硒硫互作对萝卜生长发育的影响

李奕坤 许焜焌 张自桂 李化冰 路长坤 韩 敏

（潍坊学院种子与设施农业工程学院/山东省高等学校生物化学与分子生物学重点实验室 山东 潍坊 261061）

硒属于第六主族元素，是高等植物生长发育过程中必需的微量营养元素，其主要生物学功能包括改变植物组织中活性氧防御酶(如SOD)的活性、促进蛋白质的合成、增加作物产量、提高作物品质等[1]。硫作为仅次于氮、磷、钾元素之后的第四位中量元素，是植物生长发育中必需的矿质营养元素。研究发现，硫除了能参与蛋白质合成、光合作用、呼吸作用、脂类合成、生物固氮、糖代谢等植物体内生理活动外，还能影响植物的生长发育及品质，对植物的生长调节、解毒、防卫和抗逆等过程亦起着重要作用[2]。

硒、硫为同族元素，两者原子大小几乎相同，因此硒、硫在植物体内的代谢途径和相关代谢有机化合物都存在相似性。研究发现，硒与硫之间的相互作用既表现为拮抗作用又表现为协同作用。一般认为，低浓度的硒可促进植物的生长，高浓度硒则抑制植物的生长；硒硫的协同作用只发生在浓度很低的范围内，高浓度的硫抑制了植物对硒的吸收，但硒对硫的抑制效应不明显。

萝卜(Raphanus sativusL.)原起源于欧、亚温暖海岸的野萝卜，是世界古老的栽培作物之一。早在4 500 年前，萝卜就已成为埃及的重要食品，目前在我国也已得到普遍种植。特别是近几年来，萝卜的营养价值不断被发现，并被人们所熟识，其用途和需求量正在日益扩大。本研究以樱桃萝卜千红为试材，通过水培育苗的方法，从肉质根重、肉质根直径、叶长、叶宽、叶片重等生长指标方面分析研究，获得能显著提高萝卜生长发育的最佳硒浓度，为植物工厂萝卜富硒栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料。本研究以生长期30 d 左右的樱桃萝卜品种千红为试材。

1.2 育苗方法。采用1/2 Hoagland 营养液水培育苗，育苗盘为长45 cm、宽33 cm、高13 cm 的塑料盆，塑料盆顶部铺设泡沫苯板，在泡沫苯板上打取直径约3 cm 的圆形小孔，以海绵固定萝卜幼苗，每盆9 株。每3 d 更换1 次营养液，每盆5 L 营养液。

1.3 试验设计。幼苗培养9 d 后，分别配合施用硒硫营养液。含硒营养液为叶面喷施，硒源为亚硒酸钠；含硫营养液为根施，硫源为硫酸镁和硫酸钠。硫营养液分别为低浓度0.5 mM、正常浓度1 mM、高浓度2 mM 等 3 个指标。硒浓度为 0、50 μM、100 μM、150 μM 等4 个指标，硒硫配施组合见表1。每5 d 处理1 次，直至萝卜成熟。萝卜成熟后进行生长指标的测定。

表1 硒硫处理组合方式

1.4 数据处理。试验数据采用Excel 及DPS 软件进行统计处理。

2 结果与分析

2.1 硒硫互作对樱桃萝卜肉质根重的影响。由表2可看出，不同硫浓度处理下，随着外源硒浓度的增加，樱桃萝卜肉质根根重均呈先升高后下降的变化趋势；且低硫(0.5 mM)和高硫(2 mM)根重均在50 μM硒处理下达到最高值；正常硫(1 mM)则在100 μM硒处理下达到最高值。以正常硫+ 100 μM 硒处理樱桃萝卜肉质根根重最高，其次为低硫+ 50 μM 硒处理。

表2 硒硫互作对樱桃萝卜肉质根重的影响 (单位： g)

2.2 硒硫互作对樱桃萝卜肉质根直径的影响。由表3 可知，不同硫浓度处理下，随着外源硒浓度的增加，樱桃萝卜肉质根直径均呈先升高后下降的变化趋势；且正常硫(1 mM)和高硫(2 mM)根径均在100 μM 硒处理下达到最高值；低硫(0.5 mM)则在50 μM 硒处理下达到最高值。以正常硫 + 100 μM硒处理下樱桃萝卜肉质根直径最高，其次为低硫+50 μM 硒处理。

表3 硒硫互作对樱桃萝卜肉质根直径的影响 (单位： mm)

2.3 硒硫互作对樱桃萝卜叶长的影响。从表4 可以看出，随着外源硒浓度的增加，低硫(0.5 mM)处理下，樱桃萝卜叶长呈先升高后下降的变化趋势，且在100μM硒处理下达到最高值；正常硫和高硫处理下，樱桃萝卜叶长均呈先下降后升高又下降的变化趋势，且分别在0 μM 和100 μM 硒处理下达到最高值。此外，以低硫+100 μM 硒处理下樱桃萝卜叶长最高，其次为高硫 +100 μM 硒处理。

表4 硒硫互作对樱桃萝卜叶长的影响 (单位： cm)

2.4 硒硫互作对樱桃萝卜叶宽的影响。表5 显示，随着外源硒浓度的增加，低硫(0.5 mM)处理下，樱桃萝卜叶宽呈先升高后下降的变化趋势；正常硫和高硫处理下，樱桃萝卜叶宽均呈先下降后升高又下降的变化趋势，且均在100 μM 硒处理下达到最高值。以低硫+100 μM 硒处理下樱桃萝卜叶宽为最高，其次为正常硫 +100 μM 硒处理。

表5 硒硫互作对樱桃萝卜叶宽的影响 (单位： cm)

2.5 硒硫互作对樱桃萝卜叶重的影响。由表6 可以得出，不同硫浓度处理下，随着外源硒浓度的增加，樱桃萝卜叶重均呈先下降后升高又下降的变化趋势，且均在100 μM 硒处理下达到最高值。以低硫+100 μM硒处理下樱桃萝卜叶重最高，其次为高硫+100 μM硒处理。

表6 硒硫互作对樱桃萝卜叶重的影响 (单位： g)

3 结论与讨论

低浓度硒能够促进植株生长，高浓度硒则抑制植株生长。本研究发现，不同硫浓度处理下，随着外源硒浓度的增加，樱桃萝卜肉质根根重及直径均呈先升高后下降的变化趋势。除低硫浓度处理外，随着外源硒浓度的增加，樱桃萝卜叶长、叶宽、叶重均呈先下降后升高又下降的变化趋势，说明外源喷施低浓度的硒可显著提高萝卜的生长发育，高浓度则显著抑制其生长发育。此外，本研究还发现，不同硫浓度处理下，均以100 μM 硒处理下樱桃萝卜叶长、叶宽、叶重及肉质根根重和直径最高，说明100 μM 硒处理对萝卜的生长发育最有利。