5个棉花品种对不同硒源硒的富集作用

李定国 林忠旭 石治鹏 朱雪成 徐印印 邢丹英

摘要：拟筛选富集硒能力强的棉花品种，探索硒源施用的合适浓度，为硒在棉花栽培中的应用奠定基础。以5个棉花品种为材料，施用5种外源硒肥，每种硒源选用2个浓度，采用随机区组试验设计，在棉花性状表现最充分的结铃盛期取功能叶测定叶片硒含量。结果表明，试验棉花品种中，GY5、鄂抗13、新陆早38能更好地利用外源硒。试验外源硒中，亚硒酸钠在棉花叶片中的富集极显著优于其他外源硒。鄂抗13-亚硒酸钠棉花叶片硒含量最大，为 0.322 7 mg/kg，显著高于其他组。棉花叶片对不同浓度硒源的富集试验中，大多数组合間差异不显著，只有10 mg/kg亚硒酸钠在棉花叶片中的富集效果最优。由结果可知，不同硒源、不同硒浓度在不同棉花品种叶片中的富集效应有一定的差异。[JP]

关键词：棉花；硒；富集作用

中图分类号： S562.037文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）10-0062-03

硒（Se）是对动物和人体十分有益且必不可少的微量元素之一，科学工作者对粮食作物、蔬菜、水果、食用菌、茶叶等进行了硒肥试验。结果表明，硒具有增加作物产量与增进作物品质的效果[1-5]。

植物中硒的含量变幅很大，因植物种类而异，从几μg/kg到几千mg/kg。根据不同植物积累硒能力的不同，可把植物分为聚硒植物和非聚硒植物。聚硒植物可作为硒指示植物，如黄芪属（Astragalus Linn.）植物，硒含量为1～10 g/kg[6]。大部分农作物属非聚硒植物，含硒量不超过30 mg/kg，且不同作物对硒的吸收和富集能力又有很大差异。一般作物中，十字花科植物对硒的积累能力最强，其次是豆科植物，谷类植物最低，谷类中以小麦对硒的积聚能力最强，其含硒量排序是油菜籽>大豆>小麦>蚕豆，蚕豆、豌豆、玉米和甘薯的含硒量均低于 0.05 mg/kg，卷心菜也有较多的硒积累[7]。

硒能够改善棉花的纤维品质[8]，增加棉花早期产量[9]，但是棉花对硒吸收和富集能力的研究尚未见报道。本试验用5个棉花品种，采用5种硒源，设置2个浓度，初步研究棉花叶片对硒的富集作用，以期为棉花富硒研究提供参考。

1材料与方法

1.1试验材料

供试材料：选用棉花品种鄂抗13、DP410B、GY5、新陆早38、TM-1，相关特性和来源见表1。

试验于湖北省荆州市李埠镇进行，试验地土壤为壤土，土壤基本理化性状为pH值7.3，有机质含量19.52 mg/kg，有机

质碱解氮含量50.86 mg/kg，速效磷含量5.22 mg/kg，速效钾含量101.00 mg/kg，全硒含量0.22 mg/kg。

供试硒源：亚硒酸钠（分析纯）；AB肥（南京绿农科技开发有限公司，硒含量500 mg/kg）；富硒宝（黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所，硒含量250 mg/kg）；硒代蛋氨酸（分析纯）；硒矿粉（恩施众惠富硒农业科技发展有限公司，硒含量1 000 mg/kg）。

1.2试验设计

鄂抗13、DP410B、GY5、新陆早38、TM-1这5个棉花品种（编号A1～A5）处理相同，设亚硒酸钠（B1）、AB肥（B2）、富硒宝（B3）、硒代蛋氨酸（B4）、硒矿粉（B5）5种硒源，每种硒源设5、10 mg/kg 2个水平（以硒计），以不施硒为对照。每个品种11个处理，每个处理3个重复。硒矿粉以基肥形式一次施入，其他硒肥均在苗期分3次喷棉花叶片（2015年5月15日、5月25日、6月5日）。试验设计见表2。不同硒源各设置2个浓度并设空白对照，处理序号见表3。

棉花各品种4月15日育苗，5月1日移栽，行距1 m，株距0.5 m，每小区10株，小区面积5 m2，9月15日取功能叶（主茎叶倒4叶），测叶片硒含量。

1.3硒含量测定

硒的测定过程中所用试剂均为优级纯，硒含量的测定采用（HNO3+HClO4）混合酸（体积比为4 ∶[KG-*3]1）消煮，HCl还原，原子荧光光谱法测定[10]。

消化：称取1 g样品置于100 mL高筒烧杯中，加20 mL混合酸（硝酸、高氯酸体积比4 ∶[KG-*3]1）盖上表面皿。待反应缓和

盐酸并进行超声波振荡。

配制标准工作溶液：分别取0.01、0.02、0.03、0.05、0.10、0.20 mL的0.5 μg/mL硒标准工作液于5 mL离心管中，加1 mL盐酸并进行超声波振荡。

测定：按照表4中的参考条件设置荧光参数。待仪器稳定后，连续用标准系列的零管进样，待读数稳定后测试标准工作溶液，绘制标准曲线。仪器自动计算结果，在试样参数界面输入试样质量、稀释体积，按标准曲线测定标准工作溶液。先用试样空白消化液进样，进入空白值测量状态，让仪器取其平均值作为空白值，再进样待测液，测试完毕之后仪器自动扣除空白值并自动计算结果。

1.4数据分析

2结果与分析

2.1不同棉花品种叶片硒含量差异分析

由表5可以看出，试验所用5个棉花品种中，GY5、鄂抗13、新陆早38棉花叶片硒含量差异不显著，DP410B和TM-1棉花叶片硒含量差异不显著；GY5、鄂抗13、新陆早38和DP410B、TM-1之间棉花叶片硒含量差异达到极显著水平，可见GY5、鄂抗13、新陆早38能更好地利用外源硒。

2.2不同外源硒在棉花叶片中富集的差异性分析

由表6可知，不同的外源硒在棉花叶片中的富集效应不同，叶面施用亚硒酸钠的富集效果最好，极显著优于其他外源硒；其他4种外源硒之间的富集效应差异不显著。

2.3棉花品种与不同硒源的互作效应分析

对不同棉花品种施不同的外源硒，并对棉花叶片中富集硒的含量进行测定，由图1可知，不同棉花品种叶片硒含量为0.126 0～0.322 7 mg/kg，T1处理棉花叶片硒含量最高，为 0.322 7 mg/kg，且显著高于其他处理；T11处理与T1、T22、T7、T8、T9、T10、T25、T23、T24处理间均有显著性差异，与其他各处理无显著差异；T15处理除与T1、T23、T24、T25处理间均有显著性差异外，与其他各处理无显著差异；T17处理除与T1、T23、T24处理有显著性差异外，与其他各组无显著差异；T14处理除与T1、T24处理均有显著性差异，与其他各处理无显著差异；T4处理除与T1处理有显著性差异外，与其他各处理均无显著差异。棉花品种与外源硒间的互作效应比较复杂，不同处理组合间棉花叶片硒含量的表现也各不相同，其中鄂抗13-亚硒酸钠（T1）这个组合棉花叶片富集硒的能力较强，显著高于其他组合。[FL）]

[FL（2K2]2.4不用硒源与试验浓度的互作效应分析

由图2可知，M1处理棉花叶片硒含量最高，为 0.342 9 mg/kg，且显著高于其他处理；M4处理棉花叶片硒含量与M1、M14处理差异显著；M14处理棉花叶片硒含量最低，显著低于M1、M4处理；其他各处理间叶片硒含量差异不显著。棉花叶片对不同浓度硒源的富集中，大多数组合间差异不显著，其中10 mg/kg亚硒酸钠在棉花叶片中的富集效果最优。

2.5品种相同、硒源相同棉花葉片硒含量差异分析

由图3可知，亚硒酸钠处理后的鄂抗13叶片硒含量显著高于其他外源硒，其他4种外源硒之间差异不显著；其余4个品种不同外源硒在棉花叶片中的富集效应没有显著差异。不同的硒源在不同棉花品种叶片中的富集效应有差异，本试验棉花品种中，DP410B、GY5、新陆早38、TM-1对外源硒种类反应不敏感，只有鄂抗13施亚硒酸钠棉花叶片硒含量显著高于其他外源硒。

由图4可知，同一硒源在不同棉花品种中表现不一，AB肥处理后的不同棉花品种间的叶片硒含量无显著差异；亚硒酸钠处理后的鄂抗13棉花叶片硒含量显著高于其他4个棉花品种，其他4个棉花品种间没有显著差异；富硒宝处理后的GY5与TM-1棉花叶片硒含量差异显著，其他品种间无显著差异；硒代蛋氨酸处理后的鄂抗13和GY5与TM-1差异显著；硒矿粉处理后的GY5棉花叶片硒含量显著高于DP410B和TM-1。

3讨论与结论

Asher等用75Se示踪法和色谱法证实植物体内转移的硒是硒酸根形态，用亚硒酸盐供给植物，在根部被吸收并转化为硒酸盐和未知形态的硒化合物后向地上部运输至叶片，在那里由无机硒转化为有机硒[12]。本研究显示，鄂抗13-亚硒酸钠棉花叶片硒含量最高，为0.322 7 mg/kg，显著高于其他组。棉花叶片对不同浓度硒源的富集中，大多数组合间差异不显著，只有10 mg/kg亚硒酸钠在棉花叶片中的富集效果最优。结果表明，在棉花中施用硒，要选择合适的棉花品种，施用合适的外源硒，才能有效提高棉花叶片硒含量。

试验所用的外源硒不同，在棉花叶片中的富集效应不同，叶面施用亚硒酸钠效果最好，说明棉花对亚硒酸盐反应敏感，这与其他作物硒研究中大多使用亚硒酸钠的结果一致[13-14]。棉花叶片对不同浓度硒源的富集中，大多数组合间差异不显著，不过10 mg/kg亚硒酸钠在棉花叶片中的富集效果最优。这可能与硒元素的存在状态有关，合适浓度的亚硒酸盐能够很[CM（25]好地在叶片中富集，而其他形态的硒元素在棉花叶片中的[CM）]

富集效果较差。

参考文献：

[1]Poblaciones M J，Santamaria O，Garcia-White T，et al. Selenium biofortification in bread-making wheat under Mediterranean conditions：influence on grain yield and quality parameters[J]. CropandPasture Science，2014，65（4）：362-369.

[2]梁春红，康云艳，柴喜荣，等. 硒营养对菜心（菜薹）植株生长、产量和品质的影响[J]. 广东农业科学，2014，41（7）：33-37.

[3]宁婵娟，丁宁，吴国良，等. 喷硒时期与浓度对红富士苹果果实品质及各部位全硒和有机态硒含量的影响[J]. 植物营养与肥料学报，2013，19（5）：1109-1117.

[4]江枝和，卢翠香，肖淑霞，等. 硒镧复合作用对巴西蘑菇产量、重金属和各类氨基酸含量的影响[J]. 应用与环境生物学报，2014，20（6）：1011-1015.

[5]秦冰，谷勋刚，王雅楠，等. 外源硒肥对茶树叶中硒代氨基酸形态及含量影响的研究[J]. 土壤通报，2013，44（4）：956-963.

[6]吴军，刘秀芳，徐汉生. 硒在植物生命活动中的作用[J]. 植物生理学通报，1999，35（5）：417-423.

[7]马友华，转可钦，丁瑞兴. 硒对农作物的效应[J]. 中国农学通报，1999，15（1）：44-46.[HJ1.7mm]

[8]长江大学. 硒在改善棉花纤维品质中的应用：CN101113112[P]. 2008-01-30.

[9]邹源芾，邢丹英，李志新，等. 硒矿肥对棉花主要农艺性状及产量的影响[J]. 湖北农业科学，2009，48（11）：2699-2701.

[10]苟体忠，唐文华，张文华，等. 氢化物发生-原子荧光光谱法测定植物样品中的硒[J]. 光谱学与光谱分析，2012，32（5）：1401-1404.

[11]Tang Q Y，Zhang C X. Data processing system （DPS）software with experimental design，statistical analysis and data mining developed for use in entomological research[J]. Insect Science，2013，20（2）：254-260.

[12]Asher C J，Butler G W，Peterson P J.Selenium transport in root systems of tomato[J]. Journal of experimental Botany，1997，28（103）：279-291.

[13]王粉莲，苏利民，王萍，等. 叶面喷硒对小茴香产量与品质的影响[J]. 内蒙古农业科技，2011（1）：54-55.

[14]杨文秀，王萍，杨晓宇，等. 叶面施硒对油菜产量及品质的影响[J]. 内蒙古农业大学学报（自然科学版），2010，31（3）：88-90.