硒鋅與富啡酸配施對紫花苜蓿產(chǎn)量、營養(yǎng)成分及氨基酸組成的影響

田春麗,介曉磊,劉巘,劉芳,郭孝,胡華鋒,劉世亮*

(1.河南農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院,河南 鄭州 450002;2.河南牧業(yè)經(jīng)濟學院,河南 鄭州 450011;3.河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學院,河南 中牟 451450;4.黃淮學院,河南 駐馬店 463000)

研究表明硒是人體和動物必需的微量營養(yǎng)元素，兼具營養(yǎng)、疾病治療和致毒等多種生物學效應[1]。缺硒是人類克山病和大骨節(jié)病產(chǎn)生的主要原因，也與動物白肌病的發(fā)生密切相關(guān)，但是過量攝入硒也會導致急性或慢性中毒，致使動物胚胎畸形發(fā)育，甚至死亡或發(fā)生“堿性病”。研究表明，世界范圍內(nèi)的低硒區(qū)域面積遠大于高硒的硒毒區(qū)面積，我國2/3的地區(qū)屬于缺硒地區(qū)，29%的地區(qū)嚴重缺硒[2]，由此導致人、畜缺硒在我國甚至世界都較普遍。在土壤-植物-動物-人體生態(tài)鏈中，植物是自然界硒循環(huán)過程中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，植物硒含量決定食物鏈硒水平，低硒環(huán)境勢必造成低硒食物的產(chǎn)生，人類通過動物性食物或植物性食物消費而攝取的硒量是人體由缺硒狀態(tài)向適硒狀態(tài)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。因此，通過將硒引入食物鏈可以克服缺硒的問題。

近年來，有關(guān)硒對重要的飼料資源——牧草的影響已引起不少關(guān)注[3-4]。紫花苜蓿(Medicagosativa)是一種多年生優(yōu)質(zhì)蛋白飼草，被譽為“牧草之王”，其在生長過程中不僅需要氮磷鉀等大量營養(yǎng)元素，而且還需要鐵、錳、銅、鋅、鉬、硼、鈷、硒等多種微量元素[5]。在河南省廣泛分布的石灰性潮土中，游離的碳酸鈣對硒和鋅有較強的吸附和固定作用，導致土壤中硒、鋅有效性極低[6]。但是關(guān)于河南低硒低鋅石灰性潮土區(qū)，尤其是地方病嚴重地區(qū)，如何調(diào)節(jié)該地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的硒、鋅等微量組分營養(yǎng)的研究報道較少。研究表明，富含羥基、酚羥基、甲氧基、羧基等活性功能團的富啡酸(fulvic acid，F(xiàn)A)對微量元素離子有較強的絡合或螯合能力，從而影響微量營養(yǎng)元素的儲存、傳遞和吸收。Kumar和Prasad[7]研究表明，富啡酸可顯著提高鋅在石灰性土壤中的擴散系數(shù)，促進鋅向可溶性配合物的轉(zhuǎn)化，增加作物的產(chǎn)量和吸收量。而硒是兩性元素，具有3d104s24p4電子結(jié)構(gòu)，與含氧基團有較強的成鍵傾向，易與富啡酸絡合產(chǎn)生低分子量的硒-富啡酸螯合物，從而提高動植物對硒的吸收[8]。為此，本試驗通過在低硒低鋅的石灰性潮土上基施硒鋅混合微肥和富啡酸的田間試驗，研究硒、鋅和富啡酸對紫花苜蓿產(chǎn)量、品質(zhì)和氨基酸組成的影響，以期為河南紫花苜蓿種植中合理施用硒、鋅肥提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地點為河南省農(nóng)業(yè)高新科技園區(qū)。該區(qū)屬于北暖溫帶大陸季風性氣候區(qū)，日平均氣溫14.3℃，1月份日均溫1.5℃(最低-20℃)，7月份日均溫27.5℃(最高40℃)，≥10℃有效積溫為4700～5000℃，平均年降雨量630 mm，無霜期220～225 d。試驗區(qū)土壤為潮土，質(zhì)地為輕壤土，肥力中等。土壤有機質(zhì)含量為10.7 g/kg，堿解氮為55.2 mg/kg，速效磷為11.5 mg/kg，速效鉀為85.0 mg/kg，有效鋅0.64 mg/kg，有效硒0.008 mg/kg，pH值為7.88。

1.2 供試材料

供試紫花苜蓿為二年生第一茬收獲樣，品種為三得利，秋眠級數(shù)4.0。

供試肥料：氮肥為尿素[CO(NH2)2，含N 46%]；鉀肥為硫酸鉀(K2SO4，含K2O 50%)；磷肥為過磷酸鈣(含P2O512%)；鋅肥為七水硫酸鋅(ZnSO4·7H2O，AR)，含鋅量為22.6%；硒肥為亞硒酸鈉(Na2SeO3，AR)，含硒量為45.6%。

1.3 試驗設計

試驗采用隨機區(qū)組設計，共設5個不同施肥處理，分別為：(1)僅施氮、磷、鉀肥料，施肥量為，N：90 kg/hm2，P2O5：120 kg/hm2，K2O：105 kg/hm2(用NPK表示)；(2)在施用氮、磷、鉀肥料的基礎上增施富啡酸，氮、磷、鉀肥料，施肥量同(1)，下同；富啡酸(FA)施用量為90 kg/hm2，即氮磷鉀+富啡酸(用NPK+FA表示)；(3)在施用氮、磷、鉀肥料的基礎上增施硒鋅混合微肥，硒、鋅施用量分別為，ZnSO4·7H2O：15 kg/hm2(純Zn量為3.39 kg/hm2)、Na2SeO3：0.60 kg/hm2(純Se量為274 g/hm2)，即氮磷鉀+硒鋅混合微肥(用NPK+Se+Zn表示)；(4)在施用氮、磷、鉀肥料的基礎上增施富啡酸和鋅硒混合微肥，即氮磷鉀+富啡酸+硒鋅混合微肥(用NPK+FA+Se+Zn表示)；(5)以不施任何肥料為對照(CK)。每個處理重復3次，小區(qū)面積為4 m×3 m，共15個小區(qū)，隨機區(qū)組排列。

根據(jù)試驗設計，將各小區(qū)所需氮、磷、鉀、微量元素肥料和富啡酸混勻，作基肥一次性撒施于已整好的小區(qū)土壤表面并采用人工翻耕，翻耕深度為20 cm左右。

本試驗于2010年9月下旬進行整地施肥，10月3號播種，播種方式為條播，行距30 cm左右，播深1.5～2.0 cm，埂寬30 cm，各區(qū)組間過道寬50 cm。播種量為15 kg/hm2，播后鎮(zhèn)壓保墑，出苗后注意補苗，生長期間按大田種植模式管理。本文數(shù)據(jù)來自紫花苜蓿第二年第一茬收獲樣品，采樣時間為紫花苜蓿的初花期(2012年5月2日)。

1.4 基礎土樣的采集與測定

整地后采用“S”型多點法取0～20 cm土層樣品，風干后過1 mm和0.3 mm尼龍篩，備用?；A土樣理化性狀測定參照鮑士旦[9]的方法；有效鋅采用DTPA浸提—AAS法[9]；有效硒采用NaHCO3(pH 8.5)浸提—AAS法[10]。

1.5 植株草產(chǎn)量及營養(yǎng)成分測定

1.5.1干草產(chǎn)量的測定 初花期采樣時，為便于計算畝產(chǎn)量，按照常規(guī)方法，于每試驗小區(qū)中選取3行長勢均勻的樣點，每行1.1 m，折合為1 m2，刈割時留茬5 cm左右，刈割后立即稱重，測定鮮樣含水率后，按下面公式換算出每hm2干草產(chǎn)量。

1.5.2植株常規(guī)營養(yǎng)成分的測定 植株樣品用去離子水清洗、殺青、烘干后粉碎過1 mm篩，備用。粗蛋白質(zhì)采用濃硫酸-雙氧水消化-半微量凱氏定氮法；粗脂肪采用索氏脂肪提取法；粗纖維采用酸性洗滌劑法(ADF)；粗灰分采用干灰化法；無氮浸出物(%)=100-粗蛋白質(zhì)(%)-粗脂肪(%)-粗纖維(%)-粗灰分(%)[11]。植株全硒采用GB/T13883-2008法(飼料中全硒的測定)，植株全鋅采用濕灰化法[9]。硒(鋅)積累量按下列公式進行計算：硒(鋅)積累量=硒(鋅)含量×干物質(zhì)

1.5.3紫花苜蓿氨基酸含量和組分的測定 準確稱取粉碎過0.3 mm的樣品200～500 mg于試管中，加入10 mL 6 mol/L的鹽酸溶液(含0.5%巰基乙酸)進行水解，冷凍后抽真空，再充入氮氣，封口，將試管放入110℃的烘箱中水解22～24 h，冷卻后過濾到50 mL容量瓶中，并用無離子水稀釋至刻度，過濾。準確取10 μL樣品液于5 mm×50 mm小試管中，真空抽干，加入20 μL衍生緩沖液，于混合器上振蕩30 s，加入20 μL衍生試劑，用封口膜封口，振蕩30 s，放入60℃烘箱30 min，冷卻后加入160 mL平衡緩沖液，振蕩混合30 s。然后使用氨基酸自動分析儀(日立L-8800，日本)檢測牧草中17種氨基酸含量。

1.6 數(shù)據(jù)處理方法

采用Excel 2013和DPS 7.05版軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析，并采用Duncan新復極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

圖1 不同施肥處理對紫花苜蓿干草產(chǎn)量的影響Fig.1 Effects of Se-Zn and fulvic acid combined application on herbage yield of alfalfa 不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。Different capital letters show significant difference at P<0.01, different small letters indicate significant differences at P<0.05 by the Duncan-test. The same below.

2.1 不同施肥處理對紫花苜蓿草產(chǎn)量的影響

從圖1可知，各施肥處理均促進了紫花苜蓿草產(chǎn)量的增加。與對照(CK)相比，干草產(chǎn)量增幅為3.25%～42.43%，不同處理干草產(chǎn)量大小順序為：NPK+FA+Se+Zn>NPK+FA>NPK+Se+Zn>NPK>CK。

具體而言，以NPK+FA+Se+Zn處理產(chǎn)量最高，高達16.28 t/hm2，比對照(11.43 t/hm2)顯著提高(P<0.01)，高出4.85 t/hm2，增幅為42.43%；其次是NPK+FA和NPK+Se+Zn處理，產(chǎn)量分別為14.09和13.31 t/hm2，分別比對照高2.66和1.88 t/hm2，增幅分別為23.24%和16.39%；NPK處理較對照增產(chǎn)僅為0.37 t/hm2，增幅為3.24%，與對照差異不顯著，說明施肥能不同程度地促進紫花苜蓿干物質(zhì)的累積，而僅施氮磷鉀對提高紫花苜蓿草產(chǎn)量效果并不理想。另外，NPK+FA+Se+Zn、NPK+FA與NPK+Se+Zn三個處理之間均達到顯著差異，表明在統(tǒng)一施氮磷鉀基礎上，富啡酸與硒鋅混合微肥配施的增產(chǎn)效果最好，且富啡酸的施用比硒鋅混合微肥施用的效果更明顯，這可能因為富啡酸作為可溶性腐殖酸能刺激植物根系生長，提高紫花苜蓿根系活力，使紫花苜蓿對水分和養(yǎng)分的吸收運轉(zhuǎn)加強，促進紫花苜蓿生長[12]，且富啡酸可與微量元素形成水溶性螯合物，增強微量元素的吸收和運輸，進而提高植物的抗逆性和改善作物品質(zhì)[13]。而在石灰性土壤中基施硒和鋅的效果不如富啡酸與硒鋅混合微肥配施明顯，主要原因可能是大部分硒和鋅被固定所致[6]，但NPK+Se+Zn處理仍與NPK處理差異顯著，這與Se、Zn的生理功能有關(guān)，Zn能促進紫花苜蓿體內(nèi)IAA含量增加，提高苜蓿株叢數(shù)、改善結(jié)瘤、促進分枝、增加株高從而達到增產(chǎn)效果[14]，而Se在一定程度上促進紫花苜蓿產(chǎn)量的增加。因此在紫花苜蓿的生產(chǎn)中，適量施用鋅硒微肥或富啡酸均有利于產(chǎn)草量的提高。

2.2 對紫花苜蓿硒含量與積累量的影響

由表1可見，NPK+FA+Se+Zn處理紫花苜蓿硒含量為2.01 mg/kg，比對照(0.37 mg/kg)高1.64 mg/kg，增幅為448.18%，這與紫花苜蓿對硒具有較強的吸收和富集能力[15]有關(guān)；其次為NPK+Se+Zn處理，硒含量為1.81 mg/kg，比對照(0.37 mg/kg)高1.44 mg/kg，增幅為393.64%，然后為NPK+FA處理，硒含量為0.58 mg/kg，比對照(0.37 mg/kg)高0.21 mg/kg，增幅為58.18%，NPK處理紫花苜蓿硒含量為0.45 mg/kg，比對照(0.37 mg/kg)高0.08 mg/kg，增幅為21.82%。NPK+FA+Se+Zn與NPK+Se+Zn處理間達極顯著差異，表明富啡酸能極顯著提高土壤硒的有效性，李永華和王五一[16]研究表明，土壤中的硒能溶于富啡酸形成堿性溶液，減少施入硒的固定。NPK+Se+Zn與NPK+FA處理之間也達到極顯著差異，表明在嚴重缺硒地區(qū)通過土壤基施硒肥能有效提高紫花苜蓿硒含量；單施氮磷鉀處理也提高了紫花苜蓿硒含量。

2.3 對紫花苜蓿鋅含量與積累量的影響

紫花苜蓿鋅含量與硒含量的規(guī)律類似(表1)，也表現(xiàn)出NPK+FA+Se+Zn>NPK+Se+Zn>NPK+FA>NPK>CK的趨勢，雖然NPK+FA+Se+Zn與NPK+Se+Zn處理與其他3個處理之間達到了顯著差異，但兩者之間差異卻不顯著，同時NPK+FA與NPK之間、NPK與CK之間也未達到顯著差異，表明基施鋅硒肥極顯著提高紫花苜蓿鋅含量，而氮磷鉀的施用并不能提高紫花苜蓿鋅含量。從表1還可得知，配施硒鋅混合微肥極顯著提高了硒含量，也極顯著提高了鋅含量，表現(xiàn)為硒鋅間的協(xié)同作用。胡華鋒等[15]通過苜蓿葉面噴施硒肥研究表明，適量施硒顯著促進紫花苜蓿對鋅的吸收，本研究結(jié)果也與韋東普等[17]在黑麥草(Loliummultiflorum)上施硒試驗的結(jié)論一致。

硒、鋅積累量與其含量和紫花苜蓿產(chǎn)量相關(guān)(表1)，且有相似的規(guī)律性，仍以NPK+FA+Se+Zn處理最高，其次為NPK+Se+Zn處理和NPK+FA處理，而且三者之間差異極顯著，即紫花苜蓿Se、Zn含量增加和產(chǎn)量增加共同促進了紫花苜蓿Se和Zn的積累量。

表1 不同處理對紫花苜蓿硒、鋅含量與積累量的影響Table 1 Effects of Se-Zn and fulvic acid (FA) combined application on Se, Zn content and accumulations of alfalfa

同列不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Different capital letters show significant difference atP<0.01, different small letters indicate significant differences atP<0.05 by the Duncan-test. The same below.

2.4 不同施肥處理對紫花苜蓿營養(yǎng)成分含量的影響

粗蛋白含量是反映飼草營養(yǎng)價值的重要指標之一。苜蓿蛋白中含有20多種氨基酸，包括人和動物所需的必需氨基酸和一些稀有氨基酸，如瓜氨酸、刀豆氨酸等，是家畜合成蛋白質(zhì)的原料。一般粗蛋白含量越高，飼草料品質(zhì)越好。由表2可知，NPK+FA+Se+Zn處理可顯著提高粗蛋白含量，并顯著高于其他處理，但NPK+FA、NPK+Se+Zn與NPK處理和CK之間差異均不顯著，說明單施富啡酸或硒鋅可提高苜蓿的產(chǎn)量，但并不能提高苜蓿的粗蛋白，而富啡酸和硒鋅配施可以顯著提高紫花苜蓿粗蛋白含量，從而提高紫花苜蓿品質(zhì)。翁伯琦等[4]的研究也表明施硒能提高黑麥草、紫花苜蓿和圓葉決明(Chamaecristarotundifolia)等牧草粗蛋白含量。

粗脂肪是植物維持生命活動必需的儲藏物質(zhì)，飼草中粗脂肪含量愈高，其營養(yǎng)價值也愈高。從表2可見，不同施肥處理對紫花苜蓿粗脂肪含量無明顯影響，這與田應兵等[3]研究結(jié)果不一致，他們的研究表明土壤施硒量低于20 mg/kg時，提高了黑麥草粗脂肪含量，但當施硒量高于20 mg/kg時，黑麥草粗脂肪含量反而降低，具體原因有待進一步研究。

粗灰分是植物體內(nèi)無機營養(yǎng)的總和，其含量可表征礦質(zhì)營養(yǎng)含量情況。由表2可見，NPK+FA+Se+Zn與NPK+Se+Zn處理均能極顯著提高紫花苜蓿粗灰分含量，且兩者之間也存在明顯差異，但NPK+FA和NPK處理與CK間差異不顯著。

牧草中粗纖維是草食家畜日糧的主要成分，且是家畜最主要的能量來源之一，但含量過高會影響動物的適口性，降低動物的采食率。由表2可見，各施肥處理可降低紫花苜蓿粗纖維含量，但僅有NPK+FA+Se+Zn處理與對照差異顯著(P<0.01)。對于無氮浸出物，各施肥處理與對照相比差異均不明顯。

總之，NPK+FA+Se+Zn處理能極顯著提高紫花苜蓿粗蛋白含量和粗灰分含量，而對粗脂肪、粗灰分和無氮浸出物含量則影響不顯著。

表2 不同施肥處理對紫花苜蓿營養(yǎng)成分含量的影響Table 2 Effects of Se-Zn and fulvic acid combined application on nutrient component of alfalfa %

2.5 不同施肥處理對紫花苜蓿氨基酸組成的影響

營養(yǎng)學理論認為蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值與其氨基酸組成密切相關(guān)，特別是必需氨基酸的含量和比例，食物蛋白質(zhì)的氨基酸組成越接近人體蛋白質(zhì)的組成，其營養(yǎng)價值越高。紫花苜蓿氨基酸的組成比例與聯(lián)合國糧農(nóng)組織推薦的成人氨基酸模式基本符合[18]，所以氨基酸含量和組成是評定牧草營養(yǎng)價值的重要指標之一。

由表3可知，與CK相比，NPK+FA+Se+Zn和NPK+FA處理顯著提高了紫花苜?？偘被岷浚玁PK+Se+Zn處理的總氨基酸含量卻明顯降低。在測定的17種氨基酸中，NPK+FA+Se+Zn處理顯著提高了其中的7種氨基酸含量，其中必需氨基酸(EAA)為纈氨酸、亮氨酸以及賴氨酸，非必需氨基酸(NEAA)為天門冬氨酸、精氨酸、組氨酸和酪氨酸，其他氨基酸含量變化不明顯。

在必需氨基酸中，NPK+FA+Se+Zn處理的纈氨酸含量為1.29%，比CK提高了13.16%，NPK+Se+Zn處理的纈氨酸含量為0.98%，比CK(1.14%)降低了14.04%，NPK+FA和NPK處理的纈氨酸含量也明顯降低，且兩者之間差異不顯著；對亮氨酸而言，NPK+FA+Se+Zn處理的含量仍為最高，達到1.57%，較對照(1.48%)提高6.08%，而NPK+Se+Zn處理的含量最低，僅為1.35%，比對照降低了8.78%；對賴氨酸而言，NPK+FA+Zn+Se處理的含量為0.99%，顯著高出對照0.21%，增幅為26.92%，NPK+FA處理比CK增加8.97%，其余兩處理與對照無明顯差異。

在非必需氨基酸中，NPK+FA+Se+Zn處理的天門冬氨酸含量為2.19%，比對照提高了6.83%，其余處理間差異不顯著；NPK+FA+Se+Zn處理也提高了精氨酸的含量，達到0.96%，比對照提高了3.23%，而NPK+Se+Zn處理精氨酸的含量卻顯著降低，比對照降低6.46%，NPK+FA和NPK處理與對照之間差異不顯著。NPK+FA+Se+Zn處理與NPK+FA處理顯著提高了組氨酸含量，含量分別為0.58%和0.54%，比對照CK(0.49%)提高了18.37%和10.20%，NPK+Se+Zn處理組氨酸含量顯著低至0.44%，比對照降低了10.20%，NPK處理與對照無顯著差異；對酪氨酸而言，NPK+FA+Se+Zn處理與NPK處理顯著提高了其含量，增加幅度分別為17.02%和8.5%。在其余的非必需氨基酸中，與對照相比，NPK+Se+Zn處理顯著降低了谷氨酸、脯氨酸、丙氨酸及胱氨酸的含量，降幅分別為5.65%、6.60%、8.46%與28.57%，同時NPK+Se+Zn處理顯著提高了絲氨酸的含量，比對照(0.83%)提高了10.84%。NPK+FA與NPK處理顯著提高了蘇氨酸的含量，提高幅度分別為11.63%和9.30%。而甘氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸在各處理之間差異不明顯。

表3 不同施肥處理對紫花苜蓿氨基酸含量的影響Table 3 Effects of Se-Zn and fulvic acid combined application on alfalfa amino acids formation contents %

注： *表示必需氨基酸，EAA 為必需氨基酸總量，TAA為總氨基酸，NEAA為非必需氨基酸總量。

Note： *denotes essential amino acid, EAA: Total essential amino-acids, TAA: Total amino-acids, NEAA: Total nonessential amino-acids.

由表3還可看出，各處理紫花苜?？偘被岷吭?5.79%～17.83%之間，與對照相比，除NPK處理外，其余處理之間均差異顯著，表現(xiàn)為NPK+FA+Se+Zn>NPK+FA>CK和NPK>NPK+Se+Zn處理，NPK+FA+Se+Zn處理 (17.83%)和NPK+FA處理(17.1%)分別比對照CK(16.74%)提高6.51%和2.15%(P<0.05)，但NPK+Se+Zn處理總氨基酸含量(15.79%)卻有所降低，降幅為5.68%。不同處理的必需氨基酸含量在5.60%～6.55%之間，NPK+FA+Se+Zn處理最大，NPK+Se+Zn處理最小，且NPK+FA>CK>NPK。另外，EAA/TAA和EAA/NEAA這兩個指標規(guī)律相似，表現(xiàn)為CK>NPK+FA+Se+Zn>NPK+FA>NPK+Se+Zn>NPK，且CK與NPK+FA+Se+Zn之間差異不顯著，但與其他處理達到顯著差異，NPK+Se+Zn與NPK之間差異也不顯著，但與NPK+FA差異顯著。對于NEAA/TAA而言，NPK處理達最大值64.82%，其次為NPK+Se+Zn處理 (64.53%)，且兩者之間無明顯差異，但與NPK+FA處理(63.71%)差異顯著，NPK+FA+Se+Zn處理 (63.29%)雖略低于對照(63.31%)，但兩者之間差異不顯著。

總之，NPK+FA+Se+Zn和NPK+FA處理能顯著提高總氨基酸的含量，NPK+FA+Se+Zn處理顯著提高了纈氨酸、亮氨酸以及賴氨酸這3種必需氨基酸含量，同時提高了天門冬氨酸、精氨酸、組氨酸和酪氨酸這4種非必需氨基酸含量，而NPK+Se+Zn處理顯著降低了谷氨酸、精氨酸、脯氨酸、丙氨酸、胱氨酸及總氨基酸含量和必需氨基酸含量，卻顯著提高了絲氨酸的含量。

另外，不同處理中含量較高的6種氨基酸的含量由高到低的排列次序基本相同，都是谷氨酸>天門冬氨酸>亮氨酸>丙氨酸>甘氨酸>脯氨酸；而含量最低的4種氨基酸基本上都是胱氨酸<蛋氨酸<酪氨酸<組氨酸，此結(jié)果與王照蘭等[19]的研究結(jié)論基本一致。

3 討論

3.1 硒鋅與富啡酸配施對紫花苜蓿草產(chǎn)量及營養(yǎng)成分含量的影響

近年來，隨著我國畜牧業(yè)的快速發(fā)展及人們膳食結(jié)構(gòu)的調(diào)整，糧食消耗量逐步下滑，而飼料為主的間接消費則急劇上升，意味著飼料的需要量急劇增加，專家預測在未來的15年及相當長的時期飼料危機將嚴重威脅我國食物安全[20]，優(yōu)質(zhì)飼料紫花苜蓿將成為不可替代的戰(zhàn)略性保障飼草。微量元素在紫花苜蓿體內(nèi)含量雖然很少，但在新陳代謝過程中起著轉(zhuǎn)運物質(zhì)和交換能量的作用，當牧草缺乏某種微量元素時，生長發(fā)育都會受到抑制，導致產(chǎn)量和品質(zhì)下降，嚴重時甚至死亡。單獨施硒或鋅對作物生理特性及品質(zhì)的研究較多[3-4]，有關(guān)鋅、硒相互作用雖有一些報道，但由于試驗條件差異，其作用的機制尚不明確。施用硒肥不僅影響作物對硒的吸收，還不同程度地影響作物對其他礦質(zhì)元素的吸收，進而影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。如Singh和Singh[21]研究發(fā)現(xiàn)施硒降低了小麥(Triticumaestivum)和向日葵(Helianthusannuus)體內(nèi)鐵、錳、銅、鋅的含量，尤其是硒對于鋅的拮抗作用明顯；并且還發(fā)現(xiàn)硒對微量元素的拮抗作用因施用磷肥而改變：不施磷或磷水平較低時，硒水平的提高可降低植株鋅和銅含量；而施磷量提高時，施硒肥明顯增加了植株鋅、銅和錳含量。據(jù)報道硒對植物生長發(fā)育的影響呈現(xiàn)出Bertrand生物劑量規(guī)律，即低濃度硒促進植物生長，過量則對植物生長產(chǎn)生毒害[7]，因此，硒只有在適度的情況下才促進作物對其他元素的吸收。本研究認為，硒鋅混合微肥與富啡酸配施顯著提高紫花苜蓿草產(chǎn)量及其鋅、硒含量和積累量，富啡酸的施用顯著提高硒、鋅的吸收量，并通過促進根系發(fā)育、增強根系活力及提高多種合成酶活性和葉綠素含量使光合作用加強，從而顯著提高紫花苜蓿的產(chǎn)草量及品質(zhì)[22]，硒與鋅表現(xiàn)為協(xié)同作用，這與胡華鋒等[15]研究結(jié)果一致：施硒可顯著促進紫花苜蓿對鋅的吸收，且紫花苜蓿對鋅的吸收能力與施硒量有關(guān)，當硒肥用量超過100 mg/kg時，紫花苜蓿對鋅的吸收能力顯著下降，表現(xiàn)為硒對鋅的協(xié)同作用減弱，但噴施鋅肥顯著降低了紫花苜蓿硒的含量和吸收量[23]。韋東普等[17]研究也證實硒、鋅的交互作用與硒鋅肥用量有關(guān)。值得注意的是，對豆科作物紫花苜蓿是否施氮肥和施多少的問題，一直以來存在著爭論。紫花苜蓿根瘤菌對空氣游離N2的固定能力很強，據(jù)估算，當年生紫花苜蓿固定到土壤中的N約35～305 kg/hm2，通過生物固氮作用一般能滿足自身氮的需求，因此不少學者認為紫花苜蓿無需施用氮肥，或在苗期根瘤形成前施少量氮肥即可[24]。本研究結(jié)果表明，NPK處理的紫花苜蓿干草產(chǎn)量雖較對照有所增加，但二者差異并不顯著，表明對二年生苜蓿而言，播種時隨底肥施入的氮肥對紫花苜蓿產(chǎn)量沒有顯著影響。

硒、鋅不僅影響紫花苜蓿礦質(zhì)營養(yǎng)元素的含量和吸收量，也影響常規(guī)營養(yǎng)成分。郭孝等[25]研究表明隨著硒肥基施量的增加，裸燕麥(Avena)秸稈中粗蛋白和無氮浸出物的含量呈下降趨勢，而粗灰分、粗脂肪以及粗纖維的含量呈上升的趨勢；硒肥對裸燕麥果實在基施量小的情況下(570～765 g/hm2)能顯著提高果實中的粗蛋白質(zhì)含量，降低粗纖維的含量，當超過這個范圍則可顯著提高粗脂肪和粗纖維的含量，但對粗蛋白質(zhì)含量無顯著影響。本研究表明，富啡酸與硒、鋅配施處理能極顯著提高紫花苜蓿粗蛋白含量和粗灰分含量，而對粗脂肪、粗灰分和無氮浸出物含量影響不顯著。這與胡華鋒等[15]的研究結(jié)果有一定差異，他的研究表明適量施用硒能顯著提高紫花苜蓿粗蛋白、粗灰分、粗脂肪的含量，降低粗纖維含量。這可能與硒、鋅等施用方式不同有關(guān)，他們采用的是葉面噴施方式，而本試驗采用的是土壤基施的方式，硒、鋅的固定相對比較嚴重。但總體可以看出，硒對不同作物的品質(zhì)指標影響不盡一致，其內(nèi)部作用機理還需進一步研究和探討。

3.2 硒鋅與富啡酸配施對紫花苜蓿氨基酸組成的影響

牧草中氨基酸含量的高低、組成種類以及比例直接影響牧草最終品質(zhì)以及對家畜的生長。必需氨基酸是指動物機體需要但本身不能合成，必須從飼草料中攝取的氨基酸；不同動物機體需要的必需氨基酸種類存在差異。當必需氨基酸以動物所需的比例吸收時，動物對總氨基酸的需要量將降低，蛋白質(zhì)的合成率將最大。本試驗條件下，硒、鋅與富啡酸配施顯著提高了纈氨酸、亮氨酸以及賴氨酸等3種必需氨基酸(EAA)的含量，同時提高了非必需氨基酸(NEAA)中的天門冬氨酸、精氨酸、組氨酸和酪氨酸的含量，其他氨基酸變化不明顯。目前認為，硒至少以兩種方式參與蛋白質(zhì)的代謝，一是以無機硒的形態(tài)進入植物體后很快轉(zhuǎn)化為Se-Cys(硒代半胱氨酸)、Se-Met(硒代蛋氨酸)、Cy-Se(硒代胱氨酸)等多種氨基酸，以原料形式直接參與蛋白質(zhì)的合成，從而減少了游離氨基酸中半胱氨酸、蛋氨酸的含量；二是硒可能是植物體內(nèi)一種tRNA 核糖核酸鏈的必要組分，現(xiàn)已證實植物體內(nèi)確實存在具有硒代半胱氨酸殘基的tRNA，其主要的生理功能是轉(zhuǎn)運氨基酸用于蛋白質(zhì)的合成。因硒元素與硫元素的化學性質(zhì)相似，在黑麥草和紫花苜蓿中也都觀察到了硒對含硫氨基酸中硫的廣泛取代，盡管對其體內(nèi)其他形態(tài)的硒尚欠了解，但可以認為黑麥草體內(nèi)的硒大都以氨基酸的形式被結(jié)合于植物蛋白質(zhì)[3]。周遺品[26]研究表明，適量施用硒肥，促進了水稻(Oryzasativa)籽粒中蛋白質(zhì)和大多數(shù)氨基酸含量增加，其中以土壤基施硒量為2 mg/kg時效果最為顯著，蛋白質(zhì)含量和氨基酸總量分別比對照增加15.0%和18.1%；17種氨基酸除含硫氨基酸(胱氨酸和蛋氨酸)含量受硒的影響減少外，其余15 種氨基酸含量均明顯增加，最高增長率為32%。但本試驗中，施硒處理紫花苜蓿的含硫氨基酸蛋氨酸及半胱氨酸的含量與不施硒處理間差異不顯著，可能由于本試驗中硒、鋅的用量較低，加上土壤對之大量固定和吸附，使得在苜蓿體內(nèi)硒與硫表現(xiàn)出拮抗作用[27]，具體原因有待進一步研究。

硒能提高牧草和籽粒中氨基酸的總含量，可能與氨基酸的密切結(jié)合有關(guān)，植物吸收的硒能以化合物(包括游離Se)的形式存在于生物體內(nèi)，并以硒代氨基酸形式結(jié)合于蛋白質(zhì)中。李明等[28]研究表明，基施硒肥可以提高莜麥(Avenanuda)籽粒中蛋氨酸、亮氨酸以及賴氨酸等3種必需氨基酸的含量，并顯著提高天門冬氨基酸、谷氨酸、絲氨酸和甘氨酸等非必需氨基酸的含量，同時，提高了氨基酸的總含量，但對氨基酸中必需氨基酸/總氨基酸(EAA/TAA)、非必需氨基酸/總氨基酸(NEAA/TAA)和必需氨基酸/非必需氨基酸(EAA/NEAA)等指標影響不大，這與本試驗的結(jié)論一致。值得注意的是，本研究中NPK+Se+Zn處理與其他處理截然不同，該處理顯著降低了谷氨酸、精氨酸、脯氨酸、丙氨酸、胱氨酸及總氨基酸含量和必需氨基酸含量，但顯著提高了絲氨酸的含量，這可能與苜蓿品種、施肥方式、土壤環(huán)境條件等有關(guān)，具體原因有待深入研究。由于植物體內(nèi)不同形態(tài)的硒化合物對人和動物的作用差異較大，因此，比較苜蓿對不同形態(tài)硒的吸收利用以及其在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化和存在形態(tài)值得進一步研究和探討。近年來，隨著對含硒生物大分子研究的不斷深入，更清楚地了解植物中含硒化合物的分子形態(tài)、作用機理和功能，并從分子水平闡明硒同人類健康與疾病的密切關(guān)系具有重要意義，而硒在作物體內(nèi)的功能和表達機理尚不十分清楚。研究者認為硒元素以SeO42-或者SeO32-的形式被植物吸收后，主要轉(zhuǎn)運到葉綠體中[29]。但是硒被轉(zhuǎn)運到葉綠體之后，作用于什么位點，發(fā)揮什么功能，通過怎樣的方式影響植物的光合作用和其他生理功能，值得進一步探索，而質(zhì)譜鑒定等蛋白質(zhì)組學研究手段為揭示外源硒影響植物光合作用和生理功能的本質(zhì)規(guī)律和機制提供了可能。目前，國內(nèi)外從蛋白組學水平分析紫花苜蓿響應重金屬脅迫途徑中的差異研究尚不多見，而深入闡明植物解毒及積累重金屬的機制并揭示其對植物生命活動規(guī)律及重要生理、病理現(xiàn)象將成為今后一階段的研究重點。另外，雖然現(xiàn)在研究了不少參與重金屬的吸收、轉(zhuǎn)運和調(diào)控過程的基因，但是這些基因是怎樣協(xié)同工作，又是通過哪些機制來調(diào)控，還知之甚少，這將是重金屬在植物體內(nèi)轉(zhuǎn)運機理研究的一大發(fā)展趨勢[30]。相信隨著大量新技術(shù)的開發(fā)應用，蛋白質(zhì)組學研究將會在植物生長、發(fā)育、進化及代謝調(diào)控等生命活動的規(guī)律等方面取得重大突破。

4 結(jié)論

在統(tǒng)一施用氮磷鉀基礎上，適量硒鋅或富啡酸均可提高紫花苜蓿干草產(chǎn)量，且以兩者配施(NPK+FA+Se+Zn)效果最好，產(chǎn)量達16.28 t/hm2，比對照(11.43 t/hm2)顯著(P<0.01)高4.85 t/hm2，增幅為42.43%，NPK+FA和NPK+Se+Zn處理較對照增幅分別為23.24%和16.39%，即施用富啡酸比硒鋅混合微肥效果更顯著。硒鋅混合微肥或富啡酸均可顯著提高紫花苜蓿硒、鋅含量及積累量；其中以兩者配施(NPK+FA+Se+Zn)紫花苜蓿硒、鋅的含量和積累量達到最高值，表明通過適量施用硒鋅混合微肥可明顯提高紫花苜蓿對鋅硒的吸收，而富啡酸的配施促進了紫花苜蓿對硒鋅的吸收。硒鋅和富啡酸配施極顯著提高了紫花苜蓿粗蛋白含量和粗灰分含量，而對粗脂肪、粗纖維和無氮浸出物含量影響不顯著，也為提高紫花苜蓿品質(zhì)打下基礎。硒鋅和富啡酸配施處理顯著提高了氨基酸總量及纈氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)以及賴氨酸(Lys)等3種必需氨基酸(EAA)，同時提高了非必需氨基酸(NEAA)中的天門冬氨酸(Asp)、精氨酸(Arg)、組氨酸(His)和酪氨酸(Tyr)，其他氨基酸變化不明顯。因此，適量硒鋅與富啡酸配施有利于增加苜蓿干草產(chǎn)量、營養(yǎng)成分和必需氨基酸含量和氨基酸總量，進而改善紫花苜蓿品質(zhì)。