供硒浓度和时间、光温、pH值及不同阴离子对大豆叶片吸收硒酸盐的影响

付子浩 杨金勇 陈孟林 张富厚 孙齐状 赵振雨 高梦琪 徐少华 王俊峰 郁飞燕 张联合

摘要：叶面喷施硒酸盐是提高大豆籽粒硒含量的有效措施，然而大豆叶片吸收硒酸盐的生理特性并不完全清楚。本试验从供硒浓度、供硒时间、光照、温度、pH值和不同阴离子等方面研究其对大豆叶片吸收硒酸盐的影响。结果显示，叶片吸收硒酸盐速率随着供硒浓度提高而提高，呈现良好的线性关系，然而随着供硒时间延长，叶片吸收硒酸盐速率逐渐下降;光照和较高的温度处理能促进叶片吸收硒酸盐;叶片吸收硒酸盐速率随着pH值升高而下降;硫酸根离子、硝酸根离子和磷酸根离子能抑制硒酸盐吸收;叶片远轴面吸收硒酸盐速率略高于近轴面。本研究可为提高叶片喷施硒酸盐效率提供理论依据。

关键词：硒酸盐;吸收;叶片;生理特性;大豆

中图分类号：S565.101  文献标识号：A  文章编号：1001-4942（2019）08-0065-06

Abstract Spraying selenate on leaf surface is an effective measure to improve selenium content in soybean grains. However， the physiological characteristics of soybean leaves for absorbing selenate are not fully understood. In this study， we investigated the effects of selenate-supplied concentration and time， light， temperature， pH value and different anions on selenate uptake of soybean leaves. The results showed that the uptake rate of selenate in leaves increased with the increase of selenate-supplied concentration， showing a good linear relationship. However， with the prolongation of selenate-supplied time， the uptake rate decreased. Light and higher temperature treatments could promote selenate uptake in leaves. But the uptake rate decreased with the pH increasing. And the sulfate， nitrate and phosphate ions could inhibit selenate uptake. The uptake rate from the abaxial suface of leaf blade was slightly higher than that of adaxial surface. Our study could provide a theoretical base for improving the efficiency of spraying selenate on leaves.

Keywords Selenate; Uptake; Leaf; Physiological characteristics; Soybean

硒是人和动物必需的微量营养元素，它以硒代半胱氨酸的形式构成谷胱甘肽过氧化物酶的活性位点而发挥抗氧化等功能[1]。许多地方性疾病如克山病和大骨节病等均与环境中硒水平低有关[2]。正常情况下，人体每日适宜摄硒量为50～60 μg，最多不超过200 μg。实际上，在中国部分地区和欧洲大部分地区，人们日均摄硒量并未达到推荐标准。绝大多数人群日均摄硒量低于抗癌、抗心血管病和抗严重感染性疾病所需的正常水平[3]。全世界约10亿人存在不同程度的摄硒量不足问题[4]。

人体主要通过植物性食物获取硒[5]。大豆是我国主要的农作物之一，蛋白质含量高达35%～40%，营养价值高，常常被培养成豆芽或加工成豆浆、豆腐和腐竹等供人们食用。因此，提高大豆硒含量有利于提高人体摄硒量。生产上，人们可以通过改进栽培技术、土壤施硒以及叶面喷硒等途径提高大豆硒含量。我国存有大面积的低硒土壤，大豆在低硒土壤中难以吸收和累积较多的硒。因此，改进栽培技术对提高大豆硒含量的效果非常有限。通过施硒才可能把大豆的硒含量提高到满足人体需要的标准。作物施硒主要有根部施硒和根外施硒两种方式。根部施硒是将硒与肥料混匀后一起施入土壤，但是施入土壤中的硒容易被固定和流失，利用率低;将一定浓度的硒溶液喷洒在叶片表面，依靠叶面吸收来提高植物体内硒含量，具有用量少、见效快、利用率高等优点。因此，叶面喷硒在生产中被广泛地用以提高植物可食部分的硒含量。

目前，对大豆叶片吸收硒酸盐的生理特性并不完全清楚，本研究通过探讨硒处理浓度、硒处理时间、光照、pH、温度和不同阴离子等对大豆叶片吸收硒酸盐的影响，以期在一定程度上阐明大豆叶片吸收硒酸盐的生理特性，从而为提高大豆叶片硒吸收效率和生产出硒含量在安全范围内的大豆提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 大豆幼苗培养

选用大豆（Glycine max）豫豆22为试验材料。挑选籽粒饱满的种子用2%次氯酸钠消毒15 min，然后用蒸馏水反复冲洗干净，再浸泡12 h后移入湿砂中培养，待胚根长到3～4 cm时移入12 L方形容器中培養。容器上方为12孔聚乙烯塑料培植板，每孔植入大豆幼苗3株。大豆幼苗移入容器前剪去主根根尖以促进侧根形成和生长。先用1/2浓度的霍格兰营养液培养，3 d后换为全量营养液。每天向营养液通气2 h。培养光强为300 μmol/（m2·s），每天光暗时间分别为14 h和10 h，光暗时温度分别为25℃和18℃。

1.2 硒酸盐处理浓度对大豆叶片吸收硒速率影响试验

各处理均取2片新剪下的大豆叶片，放入含100 μmol/L CaCl2、pH值5.0的100 mL无硒溶液中30 min，取出后分别放入0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 μmol/L Na2SeO4的一系列吸收液（含5.0 mmol/L MES、0.5 mmol/L Ca（NO3）2，pH值5.0，加少量吐溫-20）中。叶片在溶液中吸收3 h后取出，用蒸馏水反复冲洗，用吸水纸吸干后在80℃下杀青，然后在60℃下烘72 h至恒重。

1.3 硒酸盐处理时间对大豆叶片硒吸收速率影响试验

各处理均取2片新剪下的大豆叶片，放入含100 μmol/L CaCl2、pH值5.0的100 mL无硒溶液中30 min，取出后分别放入含有5.0 mmol/L MES、0.5 mmol/L Ca（NO3）2、2.0 μmol/L Na2SeO4且pH值为5.0的溶液（加少量吐温-20）中，分别在吸收1、2、3、4、5、6、7、8 h后取出，按上述方法清洗吸干、烘干备用。

1.4 pH值对大豆叶片硒吸收速率影响试验

各处理均取2片新剪下的大豆叶片，放入含100 μmol/L CaCl2、pH值5.0的100 mL无硒溶液中30 min，取出后分别放入不同pH值（3.0、4.0、5.0、6.0、7.0和8.0）并含有5.0 mmol/L MES、0.5 mmol/L Ca（NO3）2和2.0 μmol/L Na2SeO4的一系列溶液（加少量吐温-20）中，吸收3 h后取出，按上述方法清洗吸干、烘干备用。

1.5 阴离子对大豆叶片硒吸收速率影响试验

各处理均取2片新剪下的大豆叶片，放入含100 μmol/L CaCl2、pH值5.0的100 mL无硒溶液中30 min，取出后分别放入含有5 mmol/L NO-3、5 mmol/L H2PO-4、5 mmol/L HPO2-4 、5 mmol/L SO2-4的一系列硒酸盐（2.0 μmol/L Na2SeO4）溶液（均含有5.0 mmol/L MES、0.5 mmol/L Ca（NO3）2，pH值5.0，加有少量吐温-20）中，吸收3 h 后取出，按上述方法清洗吸干、烘干备用。

1.6 温度对大豆叶片硒吸收速率影响试验

各处理均取2片新剪下的大豆叶片，放入含100 μmol/L CaCl2、pH 值5.0的100 mL无硒溶液中30 min，取出后分别放入5.0 mmol/L MES、0.5 mmol/L Ca（NO3）2、2.0 μmol/L Na2SeO4 且pH值5.0溶液（加有少量吐温-20）中，叶片分别10、25、35℃条件下吸收3 h后取出，按上述方法清洗吸干、烘干备用。

1.7 光照对大豆叶片硒吸收速率影响试验

各处理均取2片新剪下的大豆叶片，放入含100 μmol/L CaCl2、pH 值5.0的100 mL无硒溶液中30 min，取出后分别放入含有5.0 mmol/L MES、0.5 mmol/L Ca（NO3）2、2.0 μmol/L Na2SeO4且pH 值5.5溶液（加有少量吐温-20）中，在黑暗和光照强度为300 μmol/（m2·s）的光照条件下吸收3 h，取出后按上述方法清洗吸干、烘干备用。

1.8 大豆叶片近轴面和远轴面硒吸收速率差异试验

分别取新剪下的大豆叶片，放入含100 μmol/L CaCl2、pH 值5.0的100 mL无硒溶液中30 min，取出用蒸馏水洗净，将离体叶片的近轴面、远轴面和双面分别在含有5.0 mmol/L MES、0.5 mmol/L Ca（NO3）2、2.0 μmol/L Na2SeO4且pH值5.5的溶液（加有少量吐温-20）中吸收3 h。近轴面和远轴面处理时，将叶片放入小于叶片的培养皿中，叶片正面或反面朝上，形成凹槽，将配制好的溶液倒入凹槽中，吸收3 h后用环刀取下受处理的叶片部分。按上述方法清洗吸干、烘干备用。

1.9 消化处理

所用玻璃器皿预先在10% HCl中浸泡24 h 以清除硒污染。将烘干大豆叶片样品称重后放入100 mL消化管中，接着向各消化管加入5 mL混合酸（HNO3∶ HCl=4∶ 1，V/V），25℃下放置过夜，然后置于150～165℃消化炉中完全消化。冷却后，向每个消化管加入6 mol/L HCl 2.5 mL，将消化液加热至100℃以还原SeO2-4，加热至不再冒棕色烟和溶液变清为止。冷却后，用重蒸水将消化液稀释至25 mL，然后用原子荧光光谱法测定。分析中所用试剂均为优级纯。

茶叶标样[GBW07605（GSV-4），0.072 mg/kg Se]和空白与被测样品同时消化。Se回收率在89%和93%之间[6]。

1.10 数据处理

用Microsoft Excel做图，用SPSS 22.0进行差异显著性分析（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 硒酸盐处理浓度对大豆叶片硒吸收速率的影响

图1显示出大豆叶片在0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 μmol/L Na2SeO4的一系列溶液中处理3 h时的硒吸收速率。在0～1.6 μmol/L Na2SeO4浓度范围内，随着处理水平提高，大豆叶片硒酸盐吸收速率直线上升，回归方程为Y=0.8149X+0.2112，R2为0.955，表明叶片硒酸盐吸收速率与溶液中Na2SeO4水平呈现良好的线性关系。

2.2 硒酸盐处理时间对大豆叶片硒吸收速率的影响