有機(jī)硒肥對馬鈴薯硒素利用及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

邢 穎，梁潘霞，廖 青，黃太慶，潘麗萍，江澤普

(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 南寧 530007)

有機(jī)硒肥對馬鈴薯硒素利用及產(chǎn)量品質(zhì)的影響

邢 穎，梁潘霞，廖 青，黃太慶，潘麗萍，江澤普*

(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 南寧 530007)

【目的】探討外源有機(jī)硒肥對馬鈴薯產(chǎn)量、品質(zhì)及硒素利用的影響，為有機(jī)硒肥調(diào)控下富硒馬鈴薯的種植提供參考。【方法】通過在馬鈴薯種植期基施不同用量有機(jī)硒肥，綜合分析對比馬鈴薯硒含量、有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)量品質(zhì)等指標(biāo)。【結(jié)果】基施不同用量有機(jī)硒肥條件下，總薯重、單薯重及商品薯率均存在顯著差異，但總薯數(shù)差異不顯著。馬鈴薯硒素吸收量隨硒肥施用濃度增加呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢，有機(jī)硒含量趨勢與總硒一致，但有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。說明0.27 g/kg的硒肥施用量既可保證有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率達(dá)到最佳值，又能保證馬鈴薯硒含量在安全范圍之內(nèi)。馬鈴薯粗蛋白、淀粉及維生素C含量均隨硒肥施用量增加呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，最佳施用量為0.27 g/kg。還原糖含量隨硒肥施用量升高而降低。【結(jié)論】利用有機(jī)硒肥為外源硒基施種植馬鈴薯時(shí)，施用量以0.27 g/kg為最佳。

有機(jī)硒肥；馬鈴薯；吸收轉(zhuǎn)化；有機(jī)硒

【研究意義】硒是人和動物必需的微量元素，適量的硒(40～400 μg/d)能夠抵御外界脅迫造成的過氧化損傷，具有抗癌、抗衰老等重要作用，而硒的缺乏或過量都會引起疾病[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國約有72 %的縣(市)不同程度缺硒，其中近1/3 為嚴(yán)重缺硒地區(qū)[2]。馬鈴薯是僅次于小麥、水稻和玉米的第四大糧食作物，食用以馬鈴薯為原料的富硒食品是一種安全有效的補(bǔ)硒途徑。因此，研究馬鈴薯在有機(jī)硒肥施用條件下對硒素的調(diào)控、吸收和利用，對富硒馬鈴薯的種植及其硒素的有效利用具有十分重要的意義。【前人研究進(jìn)展】大量研究表明，因作物種類、硒肥施用量、硒肥種類、施用方式、施用時(shí)期等因素的差異，植物對硒的吸收存在不同的結(jié)果。彭琴等[3]利用亞硒酸鈉和硒酸鈉對不同作物進(jìn)行吸收積累研究，結(jié)果表明施用亞硒酸鈉的作物地上部對硒的吸收隨生長期呈現(xiàn)先上升后下降或平穩(wěn)的趨勢；施用硒酸鹽作物地上部在種植21 d后呈現(xiàn)持續(xù)下降的趨勢。綠菜花、紫甘藍(lán)、菜薹、芥菜、小麥和胡蘿卜六種作物對硒酸鹽與亞硒酸鹽的轉(zhuǎn)運(yùn)能力也有所不同。殷金巖等[4]利用保水緩釋硒肥、生物炭基硒肥、硒酸鈉3種硒肥進(jìn)行馬鈴薯硒肥調(diào)控試驗(yàn)，結(jié)果表明不同硒肥對于馬鈴薯品質(zhì)及產(chǎn)量表現(xiàn)趨勢一致，但以保水緩釋硒肥效果最佳，有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率也因硒肥種類及施用量不同而存在差異。【本研究切入點(diǎn)】利用自行研制的有機(jī)硒肥作為外源硒，同時(shí)對硒肥施用量及有機(jī)物種類作出改進(jìn)。【擬解決的關(guān)鍵問題】針對馬鈴薯對該形態(tài)外源硒的吸收積累進(jìn)行詳細(xì)研究分析，以便為后續(xù)關(guān)于硒肥施用時(shí)期、施用方式等進(jìn)一步研究的順利進(jìn)行提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)

廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院塑料大棚，盆栽用土為第四紀(jì)母質(zhì)發(fā)育的紅壤，土壤基本理化性質(zhì)如下：pH 5.01，有機(jī)質(zhì)12.7 g/kg，全氮1.42 g/kg，全磷 0.685 g/kg，全鉀 4.30 g/kg，速效氮149 mg/kg，速效磷22.6 mg/kg，速效鉀78 mg/kg。硒0.12 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用有機(jī)硒肥為本研究室自制螯合有機(jī)硒肥(硒含量為0.1 %)，供試馬鈴薯品種為費(fèi)烏瑞它。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)置7個有機(jī)硒肥施用梯度：0、75、150、300、600、1200和2400 g/hm2(相當(dāng)于硒含量分別為：0、150、300、600、1200、2400和4800 mg/hm2)。每個處理重復(fù)3次。復(fù)合肥3000 kg/hm2(大田施肥量為1500 kg/hm2，1 hm2土壤重量為225萬kg，盆栽施肥加倍)。盆栽每桶土重15 kg，每盆種植2芽。種植時(shí)間：2015年11月20日，收獲時(shí)間：2016年3月23日。定期澆水、日常管理與大田保持一致。

1.4 樣品處理與測定方法

1.4.1 樣品制備 收獲期收集每盆馬鈴薯現(xiàn)場測產(chǎn)，分別測定總產(chǎn)量、總薯數(shù)及商品薯率(商品薯指單薯重≥150 g薯)等數(shù)據(jù)。將馬鈴薯鮮樣烘干，磨細(xì)，過60目篩備用。其中還原糖及維生素C需采用鮮樣進(jìn)行檢測，留鮮樣打成勻漿迅速測定。

1.4.2 植物硒檢測 總硒測定：采用氫化物原子熒光光譜法，根據(jù)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)[5]要求執(zhí)行。

有機(jī)硒測定：有機(jī)硒測定采用差減法進(jìn)行。具體步驟為：準(zhǔn)確稱取過篩的馬鈴薯干粉1 g，置于50 mL 離心管中，加入30 mL 超純水，超聲振蕩30 min，于5000 r/min離心10 min，倒出上清液，殘?jiān)僦貜?fù)提取1次。上清液收集后，倒入分液漏斗中，加入5 mL 環(huán)己烷萃取，收集水相于燒杯中，電熱板上加熱蒸發(fā)掉大部分水分后，加入10 mL 的硝酸-高氯酸混合酸(10∶1，V∶V) ，在電熱板上加熱消解至無色透明并有大量白煙冒出時(shí)取下，冷卻后加2 mL 鹽酸，再置于電熱板上加熱沸騰幾分鐘后取下，冷卻后用去離子水轉(zhuǎn)移定容至50 mL容量瓶，原子熒光光譜儀測定溶液中無機(jī)硒含量。利用已測得的馬鈴薯薯塊總硒含量減去無機(jī)硒含量，即得馬鈴薯中有機(jī)硒含量[6]。

1.4.3 植物品質(zhì)項(xiàng)目測定 蛋白質(zhì)(干樣)含量按凱氏定氮法消化、蒸餾、滴定，以含氮量乘6.25 計(jì)算(%)；淀粉(干樣)含量采用酸水解法(%)；還原糖(鮮樣)含量采用3，5-二硝基水楊酸比色法(%)；維生素C(鮮樣)含量采用2，4-二硝基苯肼比色法(mg/100 g)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2013作圖；DPS v7.05 版統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并用SSR法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平設(shè)定為α= 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同用量的有機(jī)硒肥對馬鈴薯產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，與不施硒肥的CK相比，施用有機(jī)硒肥處理的總薯重均顯著增加。其中Se-2和Se-4處理兩者間總薯重差異不顯著，且均顯著高于其他處理。從各處理間總薯數(shù)可見，有機(jī)硒肥對馬鈴薯數(shù)量的影響并不顯著。Se-4處理單薯重和商品薯率均為各處理最高，分別為90.59 g和70.00 %，均顯著高于其他處理；各處理總薯重、單薯重和商品薯率均隨著硒肥施用量的增加呈現(xiàn)先升高后降的趨勢。

2.2 不同用量的有機(jī)硒肥對馬鈴薯硒素吸收轉(zhuǎn)化的影響

從表2可以看出，薯塊中總硒含量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，且顯著高于對照處理，有機(jī)硒含量總體變化趨勢與總硒含量一致。但《富硒農(nóng)產(chǎn)品硒含量分類要求》[7]規(guī)定薯類富硒標(biāo)準(zhǔn)為0.02 ～ 0.20 mg/kg，根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)硒肥施用量應(yīng)以不超過300 g/hm2為宜。有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率以硒肥施用量為300 g/hm2時(shí)最高，轉(zhuǎn)化率達(dá)到81.98 %，顯著高于對照，且不同濃度間呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢。綜合總硒含量、有機(jī)硒含量及有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率結(jié)果，并以《富硒農(nóng)產(chǎn)品硒含量分類要求》[7]為依據(jù)，土壤施硒量應(yīng)控制在300 g/hm2為宜。

表1 不同用量的硒肥處理對馬鈴薯產(chǎn)量等指標(biāo)的影響

注：同列數(shù)據(jù)后標(biāo)不同小寫字母者表示在Plt;0.05 水平差異顯著，下同。

Note:After the data of the same column, the different lowercase letters indicated that there was significant difference inPlt; 0.05 level.

2.3 不同用量的有機(jī)硒肥對馬鈴薯品質(zhì)的影響

由表3可知，隨著有機(jī)硒肥施用量的增加，馬鈴薯塊莖中的粗蛋白含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，且均顯著高于對照。這可能是由于適當(dāng)?shù)奈适┯昧渴柜R鈴薯中的硒蛋白含量增加，進(jìn)而影響到薯塊內(nèi)粗蛋白含量。還原糖含量以施用75 g/hm2有機(jī)硒肥處理最大，且顯著高于其他處理。已知還原糖含量高會嚴(yán)重影響馬鈴薯品種，因此，增加硒肥施用量可以降低薯塊中的還原糖含量，提高馬鈴薯品質(zhì)。淀粉含量是決定馬鈴薯品質(zhì)的一個重要指標(biāo)。馬鈴薯淀粉含量的變化呈現(xiàn)出與粗蛋白相似的趨勢，且以硒肥施用300 g/hm2效果最佳顯著高于其他處理。薯塊中維生素含量不同處理間差異不顯著。因此，適當(dāng)?shù)奈适┯脤︸R鈴薯品質(zhì)有顯著的效果，其中以300 g/hm2效果最佳。

3 討 論

本研究結(jié)果表明，當(dāng)有機(jī)硒肥施用量為300 g/hm2(0.27g/kg)時(shí)，馬鈴薯產(chǎn)量、單薯重及商品薯率均最高，且產(chǎn)量比對照提高22.4 %、單薯重提高69.1 %、商品薯率提高362.1 %。殷金巖等[4]研究表明不同種類硒肥均在適宜施用量時(shí)，馬鈴薯產(chǎn)量有所提高，這與本研究結(jié)果相類似。楊樹舉等[8]指出硒肥濃度與產(chǎn)量密切相關(guān)，施肥方式、施肥時(shí)期及硒肥種類等對產(chǎn)量影響不顯著。鐵梅[9]、王越[10]、劉巘[11]等也發(fā)現(xiàn)適量的硒肥能夠提高黃豆、大蒜、紫花苜蓿等產(chǎn)量。但在這一研究上也有不同結(jié)果，這些報(bào)道認(rèn)為硒肥的施用對作物沒有增產(chǎn)效果，甚至?xí)a(chǎn)生毒害。劉慶等[12]研究表明外源硒肥施用量的增加對玉米籽粒無顯著增產(chǎn)作用。王淑珍等[13]研究表明，過量的硒肥施用對大蒜有毒害作用。這說明馬鈴薯的硒肥施用量并一定不適用于其他作物，應(yīng)針對不同作物設(shè)計(jì)相應(yīng)的試驗(yàn)。

表2 不同用量的有機(jī)硒肥對馬鈴薯硒素吸收轉(zhuǎn)化的影響

表3 不同用量的有機(jī)硒肥對馬鈴薯品質(zhì)的影響

作物中的硒通常可分為無機(jī)硒和有機(jī)硒[2]，有機(jī)硒含量是衡量作物富硒的一個重要指標(biāo)。在作物中無機(jī)硒主要是硒酸鹽，有機(jī)硒主要是硒代蛋氨酸，硒代蛋氨酸是可以直接被人體吸收的最安全的硒形態(tài)[14-15]。在本研究中，隨有機(jī)硒肥施用量的增加，馬鈴薯中有機(jī)硒含量逐漸增加，且顯著高于對照。殷金巖等[4]研究不同有機(jī)硒肥、硒酸鈉及亞硒酸鈉不同用量對馬鈴薯有機(jī)硒轉(zhuǎn)化的影響，結(jié)果表明不同硒肥的有機(jī)硒轉(zhuǎn)化趨勢一致，均呈現(xiàn)先升高后降低的規(guī)律。黃景新和秦昕[16]研究了噴施硒肥對馬鈴薯塊莖含硒量的影響，結(jié)果表明馬鈴薯硒含量隨噴施濃度的增加而增加，且差異顯著，這與本研究結(jié)果一致。在其他作物上則有不同的研究結(jié)果。杜振宇等[17]研究表明在一定濃度范圍內(nèi)施硒量的增加有利于茄子中有機(jī)硒的積累，但濃度過高時(shí)會抑制有機(jī)硒的轉(zhuǎn)化。王永勤等[18]在大蒜上進(jìn)行不同濃度硒肥試驗(yàn)，結(jié)果表明隨著硒肥施用量的增加，有機(jī)硒含量下降。劉超等[19]通過研究發(fā)現(xiàn)不同作物的硒富集能力存在差異，因此不同作物對硒的吸收能力也存在差異。其中，馬鈴薯的硒富集能力較弱，但其硒轉(zhuǎn)化能力最強(qiáng)[20]。作物種類、硒肥濃度及硒肥種類的不同會造成研究結(jié)果的差異，因此選擇適宜的硒肥種類有利于提高馬鈴薯的有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率。

本研究結(jié)果顯示，當(dāng)施硒量為300 g/hm2時(shí)，馬鈴薯中粗蛋白、淀粉及維生素C含量均為最高值，且顯著高于對照。還原糖含量隨硒濃度增加有一定的下降。殷金巖等[4]研究了不同有機(jī)硒肥及不同施用量對馬鈴薯品質(zhì)的影響，以亞硒酸鈉施用為對照，結(jié)果表明不同有機(jī)硒肥均可在一定濃度下提高馬鈴薯粗蛋白、淀粉及維生素含量，還原糖含量在低濃度時(shí)顯著高于對照，但當(dāng)施硒量增加時(shí)其含量下降，這與本研究結(jié)果一致，證明有機(jī)硒肥的施用有利于提高馬鈴薯品質(zhì)，但必須保證在適宜濃度范圍內(nèi)。

4 結(jié) 論

綜上所述，馬鈴薯基施有機(jī)硒肥最佳施用量為300 g/hm2(0.27 g/kg)。在此施用量下，馬鈴薯產(chǎn)量、商品薯率、有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率、品質(zhì)均可達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn)，且其硒含量符合《富硒農(nóng)產(chǎn)品硒含量分類要求》[7]薯類富硒標(biāo)準(zhǔn)。因盆栽試驗(yàn)條件與大田試驗(yàn)氣候、環(huán)境、土壤等存在一定差異，因此，要確定大田最佳施用量，還需進(jìn)一步進(jìn)行大田驗(yàn)證試驗(yàn)，方可確定適用于廣西馬鈴薯種植區(qū)的有機(jī)硒肥施用量。

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(責(zé)任編輯 韋 冪)

EffectsofOrganicSeleniumFertilizersonUtilization，YieldandQualityofPotatoes

XING Ying，LIANG Pan-xia，LIAO Qing，HUANG Tai-qing，PAN Li-ping，JIANG Ze-pu*

(Agricultural Resources and Environment Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Guangxi Nanning 530007, China)

【Objective】To provide reference for the planting of selenium-rich potatoes under the regulation of organic selenium fertilizer, the effects of organic selenium fertilizers on potatoes yield,quality and utilization of selenium element were studied.【Method】The content and conversion rates of selenium, yield and quality of potatoes were comprehensively analyzed and compared by applying different concentrations of organic selenium fertilizer in potatoes planting period.【Result】Under the different concentrations of organic selenium fertilizer conditions, there were significant differences in total tuber weight, single tuber weight and marketable tuber percentage, but there was no significant difference in total tuber number. Selenium absorption of potatoes was on the rise with the increase of concentration of selenium fertilizer. The conversion rate of organic selenium initially increased and then decreased as soil selenium concentrations increased．It was indicated that selenium fertilizer concentration of 0.27 g/kg can guarantee the optimal conversion rate and ensure that the selenium content of potato was in the safe range. Crude protein，starch and Vc of potatoes initially increased and then decreased as soil selenium concentrations increased, the concentration of reducing sugar decreased as selenium fertilizer concentration increased. The best dosage was 0.27 g/kg.【Conclusion】0.27 g/kg was the best organic selenium fertilizer concentration for potatoes grown.

Organic selenium fertilizer；Potatoes；Uptake and transformation；Organic selenium

S571.1

A

1001-4829(2017)11-2522-04

10.16213/j.cnki.scjas.2017.11.022

2017-05-18

廣西青年基金項(xiàng)目“廣西富硒區(qū)磷、硫?qū)ν寥牢螒B(tài)及植物硒素吸收積累的影響”(2016GXNSFBA380009)；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金“廣西富硒區(qū)土壤磷-硒互作機(jī)理及土壤有效硒調(diào)控的研究”(桂農(nóng)科2017JM01)；廣西科技攻關(guān)項(xiàng)目“廣西特色作物高效富硒關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(桂科攻1598006-5-13)；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金“南方土壤環(huán)境硒素特征與作物高效富硒研究”(桂農(nóng)科2015YT33)；廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技發(fā)展基金項(xiàng)目“廣西特色茶種區(qū)域土壤硒素高效利用研究”(桂農(nóng)科2017JM03)；廣西農(nóng)科院科技發(fā)展基金項(xiàng)目“土壤富硒微生物的篩選、鑒定及創(chuàng)新利用”(桂農(nóng)科2015JM23)

邢 穎(1986-)，女，青海西寧人，碩士研究生，助理研究員，主要從事土壤生態(tài)與高值農(nóng)業(yè)研究，E-mail:xingying-126@163.com,*為通訊作者：江澤普，E-mail：zjeep@163.com。