向娟 潘紹坤 孫靜 魯榮海 陳玲

摘 要：為了篩選出富硒能力高的豇豆，以12份豇豆材料為試材，在高質(zhì)量分?jǐn)?shù)硒（10 mg·kg-1）土壤中進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，測(cè)定豇豆各器官生物量和硒含量。結(jié)果表明，在幼苗試驗(yàn)中，15282-1根系、莖稈、葉片和地上部分生物量均最高;17300的根系硒含量最高;3F回-14-4紅籽的莖稈硒含量最高;Fy-1的葉片和地上部分硒含量最高。在成株試驗(yàn)中，15282-1根系和葉片生物量最高;15279的莖稈生物量最高;17F11Z-紅-1-1-紅的果莢生物量最高;FHG-3-1-1-2的根系和果莢硒含量最高;HF1013-25-2-1-1的莖稈和葉片硒含量最高。綜上所述，豇豆不同器官對(duì)硒的富集能力不同，其中豇豆根系對(duì)硒的富集能力較強(qiáng)。15282-1的幼苗硒富集能力較強(qiáng)，F(xiàn)HG-3-1-1-2、HF1013-25-2-1-1和3F回-14-4紅籽的成株硒富集能力均在較高水平。

關(guān)鍵詞：豇豆;生物量;硒含量;富集能力

Abstract： In order to screen out cowpea materials with high selenium enrichment ability， 12 cowpea materials were used in this study， the pot experiment was conducted in a high concentration selenium （10 mg·kg-1） soil， the biomass and selenium contents of different organs of cowpea were determined. The results showed that， in the seedling experiment， the biomasses of roots， stems， leaves and aboveground parts of 15282-1 were the highest; the root of 17300 was found the highest selenium content; the stem of 3F Hui-14-4 Red Seed was observed the highest selenium content; and the selenium contents of leaves and above ground parts of Fy-1 were the highest. In the adult plant experiment， the root and leaf biomasses of 15282-1 were the highest; the stem biomass of 15279 was the highest; the pod biomass of 17F111Z-Red-1-1-Red was the highest; FHG-3-1-1-2 had the highest root and pod selenium contents; and HF1013-25-2-1-1 showed the highest selenium contents in its stem and leaf. In conclusion， different organs of cowpea have different ability to enrich selenium， and the root has a stronger ability to enrich selenium. 15282-1 seedlings have a strong selenium enrichment ability， and adults of FHG-3-1-1-2， HF1013-25-2-1-1 and 3F Hui-14-4 red seeds all have a higher selenium enrichment ability than other materials.

Key words： Cowpea; Biomass; Selenium content; Enrichment capacity

硒（Se）是人和動(dòng)物必需的一種微量元素，在人體中起到防癌、抗癌、預(yù)防心血管疾病等多重生物功能，人體適量補(bǔ)硒會(huì)增強(qiáng)免疫功能[1-2]。硒也是植物生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的營(yíng)養(yǎng)元素，能促進(jìn)植物新陳代謝、提高植物體抗氧化能力和對(duì)環(huán)境脅迫的抗性，以及拮抗重金屬[3-4]。缺硒會(huì)使人和動(dòng)物產(chǎn)生多種疾病，全球有超過10億人處于硒缺乏狀態(tài)[5]。人體和動(dòng)物體內(nèi)的硒來源于攝入食物的硒，植物可以實(shí)現(xiàn)無機(jī)硒向有機(jī)硒的轉(zhuǎn)化，從而提高食物中硒的含量，改善人和動(dòng)物的硒營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)[6-8]。

蔬菜在廣大城鄉(xiāng)居民的日常生活中占據(jù)舉足輕重的地位，因而食用富硒蔬菜成為人體補(bǔ)充硒元素的重要途徑[9]。國(guó)外在富硒地區(qū)發(fā)現(xiàn)了豆科、十字花科等植物是超富集硒植物，豆科植物是對(duì)無機(jī)硒進(jìn)行生物有機(jī)化的理想載體，具有較強(qiáng)的生物富集能力[10-11]。豇豆（Vigna unguiculata）含有豐富的蛋白質(zhì)，硒主要以硒蛋白和硒結(jié)合蛋白形式在其生命過程中發(fā)揮作用[12]。筆者利用在外施硒土中種植的12份豇豆材料，對(duì)其生物量和硒含量進(jìn)行測(cè)定，旨在了解不同豇豆材料對(duì)硒的富集能力，篩選出營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高且硒富集力強(qiáng)的材料。

1 材料和方法

1.1 材料

12份豇豆材料均選自成都市農(nóng)林科學(xué)院種子資源庫(kù)，分別是：15282-1、7104、3F回-14-4紅籽、17300、17F11D-3-1-2、15279、FA黑黑-6-1-2、FA黑黑-3-1-青莢、17F11Z-紅-1-1-紅、FHG-3-1-1-2、HF1013-25-2-1-1和Fy-1。

1.2 方法

試驗(yàn)于2018年7—10月在成都市農(nóng)林科學(xué)院進(jìn)行。2018年7月，將取自農(nóng)科院附近農(nóng)田的潮土風(fēng)干，過5 mm篩，分別稱取6.0 kg裝于18 cm×26 cm（高×直徑）的塑料盆內(nèi)。將Na2SeO3·5H2O溶液加入土壤中，使土壤硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10 mg·kg-1[13]，并與土壤充分混勻，保持濕潤(rùn)，自然放置平衡4周后再次混合備用。2018年8月，選擇生長(zhǎng)一致2片真葉展開的豇豆幼苗分別移栽至盆中。試驗(yàn)設(shè)計(jì)采用完全隨機(jī)的方法，每個(gè)材料每盆種10株，3次重復(fù)，每天澆水以保持盆中土壤的田間持水量約為80%。盆與盆之間的距離在10 cm左右，并定期按照一定順序交換盆的位置，避免邊際效應(yīng)的影響。

30 d后收獲豇豆幼苗（留4株用于結(jié)果），植物器官分別用自來水洗凈，再用去離子水沖洗3次后，擦干。然后于110 ℃殺青15 min，75 ℃烘干至衡重，測(cè)定生物量。粉碎備用，用于測(cè)定植物各器官硒含量。采用硝酸-高氯酸（體積比為9∶1）混合消煮法，用iCAP 6300型ICP光譜儀測(cè)定待測(cè)液硒含量[14]。

60 d后待豇豆成熟，采集根系、莖稈、葉片和果莢樣品，測(cè)定其生物量和硒含量。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010、DPS 17.10對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析（多重比較采用Duncan新復(fù)極差法）。

硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)（mg·kg-1）=（C-C0）×V×1000/（m×1000×1000）;C為試樣消化液測(cè)定濃度，單位為ng·mL-1;C0為試樣空白消化液測(cè)定濃度，單位為ng·mL-1;m為試樣質(zhì)量，單位為g;V為消化液總體積，單位為mL。

2 結(jié)果與分析

2.1 豇豆幼苗生物量

由表1可知，12份豇豆材料各器官幼苗生物量均表現(xiàn)為葉片>莖稈>根系。其中，15282-1的幼苗單株根系、莖稈、葉片和地上部分質(zhì)量均為最高，分別為0.069、0.812、0.922、1.734 g，15279和FA黑黑-3-1-青莢的單株幼苗各器官質(zhì)量均處于較高水平;17F11D-3-1-2的單株幼苗根系、莖稈、葉片和地上部分質(zhì)量均為最低，分別為0.028、0.114、0.248、0.362 g，17300的單株幼苗各器官質(zhì)量也處于較低水平。

2.2 豇豆幼苗硒含量

由表2可知，在12份豇豆材料中，除17300、FHG-3-1-1-2和Fy-1之外，其他9份豇豆材料各器官幼苗硒含量均表現(xiàn)為根系>葉片>莖稈。其中，17300的幼苗根系硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為34.92 mg·kg-1，15282-1和FA黑黑-3-1-青莢的根系硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)也處于較高水平;3F回-14-4紅籽的莖稈硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為13.76 mg·kg-1，17300和HF1013-25-2-1-1的莖稈硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)也處于較高水平;Fy-1的葉片和地上部分硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到最高，分別為19.79、17.07 mg·kg-1;FHG-3-1-1-2的根系硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為11.09 mg·kg-1;FA黑黑-3-1-青莢的莖稈硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為9.87 mg·kg-1;17300的葉片硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為12.15 mg·kg-1;7104的地上部分硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，為11.72 mg·kg-1。

2.3 豇豆成株生物量

由表3可知，在12份豇豆材料中，除15282-1和17F11Z-紅-1-1-紅之外，其他10份材料豇豆成株各器官質(zhì)量均表現(xiàn)為果莢>莖稈>葉片>根系。其中，15282-1的成株根系和葉片質(zhì)量最高，分別為0.818 g和3.095 g，F(xiàn)A黑黑-6-1-2和15279的根系和葉片質(zhì)量均處于較高水平;5279的成株莖稈生物量最高，為3.078 g，F(xiàn)A黑黑-6-1-2和15282-1的成株莖稈質(zhì)量也均處于較高水平;17F11Z-紅-1-1-紅的成株果莢質(zhì)量最高，為12.16 g，17F11D-3-1-2和15279的果莢生物量也處于較高水平。7104的根系生物量最低，僅為0.123 g。Fy-1的成株莖稈、葉片和果莢質(zhì)量均為最低，分別為0.971、0.784、1.38 g。

2.4 豇豆成株硒含量

由表4可知，在12份豇豆材料中，除15282-1、FA黑黑-6-1-2、17F11Z-紅-1-1-紅和FHG-3-1-1-2之外，其他8份材料各器官硒含量均表現(xiàn)為根系>葉片>果莢>莖稈。其中，F(xiàn)HG-3-1-1-2的成株根系和果莢硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，分別為71.98、27.66 mg·kg-1，17F11Z-紅-1-1-紅和HF1013-25-2-1-1根系的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)也處于較高水平，HF1013-25-2-1-1和3F回-14-4紅籽的果莢硒含量也處于較高水平;HF1013-25-2-1-1莖稈和葉片的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，分別為18.70、28.00 mg·kg-1，3F回-14-4紅籽的莖稈和葉片硒含量均處于較高水平。7104根系和莖稈硒含量最低，F(xiàn)A黑黑-6-1-2葉片硒含量最低，17300果莢硒含量最低。

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在幼苗期，不同材料豇豆的各器官生物量均表現(xiàn)為葉片>莖稈>根系。而在成株期，除15282-1和17F11Z-紅-1-1-紅外，不同材料豇豆的各器官生物量表現(xiàn)為果莢>莖稈>葉片>根系，成株期各器官的生物量并沒有隨其生長(zhǎng)展現(xiàn)與幼苗相同的規(guī)律。

尚慶茂等[15]發(fā)現(xiàn)不同生菜品種對(duì)硒的吸收和轉(zhuǎn)化具有顯著差異，郝麗峰等[16]發(fā)現(xiàn)無土栽培基質(zhì)條件下小白菜不同品種富硒效果存在差異。本試驗(yàn)研究表明不同材料豇豆對(duì)硒的富集能力差異較大。幼苗期17300的根系硒含量最高，較最低硒含量高出了214.88%。3F回-14-4紅籽莖稈硒含量最高，較最低高39.41%。Fy-1的葉片和地上部分硒含量均最高，較最低分別高62.88%和45.65%。成株期FHG-3-1-1-2的根系和果莢硒含量均最高，較最低分別高69.13%和81.62%。HF1013-25-2-1-1的莖稈和葉片硒含量均最高，較最低分別高79.64%和169.49%。

李志玉等[17]研究發(fā)現(xiàn)在富硒土壤上種植不同春大豆品種，其植株和子粒硒積累量均存在顯著差異。本試驗(yàn)研究表明，豇豆不同器官對(duì)硒的吸收規(guī)律不同。除17300、FHG-3-1-1-2和Fy-1外，幼苗期其他材料不同部位含硒量均表現(xiàn)為根系>葉片>莖稈。成株期除15282-1，F(xiàn)A黑黑-6-1-2、17F11Z-紅-1-1-紅，F(xiàn)HG-3-1-1-2外，其他材料不同部位含硒量均表現(xiàn)為根系>葉片>果莢>莖稈。

綜上所述，幼苗與成株期各器官生物量表現(xiàn)不一致，不同材料豇豆對(duì)硒的富集能力差異較大，幼苗期與成株期對(duì)硒的富集能力差異也較大。豇豆不同器官對(duì)硒的吸收規(guī)律不同，幼苗和成株期豇豆的根系對(duì)硒的吸收能力較強(qiáng)，15282-1的幼苗硒富集能力較強(qiáng)。HG-3-1-1-2、HF1013-25-2-1-1和3F回-14-4紅籽的成株硒富集能力均在較高水平。在后期的生產(chǎn)栽培中，可以大力發(fā)展FHG-3-1-1-2、HF1013-25-2-1-1和3F回-14-4紅籽這3種材料的豇豆。

參考文獻(xiàn)

[1] 周貴海.生物微量元素：硒[J].化學(xué)世界，2000，41（1）：54-55.

[2] 劉慧超，李春梅.微量元素硒對(duì)人體和植物的作用[J].中國(guó)園藝文摘，2009，25（12）：165-166.

[3] 劉大會(huì)，周文兵，朱端衛(wèi)，等.硒在植物中生理功能的研究進(jìn)展[J].山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報(bào)，2005，24（3）：253-259.

[4] 趙中秋，鄭海雷，張春光，等.土壤硒及其與植物硒營(yíng)養(yǎng)的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)雜志，2003，22（1）：22-25.

[5] 吳茂江.硒與人體健康[J].微量元素與健康研究，2007，24（1）：63-64.

[6] 沈慧芳，楊波，方克明，等.江西浮梁茶園土壤硒與茶葉硒富集能力的研究[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，31（1）：59-62.

[7] 李金峰，聶兆君，趙鵬，等.土壤-植物系統(tǒng)中硒營(yíng)養(yǎng)的研究進(jìn)展[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，47（5）：649-656.

[8] 許永東，寇瑩.土壤及植物中硒形態(tài)的遷移規(guī)律[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（11）：63-65.

[9] 張楊楊，焦自高，艾希珍，等.硒對(duì)植物的生理作用及富硒瓜菜研究進(jìn)展[J].中國(guó)瓜菜，2014，27（1）：5-9.

[10] 陳懷滿.土壤中化學(xué)物質(zhì)的行為與環(huán)境質(zhì)量[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

[11] 陳思.畢赤酵母表達(dá)硒代重組人血清白蛋白和幾種豆科植物有機(jī)硒含量的比較[D].北京：北京化工大學(xué)，2007.

[12] 徐芳，邱德仁，楊芃原.硒蛋白的形態(tài)分析[J].化學(xué)世界，2006，47（4）：246-250.

[13] 譚見安.環(huán)境生命元素與克山病[M].北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，1996.

[14] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[15] 尚慶茂，李平蘭，高麗紅.水培生菜對(duì)硒的吸收和轉(zhuǎn)化[J].園藝學(xué)報(bào)，1997，24（3）：255-258.

[16] 郝麗峰，韓鵬遠(yuǎn)，陳曙霞，等.無土栽培基質(zhì)下小白菜不同品種的富硒效果[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（2）：187-189.

[17] 李志玉，郭慶元，徐巧珍，等.不同大豆品種積累硒的特性及基因型差異[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2000，6（2）：207-213.