外源硒对芝麻产量相关性状及籽粒硒含量的影响

王若鹏 吕伟 文飞 韩俊梅 刘霞霞 刘文萍

摘要  以汾芝2号、晋芝1号、冀航芝1号、汾芝10号为试验材料，研究外源硒对芝麻产量相关性状及籽粒硒含量的影响。结果表明，3种施硒处理对芝麻产量相关性状均有所提高，其中对单株蒴果数、千粒重、产量影响较为明显；通过综合评价发现，叶面喷施有机硒肥对提高芝麻产量因子的效果最好，根施纳米硒肥、矿硒肥效果次之；3种外源硒处理后，芝麻各器官硒含量均显著增加，达显著水平，其中根施纳米硒肥和矿硒肥后，芝麻体内各器官硒含量由大到小依次为根、叶、茎、籽粒，而叶面喷施有机硒肥后，芝麻体内硒含量由大到小依次为叶、根、籽粒≈茎，同时叶面喷施有机硒肥使芝麻的硒转移系数显著高于根施纳米硒肥、矿硒肥。

关键词  芝麻；外源硒；产量；硒含量

中图分类号  S563.3  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）09-0016-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.09.005

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Exogenous Selenium on Yield Related Characters and Selenium Content of Seed in Sesame

WANG Ruo-peng， L Wei， WEN Fei et al

（Industrial Crops Institute of Shanxi Agricultural University， Taiyuan， Shanxi 030031）

Abstract  Fenzhi 2， Jinzhi 1， Jihangzhi 1 and Fenzhi 10 were used as experimental materials to study the effects of exogenous selenium on yield related characters and selenium content in sesame seeds. Results showed that the three selenium treatments increased the yield related characters of sesame， and the effects on capsule number per plant， 1 000-seed weight and yield were more obvious. Through comprehensive evaluation， it was found that foliar application of organic selenium fertilizer had the best effects on improving yield factor of sesame， followed by nano-selenium fertilizer and mineral selenium fertilizer. After exogenous selenium treatment， the selenium content in each organ of sesame increased significantly， reaching a significant level. With the application of nano-selenium fertilizer and mineral selenium fertilizer， the selenium content of each organ in sesame was in the order of root > leaf > stem > seed， while spraying organic selenium fertilizer on leaf surface， the selenium content in sesame was in the order of leaf > root > grain ≈ stem. At the same time， the selenium transfer coefficient of sesame by foliar spraying of organic selenium fertilizer was significantly higher than nano-selenium fertilizer and mineral selenium fertilizer.

Key words  Sesame;Exogenous selenium;Yield;Selenium content

基金項目  国家现代农业产业技术体系项目（CARS-14-2-04）。

作者简介  王若鹏（1984—），男，山西平遥人，助理研究员，硕士，从事芝麻育种与栽培研究。*通信作者，研究员，从事芝麻育种与栽培研究。

收稿日期  2023-05-31

芝麻是我国主要油料作物之一［1-2］，具有较高的营养、保健和美容价值［3］，籽粒含油量高达55%，素有油中“皇后”之美誉［4-5］。随着人们保健意识的不断提高，消费者对保健型、营养型芝麻食品的需求量也日益增加，芝麻丸、芝麻片、芝麻糖、芝麻油等芝麻制品深受人们的喜爱，在我国国民经济的地位日益突出。

硒是人体所必需的微量元素之一［6］，是世界卫生组织（WHO）确定的人与动物生命活动中必不可少的微量元素，素有“抗癌之王”之称，对人体健康具有不可忽视的重要作用［7-9］。研究结果表明［10-12］，人体缺硒时，会使机体的免疫系统、生殖系统受到损伤，严重缺硒时会引发大骨节病及克山病等，因此人体补硒开始逐渐得到社会关注。然而在自然界，硒元素只有被植物吸收，形成硒蛋白，进而转化为有机硒才可供人和动物利用，因此食用富硒农产品是目前公认的最安全、最有效、最科学的人体补硒途径［13-14］。

近年来，国内外关于外源硒对植物生长发育影响的研究已有不少报道，如穆婷婷等［15］在谷子苗期、抽穗期和灌浆期进行叶面喷施硒肥，结果表明不同时期进行叶面喷施硒肥均可提高谷子的产量和籽粒硒含量，同时还可增加谷子中粗蛋白、粗脂肪、赖氨酸及叶酸含量；李云等［16］通过施用硒肥对水稻进行研究，结果发现通过合理施用硒肥，不仅能增加水稻产量，还能提高稻米的品质及经济效益；卫玲等［17］利用硒肥对黑豆农艺性状、产量及品质进行研究，结果表明增施硒肥不仅能显著提高黑豆产量，还可显著提高籽粒中硒含量、蛋白质含量及蛋脂总含量；史丽娟等［18］利用叶面喷施硒对高粱产量、品质及籽粒硒含量的进行研究，发现叶面喷施硒能显著提高高粱增产和籽粒硒含量，同时对改善籽粒品质也有一定促进作用；冯学金等［19］通过喷施硒肥对胡麻籽粒硒含量、产量及品质进行研究，发现叶面喷施硒肥能显著提高胡麻产量和籽粒硒含量。然而目前外源硒对芝麻生长及富硒能力的研究还鲜有报道。鉴于此，笔者通过外源硒对不同芝麻品种产量相关性状及籽粒硒含量进行研究，探究不同硒肥对芝麻产量及硒富集的影响，为今后提高芝麻经济价值有着积极意义。

1  材料与方法

1.1  试验材料

供试材料为汾芝2号、晋芝1号、冀航芝1号、汾芝10号共4个品系，由山西农业大学经济作物研究所提供。供试硒肥为纳米硒肥（硒含量145 mg/kg），由苏州硒谷科技有限公司生产；矿硒肥（硒含量130 mg/kg）由湖北硒金农业科技有限公司生产；有机硒肥（硒含量6 g/L）由奥邦生物科技有限公司生产。

1.2  试验设计

试验于2022年在山西农业大学经济作物研究所试验地进行。试验设 A、B 两因素，采用完全随机区组设计。A为不同芝麻品系，分别为汾芝2号、晋芝1号、冀航芝1号、汾芝10号。B为不同硒肥处理，分别为CK（不施硒肥）、T1处理（纳米硒肥，作为底肥一次性施用）、T2处理（矿硒肥，作为底肥一次性施用）、T3处理（有机硒肥，初花期后间隔10 d喷施1次，共喷施2次）。每个处理重复3次，共48小区。每个小区长3.3 m，宽2.0 m，行距30.0 cm，株距 18.5 cm，施硒處理中每小区施硒总量15 mg。试验于5月20日播种，7月5日定苗，密度18万株/hm2，期间按照当地措施进行管理，于9月10日收获。

1.3  测定指标

成熟期时，每个处理小区随机选取10株，测定株高、果轴长、单株蒴果数、每蒴粒数、千粒重，同时进行小区测产，结果计算平均值。采用微波消解-氢化物-原子荧光光谱法［20］测定根、茎、叶及籽粒的硒含量。

1.4  数据分析

采用Microsoft Excel 2007进行数据处理和作图；采用SPSS 18.0软件对数据进行差异显著性分析。

利用隶属函数法对外源硒下不同芝麻品种的产量相关性状进行综合评价。隶属函数公式为：U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）。其中，U（Xi）为隶属函数值；Xi为处理水平某指标的测定值；Xmin和Xmax为所有参试水平系中某一指标内的最小值和最大值。

硒转移系数＝地上部全硒含量/地下部全硒含量［21］

2  结果与分析

2.1  外源硒对不同芝麻品种农艺性状的影响

从表1可以看出，不同施硒处理后，4个芝麻品系的株高、果轴长、每蒴粒数均略有增加，但与对照相比，差异不显著，而对芝麻的单株蒴果数、千粒重影响较大。在单株蒴果数方面，不同施硒处理后，汾芝2号、晋芝1号、冀航芝1号、汾芝10号均与对照相比有显著增加，分别增加了7.31%～9.02%、5.51%～7.17%、9.24%～9.61%、8.14%～9.52%；在千粒重方面，不同施硒处理后，汾芝2号和汾芝10号的千粒重与对照相比略有增加，但差异不显著；而晋芝1号千粒重对照与T3处理间有显著差异。冀航芝1号千粒重T2、T3处理与对照相比增加较显著。

2.2  外源硒对不同芝麻品种产量的影响

从图1可以看出，根施纳米硒肥（T1处理）后，汾芝2号、晋芝1号、冀航芝1号、汾芝10号的产量分别为1 173.62、1 181.20、1 121.80、1 151.43 kg/hm2，与对照相比分别增加了5.35%、5.33%、4.85%、4.43%，其中汾芝2号和晋芝1号产量与对照相比达显著水平；根施矿硒肥（T2处理）后，汾芝2号、晋芝1号、冀航芝1号、汾芝10号的产量分别为1 150.85、1 158.97、1 119.80、1 151.43 kg/hm2，与对照相比分别增加了3.31%、3.35%、4.66%、4.18%，与对照间差异均不显著；叶面喷施有机硒肥（T3处理）后，汾芝2号、晋芝1号、冀航芝1号、汾芝10号的产量分别为1 199.45、1 208.04、1 152.26、1 189.62 kg/hm2，与对照相比分别增加了7.67%、7.72%、7.70%、7.78%，与对照间差异均达显著水平。

2.3  外源硒对不同芝麻品种各指标的综合评价

利用隶属函数法对各处理不同芝麻品种的产量相关性状进行综合评价，通过各项指标隶属函数加权平均后得出各芝麻品种较优处理的排序，结果显示，对汾芝2号、晋芝1号各指标的提高效果由好到次排序为T3处理＞T1处理＞T2处理＞CK（表2），对冀航芝1号、汾芝10号各指标的提高效果由好到次排序为T3处理＞T2处理＞T1处理＞CK。由此可知，叶面喷施有机硒肥对提高芝麻产量因子的效果最好，根施纳米硒肥、矿硒肥效果次之。

2.4  外源硒对芝麻不同器官硒含量的影响

对不同施硒处理下芝麻不同器官硒含量进行分析，结果见表3。由表3可知，根施纳米硒肥后，4个芝麻品系根、茎、叶、籽粒中平均硒含量分别为0.769、0.306、0.419、0.168 mg/kg，与对照相比分别提高了185.54%、97.10%、84.65%、194.15%，均达显著水平；根施矿硒肥后，4个芝麻品系根、茎、叶、籽粒中平均硒含量分别为0.693、0.275、0.370、0.115 mg/kg，与对照相比分别提高了157.31%、77.26%、63.09%、101.46%，均达显著水平；叶面喷施有机硒肥后，4个芝麻品系根、茎、叶、籽粒中平均硒含量分别为0.503、0.253、0.732、0.283 mg/kg，与对照相比分别提高了86.78%、63.23%、222.40%、396.93%，均达显著水平。

2.5  外源硒对芝麻硒转移系数的影响

对不同施硒处理下硒在芝麻体内的转移系数进行计算，结果见图2。由图2可知，根施纳米硒肥、矿硒肥的转移系数分别为1.162和1.099，显著低于CK，而叶面喷施有机硒肥处理的转移系数为2.522，显著高于CK、T1、T2处理，分别是根施纳米硒肥、矿硒肥处理的2.17和2.29倍。

3  讨论

硒是环境中重要的微量元素之一，直接影响着动植物的生长发育和健康。有研究表明，适当施用硒肥可促进植物生长，改善作物品质，提高作物产量［22-23］。该研究中，3种施硒处理对4个芝麻品系的株高、果轴长、每蒴粒数均略有增加，但差异不显著，而对芝麻的单株蒴果数、千粒重、产量影响较为明显；施硒处理后，4个芝麻品系的单株蒴果数分别增加了7.31%～9.02%、5.50%～7.17%、9.23%～9.61%、8.14%～9.52%，均达显著水平，芝麻产量与对照相比，提高了3.31%～7.78%，其中根施纳米硒肥后，芝麻的产量平均提高了4.99%，根施矿硒肥后，芝麻的产量平均提高了3.88%，叶面喷施有机硒肥后，芝麻的产量平均提高了7.72%；同时利用隶属函数法对各处理不同芝麻品种的产量相关性状进行综合评价，结果显示叶面喷施有机硒肥对提高芝麻产量因子的效果最好，根施纳米硒肥、矿硒肥效果次之。该结果与杜小平等［24］利用施硒对黑豆产量性状的研究结果相一致。

有研究表明，根部基施外源硒与叶面喷施外源硒均会提高植株的硒含量，且非食用部分的硒含量明显高于食用部分［21］。该研究中，在CK处理下，芝麻各器官硒含量呈现出根＞叶＞茎＞籽粒的特点，3种外源硒处理后，芝麻各器官硒含量均显著增加，达显著水平，其中根施纳米硒肥和矿硒肥后，根部硒含量最高，体内各器官硒含量由大到小依次为根＞叶＞茎＞籽粒，而叶面喷施有机硒肥后，叶片硒含量最高，体内各器官硒含量由大到小依次为叶＞根＞籽粒≈茎，同时对不同施硒处理下硒在芝麻体内的转移系数进行分析，结果表明，叶面喷施有机硒肥的转移系数显著高于根施纳米硒肥、矿硒肥的转移系数，这可能是由于叶面喷施外源硒直接被叶片吸收，不受土壤吸附作用的影响，从而导致芝麻地上部对硒的利用率较高，提高了硒转移系数［21］。

4  结论

该试验通过外源硒对芝麻产量相关性状及籽粒硒含量进行研究，结果显示3种施硒处理对芝麻产量相关性状均有所提高，其中对单株蒴果数、千粒重、产量影响较为明显；通过综合评价发现，叶面喷施有机硒肥对提高芝麻产量因子的效果最好，根施纳米硒肥、矿硒肥效果次之；3种外源硒处理后，芝麻各器官硒含量均显著增加，达显著水平，其中根施纳米硒肥和矿硒肥后，芝麻体内各器官硒含量由大到小依次为

根＞葉＞茎＞籽粒，而叶面喷施有机硒肥后，芝麻体内硒含量由大到小依次为叶＞根＞籽粒≈茎，同时叶面喷施有机硒肥使芝麻的硒转移系数显著高于根施纳米硒肥、矿硒肥。

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