纳米硒茶粕基有机肥对玉米种子萌发的影响

苏国峰， 胡福田

(仲恺农业工程学院 化学化工学院， 广东省普通高校农用绿色精细化学品重点实验室， 广东 广州 510225)

硒(Se)是人和动物的必需营养元素之一。研究表明，硒具有抗癌、抗氧化、抗衰老和增强机体免疫力等多种生物学功能[1]。硒对人体的某些疾病有一定的调节作用，如克山病、艾滋病、甲状腺病、大骨节病、帕金森病、肝炎。硒还能结合有毒重金属，起到解毒效果；保护肝脏和心肌健康，防止心脑血管病；参与光子传导，减少白内障等。基于我国大部分地区缺硒的现状及硒的特殊作用，可通过向土壤中施加适量的硒，让植物将无机硒转化为有机硒，提高植物体内硒含量，进而提高食物链硒水平，是人体补硒的重要途径[2]。

近年来，以外源增施硒肥提高作物硒含量已成为一种较常用的农技方法，其中叶面喷施最为普遍，已被应用于生产富硒玉米[3]。宋家永[4]研究表明，农作物施硒肥后，粮食作物硒含量增加 3～32倍，水果增加 2～4倍，蔬菜增加 7～60倍。因此，在肥料中添加硒，让农作物把无机硒转化为有机硒，是一种公认的安全、有效的补硒途径，对防治人和动物缺硒具有重要的现实意义。然而，不合理的硒浓度只会产生硒毒害，于作物有害而无益[5]。因此，确定合理的硒肥施用浓度非常必要。硒作为一种对植物生长有益的营养元素，能促进种子萌发，在植物的生理过程中具有重要的角色作用。硒酸钠溶液可促进荞麦、大豆、花生、芸豆等种子的发芽，但是硒的有效浓度和致毒浓度之间的差值很小，所以这种促进作用与硒的浓度有着密切的关系。吴露露等[6]利用不同浓度的硒处理水稻种子，发现低浓度的硒(0.2 mg/kg)对水稻种子的萌发有促进作用，然而随着硒浓度的增大，促进作用逐渐减弱。曾维超[7]等研究表明，高浓度硒酸盐对甘蓝种子的发芽率和发芽势均产生抑制效应，而低浓度硒酸钠处理则产生促进效果，原因是低浓度硒酸钠提高了甘蓝植株的过氧化物酶活性。郭秋菊[8]等经过水培试验表明，低浓度(0～0.25 mg/kg)的亚硒酸钠处理能有效促进水杉种子的萌发，而高浓度(>0.25 mg/kg)的亚硒酸钠处理则会对水杉种子萌发产生一定的抑制作用。

茶粕中含有12%～18%茶皂素、7%～12%蛋白质以及氨基酸、多糖等物质，是一种具有广阔市场和应用前景的植物源有机药肥。添加纳米硒的茶粕基有机肥对种子萌发的影响鲜见报道。试验以纳米硒茶粕基有机液态肥为硒肥，玉米种子为试验材料，通过种子萌发情况探究硒肥中硒浓度对玉米种子萌发的影响，让硒肥在植物种子的浸种催芽方面得以利用，以期为生产富硒食品和人体补硒提供科学参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料：玉米种子为陈种、白甜糯种、紫甜糯种，由广东省农业科学院提供；茶粕基有机液态肥，自制；纳米硒茶粕基有机液态肥(纳米硒含量为1.2%)，自制。

1.2 仪器及试剂

DF-101S集热式恒温水浴锅(巩义市予华仪器有限责任公司)、30%双氧水(分析纯)。

1.3 试验设计

试验以茶粕基有机肥为基底，合成纳米硒茶粕基有机肥，试验设2组处理，A组为茶粕基有机肥；B组为纳米硒茶粕基有机肥。其中B组设4个硒浓度，B1、B2、B3和B4的硒浓度分别为0.125 μg/mL、0.250 μg/mL、0.500 μg/mL和1.000 μg/mL；A组以硒浓度为参照，分别稀释1万倍、2万倍、4万倍和8万倍，记为A1、A2、A3和A4，并设去离子水为对照试验(CK)。每个处理3次重复。

1.3.1 处理种子 在25℃的电热恒温水浴锅中用10%的双氧水浸泡种子30 min，消毒后沥干。将种子放入配好的浸种液中(A组和B组处理)，在30℃的电热恒温水浴锅中浸泡12 h。去离子水对照组步骤同上。

1.3.2 催芽 选取大小均匀、健康饱满的玉米种子(陈种、紫甜糯种、白甜糯种)，沥干后放入灭菌后的培养皿中，每个培养皿底垫一张纸巾，并使其湿润。各个培养皿中放入30粒种子并盖上，将培养皿放在培养架上培养(20℃，光照12 h，暗反应12 h)，每日使种子保持湿润状态。催芽2 d记录发芽势，4 d测发芽率。发芽势及发芽率公式如下：

发芽势=(第2天正常发芽的种子数/供试种子总数)×100%

发芽率=(第4天内正常发芽的种子数/供试种子总数)×100%

2 结果与分析

2.1 不同处理玉米陈种的发芽率及发芽势

表1可知，加硒处理有利于提高陈种的发芽率。与CK对照组的发芽率(23.34%)相比，两种不同叶面肥处理的陈种呈现出不同的作用效果，陈种在A组的4个处理下发芽率为16.67%～23.34%，普遍低于CK，说明茶粕基有机肥对陈种萌发没有促进作用，且其浓度对陈种的发芽没有明显影响。而陈种在B组的4个浓度处理下，随着硒浓度的增大，其发芽率递减，说明硒浓度对陈种的发芽影响较为显著。分析可知，在茶粕基有机肥中添加硒能促进陈种的萌发，且随着纳米硒浓度降低，发芽率逐渐增大。当硒浓度为0.125 μg/mL时发芽率最大，为30%。当纳米硒有机肥中的硒浓度为1.0 μg/mL时，玉米陈种的发芽率为13.34%，发芽势为13.34%，均低于CK，即硒浓度大于等于1.0 μg/mL时，玉米陈种的发芽率和发芽势活性受到抑制。由此可知，低浓度的硒对植物生长起促进作用，当达到一定的浓度时则起抑制作用。参量硒的浓度为0.125 μg/mL时对陈种生长较为适宜。

表1 不同处理玉米陈种的发芽率及发芽势 %

2.2 不同处理白甜糯玉米种子的发芽率及发芽势

由表2可知，与CK对照组的发芽率(36.67%)相比，两组处理对白甜糯玉米种子的萌发呈现普遍促进作用，有提高种子生命活力的效果。B4的发芽率与CK一样，均为36.67%，而A4的发芽率为50%，说明浓度为1 μg/mL的硒对白甜糯种玉米种子的萌发有抑制作用；此外，B3与A3的发芽率分别为50%和33.34%，说明浓度为0.500 μg/mL的硒对白甜糯种玉米种子的萌发起促进作用，且促进作用最明显。

表2 不同处理白甜糯玉米种子的发芽率及发芽势 %

2.3 不同处理紫甜糯玉米种子的发芽率及发芽势

由表3可知，对于紫甜糯种，CK的发芽率为0%，发芽势为0%，原因是培养环境不适宜导致种子不发芽。但A组处理和B组处理的紫甜糯玉米种子在不适宜的环境下均有发芽，说明两种有机肥对紫甜糯种的生长都起促进作用，这对种子发芽率本身不高的作物，具有重要意义。从整体上看，A组处理对紫甜糯种的促进效果比B组处理好，但B组处理在硒浓度为0.500 μg/mL时，其种子发芽率最高，达16.67%，促进作用明显增加。即紫甜糯玉米种子在纳米西茶粕有机肥硒浓度为0.500 μg/mL时最适宜萌发。

表3 不同处理紫甜糯玉米种子的发芽率及发芽势 %

3 结论与讨论

试验对3个不同品种的玉米种子(陈种、白甜糯种、紫甜糯种)在4个纳米硒浓度(0.125 μg/mL、0.25 μg/mL、0.500 μg/mL、1.000 μg/mL)处理条件下的茶粕基有机肥对种子萌发情况进行研究。结果表明，不同品种玉米种子萌发所需适宜的硒浓度不同，陈种、白甜糯种和紫甜糯种的最适纳米硒浓度分别为0.125 μg/mL、0.500 μg/mL和0.500 μg/mL。当纳米硒浓度高于1.000 μg/mL时，3种玉米种子的发芽率均下降，说明高含量(>1.000 μg/mL)纳米硒对种子的发芽有抑制作用，这可能与过量的硒干扰植物种子内的谷胱甘肽过氧化物酶合成，破坏种子的抗氧化能力有关[9]。陈种萌发的最适硒浓度为0.125 μg/mL，与白甜糯种、紫甜糯种萌发的最适纳米硒浓度(0.500 μg/mL)出现明显的差异，与前人[10]对玉米籽粒对硒元素的累积能力的研究结果相符，不同品种的玉米种子对硒元素的累积能力存在基因型差异，因此不同品种的玉米种子萌发最适硒浓度不同。陈种、白甜糯种和紫甜糯种玉米种子萌发的最适硒浓度都在0.125～0.500 μg/mL，表明植株种子对纳米硒的需求在一定范围内呈现正向促进作用，这为纳米硒茶粕基有机肥能成为一种对植物作物普遍适用的多功能有机肥提供了有效的依据，希望能为后续研究提供参考与借鉴。