施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種植株生長(zhǎng)、生理及果實(shí)品質(zhì)的影響

劉潔云, 田青蘭, 黃偉華, 吳艷艷, 彭嘉宇, 張英俊, 謝如林, 韋紹龍, 牟海飛*, 韋 弟

(1. 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 生物技術(shù)研究所， 南寧 530007； 2. 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所， 南寧 530007； 3. 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 南寧 530007 )

硒是一種礦物質(zhì)微量營(yíng)養(yǎng)素，具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)(Broadley et al., 2006)。1957年硒首次被認(rèn)對(duì)人類健康存在影響，此時(shí)距其被發(fā)現(xiàn)已近一個(gè)世紀(jì)。目前，硒已被確認(rèn)是人和動(dòng)物必需的微量元素，適量補(bǔ)硒可預(yù)防因缺乏維生素E而引起的肝壞死、心血管疾病、肌肉紊亂疾病、癌癥等(Cobo-Angel et al., 2014)。硒酸鹽是心血管系統(tǒng)中一種重要的抗氧化劑(Zhang et al., 2019)。2019年，歐盟動(dòng)物飼料添加劑和產(chǎn)品(FEEDAP)研究小組對(duì)硒酸鈉作為反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)飼料添加劑的安全性和有效性進(jìn)行了評(píng)估，確認(rèn)硒酸鈉是一種能滿足動(dòng)物需求的有效硒源(Bampidis et al., 2019)。植物硒被認(rèn)為是人體硒攝入的主要來源(Rayman, 2008)。硒也是一種對(duì)植物生長(zhǎng)有益的微量元素。適量的硒有助于促進(jìn)植物葉綠素合成、增強(qiáng)新陳代謝、提高光合效率及對(duì)礦質(zhì)元素的轉(zhuǎn)運(yùn)與積累等(趙巍，2011；Khaliq et al., 2015)。通常將土壤中的硒劃分為元素態(tài)硒、硒酸鹽和亞硒酸鹽、金屬硒化物、有機(jī)結(jié)合態(tài)和小分子有機(jī)硒化物(趙中秋等，2003)。硒酸鹽易溶于水，不被土壤粘粒吸附，很容易淋濾和遷移，是植物的主要可利用態(tài)硒(陳松燦等，2014)。

香蕉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，具有多種生理功能(唐健，2015)。其產(chǎn)量和貿(mào)易量在全球居首位，是全球十大主食之一(Dita et al., 2018)。目前，有關(guān)施硒對(duì)香蕉的生長(zhǎng)和生理等方面的影響研究甚少。張遠(yuǎn)飛等(2018)研究4種含硒肥料葉面噴施對(duì)香蕉的影響，結(jié)果表明噴施硒肥后香蕉產(chǎn)量及果實(shí)硒含量均有一定程度增加。但是，缺乏施硒對(duì)香蕉植株生理及果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分影響的相關(guān)研究。本研究通過土壤淋施硒酸鈉溶液，研究施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種株高、基莖圍、果實(shí)營(yíng)養(yǎng)和硒含量的影響，以及植株葉片中丙二醛(malondialdehyde, MDA)、脯氨酸和硒含量的動(dòng)態(tài)變化。旨在對(duì)比土壤施硒對(duì)不同香蕉品種影響的差異，篩選適宜的施硒濃度，以期為富硒香蕉的生產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2018年10月至2020年4月在廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科學(xué)研究基地進(jìn)行。土壤基本理化性狀：pH值6.70，有機(jī)質(zhì)22.8 g·kg-1，全氮2.42 g·kg-1，全磷0.975 g·kg-1，全鉀2.33 g·kg-1，水解性氮113 mg·kg-1，有效磷21.9 mg·kg-1，速效鉀226 mg·kg-1，全硒0.380 mg·kg-1。供試香蕉品種為‘南天黃’ ‘中蕉9號(hào)’ ‘紅香蕉’。

1.2 方法

采用兩因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，A因素為施硒酸鈉的4個(gè)水平，即0(CK)、0.25、0.50、0.75 g·株-1，B因素為三個(gè)香蕉品種。每個(gè)處理6株，3次重復(fù)。 ‘南天黃’4個(gè)處理依次編號(hào)為N1、N2、N3、N4；‘中蕉9號(hào)’4個(gè)處理依次編號(hào)為Z1、Z2、Z3、Z4；‘紅香蕉’4個(gè)處理依次編號(hào)為H1、H2、H3、H4。試驗(yàn)用香蕉苗為8～9葉齡組培營(yíng)養(yǎng)杯苗，2018年10月12日篩選生長(zhǎng)較一致的健壯植株種植于基地，行距200 cm，株距300 cm，每公頃種植1 665株。2019年5月6日在香蕉植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛期進(jìn)行施硒處理，將硒酸鈉(Na2SeO4，純度≥98%)溶于1 L水中，一次性均勻淋在植株根周，對(duì)照為淋1 L清水。采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)保護(hù)行。各處理水肥及病蟲害等統(tǒng)一管理，每公頃施有機(jī)肥10 500 kg、鉀肥810 kg，按氮肥(N)∶磷肥(P2O5)∶鉀肥(K2O)=1∶0.5∶2施用。

2019年5月6日于施硒前(0 d)和施硒后30、60、90、120、150 d分別測(cè)量株高、基莖圍，取從上往下數(shù)第3片完全展開葉片的中部檢測(cè)MDA、脯氨酸和全硒含量；2019年10月各品種陸續(xù)進(jìn)入抽蕾期，每個(gè)果穗留7梳。2020年2—4月在香蕉果實(shí)達(dá)到七成熟時(shí)采收，測(cè)量單株產(chǎn)量、單果重，取第3梳果實(shí)催熟后檢測(cè)果肉可溶性糖、總酸、維生素C、蛋白質(zhì)、鉀、全硒含量。每個(gè)處理選擇長(zhǎng)勢(shì)均勻的3株測(cè)量，3次重復(fù)。

株高、單株產(chǎn)量、單果重參照黃秉智等(2006)的方法測(cè)量；基莖圍采用軟尺測(cè)量植株基部與土壤交界處的周長(zhǎng)；MDA、脯氨酸參照郝建軍等(2006)的方法檢測(cè)；葉片、果實(shí)全硒含量及果實(shí)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)委托廣西益普檢測(cè)技術(shù)有限公司參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，即全硒含量參照GB 5009.93—2017、可溶性糖含量參照NY/T 2742—2015、總酸含量參照SB/T 10203—1994、維生素C含量參照GB 5009.86—2016、蛋白質(zhì)含量參照GB 5009.5—2016、鉀含量參照GB 5009.91—2017。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用SPSS 19.0軟件進(jìn)行多重比較檢驗(yàn)差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種株高的影響

如圖1所示，隨著施硒量的增加三個(gè)香蕉品種株高呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)。對(duì)‘南天黃’用N2、N3處理60 d后株高顯著高于N1，處理150 d時(shí)株高分別為263.62、260.82 cm，比對(duì)照處理提高3.99%、2.89%；N4處理90～120 d時(shí)株高顯著低于N1，處理150 d時(shí)株高與N1差異不顯著。對(duì)‘中蕉9號(hào)’用Z2處理60 d后株高顯著高于Z1，處理150 d株高為286.28 cm，比對(duì)照處理提高2.71%；Z3處理30 d后株高顯著高于Z1，處理150 d株高為288.74 cm，比對(duì)照處理提高3.59%；Z4處理株高與Z1差異不顯著。對(duì)‘紅香蕉’用H2、H3處理30 d后株高顯著高于H1，處理150 d株高分別為359.61、363.50 cm，比對(duì)照處理提高2.55%、3.66%；H4處理60 d時(shí)株高顯著低于H1，之后與H1差異不顯著。可見，每株土施0.25、0.50 g的硒酸鈉能顯著促進(jìn)‘南天黃’ ‘中蕉9號(hào)’ ‘紅香蕉’三個(gè)香蕉品種株高的增長(zhǎng)。

同一組柱形圖上的不同小寫字母表示差異顯著 (P<0.05)， 無(wú)字母或出現(xiàn)相同字母表示差異不顯著。下同。Different lowercase letters in the same group of the bar charts indicate significant differences (P<0.05). No letter or the same letter indicates no significant differences. The same below.圖 1 施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種株高的影響Fig. 1 Effects of selenium application on plant height of three banana varieties

2.2 施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種基莖圍的影響

如圖2所示，對(duì)‘南天黃’用N2、N3處理60 d后基莖圍顯著高于N1，處理150 d基莖圍分別為87.96、88.77 cm，比對(duì)照處理提高6.30%、7.28%；N4基莖圍與N1差異不顯著。對(duì)‘中蕉9號(hào)’用Z3處理30～90 d基莖圍顯著高于Z1，處理120 d后與Z1差異不顯著；Z2、Z4基莖圍與Z1差異不顯著。對(duì)‘紅香蕉’用H3處理90、150 d基莖圍顯著高于H1，處理150 d基莖圍為100.66 cm，比對(duì)照處理提高4.62%；H2、H4基莖圍與H1差異不顯著。可見，每株土施0.25、0.50 g的硒酸鈉能顯著促進(jìn)‘南天黃’基莖圍的增長(zhǎng)，每株土施0.50 g的硒酸鈉能顯著促進(jìn)‘紅香蕉’基莖圍的增長(zhǎng)，而本試驗(yàn)中的施硒處理對(duì)‘中蕉9號(hào)’基莖圍的促進(jìn)作用不明顯。

圖 2 施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種基莖圍的影響Fig. 2 Effects of selenium application on basal stem circumference of three banana varieties

2.3 不同施硒處理對(duì)三個(gè)香蕉品種葉片中MDA含量的影響

如圖3所示，對(duì)‘南天黃’用N2處理葉片中MDA含量在處理30 d時(shí)顯著高于N1，120 d時(shí)顯著低于N1，其他時(shí)間段與N1差異不顯著；N3處理30 d時(shí)，MDA含量顯著高于N1，90～120 d時(shí)顯著低于N1；N4處理30 d時(shí)，MDA含量顯著高于N1；各處理其他時(shí)間段與N1差異不顯著。對(duì)‘中蕉9號(hào)’用Z2、Z3處理各時(shí)間段葉片中MDA含量與Z1差異不顯著；Z4處理90 d時(shí)，MDA含量顯著高于Z1，其他時(shí)間段與Z1差異不顯著。對(duì)‘紅香蕉’用H3處理60～90 d時(shí)，葉片中MDA含量顯著低于H1，其他時(shí)間段MDA含量與H1差異不顯著；H2、H4處理與H1的MDA含量差異不顯著。可見，施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段葉片中MDA含量產(chǎn)生影響，適宜濃度的硒酸鈉在部分營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段對(duì)降低‘南天黃’ ‘紅香蕉’葉片中MDA含量具有一定效果。

圖 3 不同施硒處理對(duì)三個(gè)香蕉品種葉片中MDA含量的影響Fig. 3 Effects of selenium application on MDA content in leaves of three banana varieties

2.4 不同施硒處理對(duì)三個(gè)香蕉品種葉片中脯氨酸含量的影響

如圖4所示，對(duì)‘南天黃’用N2處理60～120 d時(shí)，葉片中脯氨酸含量顯著低于N1，其他時(shí)間段與N1差異不顯著；N4處理30 d時(shí)，脯氨酸含量顯著高于N1，處理150 d時(shí)顯著低于N1。對(duì)‘中蕉9號(hào)’施硒后各時(shí)間段葉片中脯氨酸含量均低于對(duì)照，Z2處理30～150 d時(shí)脯氨酸含量顯著低于Z1；Z3處理30～120 d時(shí)脯氨酸含量顯著低于Z1。對(duì)‘紅香蕉’用H2處理30～90 d時(shí)，脯氨酸含量顯著低于H1；H3處理30～120 d時(shí)，脯氨酸含量顯著低于H1；處理150 d時(shí)各施硒處理與對(duì)照差異不顯著。可見，施硒對(duì)降低三個(gè)香蕉品種葉片中脯氨酸含量具有明顯效果，‘南天黃’ ‘中蕉9號(hào)’以每株0.25 g的硒酸鈉處理效果最佳，‘紅香蕉’以每株0.50 g的硒酸鈉處理為宜。

圖 4 不同施硒處理對(duì)三個(gè)香蕉品種葉片中脯氨酸含量的影響Fig. 4 Effects of selenium application on proline content in leaves of three banana varieties

2.5 不同施硒處理對(duì)三個(gè)香蕉品種葉片中硒含量的影響

如圖5所示，施硒后三個(gè)香蕉品種葉片中硒含量顯著增加，施硒濃度越高硒含量越高，同一香蕉品種相同時(shí)間段各處理間差異顯著。三個(gè)香蕉品種各處理營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過程中葉片硒含量的變化趨勢(shì)一致，處理30 d時(shí)硒含量增加到最高值，處理60～90 d時(shí)下降趨勢(shì)較大，之后趨于平緩。‘中蕉9號(hào)’各施硒處理各時(shí)間段葉片中的硒含量均小于‘南天黃’和‘紅香蕉’。可見，本試驗(yàn)中施硒能提高三個(gè)香蕉品種葉片中的硒含量。

圖 5 不同施硒處理對(duì)三個(gè)香蕉品種葉片中硒含量的影響Fig. 5 Effects of selenium application on Se content in leaves of three banana varieties

2.6 施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種產(chǎn)量的影響

如圖6所示，對(duì)‘南天黃’用N2處理單株產(chǎn)量顯著高于N1，為21.49 kg，比對(duì)照處理提高8.34%；‘南天黃’各施硒處理單果重與對(duì)照差異不顯著。Z2處理單株產(chǎn)量顯著高于Z1，為24.38 kg，比對(duì)照處理提高12.80%；對(duì)‘中蕉9號(hào)’用Z2處理單果重顯著高于Z1，為165.86 g，比對(duì)照處理提高14.69%。‘紅香蕉’各施硒處理的單株產(chǎn)量和單果重均顯著高于H1，其中H4的單株產(chǎn)量和單果重最高，分別為12.78 kg、122.20 g，比對(duì)照處理提高12.12%、18.64%。可見，適量施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種單株產(chǎn)量的增加具有顯著的促進(jìn)作用，對(duì)‘中蕉9號(hào)’ ‘紅香蕉’單果重的促進(jìn)作用明顯。

圖 6 施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種產(chǎn)量的影響Fig. 6 Effects of selenium application on yield of three banana varieties

2.7 施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種果實(shí)品質(zhì)的影響

如表1所示，‘南天黃’各施硒處理果實(shí)中可溶性糖含量均顯著高于N1；維生素C含量與鉀含量的變化趨勢(shì)一致，N2處理顯著高于N1及其他施硒處理，N3處理顯著高于N1；施硒后香蕉果實(shí)維生素C、鉀含量最高可達(dá)12.7、349 mg·100g-1，比對(duì)照處理分別提高12.72%、29.62%。對(duì)‘中蕉9號(hào)’用Z3處理果實(shí)中維生素C含量顯著高于Z1(為13.9 mg·100g-1)，比對(duì)照處理提高18.84%，Z2、Z4處理與Z1差異不顯著；Z3、Z4處理果實(shí)中鉀含量顯著高于Z1，Z3處理鉀含量為279 mg·100g-1，比對(duì)照處理后提高33.28%。對(duì)‘紅香蕉’用H4處理后果實(shí)中可溶性糖含量顯著低于H1，H2、H3處理與H1差異不顯著；維生素C含量經(jīng)H3處理后顯著高于對(duì)照和其他施硒處理(為10.6 mg·100g-1)，比對(duì)照處理提高29.39%，H2處理顯著高于H1；各施硒處理果實(shí)中的鉀含量均顯著高于H1，施硒濃度越高鉀含量也越高，H4處理鉀含量達(dá)397 mg·100g-1，比對(duì)照處理提高47.77%。三個(gè)香蕉品種果實(shí)中的硒含量隨施硒濃度增加而增加，各施硒處理均顯著高于對(duì)照。可見，土施適宜濃度的硒酸鈉能有效提高三個(gè)香蕉品種果實(shí)中維生素C、鉀、硒的含量，對(duì)‘南天黃’香蕉果實(shí)中可溶性糖含量的增加具有明顯促進(jìn)作用。

表 1 施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種果實(shí)品質(zhì)的影響Table 1 Effects of selenium application on fruit quality of three banana varieties

3 討論與結(jié)論

3.1 施硒對(duì)香蕉植株生長(zhǎng)的影響

適量濃度的硒能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，硒濃度過高對(duì)植物生長(zhǎng)具有抑制作用(Guerrero et al., 2014)。土施硒酸鈉對(duì)作物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用在冬小麥、小白菜上均有報(bào)道(付冬冬等，2011; 李偉等，2018)。香蕉作為大型草本植物，植株生長(zhǎng)健壯有利于抗倒伏及后期產(chǎn)量的形成。本研究中，每株土施0.25、0.50 g的硒酸鈉對(duì)‘南天黃’ ‘中蕉9號(hào)’ ‘紅香蕉’三個(gè)香蕉品種的株高增長(zhǎng)促進(jìn)作用顯著，但促進(jìn)作用起始時(shí)間存在差異。施硒對(duì)三個(gè)香蕉品種基莖圍的影響存在差異，土施適量的硒對(duì)‘南天黃’ ‘紅香蕉’基莖圍增長(zhǎng)的促進(jìn)作用顯著，對(duì)‘中蕉9號(hào)’基莖圍的促進(jìn)作用不顯著。杜少平等(2020)研究表明適量的外源硒肥可促進(jìn)西瓜對(duì)礦質(zhì)元素的吸收，進(jìn)而促進(jìn)西瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的形成。本研究中，土施適量的硒酸鈉能顯著促進(jìn)三個(gè)香蕉品種產(chǎn)量的形成，‘南天黃’ ‘中蕉9號(hào)’每株施硒均在0.25 g時(shí)產(chǎn)量最高，‘紅香蕉’各施硒處理產(chǎn)量差異不顯著。施硒對(duì)‘南天黃’單果重影響不顯著，對(duì)‘中蕉9號(hào)’ ‘紅香蕉’單果重的影響趨勢(shì)與產(chǎn)量相似。這說明適量施硒能有效促進(jìn)香蕉植株生長(zhǎng)健壯，提高果實(shí)產(chǎn)量。

3.2 施硒對(duì)香蕉葉片中生理指標(biāo)的影響

植物處于逆境條件下或在器官衰老時(shí)，會(huì)發(fā)生質(zhì)膜過氧化作用，產(chǎn)生的MDA會(huì)對(duì)生物膜造成嚴(yán)重?fù)p傷，MDA積累過多會(huì)降低抗衰老能力和植物抗逆性。逆境脅迫或早衰會(huì)使植物體內(nèi)脯氨酸積累增多，可以通過脯氨酸反映植物的氧化衰老狀況。劉群龍等(2014)研究表明噴施低濃度的亞硒酸鈉可降低梨樹葉片MDA和脯氨酸的含量。本研究中，土施硒酸鈉對(duì)‘南天黃’ ‘紅香蕉’葉片MDA含量存在一定影響，在植株生長(zhǎng)過程中的部分時(shí)間段每株0.50 g硒處理葉片中MDA含量顯著降低，施硒對(duì)‘中蕉9號(hào)’葉片中MDA含量影響不顯著。土施適量濃度的硒酸鈉對(duì)降低三個(gè)香蕉品種葉片中脯氨酸含量均具有明顯效果，每株0.25 g的硒酸鈉處理在‘中蕉9號(hào)’的整個(gè)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期葉片脯氨酸含量顯著降低，其他兩個(gè)香蕉品種則只在部分生長(zhǎng)階段脯氨酸含量顯著降低。

3.3 施硒對(duì)香蕉果實(shí)品質(zhì)的影響

施硒對(duì)果樹果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分的積累具有一定的促進(jìn)作用，這可能與硒參與植物體內(nèi)的生理生化代謝有關(guān)。印寧等(2020)研究葉面施硒對(duì)三個(gè)葡萄品種果實(shí)品質(zhì)的影響，認(rèn)為施硒能顯著提高各品種葡萄果實(shí)的綜合品質(zhì)，顯著提高可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性固形物含量，顯著降低有機(jī)酸；戚霄晨等(2019)研究認(rèn)為施硒能顯著提高櫻桃果實(shí)維生素C含量，降低可滴定酸含量，對(duì)可溶性固形物影響不顯著；而本研究認(rèn)為，施硒能顯著提高三個(gè)香蕉品種果實(shí)中維生素C和鉀含量，顯著提高‘南天黃’果實(shí)中可溶性糖含量。施硒后三個(gè)香蕉品種果實(shí)中總酸和蛋白質(zhì)含量變化不顯著。硒與礦質(zhì)元素間存在交互作用，張世博(2020)研究認(rèn)為外源Se通過雙重協(xié)同作用促進(jìn)芽菜Zn的吸收，且對(duì)土壤中不同形態(tài)鉀素含量及果實(shí)中鉀含量存在影響；本研究認(rèn)為，適宜的硒濃度能促進(jìn)香蕉果實(shí)鉀元素的吸收。

3.4 施硒對(duì)香蕉葉片及果實(shí)硒累積的影響

施硒能顯著提高香蕉葉片和果實(shí)中的硒含量，施硒濃度越高，葉片和果實(shí)中硒含量也越高。三個(gè)香蕉品種植株進(jìn)入生殖生長(zhǎng)期后，施硒處理葉片硒含量最低為0.47 mg·kg-1，最高為2.63 mg·kg-1，均顯著高于對(duì)照處理的硒含量。根據(jù)DB45/T 1061—2014，富硒水果適宜硒含量為10～100 μg·kg-1，不施硒時(shí)香蕉果實(shí)中的硒含量未達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)，每株土施0.25、0.50 g的硒酸鈉處理三個(gè)香蕉品種果實(shí)中硒含量均達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)，每株土施0.75 g的硒酸鈉處理三個(gè)香蕉品種果實(shí)中硒含量均超出富硒標(biāo)準(zhǔn)的上限。因此，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)注意硒的施用量，從而避免出現(xiàn)果實(shí)中硒過量的情況。