硒叶面肥对黄瓜幼苗生长及生理特性的影响

李蒙 赵苗苗 王雅琪 屠哲鑫 申君 张凯

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2024.10.020

摘要：为进一步提高硒肥利用率，培育优质黄瓜幼苗，以丫丫俩黄瓜种子为试验材料，采用穴盘育苗的方式，通过叶面喷施不同浓度的亚硒酸钠溶液（0、5、10、15、20 mg/L），研究其对黄瓜幼苗生长及生理特性的影响。结果表明，叶面喷施一定浓度的亚硒酸钠溶液，对黄瓜幼苗的生长有促进作用，同时还能改善植物的光合特性，促进黄瓜幼苗碳水化合物代谢。T3处理（亚硒酸钠溶液浓度为15 mg/L）黄瓜幼苗的叶面积、全株干重、根系活力和叶绿素含量均为最大值，相比于CK分别提高了14.59%、53.85%、48.72%和20.94%。随着亚硒酸钠溶液浓度的增加，黄瓜幼苗中可溶性糖、可溶性蛋白以及全磷含量呈现先增加后减少的趋势，并在T3处理达到最大值。喷施一定浓度硒叶面肥可以显著提升黄瓜幼苗的抗氧化性，幼苗中丙二醛（MDA）含量在T3处理为最小值；超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性均在T3处理达到最大值。综上可知，喷施一定浓度硒叶面肥可以促进黄瓜幼苗生长，改善幼苗品质，并以15 mg/L的亚硒酸钠溶液为最佳。

关键词：亚硒酸钠溶液；黄瓜；生长；碳水化合物；抗氧化酶；生理特性

中图分类号：S642.206  文献标志码：A

文章编号：1002-1302（2024）10-0153-07

收稿日期：2023-06-19

基金项目：河南省高等学校重点科研项目（编号：21B210009）；信阳农林学院高水平科研孵化器建设项目（编号：FCL202101）；信阳农林学院设施作物栽培关键技术及其装备智能化研究科技创新团队项目（编号：XNKJTD-011）。

作者简介：李  蒙（1989—），男，河南信阳人，博士研究生，讲师，主要从事设施园艺与无土栽培研究。E-mail：limengnlfd@163.com。

通信作者：张  凯，硕士，副教授，主要从事植物遗传与应用研究。E-mail：2000180034@xyafu.edu.cn。

施肥是调控和改善土壤营养状况、提高作物产量和品质的重要栽培措施［1-2］。对作物精准有效施肥，能实现作物的经济效益最大化［3］。叶面施肥不受土壤条件的限制，具有肥效高、污染低的优点［4］。叶面施肥不仅可以添加大量元素，也可以添加微量元素。合理喷施微量元素可以促进作物的生长发育，改善作物品质［5］。施肥对象也不仅局限于特种经济作物，还可以是多种经济作物［6］。

硒（Se）是人体必需的微量元素之一，具有抗氧化、抗衰老等多种功能［7］。硒元素不仅对人体健康很重要，对农作物的生长也有一定的影响［8］。适量的硒可以改善作物的光合作用，增强作物的抗氧化能力［9］。采用叶面喷施硒肥的方法，可以使养分迅速被作物吸收，效果比土壤施肥好。目前，关于叶面喷施硒对作物品质影响的研究已取得了一些进展。殷朝珍等采用大田试验的方式对开花期和结荚中后期的毛豆以叶面喷施的方式施用有机纳米和有机螯合硒营养液，结果表明喷施2种硒营养液均能显著提升毛豆果实中的硒含量［10］。詹昕等对黑糯玉米进行不同浓度和不同次数的硒叶面肥喷施，发现喷施有机硒肥使籽粒的花青素和硒含量显著提高，铬（Cr）和镉（Cd）的含量明显降低［11］。卢鹏飞等通过研究发现，喷施有机硒肥可以促进小麦的生长，提高产量［12］。

黄瓜（Cucumis sativus L.）属于瓜类蔬菜，味道清爽可口，含有丰富的营养物质，是在夏季非常受欢迎的一种时令蔬菜［13］。在生产中，人们往往只注重于施用大量元素肥料，而忽视微量元素肥料的施用，很难获得高产、优质作物［14］。目前关于黄瓜幼苗施肥的研究较多，而关于黄瓜幼苗生长过程中喷施硒叶面肥的研究却鲜有报道。

本试验采用不同浓度的亚硒酸钠溶液对黄瓜幼苗进行喷施，并在此基础上，进一步研究不同浓度亚硒酸钠溶液对黄瓜幼苗生长及生理特性的影响，最终确定适宜黄瓜幼苗生长的硒叶面肥浓度，以期为提高黄瓜植株的品质奠定基础。

1  材料与方法

1.1  试验材料

试验于2023年3—5月在信阳农林学院温室内进行。供试黄瓜品种为丫丫俩，种子购于沈阳科星种子有限公司。育苗基质（主要成分为蚯蚓粪、珍珠岩、蛭石，其体积比为1 ∶1 ∶2），购于郑州绿之沃农业科技有限公司。叶面肥为亚硒酸钠（亚硒酸钠含量99%），购于长沙哈林化工科技有限公司。

1.2  试验方案

本试验采用50孔穴盘育苗，待幼苗长至2叶1心，开始用不同浓度的亚硒酸钠溶液对幼苗进行喷施，喷施至叶面湿润且刚好无水滴下落。以清水为对照（CK），亚硒酸钠设置4个浓度梯度，分别为5、10、15、20 mg/L（分别记为T1、T2、T3、T4处理），每个处理重复3次，连续喷施7 d后采样测定不同处理的黄瓜植株生长和生理生化指标。

1.3  试验方法

1.3.1  种子处理

将丫丫俩黄瓜种子用55 ℃温水浸泡10 min，之后在室温下浸泡4～6 h后捞出，放入恒温箱中催芽24 h。

1.3.2  幼苗生长指标

用游标卡尺测量茎粗、株高、根长和上下胚轴长；用电子天平称量干重和鲜重；用直尺量取每张叶片的最长处，使用Leaf Byte软件测定叶面积；用排水法测量根体积；利用公式：壮苗指数=（茎粗/株高+地下部干重/地上部干重）×全株干重，计算壮苗指数；根系活力使用2，3，5-三苯基氯化四氮唑（TTC）法［15］测定。

1.3.3  光合色素含量

每组处理分别取新鲜的黄瓜叶片，去掉中脉，剪碎，称取0.2 g放入容量瓶中，加混合浸提液20 mL，放在黑暗条件下浸泡至叶片发白，用浸提试剂定容至25 mL摇匀，用分光光度计分别测定在663、646、470 nm波长下的吸光度。计算出叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶绿素总含量。

1.3.4  营养元素含量

采用H2SO4-H2O2消煮，蒸馏法测定全氮含量；全磷含量的测定用钒钼黄比色法；采用火焰光度法测定全钾的含量［16］。

1.3.5  碳水化合物含量

采用滴定法测定维生素C含量，取10 mL样品，用2，6-二氯不靛酚（2，6-D）滴定至粉红色，30 s内不褪色为滴定终点［15］。参照李合生的方法［17］，测定可溶性蛋白和可溶性糖含量。以1 mL蒸馏水加入5 mL考马斯亮蓝为对照，在595 nm进行比色，记录吸光度，测定可溶性蛋白含量。可溶性糖含量采用蒽酮法测定，样品在沸水浴中保温1 min后，在630 nm波长下比色测吸光度。采用碘-淀粉比色法测定淀粉含量，取5 mL淀粉待测液加2 mL 0.5%碘液后离心，向沉淀中加 10 mL 氢氧化钠溶液，混匀后放入沸水溶解，加入碘液冲洗后加盐酸用水定容显色，在590 nm波长下测定吸光度。可溶性固形物含量取叶片研磨过滤后，采用折光仪进行测量。

1.3.6  抗氧化物含量

在高温及酸性条件下与 2-硫代巴比妥酸（TBA）反应，测定丙二醛（MDA）含量；参照朱小文的方法［18］测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性。

1.4  数据处理

使用Excel 2016处理试验数据和制作图表，用SPSS 20.0对数据进行单因素方差分析和相关性分析。

2  结果与分析

2.1  不同浓度亚硒酸钠溶液对黄瓜幼苗生长的影响

由表1可知，T3处理黄瓜幼苗的茎粗、叶面积和壮苗指数均显著高于CK，相比CK分别提高11.62%、14.59%、37.50%； T2和T3处理的叶面积差异不显著。T3处理的下胚轴最长，比CK增加了33.41%。T1和T3处理的株高和下胚轴长均差异不显著；T1处理的株高最高，相比于CK增加了28.80%。

2.2  不同浓度亚硒酸钠溶液对黄瓜幼苗干鲜重的影响

由表2可知，T3处理黄瓜幼苗的地下鲜重达到最大，为0.69 g，相比CK增加了38.00%；地上干重为0.35 g，比CK增加了52.17%。随着亚硒酸钠溶液浓度继续增加，T4处理的黄瓜幼苗干鲜重有明显的减小趋势。在各处理中，T1、T2、T4处理与CK的地下干重和全株干重均差异不显著。

2.3  不同浓度亚硒酸钠溶液对黄瓜幼苗根系生长的影响

由表3可知，T3处理黄瓜幼苗的根系活力最大，为0.58 μg/（g·h），比CK增加了48.72%；T4处理的根系活力最小，比CK降低了25.64%。在各处理中，T3处理的根长最长，相比于CK提高了28.78%； T4处理和CK的根体积无显著差异。

2.4  不同浓度亚硒酸钠溶液对黄瓜幼苗光合色素含量的影响

由图1可知，T3处理的黄瓜幼苗中叶绿素a和叶绿素b含量均达到最大值，分别为14.07、6.09 mg/g，相比于CK分别提高了21.50%和20.12%。在各处理中，黄瓜幼苗的类胡萝卜素含量介于2.12～2.53 mg/g，T3处理最大，为2.53 mg/g，比CK提高了19.34%；幼苗的叶绿素总量介于 18.77～22.70 mg/g，T3处理的值最大，比CK提高了20.94%。

2.5  不同浓度亚硒酸钠溶液对黄瓜幼苗营养元素含量的影响

由图2可知，各处理黄瓜幼苗的全磷和全钾含量均在T3处理达到最大值，相比于CK分别提高了43.94%和38.14%。T1与T4处理、T2与T3处理的全磷含量差异均不显著。T2与T4处理的全钾含量差异不显著。不同处理的黄瓜幼苗中全氮含量差异均不显著。

2.6  不同浓度亚硒酸钠溶液对黄瓜幼苗品质的影响

由图3可知， 不同浓度的亚硒酸钠溶液对黄瓜

幼苗中可溶性糖、可溶性蛋白和淀粉含量产生了不同影响。可溶性蛋白含量在T3处理达到最大值，T1、T4处理与CK差异不显著。各处理的可溶性固形物含量差异均不显著。T3处理的可溶性糖含量最大，相比于CK增加了44.37%。T3处理的幼苗淀粉含量最小，为67.50 mg/g，相比于CK减少了21.14%。各处理幼苗的维生素C含量差异均不显著。

2.7  不同浓度亚硒酸钠溶液对黄瓜幼苗抗氧化性的影响

由图4可知，T3处理黄瓜幼苗的SOD和POD活性均显著高于CK，分别为51.66、285.79 U/g，比CK分别提高了27.34%和44.67%； T3处理的CAT活性显著高于CK，为51.22 U/g，比CK提高了44.08%。各处理的SOD活性介于33.04～51.66 U/g，T2处理与CK的SOD活性差异不显著； T1与T4处理的CAT、POD活性差异均不显著； T3处理的MDA含量最小； T4处理与CK的MDA含量差异不显著。

2.8  黄瓜幼苗生长指标和特性指标的相关性分析

由表4可知，黄瓜幼苗的生长指标对幼苗中叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉含量和抗氧化酶活性有较大影响。其中茎粗与超氧化物歧化酶活性呈极显著正相关关系，说明黄瓜幼苗的茎越粗，幼苗中超氧化物歧化酶活性就越大；黄瓜幼苗的叶面积与过氧化物酶活性呈极显著正相关关系，与淀粉含量呈极显著负相关关系；根系活力与可溶性蛋白含量呈极显著正相关关系，说明黄瓜幼苗的根系生长越旺盛，越有利于幼苗中可溶性蛋白的积累。

3  讨论与结论

微量元素硒对植物的生长发育有非常重要的作用，硒有利于植物体内光合色素的积累，提高植物的新陈代谢能力［19］。本试验中，不同浓度的亚硒酸钠溶液对黄瓜幼苗的生长及生理特性产生了不同的影响，这与阚学飞等在研究外源硒肥对农作物生长、品质及营养元素含量的影响时得出的结论［20］一致。

植物叶面积的大小受作物营养状况的影响较大；壮苗指数能够反映幼苗生长的健壮程度；根系活力和根长与幼苗吸收水分的情况相关；黄瓜幼苗的株高、茎粗、叶面积、壮苗指数和根系活力都是反映幼苗生长发育状况的重要农艺性状［21-22］。刘志刚等研究表明，硒肥可以有效促进甜瓜在幼苗期的茎粗和叶面积增长速度，促进幼苗的生长［23］。本试验中，T3处理幼苗的叶面积、壮苗指数和根系活力均为最大值； T4处理的下胚轴长、茎粗、叶面积、根长和根系活力均比T3处理的小。表明T3处理的亚硒酸钠溶液浓度最有利于促进幼苗的根系生长。

叶绿素是植物进行光合作用的重要色素［24］。冯涛等研究发现，适量浓度的硒可以增加梨树中的叶绿素含量［25］。本试验中，T3处理的光和色素含量最多，表明对黄瓜幼苗喷施适量浓度的亚硒酸钠溶液，可以有效调节幼苗中的光合色素含量，提高幼苗的光合速率。

氮、磷、钾是植物生长必需的三元素［26］。氮是叶绿素的重要组成成分；磷是植物体内核酸、核蛋白等重要化合物的组成元素；钾对促进作物的生长有重要作用［27］。郭巨先等通过对菜薹施用不同浓度的硒肥，发现各处理的全钾含量均高于CK［28］。本试验表明，叶面喷施适量浓度的亚硒酸钠溶液，可以增加黄瓜幼苗中的全磷、全钾含量，对全氮含量的影响不显著，T3处理黄瓜幼苗的全磷、全钾含量最多，幼苗的生长代谢最佳。

可溶性糖是植物新陈代谢的基础，能够为植物的生长发育提供能量；可溶性蛋白是重要的营养物质，可以调节植物细胞的渗透势；维生素C是一种抗氧化剂，能够帮助植物增强抵抗干旱的能力［29-31］。潘丽萍等的研究表明，硒能增加甘薯中的可溶性糖含量，减少淀粉含量［32］。本试验表明，喷施硒肥可以在一定程度上改善黄瓜幼苗品质，T3处理黄瓜幼苗中可溶性糖和可溶性蛋白含量最多，淀粉含量最少，最有利于作物的生长。

MDA能够反映植物过氧化的程度；SOD、POD和CAT是植物中重要的保护酶，在活性氧代谢中发挥重要作用［33］。龚天芝等的研究表明，对核桃果仁喷施硒肥，能够增大果仁中SOD和POD的活性［34］。本试验中，通过喷施不同浓度亚硒酸钠溶液，对黄瓜幼苗的抗氧化性产生了不同的影响。T3处理的MDA含量最少，SOD、POD和CAT活性最大，表明低浓度的硒可以提高黄瓜幼苗的抗氧化性，高浓度的硒会导致幼苗中MDA含量的增加，不利于幼苗健康生长。

通过黄瓜幼苗生长与特性指标的相关性分析可知，叶面积和壮苗指数对幼苗中可溶性蛋白含量影响较大；淀粉含量和抗氧化酶活性受根系活力、根体积和根长的影响较大。本试验中，随着亚硒酸钠溶液浓度的增加，幼苗的各项生长指标和抗氧化酶活性普遍先增大后减小，表明当黄瓜幼苗茎秆粗壮、根系生长旺盛、全磷和全钾含量较高时，更有利于幼苗中光合色素和营养物质的积累，提高抗氧化酶活性，增加幼苗的抗逆性。

综上，在黄瓜幼苗叶面喷施亚硒酸钠溶液可以提高幼苗的壮苗指数和根系活力，增加幼苗中叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量，增大幼苗中抗氧化酶活性，从而促进幼苗生长，其中叶面喷施浓度为15 mg/L的亚硒酸钠溶液效果最佳，可以在生产中进一步推广使用。

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