硼硒营养液对油菜苗生理生化指标的影响

朱传霞，张 洋，薛高尚，黄 琳，彭国钢，罗晓玲，魏廷龙，李逢喜

（1. 常德市农林科学研究院，湖南 常德 415000；2. 常德市土壤肥料工作站，湖南 常德 415000）

硼硒营养液对油菜苗生理生化指标的影响

朱传霞1，张 洋1，薛高尚1，黄 琳1，彭国钢1，罗晓玲1，魏廷龙1，李逢喜2

（1. 常德市农林科学研究院，湖南 常德 415000；2. 常德市土壤肥料工作站，湖南 常德 415000）

为了明确育苗营养液中单施与配施硼硒对油菜苗生长的促进效果，以叶片叶绿素、根系活力和脯氨酸含量作为衡量指标，优化营养液配方中硼硒配比。分别采用单施与配施硼硒对比试验和优化硼硒配施二次饱和D-最优试验设计，研究了育苗营养液中添加不同浓度硼硒元素对油菜苗生理生化指标的影响。结果表明：按硼7.5 mg/kg和硒20 mg/kg的比例配施硼硒元素较单施其中一种微量元素油菜苗叶片生理生化指标较好，并且差异达到极显著水平（P＜0.01）。最优配施硼硒试验表明，不考虑交互效应时，硼和硒添加量在5～9和19～24 mg/kg范围内，油菜苗叶片生理生化指标均升高；而考虑交互效应时，按硼5 mg/kg，硒19或24 mg/kg比例配施油菜苗生理生化指标最高。得出营养液中硼硒元素对提高油菜苗抗逆性均有较大影响的结论。

油菜苗；硼；硒；生理生化

油菜属十字花科芸薹属植物，分芥菜型、白菜型和甘蓝型3种。育苗对提高油菜的质量和产量至关重要[1-2]。常德处于湖南北部，油菜作为该地区的主要经济作物，生长期要经历秋冬春三季，特别是在冬春季节，是湖南全年气温和光照最低、光照时数最少、寒潮最频繁的时节，再加上苗期营养不足，致使油菜苗的抗逆性较差育。因此苗期补充微量元素提高壮苗对改善和提高油菜的产质量具有十分重要的现实意义[3-4]。硼（B）是油菜正常生长发育必须的微量元素，缺硼使油菜叶肉细胞叶绿体变小，脂质小球明显增多，膜发生碎片化和液化，最终导致基粒被破坏。李洪波等[5]研究表明，适宜浓度的硼肥处理具有增加和稳定叶绿素含量的效应，缺硼或者硼浓度过高都会引起叶绿素的异常。硒（Se）是维持人和动物正常生理功能必需的微量元素，又是体内谷胱甘肽过氧化物酶的组成部分，具有很强的抗氧化能力，硒也是油菜中一种重要的微量元素。张弛等[6]研究指出，在硒浓度0～24 μg/mL内，油菜苗叶片叶绿素质量分数随着硒浓度升高而增加。尽管前人对硼、硒元素的功能及其对油菜产质量的影响进行过许多研究，但是研究育苗营养液中添加硼硒用量和配比鲜有报道。为了明确在育苗营养液中单施与配施硼硒对油菜苗生理生化指标的影响，以叶片叶绿素、根系活力和脯氨酸含量作为衡量指标，优化营养液配方中硼硒配比，笔者以常杂油2号为试验材料，采用对比试验和二次饱和D-最优设计试验研究了营养液中硼硒用量及配施比例，为提高油菜苗抗逆性提供了理论及试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验时间与材料

试验于2016年在常德市农林科学研究院基地进行，试验品种为常杂油2号，水培肥料配方为人工配制的H.C阿夫多宁营养液[7]，养分状况如下：Na2HPO4·12H2O 10 mg/kg，NaH2PO4·H2O 100 mg/kg，NH4NO3240 mg/kg，CaCl2·2H2O 360 mg/kg，MgSO4·7H2O 50 mg/kg，KCl 15 mg/kg，ZnSO4·7H2O 0.22 mg/kg，加 Arnon微量元素营养液，营养液pH=6.00。为抑制藻类的生长，培养液中还适量加入10 mg/kg CuSO4。微量元素硼硒分别为分析纯Na2B4O7·10H2O和Na2SeO3。

1.2 试验设计

1.2.1单施与配施硼硒对比试验处理1：单施硼元素，浓度为7.5 mg/L；处理2：单施硒元素，浓度为20 mg/L；处理3：硼硒配施，混合比例按硼7.5 mg/kg和硒20 mg/kg配施；对照（CK）：不添加硼硒元素。试验采用4个规格180 cm×90 cm的育苗水盆，每个水盆放入3盘漂浮苗，每盘200株油菜苗。试验采用在水培肥料中分别添加硼砂和Na2SeO3的方式进行，每个处理重复3次，施肥时间、方法和管理均一致。

1.2.2优化配施硼硒浓度试验采用二次饱和D-最优配施设计[8-9]，如表1和表2所示，设置硼和硒2个因素，5水平，6个处理，3次重复，增加1个不加微量元素的对照（CK），但对照不进行试验分析，以保留试验的最优性。试验在水培蓝箱内进行，添加微量元素一般在大十字期左右时开始。各因素实施水平为 ：硒 10～30 mg/kg，硼 5～15 mg/kg。

表1 因素设计水平编码

表2 二次饱和D-最优设计实施方案

1.3 试验取样及指标检测

待油菜成苗时从每个处理的漂浮盘中选取5株长势相近的油菜苗，进行生理生化指标检测，其中叶绿素含量测定采用丙酮提取法，脯氨酸含量测定采用磺基水杨酸法提取法，根系活力含量测定采用TTC法[10]。

2 结果与分析

2.1 单施与配施硼硒处理油菜苗生理生化指标分析

叶绿素、根系活力和脯氨酸是衡量油菜苗抗逆性的重要生理生化指标。单施与配施硼镁处理的油菜苗质体色素含量分析结果见表3。试验结果表明，各处理的叶绿素、根系活力和脯氨酸的含量均达到极显著性差异（P＜0.01），其中配施硼硒处理＞单施硼处理＞单施硒处理＞对照。可见漂浮育苗营养液中配施硼硒元素比单施更有利于提高油菜苗的抗逆性。

表3 单施与配施硼硒油菜苗生理生化指标分析

2.2 最优设计配施硼硒的油菜苗生理生化指标分析

各处理油菜苗叶绿素、根系活力和脯氨酸含量的结果见表4。各处理的油菜苗叶绿素、根系活力和脯氨酸含量均达到极显著性差异（P＜0.01）。其中各指标在处理3达到最大值，即当硼用量2 mg/kg和硒30 mg/kg时，油菜苗叶绿素和根系活力达到最大，且当硼用量2 mg/kg和硒10 mg/kg时油菜苗脯氨酸含量也最大，这表明硼用量为2 mg/kg最优，而硒的用量对油菜苗脯氨酸影响标准不一致。但不同配比硼硒用量各处理油菜苗的叶绿素、根系活力和脯氨酸含量都极显著高于CK，表明漂浮育苗营养液中加入适量硼硒元素有利于提高油菜苗的生理活性，更能有效抵抗外界的不良环境。

表4 最优设计配施硼硒试验结果

2.3 配施硼硒各处理下生理生化指标分析模型的建立与检验

由表4数据建立油菜苗叶绿素、根系活力和脯氨酸与硼硒两因素的多元回归数学模型（表5）。因饱和D最优设计的总自由度与回归自由度相等，并且试验有重复，因此采用重复条件下的回归方程显著性检验法来验证，回归方程中X1、X2为硼和硒的编码值。查F表，得知当f1=5，f2=10时，F0.05=3.33，F0.01=5.64，因F回＞F0.01，说明所建立的叶绿素、根系活力和脯氨酸的回归方程关系极显著，预测的油菜苗生理生化指标含量理论值与实际值拟合度极高。将每一处理应对编码值代入回归方程，得到各指标的理论估计值，列于表4。

表5 回归方程与F检验

2.3.1模型因素主次分析偏回归系数绝对值的大小可以反映因素的主次。从表5的叶绿素、根系活力和脯氨酸的数学回归方程可以分别得出|-0.107|＞|0.015|、|-0.108|＞ |0.016|和 |-0.013|＞ |-0.003|，表明在一定范围内X1（硼元素）的用量是影响油菜苗主要生理生化指标的主要因素。

2.3.2模型主效因素分析令各回归方程中X1=0（X2=0），分别用-1、-0.131 5、0.394 4和1四个编码值代入回归方程中X1（X2），即可求得不同硼硒用量对油菜苗生理生化指标的影响（表6）。

由表6可以得出，叶绿素和根系活力含量随着硼元素的增加呈现先减少然后保持不变；脯氨酸含量随着硼肥呈现先减少然后增加，表明硼元素用量在5～9 mg/kg存在最优值。叶绿素、根系活力和脯氨酸含量都是随着硒元素的增加呈现先增加然后不变最后减少的趋势，表明硒元素用量在19～24 mg/kg范围内均是最优值。

2.3.3模型硼硒配施交互效应分析

将4个编码值分别代入回归方程中的X1和X2，即可求出硼硒互交效应的值（表7）。由表7可得知，X1硼用量编码值取-1，X2硒元素用量编码值取0.394 4时，叶绿素、根系活力和脯氨酸含量交互效应最高，达到理论最高值，含量分别为1.18 mg/g、1.67 mg/(g·h)和0.09 mg/g。当X1硼元素用量编码值取-1，X2硒元素用量编码值取-0.131 5时，脯氨酸含量交互效应最高，达到理论最高值，含量0.09 mg/g，表明营养液中硼元素用量5 mg/kg和硒元素19 mg/kg或24 mg/kg对提高油菜苗生理生化指标的效果最优。

表6 硼硒用量对油菜苗生理生化指标的影响

表7 硼硒交互效应

3 结论与讨论

油菜是需硼较多的油料作物，油菜缺硼会出现“花而不实”。试验结果也表明，育苗营养液中单施硼元素7.5 mg/kg，对油菜苗叶绿素、根系活力和脯氨酸指标有明显促进作用，这是因为硼元素能更好的维持叶绿体膜稳定性，使得叶绿体数量和体积大大增加，从而植物的光合能力增强，再加上硼能促进植物碳氮代谢，使得其抗逆性也增强[11]。

油菜是集聚硒作物，能在硒浓度较高的土壤上生长。而且硒是油菜微量元素中极为重要的元素，能有效地促进油菜生长，增强和维持油菜的旺盛生理活性。张弛等[12]研究表明，油菜苗期补硒浓度在15 mg/L内时，生长极佳，如果随硒浓度进一步提高，则会产生抑制作用。研究单施硒元素20 mg/kg对油菜苗生理生化指标有明显促进作用，这与前人研究结果有所不同，原因可能是研究所选用的品种不同。单施与配施硼硒研究结果表明，油菜育苗营养液中按硼7.5 mg/kg和硒20 mg/kg比例配施对油菜苗生理生化指标具有明显的促进作用，显著高于单施硼硒处理，证实了配施硼硒在抗逆性方面优于单施硼硒。

目前普遍认为，油菜微量元素之间的吸收作用比较复杂，其中硼与氮、磷和钼存在相互促进关系[13]，而与铁、铜和锌之间存在拮抗关系[14]。昝亚玲等[15]研究表明油菜硒的吸收与锌之间存在正相关关系。从试验结果看，不考虑交互效应，硼和硒元素用量分别在5～9和19～24 mg/kg时油菜苗生理生化指标最高；考虑交互效应，硼元素用量5 mg/kg，硒元素用量19或24 mg/kg，对油菜苗叶绿素、根系活力和脯氨酸含量促进作用最明显，而硼硒吸收是否存在拮抗作用还有待进一步研究。

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The Effect of Boron Selenium Nutrient Solution on Rape Seedling Physiological and Biochemical Indexes

ZHU Chuan-xia1，ZHANG Yang1，XUE Gao-shang1，HUANG Lin1，PENG Guo-gang1，LUO Xiao-ling1，WEI Ting-long1，LI Feng-xi2
（1. Changde Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Changde 415000, PRC; 2. Changde Soil and Fertilizer Station,Changde 415000, PRC）

In order to clarify the effect of single and combined application of boron and selenium on the growth of rape seedlings in nutrient solution, leaf chlorophyll, root activity and proline content were used as indicators to optimize the proportion of boron and selenium in nutrient solution formulation. The contrast test of single application and combined application of boron and selenium, and optimization of boron and selenium combined with two times saturated D-optimal test design were adopted, the effects of different concentrations of boron and selenium on physiological and biochemical indexes of rape seedlings were studied. The results showed that the physiological and biochemical indexes of leaves in rape seedlings of combined applied boron and selenium according to the ratio of boron 7.5 mg/kg and selenium 20 mg/kg was better than one of them was single applied, and the difference reached a very significant level (P ＜ 0.01).The experiment of optimum application of boron and selenium showed that the physiological and biochemical indexes of leaves of rape seedlings increased with the addition of boron and selenium in the range of 5-9 and 19-24 mg/kg without considering the interaction effect;When the interaction effect was considered, the physiological and biochemical indexes of rape seedlings were the highest with boron 5 mg/kg and selenium 19 or 24 mg/kg. It is concluded that boron and selenium in nutrient solution have great influence on improving the stress resistance of rape seedlings.

rape seedlings; boron; selenium; physiology and Biochemistry

S565

A

1006-060X（2017）10-0032-04

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.010.010

2017-07-01

国家油菜现代产业技术体系项目( NYCYT－00553)

朱传霞（1976-），女，湖南澧县人，高级农艺师，研究方向主要从事油菜育种及栽培生理生化研究。

李逢喜

（责任编辑：肖彦资）