作物杂志, 2023, 39(4): 215-223 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2023.04.031

生理生化·植物营养·栽培耕作

叶面喷硒对燕麦品种硒积累的影响及品种综合性状评价

李越,1, 宁丹1, 吕玉峰1, 张斌1, 薛志强2, 贾举庆1, 冯美臣1, 宋晓彦1, 张美俊,1, 杨武德1

1杂粮种质资源创新与分子育种国家实验室(筹)/山西农业大学农学院,030801,山西晋中

2山西农业大学生态农牧研究所,037200,山西朔州

Effects of Foliar Spraying Selenium on Selenium Accumulation of Oat Varieties and Evaluation of Their Comprehensive Traits

Li Yue,1, Ning Dan1, Lü Yufeng1, Zhang Bin1, Xue Zhiqiang2, Jia Juqing1, Feng Meichen1, Song Xiaoyan1, Zhang Meijun,1, Yang Wude1

1National Laboratory of Minor Crops Germplasm Innovation and Molecular Breeding (in Preparation)/College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Jinzhong 030801, Shanxi, China

2Ecological Agriculture and Animal Husbandry Research Institute, Shanxi Agricultural University, Shuozhou 037200, Shanxi, China

通讯作者: 张美俊,研究方向为杂粮种质创新,E-mail:meijunz@126.com

收稿日期: 2022-03-1   修回日期: 2022-04-6  

基金资助: 杂粮种质资源创新与分子育种国家实验室(筹)自主研发项目(202204010910001-26)
山西农业大学生物育种工程项目(YZGC107)

Received: 2022-03-1   Revised: 2022-04-6  

作者简介 About authors

李越,主要从事燕麦栽培生理研究,E-mail:l635642675@163.com

摘要

为揭示喷硒对燕麦硒积累的影响,并评价筛选喷硒后燕麦产量和品质综合性状优良燕麦品种,以24份燕麦品种为材料,设置3个喷施浓度(亚硒酸钠用量为0、80、160g/hm2),抽穗期进行叶面喷硒。结果表明,燕麦成熟期叶片硒含量随喷硒浓度提高增幅最大,其次为籽粒。喷硒降低24份燕麦籽粒硒含量变异水平。喷硒下,籽粒硒含量差异最大,根硒含量差异最小。叶面喷施80g/hm2的亚硒酸钠时,籽粒硒含量最高的品种可达0.30mg/kg;喷施160g/hm2亚硒酸钠时,24份燕麦品种籽粒硒含量均超多数文献提到的食物或可食材料硒限量标准(0.300mg/kg)。喷硒也会影响籽粒蛋白质、脂肪和β-葡聚糖含量的变异程度。在叶面喷施80g/hm2亚硒酸钠时,燕麦产量与未喷硒均无显著差异;燕麦籽粒硒含量与脂肪、β-葡聚糖含量存在显著正相关,相关系数分别为0.63和0.42;GYT双标图基于产量,兼顾硒、蛋白质、脂肪和β-葡聚糖含量,24份燕麦品种综合值排名前5位的依次为品燕1号、Banner、OA1576-4、白燕10号和品燕2号。

关键词: 燕麦; 叶面喷硒; 硒积累; 综合性状评价

Abstract

In order to reveal the effects of spraying selenium on the selenium accumulation in oats, and evaluate and screen excellent comprehensive traits oats varieties based on yield and quality after spraying selenium, 24 oats varieties were used as research materials, three spraying concentrations were set (sodium selenite dosage was 0, 80, 160g/ha) to spray on leaves at heading stage. The results showed that selenium content in oats leaves had the highest increase with increasing spraying selenium concentration at mature stage, with selenium content in grains in turn. The spraying selenium decreased the variation degree of grain selenium content. Under the same selenium concentration, the differences of selenium contents in grains among 24 oats varieties were the greatest, however, and the least in roots. When 80g/ha sodium selenite was sprayed, the highest selenium content in grains was 0.30mg/kg, but when the spraying concentration was 160g/ha, the grain selenium contents of 24 oats varieties all exceeded the limitations for selenium content in foods or edible materials from most of different literatures (0.300mg/kg). The variation levels of grain protein, fat and β-glucan contents were also changed by spraying selenium. When spraying 80g/ha sodium selenite, the yields of oats had no significant difference compared with the treatment of spraying 0g/ha; correlation analysis showed that there was a significant positive correlation between selenium content and contents of fat and β-glucan, with correlation coefficients 0.63 and 0.42, respectively. GYT biplot analysis based on yield and considering grain selenium, protein, fat and β-glucan contents showed that the top five oat varieties were Pinyan 1, Banner, OA1576-4, Baiyan 10 and Pinyan 2 in turn.

Keywords: Oat; Foliar spraying selenium; Selenium accumulation; Comprehensive trait evaluation

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本文引用格式

李越, 宁丹, 吕玉峰, 张斌, 薛志强, 贾举庆, 冯美臣, 宋晓彦, 张美俊, 杨武德. 叶面喷硒对燕麦品种硒积累的影响及品种综合性状评价. 作物杂志, 2023, 39(4): 215-223 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2023.04.031

Li Yue, Ning Dan, Lü Yufeng, Zhang Bin, Xue Zhiqiang, Jia Juqing, Feng Meichen, Song Xiaoyan, Zhang Meijun, Yang Wude. Effects of Foliar Spraying Selenium on Selenium Accumulation of Oat Varieties and Evaluation of Their Comprehensive Traits. Crops, 2023, 39(4): 215-223 doi:10.16035/j.issn.1001-7283.2023.04.031

燕麦(Avena L.)是禾本科燕麦属一年生草本植物,可被用作粮食、饲料及饲草[1]。裸燕麦(Avena sativa L. subspp. nuda)和皮燕麦(Avena sativa L.)在我国均有种植,因富含β-葡聚糖和亚油酸等多种功能成分备受大众喜爱。硒是人体必需的微量元素,我国大约72%的地区存在不同程度的缺硒或低硒[2],硒缺乏会导致克山病和大骨节病等[3]。Lyons等[4]研究表明,常见禾谷类作物硒吸收能力排序为小麦>水稻>玉米>大麦>燕麦,可见燕麦对硒的积累能力在禾谷类作物中较弱。因此,生产富硒燕麦在未来品质支撑农作物产业中使燕麦产业有更广阔的发展前景[5-6]

土壤施硒可显著提高作物籽粒硒含量[7-9]。等量施硒条件下,土壤施硒较叶面施硒能更有效提高水稻籽粒硒含量,土壤施硒水稻籽粒硒含量为叶面喷硒处理的5.3倍[10],但有研究[11]表明,硒酸盐和亚硒酸盐施入土壤后易被土壤吸附固定,降低植物的利用程度。因此,目前硒富集研究多聚焦于叶面喷硒。有研究[12]表明,喷硒后,水稻叶、茎、精米硒含量均显著提高,表现为叶>茎>精米。叶面喷施150g/hm2纯硒,小麦籽粒硒含量可达3101μg/kg[13];叶面喷施116g/hm2亚硒酸钠,小麦籽粒硒含量可达647.8μg/kg[14],以上2个研究均显示叶面喷硒对小麦籽粒产量无显著影响。叶面喷硒可提高小麦各部位硒含量,提高小麦产量、穗数、穗粒数及千粒重,但对籽粒粗蛋白、粗纤维、面筋和脂肪含量的影响各有不同[15]。在黑小麦孕穗期对叶面喷施浓度10~20mg/L的亚硒酸钠,可显著提高黑小麦籽粒硒含量,对黑小麦产量无显著影响[16]。叶面喷施67.84g/hm2亚硒酸钠不仅可提高谷子籽粒硒含量,还可改善谷子粗蛋白、脂肪、赖氨酸和叶酸等营养品质[17]。谷子叶面喷施4种不同硒肥均可提高谷子籽粒硒含量和产量[18]。可见,叶面喷施适量硒,在不降低作物产量和品质情况下,应是提高作物籽粒硒含量的一个快速安全的有效渠道。

同一作物不同品种吸收、转运和积累硒的能力有差异[19-21],且硒处理后产量和品质对硒的响应也不同[17,21]。目前喷硒对不同燕麦品种硒积累、产量和品质影响的研究较少。因此本研究采用在晋北地区推广种植的24份燕麦品种,于抽穗期喷硒,揭示喷硒对燕麦成熟期硒积累的影响,并采用GYT双标图评价产量和品质综合性状优良的燕麦品种,为筛选和开发富硒功能性燕麦提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2020年在山西省朔州市平鲁区试验基地(111′52′~112°41′ E,39°21′~39°58′ N)进行。平均海拔约1800m,多年平均气温5.5℃,无霜期105d,年均降水量420mm,雨季集中在6-10月,属北温带大陆性气候。耕作层土壤(0~20cm)含有机质9.17g/kg、碱解氮40.98mg/kg、速效磷6.12mg/kg、速效钾162.97mg/kg,pH 7.68,硒含量0.17mg/kg。

1.2 供试材料

试验燕麦品种共24份,其中22份来源于中国农业科学院国家农作物种质资源保存中心,2份来源于加拿大农业部(品种名为Banner和OA1576- 4)。24份品种中有19份裸燕麦和5份皮燕麦。信息如表1所示。试验所用硒源为亚硒酸钠(Na2SeO3)。

表1   供试燕麦品种信息

Table 1  Test oat varieties information

编号
Code
品种名称
Variety
name
裸(皮)
Naked
(hulled)
编号
Code
品种名称
Variety
name
裸(皮)
Naked
(hulled)
1白燕1号13坝莜1号
2白燕2号14坝莜8号
3白燕3号15坝莜18号
4白燕4号16晋燕8号
5白燕5号17晋燕12号
6白燕6号18晋燕13号
7白燕7号19晋燕17号
8白燕8号20晋燕18号
9白燕10号21燕科1号
10品燕1号22陇燕2号
11品燕2号23Banner
12品燕5号24OA1576-4

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1.3 试验设计

试验采用裂区设计,喷硒浓度为主区,品种为副区。5月21日播种,小区面积2m2(2m×1m),每小区种植5行燕麦,行距25cm,每米播种100粒,小区间隔1m。在燕麦抽穗期进行叶面喷硒,根据前期多年在山西省朔州市平鲁区的试验结果,设3个亚硒酸钠用量水平,分别是0(Se0)、80(Se1)、160g/hm2(Se2),折合纯硒用量为0(Se0)、35.896(Se1)、71.792g/hm2(Se2),将各处理按亚硒酸钠用量溶于水中,用水量均为1250L/hm2。喷施时,用塑料挡板围拢所喷小区。重复3次,共216个小区。其他田间管理按常规进行。

成熟期按小区收获籽粒,风干后计产(皮燕麦产量按脱内外稃后籽粒计产),然后用于其他指标测定。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 硒含量

参照GB 5009.93-2017的氢化物原子荧光光谱法[22]测定硒含量,先称取0.5g样品倒入消煮管中,加入10mL酸性溶液(硝酸:高氯酸=9:1)和玻璃珠,盖上弯颈玻璃漏斗消化过夜。次日置于消煮炉上进行消煮,待溶液体积为2mL时,加入5mL盐酸溶液(6mol/L)继续消煮至无色,冷却后加入铁氰化钾溶液(100g/L),定容至10mL离心管中。应用原子荧光光谱仪进行样品质量浓度的测定,通过下面公式计算样品中硒含量。

X=[(ρ-ρ0V]/(m×1000)

式中,X(mg/kg)为样品中硒的含量;ρ(μg/L)为样品溶液中硒的质量浓度;ρ0(μg/L)为空白溶液中硒的质量浓度;V(mL)为样品消化液总体积;m(g)为样品称样量;1000为换算系数。

1.4.2 品质性状

参照GB/T 5511-2008凯氏定氮法[23]测定蛋白质含量;参照GB 5009.6-2016索氏提取法[24]测定脂肪含量;采用酶试剂盒(AOAC 995.16,Megazyme)测定β-葡聚糖含量。

1.5 数据处理

运用Microsoft Excel 2010进行数据整理;采用SPSS 22.0进行ANOVA方差分析和相关性分析;采用Duncan法进行多重比较,差异显著性为P<0.05;用Origin 9.0绘图;用GGEBiplot 8.1进行双标图分析。

2 结果与分析

2.1 喷硒对燕麦各器官硒含量的影响

叶面喷施不同浓度硒下24份燕麦品种各器官硒含量如图1所示。由图1可以看出,Se0处理下根硒含量显著高于其他器官,分别比茎、叶、穗和籽粒硒高36.53%、133.92%、19.68%和153.41%。穗硒含量也显著高于茎、叶和籽粒,籽粒硒含量最少,分别比茎、叶和穗硒含量显著低88.66%、135.05%和194.85%。Se1处理下,根、叶和穗硒含量显著高于茎和籽粒,叶硒含量又显著高于根和穗,叶硒含量分别比根、茎和穗硒含量高36.53%、133.92%和19.68%。籽粒硒含量比根、叶和穗硒含量分别显著低85.60%、153.41%和111.74%;Se2处理下,各器官硒含量均呈现显著差异,表现为叶>穗>根>茎>籽粒,叶硒含量比根、茎、穗硒含量分别高92.87%、161.35%和33.58%,籽粒硒分别比根、茎、叶和穗的硒含量低58.92%、17.28%、206.52%和129.46%。表明未喷硒处理下,燕麦根中积累的硒含量最多,叶面喷硒后,叶中积累的硒含量最多,其次是穗和根,各处理中籽粒硒含量均最少。

图1

图1   喷硒后24份燕麦品种各器官硒含量

不同小写字母表示0.05水平差异显著

Fig.1   Selenium contents in different organs of 24 oats varieties after spraying selenium

The different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level


图1还可以发现,Se1和Se2处理下各器官硒含量均比Se0处理各器官硒含量显著增加,Se1、Se2处理根硒含量比Se0处理显著增加31.02%和50.00%;茎硒含量显著增加56.28%和126.23%;叶硒含量显著增加193.42%和374.56%;穗硒含量显著增加95.45%和183.22%;籽粒硒含量显著增加172.17%和263.92%。Se2处理根、茎、叶、穗和籽粒硒含量比Se1处理也显著增加,增加幅度分别为14.49%、44.76%、61.73%、44.90%和33.71%。以上分析表明,叶面喷硒可以不同程度地提高燕麦各器官硒含量,在一定喷硒浓度范围内,增幅随喷硒浓度增加而增加,其中喷硒对成熟期叶片硒含量提高幅度最大,其次是籽粒。

不同硒浓度处理下燕麦各器官硒含量变异情况如表2所示,Se0处理下,24份燕麦品种各器官硒含量的变异系数在5.39%~14.63%,茎、叶和籽粒硒含量的变异系数显著大于穗和根,根硒含量变异系数又显著低于穗。在Se1和Se2处理下,各器官变异系数范围分别为5.58%~11.55%和6.35%~ 12.10%,24份燕麦品种均是籽粒硒含量的变异系数显著大于其他器官,在Se1处理下,10号品种籽粒硒含量达0.30mg/kg;Se2处理下,8号品种籽粒硒含量达0.44mg/kg。Se1和Se2处理下也均是根硒含量变异系数显著小于其他器官。且Se2和Se1处理籽粒硒变异系数显著低于Se0处理。结果表明24份燕麦品种在籽粒中硒含量稳定性差,差异较大,且喷硒会降低籽粒硒的变异水平,根中硒含量较稳定,差异较小。

表2   喷硒后24份燕麦品种各器官硒含量变异情况

Table 2  Variation of selenium contents in different organs of 24 oats varieties after spraying selenium

处理
Treatment
部位
Position
含量范围
Content range (mg/kg)
标准差
SD
变异系数
CV (%)
最低含量的品种编号
Variety code with minimum content
最高含量的品种编号
Variety code with maximum content
Se00.32~0.410.025.39f115
0.15~0.230.0313.52a2010
0.15~0.280.0314.63a1110
0.23~0.340.0310.10bc818
籽粒0.07~0.130.0113.69a118
Se10.44~0.540.035.58f2010
0.23~0.340.039.99c202
0.60~0.740.046.27e623
0.49~0.630.047.14d152
籽粒0.20~0.300.0311.55b1610
Se20.50~0.620.046.35e62
0.36~0.510.049.59c162
0.98~1.350.087.40d168
0.74~0.910.067.26d228
籽粒0.30~0.440.0412.10b168

不同小写字母表示在0.05水平差异显著,下同

Different lowercase letters indicate significant difference at 0.05 level, the same below

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进一步分析24份燕麦品种籽粒硒含量差异,由表3可以看出,Se1和Se2处理下,24份燕麦品种籽粒硒含量均显著高于Se0处理,除13号品种外,其他品种Se2处理籽粒硒含量也均显著高于Se1处理,表明喷硒对24份燕麦品种籽粒硒含量均有提高作用。

表3   喷硒后24份燕麦品种籽粒硒含量

Table 3  Grain selenium contents of 24 oats varieties after spraying selenium mg/kg

编号
Code
籽粒硒含量Grain selenium content编号
Code
籽粒硒含量Grain selenium content编号
Code
籽粒硒含量Grain selenium content
Se0Se1Se2Se0Se1Se2Se0Se1Se2
10.07c0.36b0.34a90.09c0.29b0.39a170.10c0.22b0.32a
20.10c0.29b0.42a100.12c0.30b0.40a180.13c0.28b0.36a
30.09c0.29b0.42a110.09c0.26b0.30a190.08c0.26b0.33a
40.09c0.24b0.30a120.09c0.29b0.40a200.11c0.20b0.31a
50.10c0.28b0.35a130.10b0.28a0.34a210.08c0.25b0.33a
60.09c0.23b0.31a140.12c0.23b0.35a220.11c0.26b0.32a
70.09c0.30b0.40a150.11c0.24b0.33a230.09c0.30b0.40a
80.08c0.30b0.44a160.10c0.20b0.30a240.10c0.27b0.34a

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2.2 喷硒对燕麦籽粒品质性状的影响

不同硒浓度处理下,24份燕麦品种籽粒品质性状变异情况如表4所示。可以看出,24份燕麦品种籽粒蛋白质含量的变异系数表现为Se2>Se1>Se0,且Se2和Se1处理均与Se0处理差异显著。在Se1和Se2处理下,燕麦品种蛋白质含量最高的是9号和18号品种,含量分别为18.66%和19.24%。结果表明喷硒显著增加24份燕麦品种籽粒蛋白质的变异水平。

表4   喷硒后24份燕麦品种籽粒品质性状变异情况

Table 4  Variation of grain quality traits in 24 oats varieties after spraying selenium

指标
Index
处理
Treatment
含量范围
Content range (%)
标准差
SD
变异系数
CV (%)
最低含量品种编号
Variety code with minimum content
最高含量品种编号
Variety code with maximum content
蛋白质ProteinSe010.04~16.221.8614.86b1511
Se110.76~18.662.3616.65a139
Se210.37~19.242.3717.24a1618
脂肪FatSe03.33~10.671.7323.77a2022
Se13.46~10.791.6922.85a217
Se23.87~10.531.7423.74a211
β-葡聚糖 β-glucanSe00.52~2.680.5838.04a1924
Se11.62~4.560.8727.89b13
Se21.49~4.030.6624.80c49

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24份燕麦品种在3个处理下籽粒脂肪含量的变异系数无显著差异,表明喷硒对24份燕麦品种籽粒脂肪含量变异水平没影响。

24份燕麦品种籽粒β-葡聚糖含量的变异系数表现为Se0>Se1>Se2,且处理间存在显著差异,表明喷硒降低24份燕麦品种籽粒β-葡聚糖含量的变异水平,在一定范围内,变异水平随喷硒浓度增加而降低。在Se1和Se2处理下,3号和9号籽粒β-葡聚糖含量最高,分别为4.56%和4.03%。

2.3 喷硒对燕麦籽粒产量的影响

叶面不同喷硒浓度下,24份燕麦品种籽粒产量如表5所示,Se1处理下,24份燕麦品种在产量与Se0均无显著差异,Se2处理下,11号、12号、17号、23号、24号品种产量显著低于Se0和Se1处理。Se2处理下,11号、12号、17号、23号、24号品种产量分别比Se0降低33.99%、13.00%、17.83%、4.28%和8.85%,比Se1处理降低35.52%、14.12%、21.70%、6.25%和14.87%。

表5   喷硒后24份燕麦品种籽粒产量

Table 5  Grain yields of 24 oats varieties after spraying selenium kg/hm2

编号
Code
产量Yield编号
Code
产量Yield编号
Code
产量Yield编号
Code
产量Yield
Se0Se1Se2Se0Se1Se2Se0Se1Se2Se0Se1Se2
13494.7a3502.4a3307.8a73773.8a3848.7a3578.6a134211.3a4298.5a3747.1a193438.9a3560.1a3543.1a
23134.5a3151.5a3005.6a83653.4a3733.6a3364.3a143821.8a3952.3a3852.3a202958.1a3053.6a3055.5a
33172.9a3214.2a3180.4a93074.6a3321.8a3053.8a154184.9a4520.0a4007.4a213183.0a3259.9a3414.9a
43872.1a3951.2a3611.6a103960.0a4057.6a3854.6a163280.2a3478.9a3284.2a223382.1a3490.4a3154.3a
53411.0a3497.8a3253.3a114062.9a4109.2a3032.2b173594.8a3712.8a3050.8b233988.2a4063.7a3824.6b
63975.5a4052.8a3911.4a123601.0a3636.8a3186.8b183064.9a3208.2a3359.6a243926.8a4144.2a3607.6b

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结果表明,叶面喷施适量硒不会影响燕麦产量,喷硒浓度增大1倍时,会降低部分燕麦品种产量。

2.4 24份燕麦品种籽粒硒含量、品质性状及产量的综合评价

根据食物或可食材料硒限量标准[14],由表2可以看出,Se2处理下,24份燕麦品种籽粒硒含量均已超过多数文献食物或可食材料硒含量限量0.300mg/kg。因此在对24份燕麦品种进行籽粒硒含量、品质性状及产量综合评价时,仅分析Se1处理的籽粒硒含量、品质和产量数据。

24份燕麦品种籽粒硒含量与品质性状及产量的相关性分析结果如图2所示。由图2可以看出,硒含量与脂肪、β-葡聚糖含量存在显著正相关性,相关系数分别为0.63和0.42。即籽粒硒含量高的燕麦,其脂肪和β-葡聚糖含量也高。硒含量与蛋白质含量和产量均不存在显著相关性。这表明通过喷硒提高燕麦籽粒硒含量,有助于提高燕麦脂肪和β-葡聚糖的积累。

图2

图2   24份燕麦品种籽粒硒含量、品质性状及产量的相关性分析热图(n=72)

Y:产量,P:蛋白质,β:β-葡聚糖,Se:硒,F:脂肪,下同

Fig.2   Thermograms of correlation among grain selenium contents, quality traits and yields of 24 oat varieties (n=72)

Y: yield, P: protein, β: β-glucan, Se: selenium, F: fat, the same below


产量是最重要的性状指标,以产量为主要目标性状,兼顾籽粒硒、β-葡聚糖、蛋白质和脂肪含量,制作双标图对24份燕麦品种进行综合评价,图3中的小圆圈代表“平均综合指标”,穿过圆圈带单箭头的直线横轴是平均综合指标轴,越靠近箭头方向的品种,其综合指标排名越靠前。因此,由综合指标在横轴上的投射位置可以看出,基于产量为主要目标性状,兼顾籽粒硒、β-葡聚糖、蛋白质和脂肪含量,24份燕麦品种综合性状排名靠前的5个品种编号依次为10、23、24、11、9;综合性状排名靠后的5个品种编号依次为19、22、16、21、20。

图3

图3   24份燕麦品种产量×品质性状双标图

Fig.3   Yield×quality traits biplot about 24 oat varieties


图3中与横轴垂直并通过原点带有双箭头的直线为Y轴,代表各品种与各性状间相互作用的倾向性。品种到横轴的垂线长度代表其各性状的稳定性,越靠近横轴各性状越稳定,即垂线越短表示品种各性状稳定性越好。结合图3表6可以看出,性状稳定性靠前的5个品种依次为12、3、24、1、19,性状稳定性排名靠后的5个品种依次为8、7、11、6、21,其他品种介于两者之间。

表6   24份燕麦品种产量×品质性状综合值

Table 6  Comprehensive values of yield×quality traits about 24 oats varieties

编号
Code
综合性状值
Synthetic trait value
稳定性值
Stability trait value
综合值
Comprehensive value
编号
Code
综合性状值
Synthetic trait value
稳定性值
Stability trait value
综合值
Comprehensive value
121 015.1-208.620 849.01325 503.6-4155.323 645.9
220 671.3-1852.021 474.61423 433.1-2898.722 117.7
322 897.529.422 911.91524 268.9844.623 957.2
421 342.6-1156.121 825.21618 235.91626.418 672.4
524 705.21342.124 099.11720 924.31266.721 237.4
625 707.74581.023 582.51820 612.1-509.320 620.8
726 251.7-4473.624 135.51920 347.4-315.220 370.4
825 598.8-4275.423 677.22015 014.1739.014 685.1
926 648.8899.326 325.62117 810.95364.420 241.7
1029 472.4-2573.928 668.52220 233.5-709.820 368.1
1126 698.84559.324 617.02328 438.61936.527 985.2
1220 492.08.820 535.72427 378.6-69.727 687.2

数据源于GGE软件分析。稳定性指性状在AEC-Y轴上的投影。综合值指综合考量各性状综合排名与其综合稳定性的值

The analytical data in this table were from GGE software. Stability refers to the projection of traits to AEC-Y axis. The comprehensive value is based on the rank of synthetic traits and stability of synthetic traits

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综合值是将综合性状与稳定性状进一步综合评价,综合值高的品种说明其综合性状优异且各性状稳定性均较好。由表6可以看出,综合值排名前5的品种依次为10、23、24、9、11,综合值排名后5位的品种依次为19、22、16、21、20。

3 讨论

3.1 叶面喷硒后燕麦各器官硒积累规律

植物通过叶片吸收利用无机形态硒,并转移至植物体的其他部位[25]。本研究表明,未喷硒燕麦仅从土壤中获得硒,在成熟期积累在根中的硒含量最多;叶面喷硒后,叶片是燕麦成熟期硒含量富集的器官。无论喷硒与否,籽粒中硒含量均最少。陈丽娜[26]通过对燕麦叶面喷硒后发现,成熟期燕麦硒含量表现为叶>穗>根>茎>籽粒,并得出无论是否喷硒,燕麦非食用部位的硒含量都明显高于食用部位的结论。杨建军等[27]研究发现,水稻叶面喷硒后,成熟期水稻各器官硒含量表现为叶>茎>根>籽粒。本研究24份燕麦品种喷硒后各器官硒含量均值的结果与这类研究结果相似。本研究结果表明,通过叶面喷硒,可以不同程度提高燕麦成熟期各器官硒含量,在本试验设置的喷硒浓度范围内,提高幅度随喷硒浓度的增加而增加。其中叶硒含量提高幅度最大,籽粒次之。陈雪等[28]研究也表明,2个水稻品种喷硒后,与未喷硒相比,硒在叶和籽粒中所占比例显著提高,根和茎中提高的较少。

本研究结果表明,24份燕麦品种成熟期在籽粒中硒含量稳定性差,差异较大,根中硒含量较稳定,差异较小,且喷硒会降低籽粒中硒的变异水平,目前关于喷硒后作物各器官硒含量变异水平比较的研究较少,李韬等[21]研究发现,硒肥可以提高110份小麦籽粒中的硒含量,但增幅因品种而异。

人体和动物摄入的硒含量是否满足需求,主要取决于作物中硒含量。燕麦产量在全球禾谷类作物中排名第6位,提高燕麦的硒含量对通过食物膳食补硒有着重要的作用。但是对作物施用外源硒时,硒从有益到有害之间的阈值很小[29-31],中低浓度外源硒对作物有益,过量施用外源硒则会使作物中硒含量超标[32-33]。史丽娟等[34]对高粱喷施120mg/kg以及马凤霞等[35]对小麦喷施120g/hm2亚硒酸钠时,高粱和小麦籽粒中的硒含量均已超出多数文献中的食物或可食材料硒限量标准(以硒计)0.300mg/kg[14]。本研究结果表明,不喷施硒的24份燕麦品种籽粒硒含量范围在0.07~0.13mg/kg,均未达到或刚达食物或可食材料硒限量标准[14]。叶面喷施80g/hm2的亚硒酸钠时,籽粒硒含量范围在0.20~0.30mg/kg,在食物或可食材料硒限量标准之内;叶面喷施160g/hm2亚硒酸钠时,籽粒硒含量范围在0.30~0.44mg/kg,已超过食物或可食材料硒限量标准[14],可能会对人体造成硒中毒现象,不建议食用。因此适宜的喷硒浓度既能使燕麦籽粒硒含量更大程度地接近富硒谷物的上限又不会产生毒害作用,因此提高燕麦籽粒硒含量,确定适宜的喷硒浓度,是研究富硒燕麦生产的核心。

3.2 叶面喷硒对燕麦品质性状的影响

本研究结果显示,喷硒对24份燕麦品种籽粒蛋白质、脂肪和β-葡聚糖含量变异水平影响不一致。喷硒能改变24份燕麦品种籽粒蛋白质含量的变异水平,在一定范围内,变异水平随喷硒浓度增加而增大,在本研究叶面喷施亚硒酸钠用量为160g/hm2情况下,24份燕麦品种籽粒蛋白质含量的变异水平最丰富。尚庆茂等[36]研究认为,硒可以作为核糖核酸链的成分来转运氨基酸,用于蛋白质的合成。施用硒肥可提高燕麦籽粒中必需氨基酸含量和氨基酸总含量[37],促进籽粒对蛋白质的合成和积累,提高籽粒蛋白质含量[38-39],本研究24份燕麦品种籽粒蛋白质含量变异水平随喷硒浓度增加而增大,也可能是喷硒提高了燕麦籽粒蛋白质的原因。

燕麦籽粒脂肪含量在谷类作物中位居前列,其中80%是不饱和脂肪酸,对人体起着非常重要的作用。本研究显示,喷硒对24份燕麦品种籽粒脂肪含量变异水平无影响,这可能是由于喷硒对24份燕麦籽粒脂肪含量影响较小所致。冯学金等[40]研究显示,叶面喷硒对胡麻籽粒脂肪含量的影响也较小。史丽娟等[34]的研究表明,喷施不同剂量的硒对高粱脂肪含量的影响未达到显著差异。张新军等[38]研究也表明,叶面喷硒对燕麦籽粒的脂肪含量影响不显著,可能作物脂肪含量受硒元素影响较小。

燕麦籽粒β-葡聚糖有独特的生理功能,目前被认为是燕麦最具开发潜力的品质之一。本研究显示,喷硒使燕麦品种籽粒β-葡聚糖含量差异缩小,且随喷硒浓度增加,差异缩小越大。这可能是硒元素影响了24份燕麦品种籽粒β-葡聚糖的合成。宋妍等[41]利用亚硒酸钠溶液浸泡青稞籽粒发现,被硒溶液浸泡的籽粒其β-葡聚糖含量显著高于对照组,最高可达1.08倍。目前,喷硒对禾谷类作物籽粒β-葡聚糖含量影响的研究还较少,硒与β-葡聚糖含量的关系仍需进一步研究探讨。

3.3 叶面喷硒对燕麦产量的影响

张妮等[42]研究发现,在生育期喷施2次20mg/L亚硒酸钠时,小麦产量显著提高19%。Nawaz等[43]的研究表明,叶面喷施40mg/L硒酸钠时,小麦产量显著提高14%。郝玉波等[44]研究发现,土壤施低含量(≤10mg/kg)的亚硒酸钠时,玉米籽粒产量显著提高,施入高含量硒(≥25mg/kg)时,玉米籽粒产量会下降。本试验结果表明,24份燕麦品种喷施亚硒酸钠用量为80g/hm2的产量与Se0均无显著差异,仅在160g/hm2下有5个品种的产量显著低于Se0和80g/hm2下的产量。表明适宜浓度的喷硒不会对燕麦产量造成影响,高浓度的硒会导致部分燕麦品种产量降低,这与前人[44]的研究结果一致,表明影响作物产量的硒施用量有一个阈值,在一定阈值范围内,施用硒不会影响作物产量或对作物产量有促进作用,超过阈值范围会对作物产量产生抑制效应,且不同作物[45]甚至同一作物不同品种[35]产量对硒施用量的响应也不同。因此,研究确定既能使不同作物及其不同品种籽粒硒含量保持在安全范围内,又能使不同作物及其不同品种产量达到增产或不减产的最适硒施用量,对富硒农作物产品的安全、高效生产非常关键。

3.4 叶面喷硒后燕麦籽粒综合性状评价

鉴定某一品种是否优异,不能以单一凸显指标来评价,要平衡好各项指标,只有通过将各项指标进行综合分析,选出综合性最优的品种才是适合生产中推广和利用的品种。本研究利用叶面喷施80g/hm2亚硒酸钠处理下的24份燕麦品种籽粒硒含量、产量和品质数据结合相关性分析,利用GGE双标图进行评价和筛选叶面喷硒后产量和品质综合性状优良的燕麦品种。

相关性分析表明,硒含量与脂肪和β-葡聚糖含量存在显著正相关性,与蛋白质含量和产量均无显著相关性。前人[46]研究表明,谷子硒含量和蛋白质含量存在显著正相关;小麦硒含量与产量不存在相关性[14];水稻硒含量与产量呈负显著相关[47]。可见目前硒含量与品质、产量相关性没有一致的结果,可能与研究的作物种类或试验使用硒种类及浓度有关。

产量是农业生产最主要的目标性状,GGE软件的研发人严威凯博士近期研发了GYT(Genotype by Yield*Trait)新功能,此功能基于产量为最主要的目标性状,可以兼顾多个农艺性状和品质性状,对作物品种进行综合评价[48-49]。本研究利用GGE软件的GYT双标图新功能,基于产量为最主要的目标性状,兼顾籽粒硒、β-葡聚糖、蛋白质和脂肪含量,对24份燕麦品种进行综合评价。结果表明,综合性状排名前5的品种依次为品燕1号、Banner、OA1576-4、品燕2号、白燕10号。如再考虑各品种在产量与各品质性状结合的均衡稳定优越性,24份燕麦品种综合值排名前5的品种依次为品燕1号、Banner、OA1576-4、白燕10号、品燕2号。

4 结论

抽穗期叶面喷硒可提高燕麦各器官硒含量,改变籽粒硒、蛋白质、脂肪和β-葡聚糖含量变异水平。叶面喷施80g/hm2亚硒酸钠,24份燕麦品种籽粒硒含量在食物或可食材料硒限量标准(0.300mg/kg)之内。过量喷硒会使籽粒硒含量超出多数文献中食物或可食材料硒限量标准。基于产量为目标性状,兼顾籽粒硒、蛋白质、脂肪和β-葡聚糖含量,筛选出综合性状优良的品燕1号、Banner、OA1576-4、白燕10号和品燕2号这5个燕麦品种。

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品质支撑农作物产业与未来发展

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&nbsp;&nbsp;&nbsp; 品质是农作物最重要的经济性状,品质的优劣决定了产品的应用价值和市场竞争力。克隆重要农作物品质形成的功能基因,解析品质形成的调控网络,建立品质改良的分子育种体系,对于作物品质的遗传改良,提高人们的生活水平,使人们在温饱的基础上吃好、吃的营养、吃的健康具有重要意义,是社会健康持续发展的最基本保障。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 长期以来,由于受到人口增长压力和粮棉油等产品总量的制约,中国农作物品种改良对品质重视不够。品质性状遗传改良的基础研究滞后,致使大多数农作物品种品质不优,产品不仅没有足够的国际市场竞争力,而且很难满足日益增长的人民生活需求。品质问题成为制约中国农业健康发展的关键因素之一。随着中国加入世界贸易组织协定,农产品品质以及作物品质改良在一段时间内受到相应的重视。但近几年,由于强调粮食总量要求,品质改良的要求又有所降低或被忽视,统计上的优质农作物种植面积与实际种植面积相差甚远<sup>[1-2]</sup>。因此,在国家农业研究领域多个重大项目支持下,依据中国农产品质量和社会发展的实际需求,科技工作者深入系统地开展农作物品质改良的基础研究,目标是克隆控制重要农作物品质性状形成的关键基因并获得自主知识产权,解析品质形成的分子生物学基础,努力提升中国作物品质改良的理论和技术水平,增强中国农产品国际竞争力。品质性状重要功能基因克隆以水稻、小麦、玉米、大豆和棉花五大作物为主要研究对象,采用功能基因组学方法,对作物品质性状基因开展深入系统的基础性研究。研究的品质性状包括农产品的外观商品品质、加工品质、营养品质、贮藏品质等,也包括健康品质与生物品质等,力求阐明优质性状形成的机理,建立品质性状分子改良的技术体系,培育农作物优质新品种,提高农产品质量,改善人们的生活水平,满足人们日益增进的营养和健康需求。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 经过近十年不懈的努力,中国科学家在作物品质基因克隆和分子生物学研究领域取得了长足的进展,获得了一系列原创性、高水平的研究成果。本期推出的4篇关于水稻、小麦、大豆和棉花品质研究的综述性文章,总结回顾了中国科学家在品质研究领域的进展,同时也介绍了国际上关于农作物品质研究的发展和趋势,将有助于读者和同行们了解国内外品质研究现状,为作物育种家们提供可能的基因资源与信息,推动农作物品质改良的进一步深入。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 根据作物最终用途与加工产品不同,对其品质需求也不尽相同。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 稻米品质性状的组成较为复杂,主要包括碾磨加工品质、外观品质、蒸煮食味品质和营养品质等四个方面<sup>[3]</sup>。《稻米品质性状基因的克隆与功能研究进展》一文围绕这4个方面,全面介绍了所克隆的新基因及其功能,重要性状,如淀粉合成等,多基因参与的复杂调控网络,明确了一批重要基因的有利等位变异,并对如何利用这些重要功能基因进行水稻品质改良进行了展望。小麦是世界上种植面积最广、总产量和营养价值最高、加工食品种类最多的粮食作物。它是世界上35%左右人口的主要碳水化合物来源,也是植物蛋白质的主要提供者。小麦面粉含有其他作物所不具备的面筋,因此,适于制作面条、面包、馒头、饼干、糕点等多种食品。随着经济的发展和生活水平的提高,人们对以小麦粉为原料生产的精制面食、保健食品和营养食品的需求不断增加,并且对小麦相关产品的品质要求也越来越高。人们不仅要吃饱吃好,还要吃的营养,吃的健康。因此,在以加工品质研究为主的基础上,营养和健康品质正在成为小麦品质改良的重要研究方向和育种目标<sup>[4]</sup>。《小麦营养和健康品质研究进展》一文从籽粒微量营养元素、膳食纤维和对人体健康有益的次生代谢产物等方面介绍了国内外在基因资源筛选、测定方法、基因克隆以及育种改良等方面取得的重要进展,为中国开展小麦营养和健康品质研究提供了参考和借鉴。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 大豆是重要的经济作物,其种子蛋白质和油脂含量都比较高,为人类生活提供了优质的食用油和植物蛋白<sup>[5]</sup>。中国是世界大豆原产国,但近年来中国大豆产业发展不够景气,这与中国大豆的品质水平不高不无关系。大豆的脂肪酸含量、蛋白含量以及异黄酮含量决定了其经济价值。针对生产上大豆品质存在的主要问题,中国科学家开展了控制和提高大豆脂肪酸含量和蛋白含量的深入研究,从基因克隆到调控网络,从大豆本身及其外缘种中克隆了许多重要的功能基因和调控基因,初步明确了脂肪酸和蛋白合成积累过程。《大豆品质调控基因克隆和功能研究进展》总结了相关领域的研究进展,对在大豆基因组测序完成的基础上,利用传统的杂交育种结合分子标记、合成生物学和基因编辑等新一代植物育种技术进行大豆品质改良的前景进行展望。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 棉花是世界最重要的经济作物之一。全球有80多个国家种植商业棉,150多个国家从事棉花进出口贸易,经济产值每年高达5000亿美元。自20世纪90年代以来,随着纺织工业的发展,棉纺企业强调以较强、较细和纤维更整齐的棉纤维作为纺织原料。因此,棉花品质育种从以前侧重外在品质转变为侧重内在品质,即在一定绒长的基础上主要强调纤维强度和麦克隆值等。与此相适应,世界棉花市场将棉花定价依据由原来的绒长改成纤维强度等综合品质。随着棉花纤维发育和品质性状研究的深入,越来越多的政府机构和企业对这一领域产生了兴趣,并投入大量资金,力图揭示棉花纤维发育的分子调控机制,发掘棉花纤维品质相关的关键基因,进而创造棉花优质品种,占领世界棉花市场。中国将棉花纤维品质改良列为重大研究目标,开展了棉花基因组研究、棉纤维发育和优质纤维形成相关基因克隆和功能研究。《棉花纤维品质改良相关基因研究进展》一文阐述了中国科学家在此领域取得的重要进展和原创性成果。中国科学家在世界上率先完成了棉花A、D两个二倍体棉花、四倍体陆地棉和海岛棉的基因组测序<sup>[6]</sup>,克隆了一大批调控棉花纤维起始、发育、成熟的重要基因,为棉花品质育种奠定了基因资源的重要基础。&nbsp;&nbsp;&nbsp; 应当认识到,作物品种类型丰富,品质变异极为复杂。参与作物品质形成的基因众多,多数基因特别是几个关键基因又都存在多个等位变异。然而,目前对于这些基因的功能及其变异的效应研究大多数仅集中于个别基因、多数研究也都只是在少数作物品种中开展,对于这些基因及复等位基因之间的相互关系和互作效应等,都还了解很少。对这些问题的深入研究,将为作物品质的设计改良提供非常重要的线索。另外,需要将健康品质和生物品质的研究提上议事日程。国际上提倡谷物消费,重视健康品质,包括微量元素(如铁,硒等)在种子中的含量,次生代谢产物含量(如叶酸,维生素,类黄酮等含量),注重降低和减少作物中的过敏源,如大豆中的过敏蛋白,小麦中的多种过敏蛋白等。这些方面的研究在国际上已经起步,中国应给予重视和开展部署,特别是在基因克隆方面的部署有利于国际竞争,取得优势。

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富硒农产品研究开发助力我国营养型农业发展

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营养是保证健康的基础。2016年全球疾病负担研究结果显示,饮食因素导致的疾病负担占到15.9%,已成为影响人群健康的重要危险因素。近年来,我国居民营养健康状况明显改善,但仍面临营养不足与过剩并存、营养相关疾病多发等问题,营养与健康已经成为我国食品消费的主流需求。农业生产的根本目标是为了满足居民食物消费需求。作为食品消费最大的供给侧,我国农业现阶段的主要矛盾已经由总量不足转变为结构性矛盾,农业生产如何满足人民对优质食物消费需求的美好向往、适应营养健康需求,已成为推动农业供给侧结构性改革,实现农业现代化发展的首要问题。因此,推动营养型优质农产品生产,是实现农业供给侧改革、满足食品营养健康消费需求的重要途径。硒是机体抗氧化的重要成分,最新营养与健康状况监测显示我国居民硒实际摄入量低于推荐量,研发富硒农产品是满足我国居民食品消费营养健康需求的重要举措。本文结合前期研究基础,从我国居民硒营养基本情况、硒的剂量生物学效应关系两方面介绍了我国富硒农产品开发的依据;并针对我国居民硒摄入量普遍不足现状,概述了我国富硒农产品研发基本情况,最后对我国富硒农业发展提出了相关建议,助力我国营养型农业发展。富硒农产品作为我国营养健康食品发展的重要组成部分,其科学消费观的培养、全产业链的形成、质量监管及标准的制定,对于推动我国营养型农业发展,实现现代农业与食品产业升级,满足人民群众对营养健康的需求、对美好生活的向往具有重要意义。

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【目的】通过取样调查和田间叶喷硒肥试验,研究中国不同麦区小麦籽粒硒含量状况、硒含量的影响因素以及提高硒含量的农艺措施。【方法】分别于2008&mdash;2009、2009&mdash;2010、2010&mdash;2011年小麦季收集中国不同麦区73份春小麦和582份冬小麦共计655份田间小麦样品,调查籽粒产量并测定籽粒硒含量。于2010&mdash;2011年在14个省(市)的30个国家小麦产业技术体系综合试验站开展叶面喷施硒肥试验,设叶面喷施清水或0.017%亚硒酸钠2个处理,于拔节中、末期各喷施1次,完全随机区组设计,重复3次,测定拔节前植株样品的硒含量和收获后籽粒产量和硒含量。【结果】655份小麦籽粒样品平均硒含量为64.6 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>,远不能满足以小麦为主食人群对硒的营养需求,变幅为0&mdash;821.0 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>,春、冬小麦平均分别为67.5和64.2 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>。有63%缺硒,19%偏低,仅有8%富硒,未发现有小麦籽粒硒含量达到中毒水平。小麦籽粒硒含量在不同区域表现为北部高于南部、西部高于东部。各地的田间试验表明,叶面喷施亚硒酸钠对小麦籽粒产量没有显著影响,不喷硒和喷硒平均产量分别为6 650和6 649 kg&middot;hm<sup>-2</sup>。叶喷硒肥使籽粒硒含量显著提高,不喷硒时,籽粒硒含量平均为31.0 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>,喷硒116 g&middot;hm<sup>-2</sup>使籽粒硒含量平均增加到647.8 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>,达到了富硒水平,但没有达到中毒水平。每施用1.0 g Se&middot;hm<sup>-2</sup>,籽粒硒含量平均提高5.3 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>,施用51 g Se&middot;hm<sup>-2</sup>可将小麦籽粒硒含量从平均31.0 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>提高到300 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>以上。小麦籽粒硒含量不受产量的影响,但不喷硒时籽粒硒含量与0&mdash;20 cm土层土壤有效硒含量和拔节前植株硒含量分别呈显著和极显著正相关。土壤有效硒含量在6.3&mdash;30.7 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>每增加1.0 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>,不喷硒时籽粒硒含量平均增加2.1 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>,拔节前植株硒含量在0&mdash;147.2 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>每增加1.0 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>,不喷硒籽粒硒含量平均增加0.7 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>。喷硒后籽粒硒含量和硒强化指数均与拔节前植株硒含量极显著正相关。拔节前植株硒含量每增加1.0 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>,喷硒籽粒硒含量平均增加5.7 &micro;g&middot;kg<sup>-1</sup>,籽粒硒强化指数平均增加0.043 &mu;g&middot;kg<sup>-1</sup>(g&middot;hm<sup>-2</sup>)<sup>-1</sup>。【结论】在农业生产中,通过拔节前土壤施硒提高土壤有效硒水平、在拔节中期或末期叶面喷施硒肥等,均可使植株累积较多的硒,并在灌浆期向籽粒转移,从而提高籽粒硒含量。

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【目的】探索不同生育期喷施不同浓度硒对谷子产量、品质、保护酶活性及籽粒硒含量的变化规律,明确谷子外源硒的最佳施用量和最佳施用期,为富硒谷子的生产管理提供科学依据。【方法】以春谷长农35、夏谷冀谷20、抗除草剂杂交谷晋谷50为试验材料,采用田间试验,设置6个供硒水平(清水对照(T0)、16.96 g&middot;hm<sup>-2 </sup>Na<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub>(T1)、33.92 g&middot;hm<sup>-2</sup> Na<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub>(T2)、67.84 g&middot;hm<sup>-2</sup> Na<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub>(T3)、135.68 g&middot;hm<sup>-2</sup> Na<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub>(T4)、271.36 g&middot;hm<sup>-2</sup> Na<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub>(T5)),在苗期、抽穗期、灌浆期叶面喷施,研究不同生育期不同供硒水平对不同品种谷子生理生化指标、产量、品质及硒含量的影响。【结果】不同浓度外源硒叶面处理谷子,不同生育期SPAD、POD、SOD、MDA、GSH和GSH-Px等6个生理生化指标,品种间达极显著差异水平(P<0.01),并且除MDA外,其他均主要表现为随着硒浓度的增加呈现先升高后降低的趋势,T3处理达到最大,抽穗期SOD、POD、GSH-Px的活性、GSH含量和SPAD分别比对照增加18%、44%、94%、97.4%和9%。外源硒能够显著提高谷子籽粒硒含量,并且不同喷施时期、不同品种均随着喷施硒浓度的增加而增加,喷施时间对籽粒硒含量的影响为灌浆期>抽穗期>苗期,不同品种同一时期表现为晋谷50 >长农35>冀谷20。在摄入硒的安全范围内,灌浆期T3处理,晋谷50籽粒硒含量达到0.297 mg&middot;kg<sup>-1</sup>,比对照增加8.6倍。叶面喷施硒可以提高谷子粗蛋白、脂肪、赖氨酸和叶酸等营养品质的含量,不同喷施时期不同品种谷子粗蛋白、赖氨酸和叶酸含量与对照相比,均表现为T3处理增加最多,最高增加了13.9%、17.9%和7.5%。与对照相比,不同浓度硒可以提高谷子产量,具体表现为随着硒浓度的增加先增加后减小,以T3处理达到最大,之后为减小趋势。抽穗期T3处理晋谷50、冀谷20、长农35产量与对照相比分别增加4.9%、4.7%和1.2%。【结论】适量的外源硒对谷子生理特性提升、营养品质改善和产量提高具有促进作用,也有利于富硒功能食品谷子的生产。综合分析,抽穗期喷施亚硒酸钠67.84 g&middot;hm<sup>-2</sup>为谷子叶面喷施硒的最佳施用期和最佳施用量。

梁晶.

叶面喷施不同硒肥对谷子产量和籽粒硒含量的影响

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硒引发对紫花苜蓿种子抗氧化性能的影响

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为探索外源硒引发对紫花苜蓿(Medicago sativa)种子抗氧化性能的影响,本试验用不同浓度(0,0.5,1.0,2.0,4.0和8.0 mmol·L<sup>-1</sup>)的亚硒酸钠溶液引发0,3,6,9和12 h后,分析其发芽率、丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)及抗坏血酸过氧化物酶(aseorbate peroxidase,APX)活性的变化规律。结果表明:硒引发对紫花苜蓿种子发芽率及其抗氧化能力的影响与其浓度和引发时间有密切关系;低浓度(0.5和1.0 mmol·L<sup>-1</sup>)硒引发会提高紫花苜蓿种子的发芽率,增强其SOD,CAT,APX及POD活性,并降低其MDA含量,而高浓度硒引发则相反。浓度为0.5 mmol·L<sup>-1</sup>的硒引发12 h可能是富硒紫花苜蓿生产的最佳处理。

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青稞籽粒富硒发芽条件优化及其抗氧化能力分析

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Selenium (Se) is considered an essential micronutrient for humans, animals and plants due to its physiological and antioxidative properties. The positive role of Se in attenuation of drastic effects of various environmental stresses in plants is, however, still unclear and need to be explored. The present study aimed at investigating the physiological and biochemical changes induced by Se foliar spray to improve the drought tolerance potential of wheat. Additionally, we also examined the effect of supplemental Se on uptake of nutrients using detection by ICP-OES. Foliar Se application significantly lowered osmotic potential (13%) that markedly improved turgor by 63%, enhanced transpiration rate (60%), improved accumulation of total soluble sugars (33%) and free amino acids (118%) and activity of antioxidant system which ultimately increased the grain yield by 24%. Supplemental Se also significantly increased Se contents (5.77µgg(-1)DW) and improved Fe (91%) and Na (16%) uptake, whereas it reduced Zn accumulation by 54% and did not affect Ca contents. The results supported our hypothesis that supplemental Se influences nutrients uptake and wheat yield through maintenance of turgor and gas exchange characteristics and enhancement in antioxidant system activity. Copyright © 2014 Elsevier Inc. All rights reserved.

郝玉波, 刘华琳, 慈晓科, .

施硒对两种类型玉米硒元素分配及产量、品质的影响

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谷子品种资源微量元素硒和蛋白质含量的测定与评价

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