納米硒茶粕基有機肥對玉米種子萌發的影響

蘇國峰， 胡福田

(仲愷農業工程學院 化學化工學院， 廣東省普通高校農用綠色精細化學品重點實驗室， 廣東 廣州 510225)

硒(Se)是人和動物的必需營養元素之一。研究表明，硒具有抗癌、抗氧化、抗衰老和增強機體免疫力等多種生物學功能[1]。硒對人體的某些疾病有一定的調節作用，如克山病、艾滋病、甲狀腺病、大骨節病、帕金森病、肝炎。硒還能結合有毒重金屬，起到解毒效果；保護肝臟和心肌健康，防止心腦血管病；參與光子傳導，減少白內障等。基于我國大部分地區缺硒的現狀及硒的特殊作用，可通過向土壤中施加適量的硒，讓植物將無機硒轉化為有機硒，提高植物體內硒含量，進而提高食物鏈硒水平，是人體補硒的重要途徑[2]。

近年來，以外源增施硒肥提高作物硒含量已成為一種較常用的農技方法，其中葉面噴施最為普遍，已被應用于生產富硒玉米[3]。宋家永[4]研究表明，農作物施硒肥后，糧食作物硒含量增加 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，讓農作物把無機硒轉化為有機硒，是一種公認的安全、有效的補硒途徑，對防治人和動物缺硒具有重要的現實意義。然而，不合理的硒濃度只會產生硒毒害，于作物有害而無益[5]。因此，確定合理的硒肥施用濃度非常必要。硒作為一種對植物生長有益的營養元素，能促進種子萌發，在植物的生理過程中具有重要的角色作用。硒酸鈉溶液可促進蕎麥、大豆、花生、蕓豆等種子的發芽，但是硒的有效濃度和致毒濃度之間的差值很小，所以這種促進作用與硒的濃度有著密切的關系。吳露露等[6]利用不同濃度的硒處理水稻種子，發現低濃度的硒(0.2 mg/kg)對水稻種子的萌發有促進作用，然而隨著硒濃度的增大，促進作用逐漸減弱。曾維超[7]等研究表明，高濃度硒酸鹽對甘藍種子的發芽率和發芽勢均產生抑制效應，而低濃度硒酸鈉處理則產生促進效果，原因是低濃度硒酸鈉提高了甘藍植株的過氧化物酶活性。郭秋菊[8]等經過水培試驗表明，低濃度(0～0.25 mg/kg)的亞硒酸鈉處理能有效促進水杉種子的萌發，而高濃度(>0.25 mg/kg)的亞硒酸鈉處理則會對水杉種子萌發產生一定的抑制作用。

茶粕中含有12%～18%茶皂素、7%～12%蛋白質以及氨基酸、多糖等物質，是一種具有廣闊市場和應用前景的植物源有機藥肥。添加納米硒的茶粕基有機肥對種子萌發的影響鮮見報道。試驗以納米硒茶粕基有機液態肥為硒肥，玉米種子為試驗材料，通過種子萌發情況探究硒肥中硒濃度對玉米種子萌發的影響，讓硒肥在植物種子的浸種催芽方面得以利用，以期為生產富硒食品和人體補硒提供科學參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料：玉米種子為陳種、白甜糯種、紫甜糯種，由廣東省農業科學院提供；茶粕基有機液態肥，自制；納米硒茶粕基有機液態肥(納米硒含量為1.2%)，自制。

1.2 儀器及試劑

DF-101S集熱式恒溫水浴鍋(鞏義市予華儀器有限責任公司)、30%雙氧水(分析純)。

1.3 試驗設計

試驗以茶粕基有機肥為基底，合成納米硒茶粕基有機肥，試驗設2組處理，A組為茶粕基有機肥；B組為納米硒茶粕基有機肥。其中B組設4個硒濃度，B1、B2、B3和B4的硒濃度分別為0.125 μg/mL、0.250 μg/mL、0.500 μg/mL和1.000 μg/mL；A組以硒濃度為參照，分別稀釋1萬倍、2萬倍、4萬倍和8萬倍，記為A1、A2、A3和A4，并設去離子水為對照試驗(CK)。每個處理3次重復。

1.3.1 處理種子 在25℃的電熱恒溫水浴鍋中用10%的雙氧水浸泡種子30 min，消毒后瀝干。將種子放入配好的浸種液中(A組和B組處理)，在30℃的電熱恒溫水浴鍋中浸泡12 h。去離子水對照組步驟同上。

1.3.2 催芽 選取大小均勻、健康飽滿的玉米種子(陳種、紫甜糯種、白甜糯種)，瀝干后放入滅菌后的培養皿中，每個培養皿底墊一張紙巾，并使其濕潤。各個培養皿中放入30粒種子并蓋上，將培養皿放在培養架上培養(20℃，光照12 h，暗反應12 h)，每日使種子保持濕潤狀態。催芽2 d記錄發芽勢，4 d測發芽率。發芽勢及發芽率公式如下：

發芽勢=(第2天正常發芽的種子數/供試種子總數)×100%

發芽率=(第4天內正常發芽的種子數/供試種子總數)×100%

2 結果與分析

2.1 不同處理玉米陳種的發芽率及發芽勢

表1可知，加硒處理有利于提高陳種的發芽率。與CK對照組的發芽率(23.34%)相比，兩種不同葉面肥處理的陳種呈現出不同的作用效果，陳種在A組的4個處理下發芽率為16.67%～23.34%，普遍低于CK，說明茶粕基有機肥對陳種萌發沒有促進作用，且其濃度對陳種的發芽沒有明顯影響。而陳種在B組的4個濃度處理下，隨著硒濃度的增大，其發芽率遞減，說明硒濃度對陳種的發芽影響較為顯著。分析可知，在茶粕基有機肥中添加硒能促進陳種的萌發，且隨著納米硒濃度降低，發芽率逐漸增大。當硒濃度為0.125 μg/mL時發芽率最大，為30%。當納米硒有機肥中的硒濃度為1.0 μg/mL時，玉米陳種的發芽率為13.34%，發芽勢為13.34%，均低于CK，即硒濃度大于等于1.0 μg/mL時，玉米陳種的發芽率和發芽勢活性受到抑制。由此可知，低濃度的硒對植物生長起促進作用，當達到一定的濃度時則起抑制作用。參量硒的濃度為0.125 μg/mL時對陳種生長較為適宜。

表1 不同處理玉米陳種的發芽率及發芽勢 %

2.2 不同處理白甜糯玉米種子的發芽率及發芽勢

由表2可知，與CK對照組的發芽率(36.67%)相比，兩組處理對白甜糯玉米種子的萌發呈現普遍促進作用，有提高種子生命活力的效果。B4的發芽率與CK一樣，均為36.67%，而A4的發芽率為50%，說明濃度為1 μg/mL的硒對白甜糯種玉米種子的萌發有抑制作用；此外，B3與A3的發芽率分別為50%和33.34%，說明濃度為0.500 μg/mL的硒對白甜糯種玉米種子的萌發起促進作用，且促進作用最明顯。

表2 不同處理白甜糯玉米種子的發芽率及發芽勢 %

2.3 不同處理紫甜糯玉米種子的發芽率及發芽勢

由表3可知，對于紫甜糯種，CK的發芽率為0%，發芽勢為0%，原因是培養環境不適宜導致種子不發芽。但A組處理和B組處理的紫甜糯玉米種子在不適宜的環境下均有發芽，說明兩種有機肥對紫甜糯種的生長都起促進作用，這對種子發芽率本身不高的作物，具有重要意義。從整體上看，A組處理對紫甜糯種的促進效果比B組處理好，但B組處理在硒濃度為0.500 μg/mL時，其種子發芽率最高，達16.67%，促進作用明顯增加。即紫甜糯玉米種子在納米西茶粕有機肥硒濃度為0.500 μg/mL時最適宜萌發。

表3 不同處理紫甜糯玉米種子的發芽率及發芽勢 %

3 結論與討論

試驗對3個不同品種的玉米種子(陳種、白甜糯種、紫甜糯種)在4個納米硒濃度(0.125 μg/mL、0.25 μg/mL、0.500 μg/mL、1.000 μg/mL)處理條件下的茶粕基有機肥對種子萌發情況進行研究。結果表明，不同品種玉米種子萌發所需適宜的硒濃度不同，陳種、白甜糯種和紫甜糯種的最適納米硒濃度分別為0.125 μg/mL、0.500 μg/mL和0.500 μg/mL。當納米硒濃度高于1.000 μg/mL時，3種玉米種子的發芽率均下降，說明高含量(>1.000 μg/mL)納米硒對種子的發芽有抑制作用，這可能與過量的硒干擾植物種子內的谷胱甘肽過氧化物酶合成，破壞種子的抗氧化能力有關[9]。陳種萌發的最適硒濃度為0.125 μg/mL，與白甜糯種、紫甜糯種萌發的最適納米硒濃度(0.500 μg/mL)出現明顯的差異，與前人[10]對玉米籽粒對硒元素的累積能力的研究結果相符，不同品種的玉米種子對硒元素的累積能力存在基因型差異，因此不同品種的玉米種子萌發最適硒濃度不同。陳種、白甜糯種和紫甜糯種玉米種子萌發的最適硒濃度都在0.125～0.500 μg/mL，表明植株種子對納米硒的需求在一定范圍內呈現正向促進作用，這為納米硒茶粕基有機肥能成為一種對植物作物普遍適用的多功能有機肥提供了有效的依據，希望能為后續研究提供參考與借鑒。