硒硫互作對蘿卜生長發(fā)育的影響

李奕坤 許焜焌 張自桂 李化冰 路長坤 韓 敏

（濰坊學(xué)院種子與設(shè)施農(nóng)業(yè)工程學(xué)院/山東省高等學(xué)校生物化學(xué)與分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東 濰坊 261061）

硒屬于第六主族元素，是高等植物生長發(fā)育過程中必需的微量營養(yǎng)元素，其主要生物學(xué)功能包括改變植物組織中活性氧防御酶(如SOD)的活性、促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成、增加作物產(chǎn)量、提高作物品質(zhì)等[1]。硫作為僅次于氮、磷、鉀元素之后的第四位中量元素，是植物生長發(fā)育中必需的礦質(zhì)營養(yǎng)元素。研究發(fā)現(xiàn)，硫除了能參與蛋白質(zhì)合成、光合作用、呼吸作用、脂類合成、生物固氮、糖代謝等植物體內(nèi)生理活動(dòng)外，還能影響植物的生長發(fā)育及品質(zhì)，對植物的生長調(diào)節(jié)、解毒、防衛(wèi)和抗逆等過程亦起著重要作用[2]。

硒、硫?yàn)橥逶?，兩者原子大小幾乎相同，因此硒、硫在植物體內(nèi)的代謝途徑和相關(guān)代謝有機(jī)化合物都存在相似性。研究發(fā)現(xiàn)，硒與硫之間的相互作用既表現(xiàn)為拮抗作用又表現(xiàn)為協(xié)同作用。一般認(rèn)為，低濃度的硒可促進(jìn)植物的生長，高濃度硒則抑制植物的生長；硒硫的協(xié)同作用只發(fā)生在濃度很低的范圍內(nèi)，高濃度的硫抑制了植物對硒的吸收，但硒對硫的抑制效應(yīng)不明顯。

蘿卜(Raphanus sativusL.)原起源于歐、亞溫暖海岸的野蘿卜，是世界古老的栽培作物之一。早在4 500 年前，蘿卜就已成為埃及的重要食品，目前在我國也已得到普遍種植。特別是近幾年來，蘿卜的營養(yǎng)價(jià)值不斷被發(fā)現(xiàn)，并被人們所熟識(shí)，其用途和需求量正在日益擴(kuò)大。本研究以櫻桃蘿卜千紅為試材，通過水培育苗的方法，從肉質(zhì)根重、肉質(zhì)根直徑、葉長、葉寬、葉片重等生長指標(biāo)方面分析研究，獲得能顯著提高蘿卜生長發(fā)育的最佳硒濃度，為植物工廠蘿卜富硒栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料。本研究以生長期30 d 左右的櫻桃蘿卜品種千紅為試材。

1.2 育苗方法。采用1/2 Hoagland 營養(yǎng)液水培育苗，育苗盤為長45 cm、寬33 cm、高13 cm 的塑料盆，塑料盆頂部鋪設(shè)泡沫苯板，在泡沫苯板上打取直徑約3 cm 的圓形小孔，以海綿固定蘿卜幼苗，每盆9 株。每3 d 更換1 次營養(yǎng)液，每盆5 L 營養(yǎng)液。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。幼苗培養(yǎng)9 d 后，分別配合施用硒硫營養(yǎng)液。含硒營養(yǎng)液為葉面噴施，硒源為亞硒酸鈉；含硫營養(yǎng)液為根施，硫源為硫酸鎂和硫酸鈉。硫營養(yǎng)液分別為低濃度0.5 mM、正常濃度1 mM、高濃度2 mM 等 3 個(gè)指標(biāo)。硒濃度為 0、50 μM、100 μM、150 μM 等4 個(gè)指標(biāo)，硒硫配施組合見表1。每5 d 處理1 次，直至蘿卜成熟。蘿卜成熟后進(jìn)行生長指標(biāo)的測定。

表1 硒硫處理組合方式

1.4 數(shù)據(jù)處理。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 及DPS 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 硒硫互作對櫻桃蘿卜肉質(zhì)根重的影響。由表2可看出，不同硫濃度處理下，隨著外源硒濃度的增加，櫻桃蘿卜肉質(zhì)根根重均呈先升高后下降的變化趨勢；且低硫(0.5 mM)和高硫(2 mM)根重均在50 μM硒處理下達(dá)到最高值；正常硫(1 mM)則在100 μM硒處理下達(dá)到最高值。以正常硫+ 100 μM 硒處理櫻桃蘿卜肉質(zhì)根根重最高，其次為低硫+ 50 μM 硒處理。

表2 硒硫互作對櫻桃蘿卜肉質(zhì)根重的影響 (單位： g)

2.2 硒硫互作對櫻桃蘿卜肉質(zhì)根直徑的影響。由表3 可知，不同硫濃度處理下，隨著外源硒濃度的增加，櫻桃蘿卜肉質(zhì)根直徑均呈先升高后下降的變化趨勢；且正常硫(1 mM)和高硫(2 mM)根徑均在100 μM 硒處理下達(dá)到最高值；低硫(0.5 mM)則在50 μM 硒處理下達(dá)到最高值。以正常硫 + 100 μM硒處理下櫻桃蘿卜肉質(zhì)根直徑最高，其次為低硫+50 μM 硒處理。

表3 硒硫互作對櫻桃蘿卜肉質(zhì)根直徑的影響 (單位： mm)

2.3 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉長的影響。從表4 可以看出，隨著外源硒濃度的增加，低硫(0.5 mM)處理下，櫻桃蘿卜葉長呈先升高后下降的變化趨勢，且在100μM硒處理下達(dá)到最高值；正常硫和高硫處理下，櫻桃蘿卜葉長均呈先下降后升高又下降的變化趨勢，且分別在0 μM 和100 μM 硒處理下達(dá)到最高值。此外，以低硫+100 μM 硒處理下櫻桃蘿卜葉長最高，其次為高硫 +100 μM 硒處理。

表4 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉長的影響 (單位： cm)

2.4 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉寬的影響。表5 顯示，隨著外源硒濃度的增加，低硫(0.5 mM)處理下，櫻桃蘿卜葉寬呈先升高后下降的變化趨勢；正常硫和高硫處理下，櫻桃蘿卜葉寬均呈先下降后升高又下降的變化趨勢，且均在100 μM 硒處理下達(dá)到最高值。以低硫+100 μM 硒處理下櫻桃蘿卜葉寬為最高，其次為正常硫 +100 μM 硒處理。

表5 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉寬的影響 (單位： cm)

2.5 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉重的影響。由表6 可以得出，不同硫濃度處理下，隨著外源硒濃度的增加，櫻桃蘿卜葉重均呈先下降后升高又下降的變化趨勢，且均在100 μM 硒處理下達(dá)到最高值。以低硫+100 μM硒處理下櫻桃蘿卜葉重最高，其次為高硫+100 μM硒處理。

表6 硒硫互作對櫻桃蘿卜葉重的影響 (單位： g)

3 結(jié)論與討論

低濃度硒能夠促進(jìn)植株生長，高濃度硒則抑制植株生長。本研究發(fā)現(xiàn)，不同硫濃度處理下，隨著外源硒濃度的增加，櫻桃蘿卜肉質(zhì)根根重及直徑均呈先升高后下降的變化趨勢。除低硫濃度處理外，隨著外源硒濃度的增加，櫻桃蘿卜葉長、葉寬、葉重均呈先下降后升高又下降的變化趨勢，說明外源噴施低濃度的硒可顯著提高蘿卜的生長發(fā)育，高濃度則顯著抑制其生長發(fā)育。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，不同硫濃度處理下，均以100 μM 硒處理下櫻桃蘿卜葉長、葉寬、葉重及肉質(zhì)根根重和直徑最高，說明100 μM 硒處理對蘿卜的生長發(fā)育最有利。