程貝 韓如冰 劉家齊

摘要：研究不同品種苜蓿在硒溶液處理?xiàng)l件下的發(fā)芽特性，比較其耐硒性，為富硒紫花苜蓿的栽植利用提供依據(jù)。試驗(yàn)采用水培法，以WL343HQ、WL353LH、WL363HQ、WL903、勁能5010、拉迪諾、甘農(nóng)5號(hào)等7種苜蓿種子為研究對(duì)象，設(shè)置5個(gè)亞硒酸鈉梯度，分別為0、8.647、17.294、25.941、34.588 mg/L。試驗(yàn)使用人工培養(yǎng)箱，以濾紙作為發(fā)芽床，每個(gè)品種3次重復(fù)試驗(yàn)，單因素分析。根據(jù)發(fā)芽率、苗長(zhǎng)、鮮質(zhì)量、活力指數(shù)等指標(biāo)來評(píng)判各個(gè)品種的耐硒能力以及分析隨著硒濃度的增加各個(gè)指標(biāo)的變化。結(jié)果表明，隨著硒濃度的增加，發(fā)芽率、苗長(zhǎng)、鮮質(zhì)量、活力指數(shù)都呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，各個(gè)濃度之間差異顯著（P<0.05）;通過綜合比較7種紫花苜蓿品種的各個(gè)指標(biāo)，耐硒能力表現(xiàn)為甘農(nóng)5號(hào)>WL343HQ=WL903>勁能5010>WL363HQ>拉迪諾>WL353LH。

關(guān)鍵詞：紫花苜蓿;發(fā)芽勢(shì);發(fā)芽率;耐硒能力;活力指數(shù)

硒 （selenium） 為半金屬元素，最先被瑞典科學(xué)家Berzelius于1817年發(fā)現(xiàn)，并被命名為“月亮女神”[1]。微量元素硒有著自身特殊的生化特性，在動(dòng)植物的生理過程中起著重要作用[2]，對(duì)人畜健康有著重要影響，例如硒有抗氧化、抗癌、調(diào)節(jié)免疫力等作用，人體和動(dòng)物體不能自發(fā)合成硒，且硒在人體內(nèi)易排泄，因此人體必須每天攝入一定量的硒來保證機(jī)體正常的代謝[3]。但是我國(guó)大部分土壤中缺乏微量元素硒，所以僅靠自然生長(zhǎng)的植物很難滿足動(dòng)植物對(duì)硒的生長(zhǎng)需要。對(duì)作物施硒可提高食物鏈中的硒水平[4]，牧草施用硒肥對(duì)解決低硒地區(qū)的人畜補(bǔ)硒問題有著重要意義[5]。已經(jīng)證明植物在硒的生態(tài)鏈中可以更有效地將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒，而人和動(dòng)物對(duì)有機(jī)硒的吸收與利用遠(yuǎn)大于無機(jī)硒，我國(guó)屬于缺硒國(guó)家，但仍發(fā)現(xiàn)有少量富硒地區(qū)，并根據(jù)各地區(qū)特點(diǎn)，在這些典型區(qū)域內(nèi)開發(fā)了多種富硒農(nóng)牧產(chǎn)品，如湖北恩施和陜西紫陽的富硒茶，可見富硒植物開發(fā)潛力巨大[6-7]。

紫花苜蓿 （Medicago sativa L.）簡(jiǎn)稱苜蓿，是古老的牧草，原產(chǎn)于伊朗，現(xiàn)分布于世界各國(guó)[8]，是世界上分布最廣、種植面積最大的深根多年生豆科牧草，具有“牧草之王”的稱號(hào)[9]，是我國(guó)分布最廣泛和栽培最早及利用效益最高的豆科類牧草之一[10]，含有豐富的粗蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽和氨基酸[11]，配比合理，堪稱畜禽最好的牧草[12]。同時(shí)，它能保持水土、培肥地力、增加飼料[13]，兼有菜用、藥用、保健等多種功能，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及食品、飲料、醫(yī)藥生產(chǎn)等各個(gè)行業(yè)[14-19]。紫花苜蓿有著強(qiáng)烈的蒸騰作用和根系吸水能力[20]，目前對(duì)不同品種紫花苜蓿的耐鹽性[21]、耐鎘性[22]已經(jīng)有很多研究，但對(duì)紫花苜蓿耐硒性的研究較少。

本試驗(yàn)以紫花苜蓿為研究對(duì)象，使亞硒酸鈉溶液作用于紫花苜蓿種子，比較不同紫花苜蓿對(duì)硒的耐受性，以期為富硒紫花苜蓿的栽植利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試驗(yàn)種子 試驗(yàn)材料為7種不同品種的苜蓿種子，分別為WL343HQ、WL353LH、WL363HQ、WL903、勁能5010、拉迪諾、甘農(nóng)5號(hào)，詳見表1。

1.1.2 試驗(yàn)試劑 亞硒酸鈉配制溶液。

1.1.3 試驗(yàn)儀器 人工氣候培養(yǎng)箱、1 L容量瓶、100 mL容量瓶、培養(yǎng)皿（直徑為9 mm）、濾紙、萬分之一天平、燒杯、玻璃棒、游標(biāo)卡尺等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采用水培法。每個(gè)品種3次重復(fù)，以蒸餾水作為對(duì)照。

1.2.1 配制溶液 本試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)亞硒酸鈉的濃度梯度，分別為0、8.647、17.294、25.941、34.588 mg/L。準(zhǔn)確稱量1.729 4 g Na2SeO3，用蒸餾水定容至1 L，得到1 729.4 mg/L硒標(biāo)準(zhǔn)溶液。0 mg/L：取蒸餾水定容到100 mL的容量瓶中;8.647 mg/L：取0.5 mL的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液用蒸餾水定容到100 mL容量瓶;17.294 mg/L：取1 mL硒標(biāo)準(zhǔn)溶液用蒸餾水定容到100 mL容量瓶;25.941 mg/L：取1.5 mL硒標(biāo)準(zhǔn)溶液用蒸餾水定容到100 mL容量瓶;34.588 mg/L：取2 mL的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液用蒸餾水定容到100 mL容量瓶。

1.2.2 整理種子 挑選顆粒大小均勻且飽滿的種子，將選取的苜蓿種子均勻地平鋪于鋪有雙層濾紙的9 mm玻璃培養(yǎng)皿中，每皿50粒，3次重復(fù)。相應(yīng)的不同品種做好標(biāo)記;在放入人工培養(yǎng)箱前對(duì)應(yīng)不同品種分別滴入等量相應(yīng)濃度梯度的硒溶液并做好標(biāo)記，保持基質(zhì)濕潤(rùn)。

1.2.3 調(diào)節(jié)人工培養(yǎng)箱 分別調(diào)節(jié)光照時(shí)間為 18 h、黑暗時(shí)間為6 h，光照時(shí)溫度為25 ℃，黑暗時(shí)溫度為 22 ℃，人工培養(yǎng)箱內(nèi)相對(duì)濕度為70%，光照度為 8 000 lx。放入人工培養(yǎng)箱時(shí)室內(nèi)的光照度須與人工培養(yǎng)箱內(nèi)的光照度保持一致。每天定時(shí)觀察培養(yǎng)皿中基質(zhì)的狀態(tài)，使濾紙保持浸潤(rùn)狀態(tài)。

1.2.4 測(cè)量指標(biāo) 根據(jù)GB/T 3543—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》中的試驗(yàn)要求，從種子放入培養(yǎng)箱中的第2天開始，每天定時(shí)察看并記錄種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的情況（當(dāng)胚根伸出種皮時(shí)即為發(fā)芽），確保種子處于正常的試驗(yàn)運(yùn)作之中，試驗(yàn)于4 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，于10 d后計(jì)算發(fā)芽率，對(duì)種子的鮮質(zhì)量、苗長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定和記錄，試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算公式如下：

式中：Gt為10 d內(nèi)的發(fā)芽個(gè)數(shù)，個(gè);T為培養(yǎng)皿中的種子個(gè)數(shù)，此試驗(yàn)為50個(gè);Gt′為4 d內(nèi)種子萌發(fā)的個(gè)數(shù)，個(gè);Dt為在數(shù)發(fā)芽率當(dāng)天到放種子那天的天數(shù)，d，本試驗(yàn)為10 d;S為單株幼苗的平均鮮質(zhì)量，g。

苗長(zhǎng)：種子發(fā)芽10 d后，從每個(gè)培養(yǎng)皿中隨機(jī)取出10株，用游標(biāo)卡尺測(cè)定并記錄苗長(zhǎng)，計(jì)算單株平均值。

鮮質(zhì)量：種子發(fā)芽10 d后，從每個(gè)培養(yǎng)皿中隨機(jī)取出10株，測(cè)量并記錄10株幼苗的鮮質(zhì)量，計(jì)算單株平均值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016畫圖和整理計(jì)算數(shù)據(jù)，采用SPSS 21.0作方差分析。在分析中，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 硒脅迫對(duì)不同品種紫花苜蓿種子發(fā)芽勢(shì)的影響

由表2可知，在硒脅迫處理下，不同品種紫花苜蓿的發(fā)芽勢(shì)受到不同影響。當(dāng)硒濃度為0 mg/L時(shí)，WL353LH、勁能5010的發(fā)芽勢(shì)較其他品種的發(fā)芽勢(shì)低，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為8.647 mg/L時(shí)，WL343HQ、WL353LH、勁能5010的發(fā)芽勢(shì)較其他品種的發(fā)芽勢(shì)低，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為17.294 mg/L時(shí)，WL353LH、WL363HQ、甘農(nóng)5號(hào)的發(fā)芽勢(shì)較其他品種高，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為25.941 mg/L時(shí)，WL363HQ、拉迪諾、甘農(nóng)5號(hào)的發(fā)芽勢(shì)較其他品種的高，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為34.588 mg/L時(shí)，WL343HQ、勁能5010的發(fā)芽勢(shì)較其他品種的發(fā)芽勢(shì)低，差異顯著（P<0.05）。

2.2 硒脅迫對(duì)不同品種紫花苜蓿種子發(fā)芽率的影響

由表3可知，當(dāng)硒濃度為0 mg/L時(shí)，WL363HQ、WL903、甘農(nóng)5號(hào)的發(fā)芽率較其他品種的高，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為8.647 mg/L時(shí)，拉迪諾、甘農(nóng)5號(hào)的發(fā)芽率較其他品種的高，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為17.294 mg/L時(shí)，WL363HQ、勁能5010、甘農(nóng)5號(hào)的發(fā)芽率較其他品種的高，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為25.941 mg/L時(shí)，WL363HQ、甘農(nóng)5號(hào)的發(fā)芽率較其他品種的高，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為 34.588 mg/L 時(shí)，WL903、拉迪諾、甘農(nóng)5號(hào)的發(fā)芽率較其他品種的高，差異顯著（P<0.05）。當(dāng)硒濃度為0～34.588 mg/L范圍內(nèi)，WL343HQ、WL353LH與甘農(nóng)5號(hào)的發(fā)芽率均存在顯著差異（P<0.05），三者中甘農(nóng)5號(hào)的品種發(fā)芽率最高，WL343HQ、WL353LH的發(fā)芽率較低。

2.3 硒脅迫對(duì)不同品種紫花苜蓿苗長(zhǎng)的影響

由表4可知，當(dāng)硒濃度為0～17.294 mg/L時(shí)，不同品種紫花苜蓿間苗長(zhǎng)差異不顯著;當(dāng)硒濃度為25.941 mg/L時(shí)，WL363HQ、勁能5010、拉迪諾較其他品種苗長(zhǎng)短，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為34.588 mg/L時(shí)，WL343HQ較其他品種苗長(zhǎng)短，差異顯著（P<0.05）。勁能5010和拉迪諾的苗長(zhǎng)在5個(gè)硒濃度處理下差異均不顯著，WL353LH、WL903和甘農(nóng)5號(hào)的苗長(zhǎng)在5個(gè)硒濃度下差異的不顯著。當(dāng)硒濃度為0～17.294 mg/L時(shí)，對(duì)不同品種紫花苜蓿的生長(zhǎng)沒有顯著性影響;當(dāng)硒濃度≥25.941 mg/L時(shí)，苗長(zhǎng)出現(xiàn)顯著差異（P<0.05），硒溶液對(duì)苗長(zhǎng)有了抑制作用;當(dāng)硒濃度為34.588 mg/L時(shí)，甘農(nóng)5號(hào)的苗長(zhǎng)最長(zhǎng)，WL343HQ的苗長(zhǎng)最短，且差異顯著（P<0.05），說明甘農(nóng)5號(hào)的耐硒性最好，WL343HQ的耐硒性最差。

2.4 硒脅迫對(duì)不同品種紫花苜蓿鮮質(zhì)量的影響

由表5可知，當(dāng)硒濃度為0 mg/L時(shí)，勁能5010和拉迪諾的鮮質(zhì)量較其他品種的小，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為8.647 mg/L時(shí)，各品種的鮮質(zhì)量均差異不顯著;當(dāng)硒濃度為17.294 mg/L時(shí)，WL363HQ和拉迪諾的鮮質(zhì)量較其他品種的小，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為25.941 mg/L時(shí)，WL343HQ、WL903和甘農(nóng)5號(hào)的鮮質(zhì)量較其他品種的大，差異顯著（P<0.05）;當(dāng)硒濃度為34.588 mg/L 時(shí)，WL903和拉迪諾的鮮質(zhì)量較其他品種的小，差異顯著（P<0.05）。

2.5 硒脅迫對(duì)不同品種紫花苜蓿發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖1可知，在不同程度硒脅迫下，不同品種紫花苜蓿種子的發(fā)芽指數(shù)受到不同程度的影響。當(dāng)硒濃度為34.588 mg/L時(shí)，紫花苜蓿種子的發(fā)芽指數(shù)全部明顯降低，在此濃度下，紫花苜蓿種子的萌發(fā)受到抑制作用;當(dāng)硒濃度為0～25.941 mg/L時(shí)，發(fā)芽指數(shù)折線圖比較平緩，在此濃度范圍內(nèi)，紫花苜蓿種子能夠正常發(fā)芽。還可以看出，當(dāng)硒濃度為34.588 mg/L時(shí)，紫花苜蓿種子的萌發(fā)受到抑制，但甘農(nóng)5號(hào)的發(fā)芽指數(shù)優(yōu)于其他品種，說明甘農(nóng)5號(hào)的耐硒性優(yōu)于其他品種。

2.6 硒脅迫對(duì)不同品種紫花苜蓿活力指數(shù)的影響

由圖2可知，在不同程度硒脅迫下，不同品種紫花苜蓿的活力指數(shù)受到不同程度的影響?？傮w來看，活力指數(shù)隨著硒濃度的增加而降低。當(dāng)硒濃度為34.588 mg/L時(shí)，活力指數(shù)明顯降低，驗(yàn)證了高濃度的硒溶液對(duì)紫花苜蓿生長(zhǎng)有抑制作用;當(dāng)硒溶液濃度為8.647～25.941 mg/L時(shí)，活力指數(shù)的折線圖比較平緩，在此范圍內(nèi)紫花苜蓿能夠正常生長(zhǎng);當(dāng)硒溶液濃度為34.588 mg/L時(shí)，紫花苜蓿的活力指數(shù)受到抑制，但甘農(nóng)5號(hào)的活力指數(shù)較高，說明甘農(nóng)5號(hào)的耐硒性優(yōu)于其他品種。

2.7 不同品種綜合耐硒性系數(shù)比較

為了消除品種間固有的生物學(xué)特性差異，在分析過程中均采用相對(duì)值。某一指標(biāo)的相對(duì)值在不同品種下，大小順序是不一樣的，因此不能單憑某一指標(biāo)下的相對(duì)值大小來評(píng)價(jià)品種的耐硒能力，而應(yīng)從整體上進(jìn)行分析。本試驗(yàn)中根據(jù)每個(gè)苜蓿品種不同濃度硒脅迫下各個(gè)發(fā)芽指標(biāo)（發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、活力指數(shù)、苗長(zhǎng)、鮮質(zhì)量）相對(duì)值的平均值，從小到大分別賦值為1～7來計(jì)算不同苜蓿品種的耐硒性系數(shù)，綜合評(píng)價(jià)7個(gè)苜蓿品種的耐硒能力差異[23]。

由表6可以推斷，各品種的耐硒能力表現(xiàn)為甘農(nóng)5號(hào)>WL343HQ=WL903>勁能5010>WL363HQ>拉迪諾>WL353LH。

3 討論

紫花苜蓿種子的發(fā)芽和生長(zhǎng)指標(biāo)是衡量紫花苜蓿種子品質(zhì)的關(guān)鍵，在亞硒酸鈉溶液脅迫試驗(yàn)中，紫花苜蓿不同品種在相同溶液中種子發(fā)芽率的差異表明它們對(duì)硒耐受性的不同。

參照世界其他國(guó)家居民硒攝入量在250 μg/d 以下的情況，建議我國(guó)居民膳食硒供給量為 50 μg/d，生理需要量適宜范圍為 50～250 μg/d，最高安全量為 400 μg/d，高硒區(qū)最大安全攝入量為 550 μg/d[24]。我國(guó)72%的土壤缺硒，生產(chǎn)的牧草、飼料不能滿足動(dòng)物對(duì)硒的營(yíng)養(yǎng)需求，添加富硒牧草可以顯著提高蛋雞糞硒含量，糞硒含量與添加富硒牧草硒含量呈顯著正相關(guān)[25]。紫花苜蓿對(duì)硒的吸收和貯存能力不容小覷，它是將無機(jī)硒進(jìn)行有機(jī)化的優(yōu)良載體。但北方牧區(qū)作為我國(guó)重要的苜蓿生產(chǎn)基地，土壤中硒的含量并不高，易造成苜蓿的硒缺乏[26]。因此本試驗(yàn)采用7種紫花苜蓿品種為試驗(yàn)材料，比較其對(duì)硒的耐受性，為紫花苜蓿的富硒研究提供依據(jù)。

紫花苜蓿種子的發(fā)芽和生長(zhǎng)指標(biāo)是衡量紫花苜蓿種子的關(guān)鍵，在亞硒酸鈉溶液脅迫試驗(yàn)中，不同品種紫花苜蓿在相同溶液中種子發(fā)芽率的差異表示其對(duì)硒的耐受性。

張弛等研究發(fā)現(xiàn)，植物吸收硒的形態(tài)以硒酸鹽、亞硒酸鹽和有機(jī)硒為主，硒以硒酸鹽、亞硒酸鹽或有機(jī)硒的形式被植物吸收，植物的根和葉都具有一定的吸收能力，吸收硒的主要形態(tài)是 Se4+和 Se6+2種價(jià)態(tài)，Se6+被吸收需要能量，Se4+被吸收為主動(dòng)吸收過程[6]，因此本試驗(yàn)采用亞硒酸鈉溶液為紫花苜蓿的營(yíng)養(yǎng)液。郭秋菊等研究發(fā)現(xiàn)，硒能促進(jìn)種子萌發(fā)，如硒酸鈉溶液可促進(jìn)蕎麥（Fagopyrum esculentum） 、大豆（Glycine max）、花生（Arachis hypogaea） 、蕓豆（Phaseolus vulgaris） 等種子的發(fā)芽，但這種促進(jìn)作用與硒濃度有密切關(guān)系[27];高揚(yáng)等研究發(fā)現(xiàn)，硒元素具有二重性[28];陳利云等的研究表明，單獨(dú)施加5 mg/kg的硒元素能促進(jìn)紫花苜蓿的生長(zhǎng)，單株株高增高0.73 cm，但與對(duì)照間差異不顯著，鮮質(zhì)量和干質(zhì)量分別增加15.31%、19.8%，與對(duì)照間差異顯著（P<0.05）[29]。翁伯琦等研究發(fā)現(xiàn)，硒肥用量低于150 g/hm2時(shí)，圓葉決明（Chamaecrista rotundifolia）的株高、莖葉干質(zhì)量及總生物量隨著施硒量的提高而逐漸提高，在 150 g/hm2 時(shí)，產(chǎn)量增幅下降，隨著施硒量的增加，紫花苜蓿草產(chǎn)量呈先升高后降低的趨勢(shì)[30]。劉芳等研究發(fā)現(xiàn)，以施硒量為0.45 kg/hm2效果最好，分枝期、現(xiàn)蕾期、初花期施硒處理的產(chǎn)草量分別比對(duì)照高540.93、670.43、243.99 kg/hm2，施硒量高于此劑量時(shí)，產(chǎn)量增幅下降[5]。本試驗(yàn)中，有些品種在硒濃度為8.647 mg/L時(shí)的發(fā)芽率比以蒸餾水為營(yíng)養(yǎng)液時(shí)的發(fā)芽率高，說明低濃度的硒溶液對(duì)紫花苜蓿的發(fā)芽是有促進(jìn)作用的，在34.588 mg/L時(shí)，各個(gè)品種所有指標(biāo)都明顯降低，說明高濃度硒溶液對(duì)紫花苜蓿品種種子的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，這與田春麗的試驗(yàn)中適量施硒可對(duì)農(nóng)作物的生長(zhǎng)起促進(jìn)作用，過量則會(huì)抑制植物生長(zhǎng)，甚至產(chǎn)生毒害作用的結(jié)論[24]是一致的。

4 結(jié)論

各個(gè)苜蓿的品種在低濃度硒溶液中能夠生長(zhǎng)，高濃度的硒溶液會(huì)抑制紫花苜蓿生長(zhǎng);7種紫花苜蓿種子的耐硒能力表現(xiàn)為甘農(nóng)5號(hào)>WL343HQ=WL903>勁能5010>WL363HQ>拉迪諾>WL353LH;7種紫花苜蓿中甘農(nóng)5號(hào)的耐硒能力最強(qiáng)。

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