硒肥施用對(duì)成熟期玉米生理生化的影響

楊建波 楊琪方 陳翠萍

摘 要：通過(guò)裂區(qū)試驗(yàn)，研究了葉面施用氨基酸螯合硒（施硒量100g/hm2、200g/hm2、300g/hm2）和等量氨基酸對(duì)成熟期玉米部分生理生化指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，葉面噴施氨基酸螯合硒和氨基酸對(duì)成熟期玉米籽粒的可溶性蛋白、還原糖含量有顯著影響，但對(duì)葉片葉綠素、可溶性蛋白、硝酸還原酶活力以及籽粒總糖的影響不明顯；隨著氨基酸螯合硒施用量的增大，各指標(biāo)水平均有不同程度的提高，其中可溶性蛋白和還原糖的含量均低于相應(yīng)含量的氨基酸噴施處理。噴施氨基酸螯合硒對(duì)玉米的葉片功能和糖分代謝均有一定影響。

關(guān)鍵詞：玉米；氨基酸螯合硒；成熟期；生理生化；葉面噴施

中圖分類號(hào)：S513 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20181033001

引言

玉米是世界上分布面積最廣的禾本科草本作物之一[1]，其在我國(guó)的種植面積和總產(chǎn)量?jī)H次于美國(guó)。玉米不僅有大量的碳水化合物，還有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、胡蘿卜素、維生素E、膳食纖維等[2]，是世界上公認(rèn)的營(yíng)養(yǎng)保健食物。除食用價(jià)值之外，玉米的深加工產(chǎn)品還被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、汽車、紡織等多個(gè)領(lǐng)域，商業(yè)價(jià)值可觀。

隨著人們對(duì)富硒農(nóng)產(chǎn)品的關(guān)注，硒營(yíng)養(yǎng)以及富硒效果的研究日趨熱門。其中，植物能夠通過(guò)同化作用將自然環(huán)境中的無(wú)機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒，且植物硒價(jià)態(tài)高于動(dòng)物硒[3]。施用亞硒酸鈉等無(wú)機(jī)硒，不同程度可以提高植物的葉綠素、蛋白質(zhì)等的含量[4-5]，同時(shí)能夠提高抗氧化能力[4-7]和能量代謝水平[7]，但濃度過(guò)高也會(huì)產(chǎn)生不利影響[5-6]。土壤施硒或者葉面噴施都能增加玉米籽粒的硒含量[8-12]，但對(duì)玉米生長(zhǎng)的效應(yīng)可能截然不同[9-13]，施用量不當(dāng)將不能促進(jìn)其生物量、產(chǎn)量的提高[9-12]。而目前對(duì)于玉米施用有機(jī)硒肥的研究并不多。向亞明和袁浩[14]的田間試驗(yàn)表明施用富硒有機(jī)復(fù)混肥能顯著提高了玉米籽粒增硒效果，但每667m2施60kg含硒有機(jī)肥方能增產(chǎn)。李圣男等[15]施用富硒奶牛糞和富硒水稻秸稈生物炭2種富硒有機(jī)肥料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)富硒奶牛糞為25t/hm2和富硒水稻秸稈生物炭為40t/hm2對(duì)玉米生長(zhǎng)狀況有促進(jìn)作用，且植株富硒含量顯著高于其他處理。與無(wú)機(jī)硒和其他有機(jī)硒不同，施用氨基酸螯合硒或許能夠通過(guò)氨基酸的胞飲吸收途徑降低微量元素之間的拮抗作用，進(jìn)而大大的提高了硒等元素的吸收利用率。鑒于此類硒肥對(duì)玉米生理生化特性的影響鮮有研究報(bào)道，本文通過(guò)研究螯合硒對(duì)玉米某些生理生化上的影響，為研究硒營(yíng)養(yǎng)的生理調(diào)節(jié)效用和開(kāi)發(fā)新型玉米肥料提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米品種是珠糯808。復(fù)合氨基酸純度為99.5%，浙江中團(tuán)生物技術(shù)有限公司產(chǎn)。氨基酸螯合硒含硒量15%，氨基酸總量25%，購(gòu)自浙江省臨海市涌泉化工肥料廠。

1.2 試驗(yàn)地

試驗(yàn)于2017—2018年在百色市右江區(qū)江鳳村進(jìn)行。田塊土質(zhì)為壤土，pH6.32，含：有機(jī)質(zhì)1.91%、堿解氮285.0mg/kg、速效磷440.2mg/kg、速效鉀286mg/kg、全氮0.083%、總磷0.112%、全鉀0.08%、總硒0.25mg/kg。

1.3 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用裂區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，3次重復(fù)。試驗(yàn)共設(shè)置7個(gè)處理，包括：3個(gè)氨基酸螯合硒處理，施硒量100g/hm2、200g/hm2、300g/hm2，分別以T1、T2、T3表示；3個(gè)氨基酸處理以T4、T5、T6表示，施用量分別與T1、T2、T3所施螯合硒中的氨基酸含量相等；1個(gè)對(duì)照處理，噴施清水1L/m2，以T7表示。試驗(yàn)區(qū)域長(zhǎng)78m，寬10m，面積為780m2，周圍設(shè)保護(hù)行；每區(qū)面積為255m2，種植玉米34行，行長(zhǎng)10m，行距75cm，株距30cm，兩區(qū)之間隔1行；每小區(qū)4行，寬3m，小區(qū)間隔1行。選擇在晴朗無(wú)風(fēng)的下午進(jìn)行葉面噴施，噴施時(shí)期及次數(shù)參照前人研究[8]。

1.4 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法

葉綠素的測(cè)定采用丙酮乙醇混合液提取法[16]；可溶性蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用Bradford[17]方法；總糖和還原糖含量的測(cè)定采用3，5-二硝基水楊酸法[18]；硝酸還原酶的測(cè)定采用磺胺比色法[19]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件制作圖表；數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS22.0軟件，差異顯著性采用Duncan法進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)玉米葉綠素的影響

從表1可以看出，噴施不同濃度的氨基酸螯合硒和氨基酸對(duì)玉米的葉綠素含量有不同的影響。玉米葉片葉綠素a、葉綠素b以及葉綠素總含量都隨著氨基酸螯合硒濃度的提高而增大，特別是T2和T3處理，均高于對(duì)照組及其他處理。但氨基酸噴施處理則與對(duì)照水平相當(dāng)。經(jīng)方差分析，處理間差異不顯著，且處理間差異均未達(dá)到顯著水平。

2.2 不同處理對(duì)玉米葉片可溶性蛋白和硝酸還原酶的影響

如表2所示，噴施氨基酸螯合硒的玉米葉片的葉綠素含量隨噴施濃度的增大而提高，且均不同程度高于對(duì)照組和噴施氨基酸的處理組，但各處理間差異尚不明顯。

噴施氨基酸螯合硒和氨基酸的玉米葉片的硝酸還原酶活力均隨噴施濃度的增大而提高，且噴施氨基酸螯合硒處理的硝酸還原酶活力均高于噴施相同濃度氨基酸的處理，但各處理間差異不顯著。

2.3 不同處理對(duì)玉米籽粒品質(zhì)的影響

由表3可知，噴施不同濃度的氨基酸螯合硒和氨基酸對(duì)成熟期玉米籽粒的蛋白質(zhì)、糖類含量也有較大影響，其中可溶性蛋白和還原糖的含量的組間差異顯著?？扇苄缘鞍缀侩S噴施氨基酸螯合硒和氨基酸的濃度的增大而提高，且噴施氨基酸螯合硒處理的可溶性蛋白含量均低于噴施相同濃度氨基酸的處理，其中T1和T2顯著低于T5、T6、T7。還原糖含量則未見(jiàn)隨噴施氨基酸螯合硒和氨基酸的濃度改變而表現(xiàn)規(guī)律性變化，但噴施氨基酸螯合硒處理的還原糖含量均低于噴施相同濃度氨基酸的處理，其中T1和T3顯著低于T5、T6，且T2也顯著低于T5。而籽粒的總糖含量同樣隨噴施氨基酸螯合硒和氨基酸的濃度的增大而提高，且噴施氨基酸螯合硒處理的總糖含量均低于噴施相同濃度氨基酸的處理。

3 討論與結(jié)論

成熟期玉米的葉片功能關(guān)系到玉米的結(jié)實(shí)灌漿過(guò)程，其早衰或者貪青都對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)有較大影響。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，可溶性蛋白是植物體進(jìn)行新陳代謝中酶促反應(yīng)的主要參與者，而硝酸還原酶則反映植株氮同化和氮營(yíng)養(yǎng)狀況，三者可有效反映成熟期玉米葉片的功能狀況。在本研究中，噴施不同濃度的氨基酸螯合硒對(duì)成熟期葉片的葉綠素含量、可溶性蛋白和硝酸還原酶活力均表現(xiàn)出隨濃度增大而提高的趨勢(shì)，而噴施氨基酸則未表現(xiàn)出規(guī)律性影響，這2種處理的不同效果可能在于硒的效用，還需進(jìn)一步探究。

噴施不同濃度的氨基酸螯合硒和氨基酸對(duì)成熟期玉米的葉片生理功能狀況影響并不顯著，但對(duì)籽粒中的可溶性蛋白、還原糖和總糖的含量有較大影響，其中對(duì)可溶性蛋白和還原糖的影響顯著。在玉米灌漿成熟過(guò)程中，葉片中合成的糖類會(huì)以蔗糖形式轉(zhuǎn)運(yùn)至籽粒中，并經(jīng)酶促反應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)為果糖、葡萄糖等還原糖[20]；在隨后的成熟和采后儲(chǔ)藏過(guò)程中，果糖、葡萄糖等都會(huì)不同程度地進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為淀粉[21]。本研究發(fā)現(xiàn)，可溶性蛋白、還原糖以及總糖含量幾乎都隨噴施氨基酸螯合硒和氨基酸的濃度的增大而提高，可見(jiàn)糖的轉(zhuǎn)化和積累與可溶性蛋白含量的變化存在一定的相關(guān)性。另外，葉片與籽粒存在庫(kù)、源之間的氮素分配和競(jìng)爭(zhēng)，因此葉片可溶性蛋白質(zhì)含量與籽粒中可溶性蛋白、還原糖以及總糖之間的負(fù)相關(guān)，這也在本研究的相關(guān)性分析中得到驗(yàn)證（未發(fā)表）。對(duì)于噴施氨基酸螯合硒處理的含量均低于噴施相同濃度氨基酸的處理的情況，可能跟硒營(yíng)養(yǎng)的作用主要在于提高植株特別是葉片的抗氧化、延緩衰老的能力[4-7]有關(guān)，使得糖分積累遲于其他處理。

本研究采用田間試驗(yàn)來(lái)研究硒營(yíng)養(yǎng)的效用，受多種因素影響，特別是土壤基礎(chǔ)肥力等的影響，容易出現(xiàn)個(gè)體間變異較大而處理間差異不明顯的情況，所以，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還需更多重復(fù)來(lái)作驗(yàn)證。另外，考慮到氨基酸螯合硒可能兼具氮營(yíng)養(yǎng)和硒營(yíng)養(yǎng)的效果，進(jìn)一步試驗(yàn)研究更適宜在貧瘠、干旱等田塊進(jìn)行，以使氨基酸螯合硒的效用更加凸顯。

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作者簡(jiǎn)介：楊建波（1985-），男，河南陜縣人，博士，講師，主要研究方向：作物水肥資源利用與脅迫生理、農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏。