袁偉玲 陳衛(wèi)芳 劉志雄 陳磊夫 張文格 袁尚勇

（1 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，湖北武漢 430064；2 湖北省蔬菜辦公室，湖北武漢 430070）

硒是人類生命活動(dòng)中必需的微量元素，對(duì)人體健康至關(guān)重要，具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗衰老、抗氧化、抗癌等多種生物學(xué)功能（Rayman，2012；Zhang et al.，2019）。人體的40 多種疾病與缺硒有關(guān)，如癌癥、克山病、大骨節(jié)病、肝炎、心肌變性、白內(nèi)障等（杜小鳳 等，2015）。缺硒可以導(dǎo)致精神萎靡不振、未老先衰、免疫力下降等，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致克山病和大骨節(jié)病。硒在自然界的儲(chǔ)藏量很小，而且分布不平衡，全球約5 億～10 億的人口硒攝入量不足（Gao et al.，2011）。人體內(nèi)不能合成硒，完全依靠從外界攝取，自然界硒主要是通過(guò)植物進(jìn)入人體的，植物硒是人類膳食硒的主要來(lái)源之一（Rayman，2012）。

有機(jī)硒是指含有不同價(jià)位硒的有機(jī)化合物，包括硒蛋白、硒多糖等。根據(jù)硒的存在形態(tài)，可以分為化學(xué)有機(jī)硒和生物有機(jī)硒。有機(jī)硒毒性小、安全性好，在人體內(nèi)吸收轉(zhuǎn)化率高，容易被機(jī)體多種組織細(xì)胞利用，在生產(chǎn)中應(yīng)用較為廣泛。蔬菜在日常膳食中占據(jù)舉足輕重的地位，食用富硒蔬菜是人體補(bǔ)充硒元素的重要途徑。不同種類蔬菜對(duì)硒的富集能力有很大差異，大蒜、韭菜、馬鈴薯、葉用萵苣（生菜）等作物施硒作用效果已有報(bào)道（王永勤等，2001；萬(wàn)亞男 等，2017；Zhang et al.，2019；袁偉玲 等，2021）。段曼莉等（2011）研究了不同蔬菜對(duì)硒酸鹽的吸收、富集與轉(zhuǎn)運(yùn)特性，結(jié)果表明4 種蔬菜地下部硒含量的大小依次為芥菜＞普通白菜（小白菜）＞菠菜＞葉用萵苣。尚慶茂等（1997）研究發(fā)現(xiàn)，不同葉用萵苣品種對(duì)硒的吸收和轉(zhuǎn)化具有顯著差異；郝麗峰等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)土栽培基質(zhì)條件下普通白菜不同品種富硒效果存在差異。

甘藍(lán)是我國(guó)重要的露地蔬菜作物，年種植面積約90 萬(wàn)hm，總產(chǎn)量約4 725 萬(wàn)t（楊麗梅 等，2020，2021；郭鳳領(lǐng) 等，2021）。甘藍(lán)的硒富集能力較強(qiáng)，許鋒等（2020）研究表明添加濃度為0.4 mmol · L硒酵母溶液，甘藍(lán)根、外葉、球內(nèi)葉中的硒含量分別達(dá)到25.96、21.73、19.09 mg · kg（DW），表明甘藍(lán)可作為食物鏈補(bǔ)硒的植物載體。本試驗(yàn)選取長(zhǎng)江中下游甘藍(lán)主產(chǎn)區(qū)的18 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)主推品種，測(cè)定、分析不同結(jié)球甘藍(lán)品種的富硒能力，以期為結(jié)球甘藍(lán)富硒利用和選育富硒能力強(qiáng)的結(jié)球甘藍(lán)品種提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2020 年1—5 月在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜基地進(jìn)行。供試18 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種（表1）由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所、北京鼎豐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司、上海瑞奇種業(yè)有限公司、杭州綠寶種苗有限公司等單位提供，主要為湖北省嘉魚甘藍(lán)主產(chǎn)區(qū)種植的主推品種。生物有機(jī)硒制劑硒含量5 000 mg · L（以Se 計(jì)），是湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院富硒研究團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的專利產(chǎn)品（專利號(hào)：201610338121.6），一般每667 m施用300 mL，折合施硒量為1.5 g。

表1 供試結(jié)球甘藍(lán)品種來(lái)源及其特征特性

采用大田試驗(yàn)方法，供試土壤類型為黃棕沙壤土，土壤基本理化性質(zhì)為：有機(jī)質(zhì)含量17.6 g ·kg，全氮含量0.98 g · kg，堿解氮含量47.33 mg ·kg，速效磷含量30.12 mg · kg，速效鉀含量52.18 mg · kg，pH 值6.5，總硒含量0.12 mg · kg。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置3 個(gè)處理：處理1 為對(duì)照（CK），不施硒；處理2，每667 m噴施300 mL 生物有機(jī)硒溶液（蓮座期葉面噴施）；處理3，每667 m噴施600 mL 生物有機(jī)硒溶液（蓮座期和結(jié)球期分別噴施300 mL）。處理2 和處理3 每次噴施有機(jī)硒溶液時(shí)均用清水稀釋至2 L，對(duì)照在蓮座期和結(jié)球期分別噴施300 mL 清水。采用隨機(jī)區(qū)組排列，3 次重復(fù)，小區(qū)面積20 m（2.0 m × 10 m），每小區(qū)種植20 行，行距0.5 m，株距0.4 m，共162 個(gè)小區(qū)；1 月15 日穴盤基質(zhì)育苗，3 月25 日定植，5 月8 日一次性采收，田間管理與當(dāng)?shù)卮筇锷a(chǎn)一致。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目

5 月5 日，每處理隨機(jī)選取成熟葉球5 個(gè)，去掉老葉，用去離子水洗凈，放在通風(fēng)陰涼處風(fēng)干后粉碎，測(cè)定地上部硒含量；同時(shí)，每處理再隨機(jī)選取5 株，依次用自來(lái)水、蒸餾水洗滌干凈，吸水紙吸干水分，70 ℃烘至恒重，稱量地上部干質(zhì)量。硒含量的測(cè)定參照戴志華（2020）的方法，采用HNO∶HClO=4∶1（體積比）消解，消解過(guò)程中溫度控制在180 ℃，將消解液在6 mol · LHCl 介質(zhì)中進(jìn)行還原，冷卻后定容過(guò)濾，采用氫化物發(fā)生原子熒光光譜法（HG-AFS-8220）測(cè)定結(jié)球甘藍(lán)地上部硒含量。

單株硒累積量=（地上部硒含量×地上部干質(zhì)量）/株數(shù)

硒利用效率=（施硒區(qū)硒吸收量-對(duì)照區(qū)硒吸收量）/施硒量× 100%

5 月8 日，每小區(qū)取中間8 m進(jìn)行采收測(cè)產(chǎn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，運(yùn)用SPSS 軟件進(jìn)行方差分析和系統(tǒng)聚類分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施生物有機(jī)硒對(duì)不同結(jié)球甘藍(lán)品種地上部硒含量的影響

從表2 可以看出，葉面噴施相同硒含量條件下，不同結(jié)球甘藍(lán)品種間地上部硒含量表現(xiàn)出顯著差異。不施硒處理，結(jié)球甘藍(lán)地上部硒含量均較低，即便顯著高于其他品種的強(qiáng)力50，地上部硒含量也僅為0.18 μg · g，其余17 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種的地上部硒含量差異較小，變幅為0.11～0.13 μg ·g。葉面噴施生物有機(jī)硒后，18 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種的地上部硒含量均大幅增加，每667 m噴施300 mL 生物有機(jī)硒處理下，中甘107 地上部硒含量最高，為5.20 μg · g，其次是強(qiáng)力50（5.11 μg · g），地上部硒含量最小的中甘606-2（2.08 μg · g）也比不施硒對(duì)照增加了17.9 倍；每667 m噴施600 mL 生物有機(jī)硒處理下，中甘107 地上部硒含量亦最高，為6.99 μg · g，中甘605、強(qiáng)力50、斯特丹次之。根據(jù)DBS 42002—2021《湖北省食品安全地方標(biāo)準(zhǔn) 富有機(jī)硒食品硒含量要求》，富硒產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定甘藍(lán)及其制品的硒含量限值為0.20～2.00 μg ·g，葉面噴施300 mL 生物有機(jī)硒條件下，18 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種富硒含量均高于對(duì)照組和湖北省食品安全地方標(biāo)準(zhǔn)。

表2 葉面噴施生物有機(jī)硒對(duì)不同結(jié)球甘藍(lán)品種地上部硒含量的影響

從表2 還可以看出，不同結(jié)球甘藍(lán)品種地上部硒含量隨生物有機(jī)硒施用量增加的變化趨勢(shì)不同，且變幅差異較大，這可能與不同品種的生育期、葉球大小、產(chǎn)量等不同有關(guān)，說(shuō)明不同結(jié)球甘藍(lán)品種的生物有機(jī)硒適宜施用量不同。

2.2 葉面噴施生物有機(jī)硒對(duì)不同結(jié)球甘藍(lán)品種單株硒累積量的影響

從表3 可以看出，葉面噴施生物有機(jī)硒后，不同結(jié)球甘藍(lán)品種的單株硒累積量存在顯著差異；除中甘1166、日本綠春、中甘107、強(qiáng)力50、中甘101 外，其他13 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種的單株硒累積量均隨著生物有機(jī)硒施用量的增加呈上升趨勢(shì)。表明適當(dāng)增加硒的施用量，可以促進(jìn)結(jié)球甘藍(lán)對(duì)硒的吸收和積累。

表3 葉面噴施生物有機(jī)硒對(duì)不同結(jié)球甘藍(lán)品種單株硒累積量的影響

不施硒處理，青研綠寶的單株硒累積量顯著低于除中甘101 外的其他結(jié)球甘藍(lán)品種，為1.01 μg · 株，中甘1166、中甘105、中甘108、中甘608 的單株硒累積量顯著高于中甘101、中甘106、中甘596-2、中甘605、春秋50、強(qiáng)力50、水果扁包和青研綠寶。每667 m噴施300 mL 生物有機(jī)硒處理下，18 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種的單株硒累積量為34.98～101.13 μg · 株，其中中甘101 和日本綠春的單株硒累積量顯著高于其他品種，均達(dá)到96 μg ·株以上；每667 m噴施600 mL 生物有機(jī)硒處理下，18 個(gè)品種的單株硒累積量變幅為33.61～96.85 μg · 株。

2.3 葉面噴施生物有機(jī)硒對(duì)不同結(jié)球甘藍(lán)品種單株產(chǎn)量和硒利用效率的影響

從表4 可以看出，葉面噴施生物有機(jī)硒對(duì)不同結(jié)球甘藍(lán)單株產(chǎn)量的影響不同。不施硒處理，中甘1166 的單株產(chǎn)量最高，為1 481.88 g · 株；中甘101 最低，僅741.47 g · 株。每667 m噴施300 mL 生物有機(jī)硒處理下，中甘107 單株產(chǎn)量最高；每667 m噴施600 mL 生物有機(jī)硒處理下，18 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種的平均單株產(chǎn)量較對(duì)照增加9.01%，其中春秋50 的增產(chǎn)幅度最大。

表4 葉面噴施生物有機(jī)硒對(duì)不同結(jié)球甘藍(lán)品種單株產(chǎn)量和硒利用效率的影響

從表4 還可以看出，不同結(jié)球甘藍(lán)品種的硒利用效率也存在顯著差異。除綠秀、水果扁包、中甘596-2 外，其余品種對(duì)硒的利用效率均表現(xiàn)為隨著生物有機(jī)硒施用量的增加而增加。每667 m噴施300 mL 生物有機(jī)硒處理下，18 個(gè)品種的硒利用效率為50.65%～69.08%，其中綠秀、中甘105、中甘605、中甘606-2、春秋50、日本綠春的硒利用效率較高；每667 m噴施600 mL生物有機(jī)硒處理下，18 個(gè)品種的硒利用效率為51.23%～89.93%，其中日本綠春、中甘101 的硒利用效率顯著高于其他品種，而水果扁包的硒利用效率最低。

2.4 18 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種硒利用效率聚類分析

從表5 可以看出，每667 m噴施300 mL 生物有機(jī)硒處理下，采收期結(jié)球甘藍(lán)單株產(chǎn)量與地上部硒含量、單株硒累積量之間呈正相關(guān)，表明三者在反映不同結(jié)球甘藍(lán)品種硒利用效率的變化趨勢(shì)上是一致的。每667 m噴施600 mL 生物有機(jī)硒處理下，結(jié)球甘藍(lán)單株產(chǎn)量與地上部硒含量、單株硒累積量的相關(guān)性未達(dá)顯著水平；而不施硒處理的結(jié)球甘藍(lán)單株產(chǎn)量與單株硒累積量之間的相關(guān)系數(shù)為0.78，呈極顯著線性相關(guān)，表明不噴施生物有機(jī)硒時(shí)單株硒累積量能夠很好地反映結(jié)球甘藍(lán)植株體內(nèi)的硒營(yíng)養(yǎng)狀況。

表5 不同生物有機(jī)硒處理下結(jié)球甘藍(lán)單株產(chǎn)量與地上部硒含量、單株硒累積量的相關(guān)性（n=18）

為了綜合反映采收期不同結(jié)球甘藍(lán)品種富硒能力的差異，對(duì)不施硒處理下的結(jié)球甘藍(lán)單株產(chǎn)量、地上部硒含量、單株硒累積量進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析。根據(jù)對(duì)硒的富集能力不同將參試結(jié)球甘藍(lán)分為硒高積聚品種、硒中積聚品種、硒低積聚品種。當(dāng)類間距為0.68 時(shí)，18 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種可分為3 類（表6）。其中，I 類包含7 個(gè)品種，其3 個(gè)指標(biāo)值均相對(duì)較高，為硒高積聚品種；Ⅱ類亦包含7 個(gè)品種，其3 個(gè)指標(biāo)值均處于中等水平，為硒中積聚品種；Ⅲ類包含4 個(gè)品種，其3 個(gè)指標(biāo)值均相對(duì)較低，為硒低積聚品種。

表6 18 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種硒利用效率聚類分析結(jié)果

3 結(jié)論與討論

影響植物富硒能力的首要內(nèi)部因素是基因型，相同種植條件下不同品種的含硒量差異很大。本試驗(yàn)結(jié)果表明，葉面噴施生物有機(jī)硒后18 個(gè)參試結(jié)球甘藍(lán)品種的硒含量最大值是最小值的2.5～3.8倍，表明不同結(jié)球甘藍(lán)品種間富硒能力存在顯著差異，篩選高硒含量結(jié)球甘藍(lán)品種對(duì)開(kāi)發(fā)富硒甘藍(lán)產(chǎn)業(yè)具有一定的意義。黃婷等（2019）比較了7 個(gè)甘薯品種對(duì)硒的富集能力差異，結(jié)果表明不同甘薯品種的硒富集能力差異明顯，富硒能力最強(qiáng)的徐薯18號(hào)總硒含量是富硒能力最差的寧紫薯的1.29倍。黃太慶等（2018）對(duì)不同花生品種的富硒能力進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明淋施8.8 g · L的含硒液體肥33 L · hm后，12 個(gè)花生品種平均硒含量達(dá)到0.053 mg · kg。李瑜等（2013）研究表明，不同品種（系）馬鈴薯對(duì)硒的吸收富集能力差異較大，品系0602-65 對(duì)硒的富集能力最強(qiáng)，其次為09012-74。本試驗(yàn)結(jié)果表明，每667 m噴施300 mL 生物有機(jī)硒處理，18 個(gè)結(jié)球甘藍(lán)品種的平均地上部硒含量、單株硒累積量比不施硒對(duì)照分別增加了27.75、32.93 倍，硒利用效率為61.45%；每667 m噴施600 mL 生物有機(jī)硒處理，18 個(gè)品種的平均地上部硒含量、單株硒累積量比對(duì)照分別增加了27.58、36.69 倍，硒利用效率為68.06%。Sorensen 和Nuti（2011）采用不同濃度梯度的硒處理花生，結(jié)果表明向土壤中添加硒顯著增加了花生籽仁和植株中的硒含量，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。李正文等（2003）研究了江蘇省57 個(gè)水稻品種籽粒的硒含量，結(jié)果也表明不同水稻品種對(duì)硒的積累存在明顯差異。正是由于不同品種對(duì)硒的累積差異造就了水稻富硒品種差異性篩選的可能性。本試驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)，因此，可以從不同基因型材料中篩選出硒含量高的富硒親本材料，作為富硒甘藍(lán)育種的種質(zhì)資源。

不同植物品種對(duì)硒的遷移轉(zhuǎn)化累積能力不同。本試驗(yàn)結(jié)果表明，葉面噴施生物有機(jī)硒后不同結(jié)球甘藍(lán)品種的地上部硒含量和單株硒累積量均呈現(xiàn)出顯著的差異性，但單株產(chǎn)量與地上部硒含量、單株硒累積量的相關(guān)性不顯著，這可能是因?yàn)橛绊懳鄯e量的因素較多，如土壤母質(zhì)、pH、氧化-還原電位（Eh）、有機(jī)質(zhì)等土壤中的各種物理化學(xué)因子交互影響（安夢(mèng)魚 等，2017）。后期研究應(yīng)在富硒蔬菜種類和品種篩選的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代生物技術(shù)有效地種植富集硒的蔬菜，提高硒的遷移轉(zhuǎn)化能力，開(kāi)發(fā)富硒蔬菜產(chǎn)品。但由于葉面噴施硒會(huì)增加生產(chǎn)成本，很難在生產(chǎn)上進(jìn)行推廣應(yīng)用，因此篩選富硒能力強(qiáng)的結(jié)球甘藍(lán)品種是較經(jīng)濟(jì)有效的措施。而長(zhǎng)期栽培這種甘藍(lán)，是否會(huì)造成土壤營(yíng)養(yǎng)元素的不均衡吸收，還需要結(jié)合土壤進(jìn)行進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)中，相同處理?xiàng)l件下不同結(jié)球甘藍(lán)品種間富硒能力存在顯著差異，綜合分析葉面噴施生物有機(jī)硒對(duì)采收期結(jié)球甘藍(lán)單株產(chǎn)量、地上部硒含量、單株硒累積量和硒利用效率的影響，確定每667 m葉面噴施600 mL 生物有機(jī)硒為宜。對(duì)不施硒處理下的結(jié)球甘藍(lán)單株產(chǎn)量、地上部硒含量、單株硒累積量3 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，將18 個(gè)品種分為3 類：7 個(gè)硒高積聚品種（中甘105、中甘106、斯特丹、中甘108、中甘596-2、中甘605、中甘606-2），7 個(gè)硒中積聚品種（中甘101、中甘107、中甘608、中甘1166、綠緣、綠秀、強(qiáng)力50），4 個(gè)硒低積聚品種（青研綠寶、日本綠春、水果扁包、春秋50）。