需先经动植物、微生物等转化为有机硒才能被人体吸收利用。植物性食物是人体和动物碳水化合物及矿物质等营养的重要来源，植物可以吸收利用环境（主要是土壤）中的硒，将其转化为有机硒，通过食物链被人体吸收利用［6-9］。张杨杨等［10］采用盆栽试验研究土施蛋氨酸硒对厚皮甜瓜生理特性和品质的影响，发现蛋氨酸硒可以促进厚皮甜瓜植株的生长，提高果肉硒含量、产量和综合品质。吴江等［11］研究硒代蛋氨酸对毛竹冬笋的品质及矿物质等的影响，硒代蛋氨酸可以提高磷和维生素C 的含量，总硒含量随着硒代蛋氨酸浓度的增加而增加。万亚男等［12］通过基质栽培试验，研究硒酸钠、亚硒酸钠和硒代蛋氨酸对金针菇富集硒的影响，发现外源硒显著增加金针菇原基和子实体的硒含量；在相同硒浓度下，对金针菇子实体硒含量的增加效果表现为亚硒酸钠＞硒代蛋氨酸＞硒酸钠。通过施用外源硒可以提高土壤硒含量，进而可改善预防硒缺乏状况。花生是中国主要的油料作物之一，由于其丰富的营养成分深受人们喜爱，其品质与人体健康关系密切。目前，硒在水稻［13］、小麦［14］、玉米［15］、油菜［16］等作物中的研究较多，对花生的研究主要集中于硒含量、产量和品质等方面的影响，且施用较多的硒源为无机硒源（硒酸钠和亚硒酸钠）及各种含硒液体肥等［17-19］，而关于有机硒源（硒代蛋氨酸、硒代半胱氨酸等）对花生产量、硒含量的影响鲜有报道。本研究拟采用盆栽试验，探讨不同外源硒（亚硒酸钠、硒代蛋氨酸和硒代半胱氨酸）对花生产量性状、花生子粒中富硒情况等方面的差异，旨在为富硒花生的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试验设计

于2019 年6 月在河南省正阳县兰青乡大余村进行盆栽试验，盆栽土壤为休整一冬的土壤，将土壤分装到直径为30 cm、高45 cm 的塑料盆中，每盆装土15 kg。用适量水溶解硒试剂均匀喷洒于土壤表面，与土壤混匀后每盆播种2 穴，每穴2 粒花生。花生生长期间进行常规的田间管理。播种日期为2018 年6月4 日。播种前测定耕层土壤（0～20 cm）的基础地力和总硒含量：土壤全硒含量为1.30 mg/kg，碱解氮含量为335 mg/kg，有效磷含量为84.3 mg/kg，速效钾含量为180 mg/kg，pH 4.92。供试花生品种为高油酸花生豫花37。盆中土壤不施肥，试验土壤施硒（Se）浓度为2.0 mg/kg。

试验共设置3 个处理，供试硒源有3 种：亚硒酸钠 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，每个处理均种植10 盆，共30 盆，硒均为分析纯试剂。

1.2 样品采集与处理

在花生收获时，每个处理取有代表性的10 株花生，分别按照花生茎、叶、根、壳和子粒等部位分开，65 ℃恒温烘干并称重计数，样品粉碎后，测定全硒含量。

1.3 花生子粒硒含量测定

硒含量采用HNO3-HClO4（体积比4∶1）消解，原子荧光光谱法测定［20］，花生子粒硒积累量=单株花生子粒重量×花生子粒含硒量，硒转移系数=植株非根部位硒元素含量/植株根部硒元素含量，硒收获指数=（子粒硒含量/全株硒含量）×100%。

1.4 花生植株产量构成测定

花生收获时，每个处理分别取4 m2花生进行收获、晾晒、称重计产；每个处理取有代表性的10 株花生进行考种，测定其主茎高、第一侧枝长、分枝数、单株结果数（饱果个数）、单株饱果重、百果重等。

1.5 统计分析

试验数据采用Excel 2013 软件进行数据初步整理；用SPSS 16.0 软件对试验数据进行方差分析；用Duncan′s新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 花生成熟期时不同硒源对植株农艺性状的影响

由表1 可知，在同一施硒水平下，3 种硒源相比较，有机硒源（SeCys 和SeMet）较无机硒源（Na2SeO3）可增加花生植株的主茎高（SeMet 除外）、第一侧枝长（SeCys 除外）和分枝数，但对花生植株的主茎高、第一侧枝长的影响均无显著差异，SeCys 和SeMet 处理植株分枝数较Na2SeO3分别显著增加21.5%、24.3%；SeCys 处理植株的主茎高最高、分枝数均最多，SeMet 处理植株的第一侧枝长最长，说明施用有机硒（SeCys 和SeMet）较无机硒（Na2SeO3）对促进植株生长发育的效果优。

表1 不同硒源对植株主要农艺性状的影响

2.2 花生成熟期时不同硒源对植株各部位中硒含量的影响

由图1 可知，在同一施硒水平下，不同硒源对花生植株各部位硒含量的影响具有显著差异，Na2SeO3处理花生植株各部位硒含量高低表现为根＞子粒＞壳＞茎＞叶，SeMet 和SeCys 处理花生植株各部位硒含量高低表现为根＞子粒＞叶＞壳＞茎，3 种硒源花生植株各部位硒含量均表现为根部最高，其次为子粒，说明根部对硒的吸收能力较强。Na2SeO3处理花生植株的根、茎、壳和子粒中硒含量均高于或显著高于SeMet 和SeCys 处理，其中，子粒硒含量分别显著增加212.4%、180.4%；但叶片中硒含量显著低于SeMet和SeCys 处理。SeCys 处理花生子粒中硒含量（0.225 mg/kg）较SeMet（0.202 mg/kg）增加11.4%，未达显著差异水平。3 种外源硒对花生子粒硒含量的增加效果表现为Na2SeO3＞ SeCys ＞ SeMet。

图1 不同硒源对花生成熟期植株各部位硒含量的影响

2.3 花生植株各部位硒的转移系数和花生子粒硒收获指数

转移系数可用于评价植株将离子从根系向地上部的运输能力，转移系数越大，则根系向地上部的转运能力越强。由表2 可知，在同一施硒水平下，植株各部位对不同硒源硒的转运能力具有显著差异，在花生子粒中转移系数大小表现为Na2SeO3＞SeCys＞SeMet，说明根部吸收利用无机硒源（Na2SeO3）的硒转运至花生子粒的能力强于有机硒源（SeMet 和SeCys）。不同外源硒对花生子粒硒收获指数具有一定的影响，其中，Na2SeO3较 SeMet 和 SeCys 分别增加125.1%和58.4%，即施用Na2SeO3处理花生子粒硒收获指数效果较优。

表2 花生植株各部位硒的转移系数和硒收获指数

2.4 花生成熟期时不同硒源对植株各部位中硒累积量的影响

由图2 可知，在同一施硒水平下，不同硒源植株各部位硒累积量高低顺序均表现为子粒（5.40～16.75 μg/株）＞叶（3.33～4.86 μg/株）＞茎（2.11～3.47 μg/株）＞壳（2.05～3.23 μg/株）＞根（0.85～1.75 μg/株）。花生子粒硒的累积量均最高，施用有机硒源（SeMet和SeCys）与无机硒源（Na2SeO3）相比，根、茎、壳和子粒中硒的累积量均降低，其中子粒中硒累积量分别降低60.8%、67.8%，即施用有机硒源对花生子粒累积量的提高不如无机硒源；但叶片中硒累积量均显著高于Na2SeO3。

图2 不同硒源对花生成熟期植株各部位硒累积量的影响

2.5 不同硒源对花生植株各部位硒累积量占比的影响

由图3 可知，在同一施硒水平下，Na2SeO3处理花生植株各部位硒累积量占比表现为子粒＞茎＞叶＞壳＞根，SeMet 和SeCys 处理花生植株各部位硒累积量占比表现为子粒＞叶＞茎＞壳＞根，3 种硒源花生子粒的硒累积量占比均最高，根部均最低。不同硒源花生子粒硒累积量占比相比较，SeMet（37.17%）和SeCys（35.34%）处理较 Na2SeO3（58.72%）分别降低36.7%、39.8%；SeCys 处理根部（5.55%）硒累积量占比最低，较 Na2SeO3（6.13%）处理降低 9.5%；SeMet（8.01%）较Na2SeO3（6.13%）处理增加30.7%。与无机硒源（Na2SeO3）相比，施用有机硒源（SeMet 和SeCys）可降低花生子粒中硒累积量占比。

图3 不同硒源对花生植株各部位硒累积量分配占比的影响

2.6 花生成熟期时不同硒源对植株产量构成的影响

由表3 可知，在同一施硒水平下，施用SeMet 处理的花生单株饱果重、百果重和产量均最高。3 种硒源相比较，花生植株的单株饱果个数、百果重和出仁率均无显著差异，但SeMet和SeCys产量较Na2SeO3分别显著增加22.5%、18.8%；SeMet 单株饱果重较SeCys、Na2SeO3分别显著增加50.8%、35.4%。SeMet处理除花生单株饱果个数低于Na2SeO3外，单株饱果重、百果重及产量均高于Na2SeO3；但SeCys 处理花生的单株饱果个数、单株饱果重、百果重、出仁率均低于Na2SeO3。不同硒源产量高低顺序表现为SeMet＞SeCys＞Na2SeO3。

表3 不同硒源对植株产量构成的影响

3 讨论

施用一定含量的外源硒可以促进植物的生长发育，提高农作物的营养价值，还可以增强植物的抗逆性，以适应在特殊环境（如遇旱泽胁迫等恶劣天气时保护植物的生长发育）［21］。亚硒酸盐主要在偏酸性土壤中被植物吸收利用，且是被动吸收过程，不需要消耗能量［22］。

3.1 施硒对花生农艺性状的影响

适宜浓度的硒对植物的生长和发育有较为明显的促进作用，余小兰等［23］研究报道施硒可以促进辣椒长高和增粗，促进辣椒的生长发育。饶玲［24］研究蛋氨酸硒和亚硒酸钠浸种后对黄瓜幼苗生长指标的影响，发现在最适浓度水平下，蛋氨酸硒处理黄瓜幼苗株高、茎粗分别比亚硒酸钠处理高2.49%、2.94%。在同一施硒水平下，3 种硒源相比较，与无机硒源（Na2SeO3）相比，有机硒源（SeCys 和SeMet）可增加花生植株的主茎高、第一侧枝长和分枝数，其中，SeCys和SeMet 处理植株分枝数较Na2SeO3分别显著增加21.5%、24.3%，施用有机硒比无机硒（Na2SeO3）更能促进植株生长发育。由此推测植物利用有机硒比无机硒更加迅速高效，可能是因为植物有机硒的吸收过程主要发生在韧皮部、有机硒传输速度高于无机硒所致［4］。

3.2 施硒对花生子粒硒含量、累积量、转移系数及分配的影响

王琪［25］通过水培和大田试验探究不同形态的硒对作物硒累积和分布的影响，发现不同有机硒的形态（亚硒酸钠、硒酸钠、硒代蛋氨酸和硒代蛋氨酸氧化物）对小麦根系和地上部的硒含量有显著影响。张俊杰等［26］研究施加硒代蛋氨酸和亚硒酸钠对韭菜总硒及硒形态的影响，发现韭菜对无机形态亚硒酸钠的富集效果优于有机形态的硒代蛋氨酸。蔡天革等［27］报道喷施外源硒和根施外源硒燕麦硒转移系数随外源硒施用量的增加而增加。本试验土壤施入3 种外源硒，花生植株各部位硒含量均表现为根部最高，根部硒含量无机硒处理大于有机硒处理；其次为子粒，说明根部对硒的吸收能力较强。3 种外源硒对花生子粒硒含量的增加效果表现为Na2SeO3＞SeCys ＞SeMet；花生子粒中转移系数大小表现为Na2SeO3＞ SeCys ＞ SeMet；不同硒源植株各部位硒累积量高低均表现为子粒＞叶＞茎＞壳＞根。

3.3 施硒对花生产量构成的影响

硒对作物产量的结论不一。饶玲［24］报道蛋氨酸硒和亚硒酸钠处理可以有效修复并提高干旱胁迫条件下黄瓜产量，降低畸形果率，其中，最佳浓度下蛋氨酸硒处理效果优于亚硒酸钠处理。施用SeMet处理的花生单株饱果重、百果重和产量均最高。3种外源硒相比较，花生植株的单株饱果个数、百果重和出仁率均无显著差异；不同硒源产量高低表现为SeMet＞SeCys＞Na2SeO3。

4 小结

在同一施硒水平下，土壤施入3 种外源硒对花生的农艺性状、硒含量及累积量分配比例和产量构成均产生不同的影响。施入有机硒源（SeMet和SeCys）较无机硒源可以更好地促进植株的生长发育，增加主茎高、第一侧枝长和分枝数，且产量、百果重及单株饱果重均高于无机硒源（Na2SeO3）；无机硒源对花生子粒硒含量及硒累积量的效果优于有机硒源。