葉面噴施硒肥對紫花苜蓿富硒降鎘效果的影響

白旭琴，賈春云，李文栓，李亞敏，劉長風，韓秀云，褚美函，鞏宗強，李曉軍

（1. 中國科學院污染生態(tài)與環(huán)境工程重點實驗室，中國科學院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所，遼寧 沈陽 110016；2. 沈陽化工大學環(huán)境與安全工程學院，遼寧沈陽 110142；3. 河套學院農(nóng)學系，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000；4. 內(nèi)蒙古朵日納硒科生物技術(shù)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000；5. 中共杞縣縣委組織部，河南 開封 475200；6. 沈陽大學環(huán)境學院，遼寧 沈陽 110044）

硒是人體必需的14 種微量元素之一，是人體實現(xiàn)多種功能所需蛋白質(zhì)和酶的必要成分，包括抗氧化防御，調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和產(chǎn)生甲狀腺激素［1］。研究表明，癌癥治療期間硒補充劑可用于支持免疫系統(tǒng)；補硒有助于低硒人群抵抗肺癌的威脅，具備顯著的生物學功效［2］。食物是人體獲取硒的主要來源，包括富硒水稻（Oryza sativa）、玉米（Zea mays）、蔬菜、肉等［3］。植物組織中的硒更容易被人體吸收，而植物組織中的硒形態(tài)與植物種類和施硒方式有關(guān)。硒在植物中大多以硒代蛋氨酸（selenomethionine，SeMet）和硒代半胱氨酸（selenocysteine，SeCys）的形式存在，其中小麥（Triticum aestivum）和水稻中富集的硒主要是以SeMet 為主［4］。超富集植物中硒主要是以甲基硒半胱氨酸（methylselenocysteine，MeSeCys）和SeCys 的形式儲存，而非富集植物中的主要硒有機化合物為SeMet［5-7］。農(nóng)藝上的生物強化措施是提高植物硒含量最有效的方式［8］，包括在土壤中施加硒肥、在葉面噴施硒肥、硒拌種、含硒培養(yǎng)液培養(yǎng)、莖稈注射硒肥等［9］。硒肥濃度和施加硒肥的方式是影響植物生長特征和富硒性能的兩個重要因素，施加低濃度硒肥有利于促進植物生長發(fā)育，提高產(chǎn)量、品質(zhì)和抗氧化能力［10］，高濃度的硒會對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生抑制作用，造成脅迫。土壤基施硒肥和葉面噴施硒肥是較為常用的兩種強化措施，且葉面噴施硒肥時植物富硒效果是土壤基施硒肥的8 倍［11］。因此，葉面噴施硒肥是最有效的植物富硒方式。

紫花苜蓿（Medicago sativa）是世界上廣泛分布且享有盛譽的優(yōu)良牧草，因其良好的環(huán)境適應(yīng)性、品種優(yōu)良性、高營養(yǎng)價值和高產(chǎn)量，被譽為“牧草之王”［12］。紫花苜蓿對硒的吸收能力較強，是將無機硒有機化的優(yōu)良載體［13］。通過牧草-動物-人體的食物鏈，實現(xiàn)人體的安全、高效補硒。同時，紫花苜蓿也是土壤中鎘的超富集植物之一，表現(xiàn)出較強的鎘耐受性，是修復鎘污染土壤的候選植物［14］。2021 年《中國生態(tài)環(huán)境狀況公報》［15］中指出影響農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量的主要污染物是重金屬，其中鎘為首要污染物，亟需進行鎘污染土壤的修復，緩解農(nóng)作物或其他經(jīng)濟作物對土壤鎘的累積效果。葉面噴施硒肥是降低植物中鎘累積效果的措施之一［16-17］。黃太慶等［18］發(fā)現(xiàn)施用含硒葉面肥能顯著降低中低濃度鎘污染稻田精米中的鎘含量，但對高濃度鎘污染稻田中的精米則無降鎘效果。葉面噴施硒含量為50 mg·kg-1時，苜蓿對硒肥的利用率最高；當施硒量大于50 mg·kg-1時，苜蓿對硒肥的利用率降低［19］。因此，葉面噴施硒肥的農(nóng)藝措施在提高植物富硒水平的同時，可以降低植物中的鎘累積效果。

為了提高紫花苜蓿的富硒水平同時降低鎘累積效果，本研究選用草原三號（M. sativacv. Caoyuan No.3）和中苜一號（M. sativacv. Zhongmu No.1）紫花苜蓿為研究材料，分別種植于鎘濃度為1、10 mg·kg-1的土壤中，以清潔無污染土壤為對照組，在初花期檢測紫花苜蓿株高、生長量、總硒、SeMet 含量和鎘含量等指標，研究葉面噴施硒肥下紫花苜蓿對硒的富集和鎘累積效果，硒、鎘在紫花苜蓿各組織內(nèi)的分配規(guī)律及硒、鎘在不同組織部位累積效果的相關(guān)性，旨在尋找一種既能提高紫花苜蓿產(chǎn)量和品質(zhì)，也能對鎘污染具備“解毒”效應(yīng)的牧草生產(chǎn)方式，為高品質(zhì)畜禽飼料的生產(chǎn)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2020 年6 月在中國科學院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所實驗室進行。試驗所用紫花苜蓿品種為草原三號（M. sativacv. Caoyuan No.3）和中苜一號（M. sativacv. Zhongmu No.1）。二者皆為培育品種，草原三號購于蘭考孫葉農(nóng)資有限公司，中苜一號來源于中國農(nóng)業(yè)科學院畜牧研究所。

供試土壤采自沈陽農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站。土壤為0～20 cm 表層土，土壤化學性質(zhì)如表 1所示。將取得的土壤去除雜質(zhì)，自然風干后過2 mm 篩備用，然后加入氯化鎘（CdCl2，AR）溶液配制鎘濃度為1、10 mg·kg-1的鎘污染土壤，老化一個月后保存?zhèn)溆谩?/p>

表1 土壤基本化學性質(zhì)Table 1 Chemical properties of soil

1.2 紫花苜蓿葉面噴施硒肥試驗設(shè)計

將兩種紫花苜蓿種子進行預處理后，播種于塑料盆（高25 cm、直徑32 cm）中進行培育，避光培養(yǎng)3 d，保持土壤濕度為田間最大持水量的50%～60%。每盆裝土10.00 kg，土壤中鎘初始配制濃度分別為0、1、10 mg·kg-1，每種處理設(shè)置3 個平行。從紫花苜蓿株高為20 cm 左右開始噴施葉面肥（葉面富硒肥購于內(nèi)蒙古朵日納硒科生物技術(shù)有限公司），每隔10 d 噴一次，共噴3 次。施硒梯度分別為0、50、100 mg·kg-1。紫花苜蓿生長期間，進行盆栽的肥料和水分管理：將氮肥（尿素）、磷肥（KH2PO4）和鉀肥（KCl）配制成復合肥施入盆中，保證每kg 土中含氮肥0.685 g，磷肥1.000 g，鉀肥0.533 g。采用自來水適時補充水分，保持各處理組的含水率基本一致。從紫花苜蓿的初花期開始取樣并進行各指標檢測。

1.3 紫花苜蓿生長指標檢測方法

株高（cm）：在紫花苜蓿初花期測定株高，每盆選6 株，用皮卷尺測量高度。

生物量（g·pot-1）測定：紫花苜蓿初花期于各盆中選取6 株長勢均勻的苜蓿，收獲后稱鮮重，105 ℃下殺青15 min 后，65 ℃下烘至恒重，獲取紫花苜蓿的生物量。

1.4 紫花苜蓿中鎘的提取及測定

稱取烘干后的根、莖和葉各0.20 g 到干凈的瓷坩堝中，加入20 mL 濃硝酸，在電熱板上消解。取消解后的5 mL 溶液至10 mL 離心管中，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES，美國安捷倫科技有限公司）測其鎘含量，鎘的回收率為96.0%～103.5%。

1.5 紫花苜蓿對鎘的轉(zhuǎn)運系數(shù)和富集系數(shù)計算

鎘的轉(zhuǎn)運系數(shù)（translocation factor， TF）和富集系數(shù)（bioconcentration factor， BCF）按以下公式［20］計算：

1.6 紫花苜蓿中總硒和有機硒的提取及測定

總硒提取及測定［21］：分別稱取烘干后的植物根、莖和葉片0.20 g 到干凈的瓷坩堝中，加入20 mL 濃硝酸，在電熱板上消解。將消解完成后的樣品取出并稀釋，室溫下靜置10 min 后，倒入25 mL 比色管中定容。取靜置后的溶液5 mL 至10 mL 容量瓶中，加入2 mL 濃鹽酸，100 ℃下水浴加熱30 min 后靜置，冷卻后用超純水定容至刻度線，采用原子熒光光譜儀（Atomic Fluorescence Spectrometer-9700A，北京科創(chuàng)海光儀器有限公司）測總硒含量，硒的回收率為92.5%～104.0%。

硒代蛋氨酸（SeMet）提取及測定［22］：準確稱取干燥樣品1.00 g 于25 mL 離心管中，加入10 mL Tris-HCl 緩沖液（30 mmol·L-1，pH 7.5），室溫下于超聲水浴中處理30 min。加入25 mg 蛋白酶后混勻［23］，置于（37±2） ℃的恒溫振蕩器（HZQ-C 空氣恒溫振蕩器，中國哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司）中轉(zhuǎn)速為260 r·min-1下振蕩酶解20 h，然后于5000 r·min-1下低溫高速離心10 min。用一次性注射器吸取1.5 mL 上清液至棕色液相小瓶中，采用液相色譜-電感耦合等離子質(zhì)譜儀（LC-NexION 300，美國珀金埃爾默公司）檢測硒代蛋氨酸（SeMet）的含量。

1.7 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2019 和OriginPro 9.1 處理數(shù)據(jù)、繪制圖表，運用SPSS 26.0 對數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施硒肥對紫花苜蓿生長特征的影響

與對照組相比，葉面噴施硒肥后，株高明顯增加（圖1）。鎘濃度為1 mg·kg-1時，與未施硒相比，施硒量為50 mg·kg-1時兩個品種紫花苜蓿的株高增幅分別為11.67%、15.38%；施硒量為100 mg·kg-1時，株高增幅分別為4.78%、12.17%，比施硒量為50 mg·kg-1時有所下降。鎘濃度為10 mg·kg-1時，施硒量越高越有利于苜蓿生長；施硒量為100 mg·kg-1時，與未施硒相比株高增幅分別為30.88%和38.50%。兩種紫花苜蓿相比較，各種施硒處理下草原三號的株高大于中苜一號，但是在鎘脅迫下，中苜一號株高增幅更明顯一些。

對照組中，兩種紫花苜蓿的生物量隨施硒量的增加呈先升后降的趨勢，說明施硒量過大會抑制紫花苜蓿的生長；鎘脅迫下，施硒量與生物量呈正相關(guān)（圖1）。鎘濃度為1 mg·kg-1時，與未施硒相比，50 mg·kg-1的硒處理下兩個品種紫花苜蓿的生物量增幅分別為11.25%、37.18%；100 mg·kg-1的硒處理下生物量增幅分別為65.94%、55.45%。與對照組相比，鎘濃度為10 mg·kg-1時，紫花苜蓿的生物量顯著降低（P＜0.05），施硒處理對生物量的增長作用不顯著（P＞0.05）。兩種紫花苜蓿相比較，隨著施硒量的增加，草原三號生物量增幅更大。

2.2 葉面噴施硒肥對紫花苜蓿硒富集效果的影響

鎘脅迫下，葉面噴施硒肥會提高紫花苜蓿根、莖、葉部位的總硒含量（圖2）。總硒含量與施硒量呈正相關(guān)，各組織中總硒含量：葉＞莖＞根。與未施硒相比，鎘含量為1 mg·kg-1、施硒量為100 mg·kg-1時，根部總硒含量增幅分別為769.66%、637.53%，莖部增幅分別為295.70%、134.16%，葉片增幅分別為1474.99%、1229.81%。鎘含量為10 mg·kg-1、施硒量為100 mg·kg-1時，與未施硒相比，根部總硒含量增幅分別為787.83%、665.22%，莖部增幅分別為265.81%、191.34%，葉片增幅分別為1631.78%、1306.65%。在外源硒的影響下，高濃度鎘污染土壤中紫花苜蓿的總硒含量增幅大于低濃度鎘污染，但低濃度鎘污染的總硒含量更大。兩種紫花苜蓿富硒效果相比較，中苜一號的總硒含量大于草原三號，但草原三號的增幅更大。

圖2 鎘脅迫下葉面施硒對紫花苜蓿不同組織中硒含量的影響Fig.2 Effect of foliar spraying of selenium fertilizer on selenium content in different organs of alfalfa under cadmium stress

鎘脅迫下，葉面施硒提高了紫花苜蓿根、莖、葉部位的SeMet 含量（圖2），SeMet 含量與總硒含量隨施硒量的變化一致，各組織中SeMet 含量：葉＞莖＞根。鎘含量為1 mg·kg-1時，與未施硒相比，施硒量為100 mg·kg-1的兩種苜蓿根部SeMet 含量增幅分別為1258.45%、1335.92%，莖部增幅分別為553.38%、351.38%，葉片增幅分別為2752.39%、2210.79%。鎘含量為10 mg·kg-1時，與未施硒相比，施硒量為100 mg·kg-1的兩種苜蓿根部SeMet含量增幅分別為1184.50%、1334.13%，莖部增幅分別為593.19%、535.15%，葉片增幅為2712.49%、2276.46%。在外源硒的影響下，高濃度鎘污染土壤中苜蓿的SeMet 含量增幅小于低濃度鎘污染土壤，說明高濃度鎘脅迫會抑制苜蓿總硒向有機硒轉(zhuǎn)化。兩種紫花苜蓿富硒效果相比較，中苜一號根莖葉中SeMet 含量以及增幅均高于草原三號。

鎘脅迫下，噴施外源硒后紫花苜蓿根、莖、葉中有機硒轉(zhuǎn)化率（有機硒轉(zhuǎn)化率=SeMet/總硒）升高（表 2）。有機硒轉(zhuǎn)化率：葉＞根＞莖，且在低濃度鎘污染土壤中紫花苜蓿的有機硒轉(zhuǎn)化率高于高濃度鎘污染土壤。草原三號在鎘含量為1 mg·kg-1、施硒量為100 mg·kg-1時葉片的有機硒轉(zhuǎn)化率最高，施硒量為50 mg·kg-1時根、莖的有機硒轉(zhuǎn)化率較高。中苜一號的根、莖在鎘含量為1 mg·kg-1，100 mg·kg-1的硒處理下有機硒轉(zhuǎn)化率最高；葉片則是在鎘含量為10 mg·kg-1，100 mg·kg-1的硒處理下有機硒轉(zhuǎn)化率最高。兩種紫花苜蓿相比較，低濃度鎘污染下，施硒量為50 mg·kg-1時，中苜一號莖、葉的有機硒轉(zhuǎn)化率高于草原三號，根部低于草原三號；高濃度鎘污染下，施硒量為50 mg·kg-1時，中苜一號根莖葉的有機硒轉(zhuǎn)化率均高于草原三號。

2.3 葉面噴施硒肥對紫花苜蓿中鎘累積效果的影響

紫花苜蓿根莖葉各組織中的鎘含量隨施硒量的增加顯著降低（圖3，P＜0.05），鎘含量分布：根＞葉＞莖，且草原三號各組織中鎘含量大于中苜一號。與未施硒相比，施硒量為100 mg·kg-1時，紫花苜蓿根莖葉鎘含量最低。鎘濃度為1 mg·kg-1時，與未施硒相比，施硒量為50 mg·kg-1時，草原三號根莖葉中鎘含量降幅分別為39.27%、49.35%、56.47%，中苜一號根莖葉鎘含量降幅分別為37.77%、46.75%、54.02%；鎘濃度為10 mg·kg-1時，與未施硒相比，施硒量為50 mg·kg-1時，草原三號根莖葉鎘含量降幅分別為22.51%、28.44%、31.26%，中苜一號根莖葉鎘含量降幅分別為13.49%、21.93%、28.15%。鎘濃度為1 mg·kg-1時，與未施硒相比，施硒量為100 mg·kg-1時，草原三號根莖葉鎘含量降幅分別為48.07%、63.95%、58.82%，中苜一號根莖葉鎘含量降幅分別為49.64%、63.17%、68.13%；鎘濃度為10 mg·kg-1時，與未施硒相比，施硒量為100 mg·kg-1時，草原三號根莖葉鎘含量降幅分別為26.66%、31.68%、38.14%，中苜一號根莖葉鎘含量降幅分別為20.18%、32.17%、34.36%。施硒量為50 mg·kg-1時草原三號鎘含量降幅大于中苜一號，施硒量為100 mg·kg-1時中苜一號的鎘含量降幅更大。相同條件下，葉片中鎘含量的降幅最大。在外源硒的影響下，低濃度鎘脅迫比高濃度鎘脅迫更有效降低苜蓿中的鎘含量，中苜一號各組織中的鎘含量低于草原三號，說明葉面施硒對中苜一號鎘累積的抑制作用更明顯。

圖3 鎘脅迫下葉面施硒對紫花苜蓿不同部位鎘含量的影響Fig.3 Effect of foliar spraying of selenium fertilizer on cadmium content in different organs of alfalfa under cadmium stress

表2 有機硒轉(zhuǎn)化率Table 2 Conversion rate of organic selenium

2.4 葉面噴施硒肥對紫花苜蓿鎘吸收和轉(zhuǎn)運的影響

轉(zhuǎn)運和富集是衡量植物吸收轉(zhuǎn)運重金屬的重要指標之一。在外源硒的影響下，兩個品種紫花苜蓿的鎘轉(zhuǎn)運系數(shù)和鎘富集系數(shù)均顯著下降（P＜0.05），鎘污染為1 mg·kg-1時最顯著（圖4）。鎘濃度為1 mg·kg-1時，與未施硒相比，施硒量為50 mg·kg-1時的鎘轉(zhuǎn)運系數(shù)降幅分別為23.72%、18.33%，鎘富集系數(shù)降幅分別為53.68%、49.17%；施硒量為100 mg·kg-1時，鎘轉(zhuǎn)運系數(shù)降幅分別為25.71%、29.67%，鎘富集系數(shù)降幅分別為61.42%、64.58%。低濃度鎘脅迫下，施硒量為50 mg·kg-1時草原三號鎘轉(zhuǎn)運和富集系數(shù)的降幅均大于中苜一號，施硒量為100 mg·kg-1時中苜一號鎘轉(zhuǎn)運和富集系數(shù)的降幅均大于草原三號。鎘濃度為10 mg·kg-1時，與未施硒相比，施硒量為50 mg·kg-1時的鎘轉(zhuǎn)運系數(shù)降幅分別為8.83%、12.71%，鎘富集系數(shù)降幅分別為29.36%、24.49%；施硒量為100 mg·kg-1時，鎘轉(zhuǎn)運系數(shù)降幅分別為10.05%、16.30%，鎘富集系數(shù)降幅分別為34.03%、33.18%。兩種紫花苜蓿相比較，高濃度鎘脅迫下中苜一號鎘轉(zhuǎn)運和富集系數(shù)的降幅更大，葉面施硒對中苜一號紫花苜蓿的影響較大。在外源硒的影響下，低濃度鎘脅迫下鎘轉(zhuǎn)運系數(shù)高于高濃度鎘脅迫、鎘富集系數(shù)低于高濃度鎘脅迫，且葉面施硒量越高效果越明顯。中苜一號鎘富集及轉(zhuǎn)運系數(shù)均高于草原三號，在外源硒的影響下降幅也更大，更易受外源硒的影響。

圖4 鎘脅迫下葉面施硒對紫花苜蓿鎘吸收與轉(zhuǎn)運的影響Fig.4 Effect of foliar spraying of selenium fertilizer on cadmium uptake and transport in alfalfa under cadmium stress

2.5 葉面噴施硒肥下紫花苜蓿中硒和鎘的累積效果相關(guān)性分析

鎘濃度為1 mg·kg-1、施硒量為50 mg·kg-1時，紫花苜蓿總硒、SeMet 含量和鎘含量相關(guān)性分析結(jié)果（圖5）表明，總硒與SeMet 顯著正相關(guān)（P＜0.05），鎘含量與總硒、SeMet 顯著負相關(guān)，硒-鎘之間有拮抗作用。中苜一號紫花苜蓿的硒-鎘相關(guān)系數(shù)小于草原三號，說明中苜一號植株體內(nèi)硒-鎘拮抗作用強烈。鎘濃度為1 和10 mg·kg-1時，草原三號的硒-鎘相關(guān)系數(shù)相差不大，說明草原三號施硒處理后硒-鎘之間的拮抗作用與鎘濃度相關(guān)性較差。中苜一號在鎘濃度為1 mg·kg-1時硒-鎘的相關(guān)系數(shù)最小，說明在此條件下富硒降鎘效果最佳。低濃度鎘污染中硒-鎘拮抗作用顯著，富硒降鎘效果更好。

圖5 紫花苜蓿總硒、SeMet、鎘含量之間的相關(guān)性Fig.5 Correlation of total selenium， SeMet and cadmium content in alfalfa

3 討論

3.1 葉面噴施硒肥對紫花苜蓿生長特征及富硒量的影響

葉面噴施硒肥對紫花苜蓿的株高和生物量有促進作用，但濃度過高，紫花苜蓿生長受到抑制，這與胡華鋒等［19］的研究結(jié)果一致，葉面施硒增加苜蓿的產(chǎn)草量，且產(chǎn)草量隨施硒量的增加先升后降。硒可以促進植物的光合作用［24-25］，從而促進植物生長發(fā)育。基于作物對硒的耐受性，外源硒可以影響作物的生長發(fā)育及其產(chǎn)量。低劑量硒補充有良好的促進作用，而高劑量硒補充會引起毒性效應(yīng)［26］。施硒濃度過高造成紫花苜蓿細胞中硒的累積，硒與硫的化學結(jié)構(gòu)相似，在植物體內(nèi)具有相同的代謝途徑，競爭參與生化反應(yīng)，造成植物生物量減少而無明顯癥狀［4］。葉面噴施硒肥促進紫花苜蓿體內(nèi)硒含量以及SeMet 含量的增加，施硒量與紫花苜蓿中總硒和SeMet 含量顯著正相關(guān)，在各組織中的分布為：葉＞莖＞根，葉片的有機硒轉(zhuǎn)化率最高。葉面噴施硒肥后硒主要是通過氣孔進入植物體內(nèi)，在葉綠體中通過硫的同化代謝途徑轉(zhuǎn)化為有機態(tài)硒儲存在植物體內(nèi)［27］，然后傳輸至根部。所以葉片中總硒及SeMet 含量最高，有機硒的轉(zhuǎn)化率也最高。同等條件下，中苜一號的株高低于草原三號，但是生物量、根莖葉中總硒、SeMet 含量均高于草原三號，這與品種及遺傳物質(zhì)有關(guān)。

3.2 葉面噴施硒肥對紫花苜蓿中鎘累積效果的影響

紫花苜蓿的鎘含量、鎘轉(zhuǎn)運系數(shù)和鎘富集系數(shù)均隨著施硒量的增加而降低，施硒量越高，下降越顯著，鎘含量的分布規(guī)律為：根＞葉＞莖。鎘含量與施硒量顯著負相關(guān)，低濃度鎘污染土壤比高濃度鎘污染更為顯著，與Jiang等［28］的試驗結(jié)果一致。Jiang 等［28］的研究發(fā)現(xiàn)葉面施硒使糙米中的鎘降低了40.19%，然而在高濃度鎘污染土壤中降鎘效果被削弱，硒提高了水稻的抗氧化活性、谷胱甘肽和蛋白質(zhì)含量以及產(chǎn)量，降低了丙二醛和脯氨酸含量，影響鎘的累積，減少鎘向水稻莖葉的轉(zhuǎn)運，但在高濃度鎘污染脅迫下，硒緩解效應(yīng)減弱。Xu 等［29］發(fā)現(xiàn)施硒可改變鎘脅迫下水稻的亞細胞結(jié)構(gòu)、化學形態(tài)和抗氧化防御系統(tǒng)，從而影響鎘的累積和轉(zhuǎn)運。富集系數(shù)越大，農(nóng)作物吸收某些重金屬的能力越強，越容易受到土壤重金屬污染的影響［30］。未施硒時，中苜一號的鎘轉(zhuǎn)運和富集系數(shù)小于草原三號，說明草原三號受鎘污染的影響較大。施硒后中苜一號的鎘轉(zhuǎn)運和富集系數(shù)大于草原三號，說明中苜一號的鎘累積效果更易受硒的影響。

3.3 葉面噴施硒肥對紫花苜蓿中鎘累積效果的影響機制

葉面噴施硒肥有助于紫花苜蓿硒的富集，降低鎘的累積。硒-鎘在植物中的作用機理如下： 1）鎘導致生物體內(nèi)活性氧的累積［31-32］，損害植物體內(nèi)的光合器官，抑制植物生長［33］，硒的抗氧化作用降低了鎘產(chǎn)生的過量活性氧，使得植物細胞正常生長繁殖，因此，硒抑制鎘脅迫；但在高濃度鎘脅迫下，硒對鎘的緩解作用減弱［34-37］。2）硒通過增加木質(zhì)素含量和細胞壁厚度來提高細胞壁的機械力，外源硒的含量越高，硒通過木質(zhì)素合成相關(guān)基因的表達越高，細胞壁木質(zhì)素含量就越高，從而抑制植物細胞對鎘的吸收［29，38-39］。添加外源硒下調(diào)水稻根部與鎘吸收相關(guān)的基因，上調(diào)木質(zhì)素相關(guān)的代謝物的基因來提高細胞壁木質(zhì)素的含量，釋放更多的官能團，如C-O-C（或OH-或-O-）和CO（羧基、碳酰或酰胺）等來實現(xiàn)水稻根部鎘含量的降低［40-41］。3）添加外源硒后，植物體內(nèi)的硒和鎘可能會生成硒-鎘復合物，減少了植株對鎘的吸收轉(zhuǎn)移，從而降低其生理生化毒性［42］。硒對鎘脅迫的保護機制可能與消除代謝活躍的細胞部位的鎘有關(guān)，硒競爭細胞上重金屬的特定結(jié)合位點，抑制重金屬在植物體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化［36］。本研究中紫花苜蓿施硒處理后的富硒降鎘的機理有待進一步探究。

4 結(jié)論

通過研究不同鎘污染濃度下葉面施硒對紫花苜蓿生長及硒、鎘累積效果的影響，獲得以下結(jié)論： 1）葉面施硒對兩個品種紫花苜蓿株高和生物量有促進作用，同等條件下以中苜一號在鎘含量為1 mg·kg-1、施硒量為50 mg·kg-1時促進效果最佳；2）葉面施硒顯著促進了兩個品種紫花苜蓿各器官中硒的富集效果，同等條件下以中苜一號在鎘含量為1 mg·kg-1、施硒量為100 mg·kg-1時促進效果最佳；3）施硒量與苜蓿各器官中鎘含量顯著負相關(guān)，與低濃度鎘污染相比，高濃度鎘污染下葉面噴施硒肥對紫花苜蓿的降鎘效果更為顯著（P＜0.05），同等條件下中苜一號的鎘含量低于草原三號。從株高、硒含量、鎘含量等指標綜合來看，在鎘含量為1 mg·kg-1、施硒量為50 mg·kg-1時，中苜一號的富硒降鎘效果高于草原三號，品種優(yōu)勢明顯。