土壤施富硒有機(jī)肥對‘嘎拉’蘋果果實(shí)硒含量和品質(zhì)的影響*

劉 麗，王張民，牛慈瓊，袁林喜，劉娟桃，劉志奎，李 全

（1 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，太原030031）（2 果樹種質(zhì)創(chuàng)制和利用山西省重點(diǎn)實(shí)驗室）（3 江蘇省硒生物工程技術(shù)研究中心）

硒是人體必需的微量元素，具有增強(qiáng)免疫功能、降低致癌物質(zhì)的誘癌性等重要作用[1]，人們主要通過食物等獲取硒元素。山西省處于從東北三省起斜穿至云貴高原的一條缺硒地帶[2]，土壤硒含量相對貧乏致使農(nóng)產(chǎn)品硒含量過低。隨著生活水平的提高，人們越來越關(guān)注具有更高質(zhì)量和營養(yǎng)價值的農(nóng)產(chǎn)品[3]，因此，開發(fā)富硒農(nóng)產(chǎn)品具有重要意義。目前，有不少有關(guān)蘋果施硒的研究報道[4-7]，但均未提供施硒的具體參數(shù)，且大部分研究均采用水溶性的硒肥進(jìn)行葉面噴施、灌根或者樹干注射，通過土壤施加方式施用固態(tài)富硒有機(jī)肥的研究在果樹方面的研究少見報道。我們在‘嘎拉’蘋果不同生育期土壤施用富硒有機(jī)肥，研究了果實(shí)中硒含量的變化規(guī)律，分析了施硒量對果實(shí)硒含量和品質(zhì)的影響，以期為富硒蘋果生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018 年3—12 月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所太谷縣科研中試基地進(jìn)行。當(dāng)?shù)貙偾鹆甑貛?，海?30 m，年降水量400～600 mm，年平均氣溫10.8 ℃，極端低溫-19 ℃。試驗田土壤類型為沙壤土，pH 值7.8，有機(jī)質(zhì)含量1.0%，肥力中等，地下水位低，有灌溉條件。供試蘋果品種為‘嘎拉’，砧木為八棱海棠，樹齡10 年，行株距5 m×4 m，樹勢中庸一致，常規(guī)田間管理。

供試肥料為基準(zhǔn)富硒有機(jī)肥，由蘇州硒谷科技有限公司提供，代碼SETEK-BF-1709［魯農(nóng)肥（2017）準(zhǔn)字0002 號］，硒含量1 000 mg/kg。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設(shè)計

試驗設(shè)3 個施肥時期，分別是開花期、果實(shí)膨大期（6 月12 日）、開花期+果實(shí)膨大期，3 個富硒有機(jī)肥施用量，分別是150、225、300 g/hm2（以硒計），以不施富硒有機(jī)肥作為對照，共10 個處理，詳見表1。每行為1 個處理區(qū)，5 株樹為1 次重復(fù)，重復(fù)3 次，環(huán)繞根部施肥。其他管理照常。

2018 年8 月18 日采集果實(shí)及葉片樣品，每個小區(qū)隨機(jī)采集10 個，作為1 個混合樣，每個小區(qū)取3 個平行樣。樣品采集后，將其表面反復(fù)用清水洗凈，并用去離子水沖洗后擦干。冷藏保存留待分析時制備樣品并檢測。

1.2.2 測定項目及方法

采用HNO3∶HClO4為4∶1 的混酸-電熱板消解樣品[8]，用原子熒光光譜儀（AFS-9230，北京吉天）測定硒含量。樣品檢測過程以植物標(biāo)樣GBW07603（GSV-2）進(jìn)行質(zhì)量控制，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，方法回收率不低于95%。

利用手持式折射儀（成都豪創(chuàng)型）測定果實(shí)可溶性固形物含量；蒽酮比色法測定果實(shí)可溶性糖含量；氫氧化鈉中和滴定法測量果實(shí)可滴定酸含量；2,6-二氯酚靛酚法測定維生素C 含量[9]。

數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 進(jìn)行方差分析，多重比較采用Duncan’s 法，采用Excel 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施富硒有機(jī)肥對‘嘎拉’果實(shí)硒含量的影響

從圖1 可以看出，同一施肥時期處理，‘嘎拉’果實(shí)硒含量隨著富硒有機(jī)肥施用量的提高而顯著上升。開花期施富硒有機(jī)肥，施肥量為150 g/hm2時，果實(shí)硒含量為0.003 mg/kg，隨著施肥量的增加，果實(shí)硒含量以0.003 mg/kg 的增幅遞增。果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，施肥量為150 g/hm2時，果實(shí)硒含量為0.003 mg/kg，隨著施肥量的增加，果實(shí)硒含量分別以0.009、0.008 mg/kg 的增幅遞增。開花期和果實(shí)膨大期同時施富硒有機(jī)肥，每次施肥量為150 g/hm2時，果實(shí)硒含量為0.006 mg/kg，隨著施肥量的增加，果實(shí)硒含量分別以0.008、0.007 mg/kg 的增幅遞增。對照果實(shí)硒含量為0.001 mg/kg。

圖1 施富硒有機(jī)肥對‘嘎拉’果實(shí)硒含量的影響

不同施肥時期相比較，施硒量為150 g/hm2時，開花期+膨大期施肥組的果實(shí)硒含量與開花期施肥組和果實(shí)膨大期施肥組的硒含量之和相一致；施硒量分別為225 g/hm2和300 g/hm2時，開花期+膨大期施肥組的果實(shí)硒含量卻不等于開花期施肥組和果實(shí)膨大期施肥組2 個單獨(dú)施肥處理的果實(shí)硒含量之和，且遠(yuǎn)低于二者之和。從圖1 可以看出，果實(shí)膨大期施肥組、開花期+膨大期施肥組，這2 組的果實(shí)硒含量隨著施硒量的增加，相差在逐步減少，且施硒量為300 g/hm2時，果實(shí)的硒含量均達(dá)到0.020 mg/kg 左右。

2.2 施富硒有機(jī)肥對‘嘎拉’果實(shí)品質(zhì)的影響

從表1 可以看出，同一施肥期處理，‘嘎拉’果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量隨著施硒量的增加而增加，且變化完全一致。與對照相比，開花期施富硒有機(jī)肥，隨著施硒量的增加，‘嘎拉’果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量未呈現(xiàn)顯著性增加；膨大期施富硒有機(jī)肥，各處理果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量與對照差異均不顯著；開花期+果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，225、300 g/hm2處理果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量均顯著高于對照。果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥和開花期+果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，均是施硒量300 g/hm2處理果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量最高。不同施肥期相比較，施肥量為225、300 g/hm2時，開花期+膨大期施肥處理可溶性固形物含量和可溶性糖含量均顯著高于開花期或膨大期施硒肥處理，膨大期施肥處理與開花期相比無顯著差異。

表1 施富硒有機(jī)肥處理及對照‘嘎拉’果實(shí)品質(zhì)

開花期或果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，225、300 g/hm2處理的果實(shí)可滴定酸含量均顯著低于對照；開花期+果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，3 個施肥量處理的果實(shí)可滴定酸含量均顯著低于對照（表1）。施肥量為300 g/hm2時，開花期+膨大期施肥處理的果實(shí)可滴定酸含量顯著低于開花期，但與膨大期的相比無顯著差異。

開花期施不同量富硒有機(jī)肥的果實(shí)糖酸比與對照相比均無顯著差異；果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，300 g/hm2處理的果實(shí)糖酸比顯著高于對照；開花期+果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，3 個施硒量處理的果實(shí)糖酸比均顯著高于對照（表1）。施肥量為300 g/hm2時，開花期的果實(shí)糖酸比與膨大期無顯著差異，但均顯著低于開花期+膨大期施肥處理。

果實(shí)維生素C 含量隨著施硒量的增加而增加，各施硒處理均顯著高于對照。其中，開花期施富硒有機(jī)肥，最高增幅為4.78%；果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，最高增幅為5.53%；開花期+果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，最高增幅達(dá)到8.35%（表1）。

2.3 富硒有機(jī)肥施用量與‘嘎拉’果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

從表2 可以看出，施硒量與果實(shí)硒含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比、維生素C含量呈極顯著正相關(guān)，與果實(shí)可滴定酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。果實(shí)硒含量與可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比、維生素C 含量呈極顯著正相關(guān)，與可滴定酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。因此，隨著施硒量的增加，果實(shí)糖酸比提高。

表2 施硒量和果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)間Pearson 相關(guān)性分析

3 小結(jié)和討論

3.1 土壤施硒肥可提高果實(shí)硒含量

在不補(bǔ)充外源硒的情況下，水果的硒含量一般較低，不超過10 μg/kg，蘋果果實(shí)的硒含量相對更低，全國范圍內(nèi)變化范圍為0～23.1 μg/kg，平均2.4 μg/kg[1,10]。本試驗中，對照的蘋果硒含量為1 μg/kg，在全國典型蘋果硒含量范圍內(nèi)偏低。土壤施硒肥后，蘋果的硒含量顯著提高。同一施肥時期，蘋果的硒含量與施肥量呈極顯著正相關(guān)；當(dāng)施硒量為300 g/hm2時，果實(shí)膨大期施硒和開花期+果實(shí)膨大期施硒的果實(shí)硒含量均達(dá)到0.020 mg/kg，是對照的20 倍。這與吳國良等[11]的研究結(jié)果一致，蘋果富集硒的效果顯著。這與葉面噴施硒肥的結(jié)果不同[5,7,12]。葉面噴施濃度再次增加時，果實(shí)硒含量反而降低。李應(yīng)生等[13]分析認(rèn)為硒大多以硒代氨基酸的形式被結(jié)合于植物蛋白質(zhì)中，并取代含硫氨基酸中硫的位置，而蘋果是非積聚型植物，含硫氨基酸數(shù)量有限，果實(shí)可被硒占居的位置也就受到了限制，硒轉(zhuǎn)運(yùn)載體飽和，硒含量自然無法再增加。在本試驗中，果實(shí)膨大期施硒肥，果實(shí)硒含量雖也在逐步增加，但增長幅度呈緩慢下降趨勢；同樣，開花期和果實(shí)膨大期同時施硒，果實(shí)硒含量增長幅度也呈緩慢下降趨勢。也就是說，隨著施硒量的累積施加，果實(shí)的硒含量在逐漸飽和，但是，土壤和植物體內(nèi)硒吸收和轉(zhuǎn)化機(jī)制是相當(dāng)復(fù)雜的，土壤施硒時，果實(shí)的硒含量是否隨著施硒量的增加而顯著提高，需要進(jìn)一步驗證。

在本試驗中，開花期和果實(shí)膨大期同時施硒，果實(shí)硒含量雖均高于只在開花期或果實(shí)膨大期施硒處理組，但卻遠(yuǎn)低于只在開花期或果實(shí)膨大期施硒處理組的果實(shí)硒含量之和，而且，果實(shí)膨大期施硒300 g/hm2與開花期+果實(shí)膨大期同時施硒300 g/hm2，果實(shí)硒含量相差很小。這可能是因為土壤中存在諸多因素，影響著樹體對硒的吸收、轉(zhuǎn)化和利用[14]。因此，不同生育期疊加施硒肥并不能達(dá)到多次單獨(dú)施用的加和效果。而且，試驗中還發(fā)現(xiàn)，開花期或果實(shí)膨大期施硒300 g/hm2，果實(shí)硒含量要比開花期+果實(shí)膨大期同時施硒150 g/hm2的高，也就是說，將硒肥分成多次施用并不能增強(qiáng)被樹體吸收轉(zhuǎn)化利用效果，反而造成肥料中硒的有效利用率降低，從而導(dǎo)致果實(shí)硒含量的降低，這與葉面施硒的結(jié)論相反[5]。另外，施硒量為150 g/hm2時，與對照相比，開花期與果實(shí)膨大期施硒肥的果實(shí)硒含量增加速率一致，均增加0.002 mg/kg；但在施硒量為225 g/hm2和300 g/hm2時，果實(shí)膨大期施硒的果實(shí)硒含量提升幅度要高于開花期施硒，這與蘋果葉面噴施硒的結(jié)果相同，即果實(shí)硒含量隨著施硒時期的后移而增加[5]。綜上所述，在果實(shí)膨大期施硒肥，比在開花期施硒肥效果好，比2 個時期同時施硒肥經(jīng)濟(jì)。

3.2 土壤施硒肥可提高果實(shí)品質(zhì)

土壤施硒肥，蘋果果實(shí)可溶性固形物含量、可溶性糖含量隨著施硒量的增加而提高，這與葉面施硒效果一致[5-7,15-17]。而且，土壤施硒可顯著提高蘋果的維生素C 含量，維生素C 含量是植物體內(nèi)重要的非酶體系抗氧化物，硒可以通過增加非酶體系抗氧化物的合成來提高植物的抗氧化能力，土壤施硒在碎米薺中的應(yīng)用研究結(jié)果[18]也支持這一結(jié)論。葉面施硒對蘋果可滴定酸含量無顯著影響[5,17]，但也有葉面施硒能顯著降低蘋果果實(shí)可滴定酸含量的報道[6-7]，本研究中，土壤施硒后，蘋果可滴定酸含量顯著降低，這或許與栽培地區(qū)、硒肥品種、硒肥用量有關(guān)。糖和酸既是水果的重要營養(yǎng)成分，也是重要風(fēng)味物質(zhì)，糖酸比值是決定水果風(fēng)味的關(guān)鍵因素。本研究中，土壤施硒后，蘋果糖酸比顯著提高，口感更佳。

本研究結(jié)果表明，在果實(shí)膨大期，土壤施用富硒有機(jī)肥300 g/hm2，‘嘎拉’蘋果果實(shí)的硒含量達(dá)到0.020 mg/kg，比對照提高了20 倍，提高幅度大，處理效果好且最為經(jīng)濟(jì)，而且，果實(shí)可溶性固形物含量、可溶性糖含量和維生素C 含量增加，可滴定酸含量降低，糖酸比提高，果實(shí)風(fēng)味改善明顯，品質(zhì)顯著提高。