土壤和叶面施硒对烤烟硒积累的影响

2011-05-25梁晓芳申国明秦兴成孟贵星向必坤郑林林

中国烟草科学 2011年3期

张琳，梁晓芳，申国明，秦兴成，孟贵星，向必坤，倪超，时鹏，郑林林

（1.农业部烟草类作物质量控制重点开放实验室，中国农业科学院烟草研究所，青岛 266101；2.中国农业科学院研究生院，北京 100081；3.湖北恩施烟草公司，湖北恩施 445000）

硒是人体和动物必需的微量元素，在防癌、抗氧化、增强机体免疫力等方面发挥重要作用[1]。硒在地壳中的丰度为0.05～0.09 μg/g，具有储量少、呈地带性分布的特点[2]。根据硒含量可以分为高硒(Se≥5 μg/g)、足硒(Se≥0.5 μg/g)和贫硒(Se≤0.5 μg/g)土壤[3]。世界上有2/3的地区缺硒，我国也有72%的县市不同程度缺硒，仅有湖北恩施和陕西紫阳两个富硒区。

提高烟叶硒含量不仅能增加吸烟者的血硒水平，还可以降低香烟焦油的毒性和香烟燃烧时自由基的产生，减轻香烟对人体健康的危害[4-6]。因此，在贫硒地区施硒，提高烟叶硒含量很有必要。施硒方法具体有两种：1）土壤施硒，在贫硒地区施用亚硒酸盐或硒酸盐；2）叶面喷硒和浸种，低浓度硒能促进植株的生长，但是浓度过高会产生毒害作用，应掌握好硒的浓度和用量，以免对植株造成损害。笔者探讨了土壤施硒和叶面喷硒方法对烤烟各器官硒含量和硒积累动态的影响，旨在为生产和开发富硒烟提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验采用盆栽试验，在恩施望城坡温室大棚中进行。供试土壤为黄棕壤，土壤全硒0.457 mg/kg，土壤有机质17.4 g/kg，碱解氮87.4 mg/kg，有效磷6.3 mg/kg，有效钾115 mg/kg，pH 6.1。供试品种为烤烟K326。

1.2 试验设计

盆栽试验采用上口直径35 cm，高35 cm的营养盆，每盆装土 15.0 kg，m(N):m(P2O5):m(K2O)=1:1.5:2.5（8-12-20）的复混肥62.5 g，基肥与追肥比例为7: 3，常规方法管理。

设6个处理。T1、T2和T3处理分别为土壤施亚硒酸钠3.0、4.0和5.0 mg/kg，土壤装盆时均匀掺入。T4：叶面喷施浓度为20 mg/L的亚硒酸钠溶液，在烟苗移栽后35、50 d各喷施1次，每株共喷亚硒酸钠800 μg。T5：叶面喷施浓度为20 mg/L的亚硒酸钠溶液，在烟苗移栽后20、35、50 d各喷施1次，每株共喷亚硒酸钠1000 μg。CK：不施硒。

1.3 样品采集与处理

烟苗移栽后第35、50、65、80、95、110 d各处理分别采2株烟，分为根、茎、叶3部分，用去离子水清洗干净，105 ℃杀青30 min，70 ℃烘干至恒重，称重后粉碎过60目筛，保存备用。

1.4 样品测定

样品由农业部食品质量监督检验测试中心（武汉）进行检测。样品硒采用AF-610B原子荧光光度计测定。土壤理化性质按文献[7]进行测定。

2 结果

2.1 不同施硒方法对烟叶硒积累的影响

2.1.1 积累量的动态变化由图1可见，不同处理烟叶硒积累量均随生育期进程而增加，基本符合“S”型曲线。烟苗移栽后35 d内各处理对硒的吸收、积累非常缓慢；移栽后35～65 d烟叶硒积累量迅速增加；移栽后65 d，叶面喷硒处理（T4、T5处理）烟叶硒积累量基本保持不变，而土壤施硒处理（T1、T2、T3）烟叶硒积累量缓慢增加，移栽后110 d，T3处理烟叶硒积累量超过T4处理，说明叶面喷硒见效快但后效短，而土壤施硒见效慢但后效长。

土壤施硒处理烟叶硒积累量 T3＞T2＞T1＞CK，叶面喷硒处理为T5＞T4＞CK，各处理烟叶硒积累量大小均随施硒量增加而增加，说明两种施硒方法对于提高烟叶硒含量都是可行的。本试验条件下，烟苗移栽后65 d，叶面喷硒处理硒积累量高于土壤施硒处理，移栽后110 d，土壤施硒处理除了T3处理外，其他处理硒积累量均低于叶面喷硒处理，说明叶面喷硒方法的综合效果高于土壤施硒方法，叶面喷硒是一种更加快速有效的补硒方法。

图1 不同处理烟叶硒积累量变化Fig.1 Changes of tobacco leaf Se accumulation in different treatments

2.1.2 积累速率的动态变化由图2可见，各处理烟叶硒积累速率均为单峰曲线。烟苗移栽后35 d内各处理烟叶硒积累速率均非常低；移栽后35～65 d，各处理烟叶硒积累速率快速升高，移栽后65 d左右达到高峰，且叶面喷硒处理高于土壤施硒处理；移栽后65 d后，各处理烟叶硒积累速率均降低，但叶面喷硒处理降低更迅速；移栽后80～110 d，土壤施硒处理烟叶硒积累速率继续缓慢降低，而叶面喷硒处理的硒积累速率趋于零，说明叶面喷硒方法更加快速有效，但后效短。

2.2 不同施硒方法对烤烟各器官硒含量的影响

图2 不同处理烟叶硒积累速率变化Fig.2 Changes of tobacco leaf Se accumulation rate in different treatments

2.2.1 土壤施硒处理烤烟各器官硒含量由表1可见，烤烟根、茎、叶的硒含量均随土壤施硒量增加而增加。烤烟吸收的硒在各个器官的分配具有一定的规律性。不同处理烤烟各器官的硒含量大小均为根＞叶＞茎，与对照规律一致，烟叶硒含量为烟根硒含量的22.7%～28.3%，烟茎硒含量仅为烟根硒含量的5.85%～11.54%，说明用土壤施硒方法，烤烟吸收的硒大部分储存在根部，仅有少部分运输到地上部分，硒首先在靠近硒源的器官中富集。

表1 土壤施硒处理烤烟各器官硒含量Table1 Se content of flue-cured tobacco in various organs in soil Se-supplement

2.2.2 叶面喷硒处理烤烟各器官硒含量由表2可见，叶面喷硒处理烤烟根、茎、叶的硒含量与对照相比显著增加，烤烟各器官硒含量随叶面喷硒量增加而增加。同一处理烤烟各器官硒含量大小为叶＞根＞茎，与对照不同，叶面喷硒处理烟叶硒含量比对照提高了12.7～14.7倍，而根和茎的硒含量仅比对照提高了0.65～5.83倍，说明叶面喷硒方法对烟叶硒含量的增加影响较大，叶片吸收的硒仅有很少部分转运至其他器官，硒仍然首先在靠近硒源的器官中富集。

2.3 不同施硒方法对烤烟不同叶位硒含量的影响

2.3.1 土壤施硒处理烤烟不同叶位硒含量由表 3可见，土壤施硒处理烤烟各部位硒含量与对照相比增加显著。烤烟不同叶位硒含量大小均为 T3＞T2＞T1＞CK，说明烤烟不同叶位硒含量均随土壤施硒量增加而增加。同一处理烤烟不同叶位硒含量大小为上部叶＞中部叶＞下部叶，说明硒有向幼嫩组织转移的倾向。

表2 叶面喷硒处理烤烟各器官硒含量Table2 Se content of flue-cured tobacco in various organs in foliar application of Se

表3 土壤施硒处理烤烟不同叶位硒含量Table3 Se content in different leaf position of flue-cured tobacco in soil Se-supplement

2.3.2 叶面喷硒处理烤烟不同叶位硒含量由表 4可见，与对照相比，叶面喷硒处理烤烟各叶位硒含量明显增加，大小为T5＞T4＞CK，说明叶面喷硒处理不同叶位硒含量均随喷硒量增加而增加。同一处理不同叶位硒含量大小为下部叶＞中部叶＞上部叶。说明烤烟不同叶位的硒含量与叶面喷硒量和喷硒时期有密切关系。

表4 叶面喷硒处理烤烟不同叶位硒含量Table4 Se content in different parts of flue-cured tobacco leaves in foliar application of Se

3 讨论

烤烟矿质营养元素的分布是一个复杂的多变量、多因素问题。曹槐等[8-9]研究表明，烤烟矿质营养元素的分布受植株部位、生育期和施肥水平的影响，根部微量元素浓度较高，叶部常量元素浓度较高。本研究发现，土壤施硒后，烟株各器官硒含量为根＞叶＞茎，此进一步验证了前人的结论。叶面喷硒处理烤烟各器官硒含量为叶＞根＞茎，说明微量元素硒首先在靠近硒源的器官中富集。这与前人的研究结果相一致[10-14]。

随着烤烟的生长发育，硒在体内有随光合产物一起向生长部位运转的倾向[14-16]。本试验结果表明，不同施硒方法对烟叶各叶位的硒含量影响不同，土壤施硒处理为上部叶＞中部叶＞下部叶，可能是因为蒸腾拉力使烟株上部的幼嫩组织对硒有更强的吸收所造成的，也可能是由于下部叶衰老后含硒化合物分解向幼嫩组织转移所致。叶面喷硒处理为下部叶＞中部叶＞上部叶，说明不同叶位硒含量与叶面喷硒时期和喷硒量联系密切，喷硒时期越早，喷硒量越大，下部叶硒含量越高。

土壤施硒和叶面喷硒方法均能显著提高烟株各器官的硒含量，且随施硒量的增加而增加。叶面喷硒方法烟株对硒的吸收更为直接、迅速，利用率高，烤烟是一种吸食性叶用经济作物，叶面喷硒具有更高的经济效益。但是无机硒对人体有毒害作用，叶面喷硒时期过晚，可能存在叶面硒残留的问题，应选择适宜的时期和用量。土壤施硒对烟叶安全且有后效，但是利用率低，大量的无机硒存留于土壤中，长期施用可能造成土壤污染，在生产中可以尝试采用不同形态的活化硒，以提高硒肥利用率，减少硒肥残留和土壤污染。