硒肥施用对成熟期玉米生理生化的影响

杨建波 杨琪方 陈翠萍

摘 要：通过裂区试验，研究了叶面施用氨基酸螯合硒（施硒量100g/hm2、200g/hm2、300g/hm2）和等量氨基酸对成熟期玉米部分生理生化指标的影响。结果表明，叶面喷施氨基酸螯合硒和氨基酸对成熟期玉米籽粒的可溶性蛋白、还原糖含量有显著影响，但对叶片叶绿素、可溶性蛋白、硝酸还原酶活力以及籽粒总糖的影响不明显；随着氨基酸螯合硒施用量的增大，各指标水平均有不同程度的提高，其中可溶性蛋白和还原糖的含量均低于相应含量的氨基酸喷施处理。喷施氨基酸螯合硒对玉米的叶片功能和糖分代谢均有一定影响。

关键词：玉米；氨基酸螯合硒；成熟期；生理生化；叶面喷施

中图分类号：S513 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20181033001

引言

玉米是世界上分布面积最广的禾本科草本作物之一[1]，其在我国的种植面积和总产量仅次于美国。玉米不仅有大量的碳水化合物，还有丰富的营养物质，如蛋白质、胡萝卜素、维生素E、膳食纤维等[2]，是世界上公认的营养保健食物。除食用价值之外，玉米的深加工产品还被广泛应用于医疗、汽车、纺织等多个领域，商业价值可观。

随着人们对富硒农产品的关注，硒营养以及富硒效果的研究日趋热门。其中，植物能够通过同化作用将自然环境中的无机硒转化为有机硒，且植物硒价态高于动物硒[3]。施用亚硒酸钠等无机硒，不同程度可以提高植物的叶绿素、蛋白质等的含量[4-5]，同时能够提高抗氧化能力[4-7]和能量代谢水平[7]，但浓度过高也会产生不利影响[5-6]。土壤施硒或者叶面喷施都能增加玉米籽粒的硒含量[8-12]，但对玉米生长的效应可能截然不同[9-13]，施用量不当将不能促进其生物量、产量的提高[9-12]。而目前对于玉米施用有机硒肥的研究并不多。向亚明和袁浩[14]的田间试验表明施用富硒有机复混肥能显著提高了玉米籽粒增硒效果，但每667m2施60kg含硒有机肥方能增产。李圣男等[15]施用富硒奶牛粪和富硒水稻秸秆生物炭2种富硒有机肥料，结果发现富硒奶牛粪为25t/hm2和富硒水稻秸秆生物炭为40t/hm2对玉米生长状况有促进作用，且植株富硒含量显著高于其他处理。与无机硒和其他有机硒不同，施用氨基酸螯合硒或许能够通过氨基酸的胞饮吸收途径降低微量元素之间的拮抗作用，进而大大的提高了硒等元素的吸收利用率。鉴于此类硒肥对玉米生理生化特性的影响鲜有研究报道，本文通过研究螯合硒对玉米某些生理生化上的影响，为研究硒营养的生理调节效用和开发新型玉米肥料提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

玉米品种是珠糯808。复合氨基酸纯度为99.5%，浙江中团生物技术有限公司产。氨基酸螯合硒含硒量15%，氨基酸总量25%，购自浙江省临海市涌泉化工肥料厂。

1.2 试验地

试验于2017—2018年在百色市右江区江凤村进行。田块土质为壤土，pH6.32，含：有机质1.91%、碱解氮285.0mg/kg、速效磷440.2mg/kg、速效钾286mg/kg、全氮0.083%、总磷0.112%、全钾0.08%、总硒0.25mg/kg。

1.3 田间试验设计

试验采用裂区试验设计，3次重复。试验共设置7个处理，包括：3个氨基酸螯合硒处理，施硒量100g/hm2、200g/hm2、300g/hm2，分别以T1、T2、T3表示；3个氨基酸处理以T4、T5、T6表示，施用量分别与T1、T2、T3所施螯合硒中的氨基酸含量相等；1个对照处理，喷施清水1L/m2，以T7表示。试验区域长78m，宽10m，面积为780m2，周围设保护行；每区面积为255m2，种植玉米34行，行长10m，行距75cm，株距30cm，两区之间隔1行；每小区4行，宽3m，小区间隔1行。选择在晴朗无风的下午进行叶面喷施，喷施时期及次数参照前人研究[8]。

1.4 实验检测方法

叶绿素的测定采用丙酮乙醇混合液提取法[16]；可溶性蛋白质含量的测定采用Bradford[17]方法；总糖和还原糖含量的测定采用3，5-二硝基水杨酸法[18]；硝酸还原酶的测定采用磺胺比色法[19]。

1.5 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件制作图表；数据的统计分析采用SPSS22.0软件，差异显著性采用Duncan法进行检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对玉米叶绿素的影响

从表1可以看出，喷施不同浓度的氨基酸螯合硒和氨基酸对玉米的叶绿素含量有不同的影响。玉米叶片叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总含量都随着氨基酸螯合硒浓度的提高而增大，特别是T2和T3处理，均高于对照组及其他处理。但氨基酸喷施处理则与对照水平相当。经方差分析，处理间差异不显著，且处理间差异均未达到显著水平。

2.2 不同处理对玉米叶片可溶性蛋白和硝酸还原酶的影响

如表2所示，喷施氨基酸螯合硒的玉米叶片的叶绿素含量随喷施浓度的增大而提高，且均不同程度高于对照组和喷施氨基酸的处理组，但各处理间差异尚不明显。

喷施氨基酸螯合硒和氨基酸的玉米叶片的硝酸还原酶活力均随喷施浓度的增大而提高，且喷施氨基酸螯合硒处理的硝酸还原酶活力均高于喷施相同浓度氨基酸的处理，但各处理间差异不显著。

2.3 不同处理对玉米籽粒品质的影响

由表3可知，喷施不同浓度的氨基酸螯合硒和氨基酸对成熟期玉米籽粒的蛋白质、糖类含量也有较大影响，其中可溶性蛋白和还原糖的含量的组间差异显著。可溶性蛋白含量随喷施氨基酸螯合硒和氨基酸的浓度的增大而提高，且喷施氨基酸螯合硒处理的可溶性蛋白含量均低于喷施相同浓度氨基酸的处理，其中T1和T2显著低于T5、T6、T7。还原糖含量则未见随喷施氨基酸螯合硒和氨基酸的浓度改变而表现规律性变化，但喷施氨基酸螯合硒处理的还原糖含量均低于喷施相同浓度氨基酸的处理，其中T1和T3显著低于T5、T6，且T2也顯著低于T5。而籽粒的总糖含量同样随喷施氨基酸螯合硒和氨基酸的浓度的增大而提高，且喷施氨基酸螯合硒处理的总糖含量均低于喷施相同浓度氨基酸的处理。

3 讨论与结论

成熟期玉米的叶片功能关系到玉米的结实灌浆过程，其早衰或者贪青都对产量和品质有较大影响。叶绿素是植物进行光合作用的物质基础，可溶性蛋白是植物体进行新陈代谢中酶促反应的主要参与者，而硝酸还原酶则反映植株氮同化和氮营养状况，三者可有效反映成熟期玉米叶片的功能状况。在本研究中，喷施不同浓度的氨基酸螯合硒对成熟期叶片的叶绿素含量、可溶性蛋白和硝酸还原酶活力均表现出随浓度增大而提高的趋势，而喷施氨基酸则未表现出规律性影响，这2种处理的不同效果可能在于硒的效用，还需进一步探究。

喷施不同浓度的氨基酸螯合硒和氨基酸对成熟期玉米的叶片生理功能状况影响并不显著，但对籽粒中的可溶性蛋白、还原糖和总糖的含量有较大影响，其中对可溶性蛋白和还原糖的影响显著。在玉米灌浆成熟过程中，叶片中合成的糖类会以蔗糖形式转运至籽粒中，并经酶促反应转发为果糖、葡萄糖等还原糖[20]；在随后的成熟和采后储藏过程中，果糖、葡萄糖等都会不同程度地进一步转化为淀粉[21]。本研究发现，可溶性蛋白、还原糖以及总糖含量几乎都随喷施氨基酸螯合硒和氨基酸的浓度的增大而提高，可见糖的转化和积累与可溶性蛋白含量的变化存在一定的相关性。另外，叶片与籽粒存在库、源之间的氮素分配和竞争，因此叶片可溶性蛋白质含量与籽粒中可溶性蛋白、还原糖以及总糖之间的负相关，这也在本研究的相关性分析中得到验证（未发表）。对于喷施氨基酸螯合硒处理的含量均低于喷施相同浓度氨基酸的处理的情况，可能跟硒营养的作用主要在于提高植株特别是叶片的抗氧化、延缓衰老的能力[4-7]有关，使得糖分积累迟于其他处理。

本研究采用田间试验来研究硒营养的效用，受多种因素影响，特别是土壤基础肥力等的影响，容易出现个体间变异较大而处理间差异不明显的情况，所以，实验结果还需更多重复来作验证。另外，考虑到氨基酸螯合硒可能兼具氮营养和硒营养的效果，进一步试验研究更适宜在贫瘠、干旱等田块进行，以使氨基酸螯合硒的效用更加凸显。

参考文献

[1]任小燕.花粉介导法获得转耐盐基因AhCMO玉米植株的研究[D].山西大学，2013.

[2]朱瑛，朱燕.玉米花中總糖含量测定方法探讨[J].贵阳学院学报（自然科学版），2007（2）：32-33，44.

[3]雷红灵.恩施碎米荠富硒生理生化及其含硒蛋白的研究[D].湖南农业大学，2010.

[4] Djanaguiraman M，Devi D D，Shanker A K，et al.Selenium-an antioxidative protectant in soybean during senescence[J].Plant and Soil，2005（272）：77-86.

[5] Helina H，Tailin X，Vieno P.Selenium as an anti-oxidant and pro-oxidant in ryegrass[J].Plant and Soil，2000（225）：193-200.

[6]吴芳，柴利广，聂荣邦.硒对烤烟生理生化特性的影响[J].安徽农业科学，2012，40（9）：5154-5156.

[7]吴永尧，卢向阳，彭振坤，等.硒在水稻中的生理生化作用探讨[J].中国农业科学，2000（1）：103-106，116.

[8]刘春菊，刘夫国，陈伟，等.叶面喷施硒肥对鲜食玉米硒富集的影响[J].江苏农业学报，2012，28（4）：713-716.

[9]刘庆，田侠，史衍玺.外源硒矿粉对玉米硒累积及矿质元素吸收的影响[J].植物营养与肥料学报，2016，22（2）：403-409.

[10]王兴周，丁岚峰，刘振喜，等.硒对玉米产量及含硒量影响的研究[J].黑龙江畜牧兽医，1987（7）：7-9.

[11]郝玉波，刘华琳，慈晓科，等.施硒对2种类型玉米硒元素分配及产量、品质的影响[J].应用生态学报，2012，23（2）：411-418.

[12]杨德平，周成河，饶莉，等.玉米籽粒含硒量与土壤硒的关系及施硒肥的富硒效应[J].安徽农业科学，2015，43（33）：195-196.

[13]李圣男，岳士忠，乔玉辉，等.中国富硒玉米的生产与富硒效应[J].中国农学通报，2014，30（30）：6-10.

[14]向亚明，袁浩.玉米施用硒有机复混肥田间试验[J].湖北植保，2007（5）：40-41.

[15]李圣男，岳士忠，李花粉，等.基施富硒有机肥料对玉米和土壤硒含量的影响[J].农业资源与环境学报，2015，32（6）：571-576.

[16]明华，胡春胜，张玉铭，等.浸提法测定玉米叶绿素含量的改进[J].玉米科学，2007，15（4）：93-95，99.

[17] Bradford M M.A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantity of protein utilizing the principle of protein dye binding[J].Anal Bicchem，1976（72）：248-254.

[18]杨泉女，周权驹，吴松健，等.3，5-二硝基水杨酸法与酶法测定甜玉米还原糖和蔗糖含量的比较[J].中国农业科技导报，2017，19（11）：125-131.

[19]李忠光，龚明.磺胺比色法测定植物组织硝酸还原酶活性的改进[J].植物生理学通讯，2009，45（1）：67-68.

[20] Zhang Haiyan，Dong Shuting，Gao Rongqi，et al.Comparison of starch synthesis and related enzyme activities in developing grains among different types of maize[J].Journal of Plant Physiology and Molecular Biology，2007，33（1）：25-32.

[21]陈利容.鲜食糯玉米采后生理结构变化及其相关酶代谢的分析[D].山东大学，2014.

作者简介：杨建波（1985-），男，河南陕县人，博士，讲师，主要研究方向：作物水肥资源利用与胁迫生理、农产品加工及贮藏。