潘麗萍 邢穎 廖青梁潘霞 陳錦平 黃太慶 江澤普 唐秀樺 劉永賢

(1廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/廣西富硒農(nóng)產(chǎn)品工程技術(shù)研究中心廣西南寧 530007;2廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所廣西南寧 530007)

硒（Selenium）是人體必需的微量元素之一，人體可通過(guò)食物鏈補(bǔ)充身體所需硒量。我國(guó)成人對(duì)硒的攝入量?jī)H為26～32μg/d，遠(yuǎn)低于生物需求量40μg/d及我國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成人60～400μg/d的攝入量要求［1-2］。因此日常食用富硒農(nóng)產(chǎn)品成為補(bǔ)硒的重要途徑。目前已開(kāi)發(fā)出不同種類(lèi)的富硒農(nóng)產(chǎn)品，如富硒水稻、富硒茶葉、富硒薯類(lèi)、富硒蔬菜等［3-6］。在生產(chǎn)技術(shù)上主要通過(guò)土施和葉面噴施硒來(lái)實(shí)現(xiàn)作物富硒，硒源主要有無(wú)機(jī)硒和有機(jī)硒，無(wú)機(jī)硒一般是亞硒酸鹽，價(jià)格便宜但易出現(xiàn)毒副作用；有機(jī)硒或有機(jī)螯合態(tài)硒安全無(wú)毒，增產(chǎn)明顯［7］。甘薯是我國(guó)栽種廣泛的糧食兼經(jīng)濟(jì)作物，富含豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、果膠、纖維素、氨基酸和多種礦物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，《本草綱目》記載，甘薯具有“補(bǔ)虛乏、益氣力、健脾胃、強(qiáng)腎陽(yáng)”之功效［8］。開(kāi)發(fā)生產(chǎn)富硒甘薯對(duì)提高甘薯經(jīng)濟(jì)收益和提高人們健康生活水平具有重要意義。已有研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)土施亞硒酸鈉肥或者噴施亞硒酸鈉、有機(jī)螯合態(tài)硒肥等，可提高寧紫2號(hào)、日本新紫、日本凌紫、越南紫等甘薯品種含量，改善甘薯品質(zhì)［9-10］。但不同品種甘薯在不同的土壤條件下，對(duì)硒的吸收也不確定。因此，本試驗(yàn)以廣西主栽的紫薯品種桂經(jīng)薯8號(hào)為研究對(duì)象，通過(guò)葉片噴施不同濃度氨基酸螯合硒營(yíng)養(yǎng)液肥，研究桂經(jīng)薯8號(hào)對(duì)硒的吸收累積及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為廣西桂北地區(qū)的富硒甘薯生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)基地位于桂林市平樂(lè)縣，大田土壤基本理化性質(zhì)如下：pH 6.34，有機(jī)質(zhì)10.04 g/kg，速效磷2.29 mg/kg，速效鉀253.15 mg/kg，堿解氮80.4 mg/kg，總硒0.43 mg/kg。

1.1.2 試材

供試材料選用紫心甘薯品種桂經(jīng)薯8號(hào)，由廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供。試驗(yàn)所用葉面硒肥為生物納米硒營(yíng)養(yǎng)液（氨基酸螯合態(tài)），由南寧市博發(fā)科技有限公司提供，含硒0.26%，游離氨基酸0.46%。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年3月至2019年10月在廣西桂林市平樂(lè)縣甘薯試驗(yàn)基地進(jìn)行，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置了4個(gè)處理：4 500 mL/hm2（Se-1），9 000 mL/hm2（Se-2），13 500 mL/hm2（Se-3），以噴等量清水為對(duì)照（CK）。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)面積為18 m2（3 m×6 m，每小區(qū)6壟，每壟15株）。在甘薯膨大中期（9月1日）進(jìn)行葉面噴施，以葉片形成水珠滴落為佳。試驗(yàn)基地甘薯于2019年3月1日育苗，6月5日栽種，種植密度為50 025株/hm2，管理水平中等。

1.2.2 樣品采集與處理

試驗(yàn)甘薯在2019年10月15日進(jìn)行采收，采收后鮮薯重量按面積折算為鮮薯產(chǎn)量，然后從每個(gè)小區(qū)中隨機(jī)取20株，將莖、葉片和塊根分裝密封，帶回實(shí)驗(yàn)室處理。將采集回來(lái)的鮮樣用去離子水洗凈擦干，部分鮮樣用于花青素含量和可溶性糖總量的測(cè)定，另一部分塊根、莖和葉片分類(lèi)進(jìn)行烘干處理，經(jīng)105℃殺青15 min，70℃烘干至恒重，用粉碎機(jī)粉碎后過(guò)60目篩，置于密封袋常溫保存，用于總硒含量、鎘含量及淀粉含量的測(cè)定。

1.2.3 項(xiàng)目測(cè)定

甘薯硒含量測(cè)定采用硝酸-過(guò)氧化氫消解法，用氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法原子熒光形態(tài)分儀（SA-20，北京吉天儀器有限公司）測(cè)定；可溶性總糖含量用蒽酮比色法測(cè)定［11］，花青素含量用檸檬酸-乙醇法提取，用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定［12］；淀粉含量用酶解-蒽酮比色法進(jìn)行測(cè)定［13］。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Excel 2010進(jìn)行整理，利用SPSS 21.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度硒處理對(duì)甘薯塊根產(chǎn)量的影響

不同濃度硒處理對(duì)甘薯塊根產(chǎn)量的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可知，各施硒處理的甘薯塊根產(chǎn)量26.77～27.81 t/hm2，較對(duì)照有所提高，但塊根產(chǎn)量并沒(méi)有隨著施硒濃度的增加而增加。Se-3處理的塊根產(chǎn)量最高，為27.81 t/hm2，比對(duì)照比增加4.16%，各處理之間差異不顯著。因此，甘薯葉片外源施硒，塊根產(chǎn)量較對(duì)照有所提高，但效果不顯著。

圖1 不同處理對(duì)甘薯塊根產(chǎn)量的影響

2.2 不同濃度硒處理對(duì)甘薯各器官累積硒的影響

從表1可知，不同施硒處理的甘薯各器官硒含量有所差異，葉片含量最高，其次是莖，最低是塊根，即硒含量為葉片＞莖＞塊根。在甘薯塊根和葉片中，其硒含量隨著施硒濃度的增加而增加，各處理之間差異達(dá)到顯著水平。在塊根中，Se-1、Se-2和Se-3處理較對(duì)照硒含量分別提高68.18%、114.51%和205.32%；葉片硒含量中，Se-1、Se-2和Se-3處理較對(duì)照分別增加42.47%、56.71%和74.42%。甘薯莖硒含量中，Se-1、Se-2和Se-3處理均顯著高于對(duì)照，分別增加48.72%、39.26%和24.01%。葉面噴施硒肥能顯著提高甘薯塊根、葉片和莖的硒含量，增加效果顯著。

表1 不同濃度硒處理下甘薯塊根、葉片、莖的總硒含量

2.3 不同濃度硒處理對(duì)塊根花青素、可溶性糖和淀粉含量的影響

從表2可知，在施硒條件下，各處理的塊根花青素含量顯著高于對(duì)照，Se-1、Se-2和Se-3處理較對(duì)照提高13.63%、9.70%和26.47%。塊根可溶性糖含量中，各處理之間差異顯著，Se-1、Se-2和Se-3處理顯著高于對(duì)照，Se-2處理含量最高，較對(duì)照增加27.56%。不同濃度硒處理的塊根淀粉含量有所下降，Se-1與對(duì)照差異不顯著，Se-2和Se-3處理顯著低于對(duì)照，分別降低5.85%和4.91%?？梢?jiàn)，不同施硒量均能顯著提高甘薯塊根花青素含量和可溶性糖含量，但降低了淀粉含量。

2.4 甘薯塊根硒含量與花青素含量、可溶性糖含量及淀粉含量的相關(guān)性分析

從表3可知，硒對(duì)甘薯塊根品質(zhì)指標(biāo)有一定的影響。甘薯塊根硒含量與花青素含量、可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)，塊根硒含量與淀粉含量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，各指標(biāo)與塊根硒含量相關(guān)程度表現(xiàn)為可溶性糖含量＞花青素含量＞淀粉含量。

表2 不同濃度硒處理下甘薯的花青素、可溶性糖和淀粉含量

表3 甘薯塊根硒含量與花青素、可溶性糖及淀粉含量相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

研究認(rèn)為，外源施硒對(duì)作物的影響主要與土壤理化性質(zhì)、施硒濃度與方式、施硒時(shí)期和作物種類(lèi)等有關(guān)。對(duì)作物產(chǎn)量的影響存在不同的觀點(diǎn)，一是適量施硒可以提高作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)；二是施硒對(duì)作物產(chǎn)量的影響不顯著。黃炳成［14］和郭文慧［9］等在甘薯上的研究發(fā)現(xiàn)，適量施硒能促進(jìn)甘薯生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量。本試驗(yàn)中，不同施硒水平下，甘薯塊根產(chǎn)量雖有提高，但與對(duì)照差異并不顯著，可能是因?yàn)槭┓是?，在甘薯膨大中期已?jīng)建成了向塊根轉(zhuǎn)移營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的“庫(kù)”，對(duì)桂經(jīng)薯8號(hào)后續(xù)的生長(zhǎng)發(fā)育及增產(chǎn)效應(yīng)的促進(jìn)性較?。?0，15］。

氨基酸螯合硒肥雖然對(duì)甘薯塊根增產(chǎn)沒(méi)有顯著作用，但明顯促進(jìn)了甘薯對(duì)硒的吸收累積，硒的分配規(guī)律表現(xiàn)為葉片＞莖＞塊根，這與郭文慧外源基施亞硒酸鈉下，甘薯硒含量表現(xiàn)為塊根＞莖＞葉片的結(jié)果不一致，除了品種差異外，可能跟施硒方式有關(guān)。本試驗(yàn)是在甘薯膨大中期葉面噴施硒肥，相對(duì)于基施，硒通過(guò)葉片吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)的作用時(shí)間較短，因此大部分硒仍存留在莖葉里。對(duì)比不同濃度硒處理，施硒越多，甘薯葉片和塊莖硒含量越大，但硒累積增加的比例低于施硒量增加的比例。由此推測(cè)，在本試驗(yàn)設(shè)置的硒濃度范圍內(nèi)，甘薯對(duì)硒的利用率已經(jīng)隨施硒量的增加有所下降。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)甘薯對(duì)硒的利用率，合理選擇施用濃度，避免硒資源浪費(fèi)。

甘薯品質(zhì)通常以花青素、可溶性糖、淀粉等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同濃度硒處理，對(duì)甘薯塊根品質(zhì)有不同程度的影響。進(jìn)一步的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，硒能顯著提高桂經(jīng)薯8號(hào)塊根中花青素和可溶性糖含量的同時(shí)，減少淀粉的累積?；ㄇ嗨貙儆诜宇?lèi)化合物中的類(lèi)黃酮類(lèi)，與甘薯的抗氧化活性密切相關(guān)。本試驗(yàn)中塊根硒含量與花青素含量有顯著正相關(guān)性，進(jìn)一步驗(yàn)證了硒可提高甘薯的抗氧化能力。甘薯中的碳水化合物主要由淀粉、可溶性糖、纖維素等組成，這些碳水化合物組分不僅在品種間存在差異，而且與甘薯儲(chǔ)存條件、生長(zhǎng)環(huán)境以及甘薯塊根的生長(zhǎng)發(fā)育階段有關(guān)［16］。其中，淀粉和可溶性糖是影響鮮食型甘薯品質(zhì)的重要因素。有研究表明，蔗糖合成酶是調(diào)控淀粉含量的關(guān)鍵酶類(lèi)，蔗糖轉(zhuǎn)化酶是調(diào)控可溶性糖的關(guān)鍵酶類(lèi)［17］，而蔗糖轉(zhuǎn)化酶分解產(chǎn)生的己糖（葡萄糖和果糖）又可影響植物的抗氧化能力［18］。本試驗(yàn)葉面噴施硒后，甘薯塊根可溶性糖含量增加而淀粉含量減少，有可能是硒以Se-Met、Se-Cys等硒代氨基酸的形式參與蛋白質(zhì)合成［19］，影響了甘薯體內(nèi)蔗糖分解酶的活性，促進(jìn)蔗糖轉(zhuǎn)化酶活性的提高，進(jìn)而增加了可溶性糖中的葡萄糖和果糖含量，提高了甘薯的抗氧化性。另外，本試驗(yàn)施用的是氨基酸螯合硒營(yíng)養(yǎng)液，氨基酸中含有大量的氮元素，已有研究發(fā)現(xiàn)，氮與硒能顯著改善甘薯品質(zhì)，很有可能氮與硒在其中也參與或影響了淀粉和可溶性糖的代謝過(guò)程，有待進(jìn)一步驗(yàn)證。關(guān)于硒對(duì)甘薯塊根品質(zhì)指標(biāo)改善效果，有些研究結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果不一致［20-21］，因此還需要在選擇品種廣度上和分析品質(zhì)深度上進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.2 結(jié)論

外源施硒能顯著提高桂經(jīng)薯8號(hào)甘薯塊根硒含量，且隨著外源硒濃度的增加而顯著增加，塊根中花青素含量和可溶性糖含量均有所提高，淀粉含量有所下降，外源施硒濃度與塊根硒含量及葉片硒含量有著極顯著正相關(guān)關(guān)系，塊根硒含量與塊根花青素含量、可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。綜合各濃度硒處理，以Se-2（9 000 mL/hm2）為佳，能提高甘薯塊根硒含量的同時(shí)改善甘薯品質(zhì)。