不同硒肥對設施草莓果實硒累積效應的影響

李曦怡 陽圣瑩 朱潤華 白勝 梁秋屏 李軼驥 朱亮

關鍵詞：草莓；硒肥；硒累積效應

硒是人體必需微量元素之一，兼具營養、毒性和解毒三重生物學功能，被稱為生命的保護劑[1]。人體通過食品直接或間接地從環境中攝取硒，通過某些可食用植物將無機硒轉化為易于人體吸收利用的有機硒。我國除陜西、湖北及四川、貴州、湖南等省存在面積不大的高硒地區以外，有72%的地區屬于缺硒地區[2]。成都平原也只有邛崍有部分區域滿足富硒植物的種植生長條件。目前富硒雞蛋、富硒蘋果、富硒面粉等已陸續出現，大大提高了食品的營養價值和市場價值。如果要大面積推廣富硒植物，人工干預較強，補硒效果較好的設施農業種植必不可少。

草莓（FragariaananassaDuch）為薔薇科（Rosaceae）草莓屬（Fragaria）多年生常綠草本植物，果實不但含有豐富的無機和有機營養物質，而且具有較高的藥用價值和經濟價值。隨著現代農業的發展，草莓露地栽培、保護地半促成栽培、保護地促成栽培等生產技術已廣泛應用于國內的草莓生產，并取得了顯著的經濟、社會和生態效益，但目前尚未能完全實現草莓鮮果設施化、家庭化推廣種植。

張海英[3]研究硒處理對桃、棗和草莓生理指標的影響，發現草莓富集硒的能力強于棗和桃。研究表明，初花期始通過葉面噴施外源硒溶液，能有效提高草莓鮮果中硒的含量，改善草莓的外觀品質和食用品質[4-6]。黃勤妮等[7]通過對草莓富硒處理的多項研究，發現草莓富硒由根部吸收（水培、土施）優于葉片吸收（葉噴）。孫忠民等[8]通過對草莓葉面噴施富硒葉面肥和土壤中使用富硒有機無機復混肥的不同施肥模式，結果表明，葉面吸收硒的能力超過根部的吸收能力，根系和葉面同時吸收硒元素，生產出的草莓含硒量最高；使用富硒有機無機復混肥作基肥，并噴施氨基酸硒葉面肥，能夠提高草莓產量及果實含糖量、可溶性固形物，比單純使用基肥或者單純葉面噴施效果要好。王曉芳等[9]研究發現，葉面噴施硒肥短期內均可顯著提高草莓鮮果中硒含量，但是葉面噴施硒持續供給果實的能力有限，隨著草莓果實的連續生長，后期采收的草莓中硒含量顯著下降。許真[10]用葉面噴施外源硒溶液探究不同硒濃度對草莓營養品質的影響，結果表明，20mg/L的硒溶液處理時，草莓果實中總硒、可溶性糖、胡蘿卜素、維生素C、維生素E、總酚、花青素含量達最大值。鞠明岫等[11]研究不同硒濃度處理對草莓果實品質的影響，結果表明，葉面噴灑0.33、0.5mL/L氨基酸硒肥草莓品種的品質較好。

為最大限度提高硒元素的利用率，實現設施草莓種植的富硒升級，本研究針對成都地區草莓種植，探究不同濃度精準根系施肥補硒與葉面施肥補硒對草莓果實硒積累量、葉片光合系統、葉綠素含量、植株根系活力及果實品質的影響，尋找最合適的濃度與方法，為成都地區設施草莓富硒生產種植方案的制定提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗在四川省成都市雙流區合江鎮南天寺設施草莓栽培園進行。該地土壤類型為黃壤土，位于四川盆地亞熱帶濕潤季風氣候區，年平均氣溫16.3℃，年平均降水量855.8mm，年平均相對濕度83%，年平均無霜期為289d，年日照時數為957.6h。土壤主要理化性質為：pH值7.12，硝態氮17.84mg/kg，銨態氮26.54mg/kg，速效鉀293.81mg/kg，速效磷8.73mg/kg。

1.2 試驗材料

供試草莓品種為紅顏。于當年9月中下旬移栽，12月初成熟，至次年4月中旬采收完畢。試驗區草莓均為同一批次種植，并且植株健康狀況良好，長勢基本一致。

硒肥采用“硒之源”牌有機富硒營養液，由安徽硒無憂現代農業科技有限公司研發。經試驗室檢測硒質量濃度為21.6mg/mL。

1.3 試驗設計

草莓設置2種施硒方式，分別是葉面噴施硒肥液（P）和根系周圍的滴灌施硒（G），共8個處理，分別為：葉面硒肥營養液稀釋1500倍液（P1500，14.40mg/L）、2500倍液（P2500，8.64mg/L）、3000倍液（P3000，7.20mg/L）以及對照噴施清水（CKP）；滴灌施硒肥營養液稀釋750倍液（G750，28.80mg/L）、1250倍液（G1250，17.28mg/L）、1500倍液（G1500，14.40mg/L）以及對照滴灌清水（CKG）。

試驗共8個小區，小區面積42m2（35m×1.2m），定植草莓500株。從草莓始花期開始進行噴施硒肥及根系周圍滴灌硒肥，每隔10d噴一次，共噴施6次。

1.4 測定項目及方法

在處理后12d的晴天9：30—11：30，每處理隨機選擇10株草莓植株，選取自上而下面向陽光健康生長的第4片完全展開功能葉作為測定目標，測定前先對草莓葉片進行30min的暗適應，利用雙通道熒光儀dual-PAM100（Walz，德國）中誘導曲線測量程序測定誘導熒光曲線，Actiniclight設置為8檔，測定的指標有光合系統Ⅰ中的量子產量（Y（Ⅰ））、相對電子傳遞速率（ETR（Ⅰ））和非光化學能量耗散的量子產量（Y（ND））以及光合系統Ⅱ中的量子產量（Y（Ⅱ））、相對電子傳遞速率（ETR（Ⅱ））和非調節性能量耗散的量子產量（Y（NO））。

在處理后10d開始采集草莓的葉片、果實和根系。每個處理取相同生長期的葉片各15片，混樣后分別收集于標記好的自封袋中，于實驗室中清洗擦拭干凈后，采用比色法測定葉綠素含量[12]。每個處理隨機選取10株植株的根系，混樣后采用四氮唑法（TTC法）測定[13]根系活力。每個處理在不同草莓植株上隨機選擇成熟度和大小均勻一致、無病蟲害、無機械損傷，果實表面著色達70%左右的果實，每個處理1000g，裝入果盒，帶回實驗室立即進行果實全硒含量及果實品質指標的測定。

全硒含量的測定：將鮮果的果肉與果皮分開，分別對鮮樣進行全硒檢測，按照GB5009.93—2017食品安全國家標準 食品中硒的測定，采用氫化物原子熒光光譜法[14]；可溶性蛋白質含量采用考馬斯亮藍G-250法測定[15]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定[15]；可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定[15]；Vc含量采用2，6二氯靛酚滴定法測定[16]。

1.5 數據分析

試驗采用Excel以及SPSS軟件進行數據處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 葉面噴硒肥和根部施硒肥對草莓果實總硒含量的影響

由表1可知，草莓植株經過富硒營養液葉片噴施處理，P1500處理組果實含硒量最高（0.19mg/kg），最低為P3000處理組（0.12mg/kg）。空白處理硒含量小于或等于國家標準限定量，故未標注具體數值。

由表1可知，草莓植株經過富硒營養液灌根處理，G750處理果實含硒量最高（1.10mg/kg），最低為G1500處理（0.20mg/kg）。空白處理硒含量小于或等于國家標準限定量，故未標注具體數值。

營養液均為稀釋1500倍時，采用灌根處理條件下果實硒元素積累量較高，比噴施處理提高了5.26%。

2.2 葉面噴硒肥和根部施硒肥對葉片光合系統Ⅰ和光合系統Ⅱ的影響

由表2可知，在葉面噴肥處理中，PSⅠ的量子產量（Y（Ⅰ））、相對電子傳遞速率（ETR（Ⅰ）），各處理均與對照間無顯著差異，但是葉面噴肥處理P3000由于供體側限制引起的PSⅠ處非光化學能量耗散的量子產量（Y（ND））顯著低于P1500，僅為P1500的31.6%。PSⅡ的量子產量（Y（Ⅱ））、相對電子傳遞速率（ETR（Ⅱ）），各處理均與對照間無顯著差異，但是作為光損傷參數的PSⅡ處非調節性能量耗散的量子產量（Y（NO））在葉面噴肥處理P3000和P2500時顯著高于對照處理（P<0.05）。

在根部施肥處理中，PSⅠ的量子產量（Y（Ⅰ））、相對電子傳遞速率（ETR（Ⅰ））以及非光化學能量耗散的量子產量（Y（ND）），各處理均與對照間無顯著差異。PSⅡ的量子產量（Y（Ⅱ））、相對電子傳遞速率（ETR（Ⅱ）），各處理均與對照間無顯著差異，但是PSⅡ處非調節性能量耗散的量子產量（Y（NO））在根部施肥處理P750時顯著高于對照（P<0.05）。

2.3 葉面噴硒肥和根部施硒肥對草莓植株葉片葉綠素含量的影響

由圖1可知，草莓植株經過富硒營養液葉片噴施處理，葉綠素a和總葉綠素含量均無顯著差異，其中，P3000處理的葉綠素a含量最高，為1.5766mg/g，比CKP提高了0.98%，P2500處理的葉綠素a含量最低（1.5370mg/g），比CKP下降了1.63%。總葉綠素含量最高的是P2500處理（2.2737mg/g），含量最低的是P3000處理（2.1280mg/g），比CKP分別提升了0.81%和下降了5.65%。而P2500處理的葉綠素b含量與P3000處理間差異顯著（P<0.05），含量最高的是P2500處理（0.7380mg/g），比CKP提高6.28%，含量最低的是P3000處理（0.5513mg/g），比CKP下降了20.56%。

由圖2可知，草莓植株經過富硒營養液灌根處理，G750處理中葉綠素a含量最高，為1.8128mg/g，與其他處理間差異顯著，比CKG顯著提高了13.93%（P<0.05），葉片中葉綠素a含量最低的是G1500處理，為1.5773mg/g，較CKG下降了0.88%。總葉綠素含量在各處理間均無顯著性差異，含量最低的是CKG，最高的是G750處理，為2.3161mg/g，較CKG提高了4.67%。葉片中葉綠素b含量最高的是G1500處理，為0.6592mg/g，較CKG提高了6.05%，含量最低的是G750處理，為0.5033mg/g，較CKG下降了19.03%，G1500處理與G750處理間達到了顯著差異（P<0.05）。營養液均為稀釋1500倍時，采用灌根處理比采用葉面噴施處理葉綠素a含量提升了2.45%，葉綠素b含量提升了0.73%，總葉綠素含量提升了1.94%。

營養液均為稀釋1500倍時，采用灌根處理比采用葉面噴施處理葉綠素a含量提升了2.45%，葉綠素b含量提升了0.73%，總葉綠素含量提升了1.94%。

2.4 葉面噴硒肥和根部施硒肥對草莓植株根系活力的影響

從圖3可以看出，草莓植株經過富硒營養液葉片噴施處理，根系活力各處理間差異顯著。P1500根系活力最高，為28.3847μg/（g·h），最低為CKP（16.1908μg/（g·h）），下降了20.86%。

從圖4可以看出，草莓植株經過富硒營養液灌根處理，根系活力各處理間差異顯著。G750處理根系活力最高，為36.2430μg/（g·h），相比于CKG（17.1392μg/（g·h））提升了111.46%。

營養液均為稀釋1500倍時，采用灌根處理比采用葉面噴施處理草莓植株根系活力下降了24.10%。

2.5 葉面噴硒肥和根部施硒肥對草莓果實Vc含量的影響

從圖5可以看出，草莓植株經過富硒營養液葉片噴施處理，CKP處理果實中的Vc含量顯著高于其他處理（P<0.05）。果實中Vc含量均值最高的是CKP（69.8821g/kg），最低的是P3000處理（59.2919g/kg），比CKP下降15.15%。

從圖6可以看出，草莓植株經過富硒營養液灌根處理，各處理果實中Vc含量均有顯著差異。果實中Vc含量均值最高的是CKG（86.2297g/kg），最低的是G1250處理（50.8522g/kg），比CKG下降41.03%。

營養液均為稀釋1500倍時，采用灌根處理比采用葉面噴施處理草莓果實Vc含量下降了9.41%。

2.6 葉面噴硒肥和根部施硒肥對草莓果實可滴定酸含量的影響

由圖7可知，草莓植株經過富硒營養液葉片噴施處理，各處理間果實中可滴定酸含量均無顯著差異。最高的是P1500處理（0.4586%），比含量最低的CKP提升了12.71%。

由圖8可知，草莓植株經過富硒營養液灌根處理，各處理間果實中可滴定酸含量均無顯著差異。最高的是CKG（0.393%），最低的是G750處理（0.356%），比CKG下降了9.41%。

營養液均為稀釋1500倍時，采用灌根處理比采用葉面噴施處理，果實中可滴定酸含量下降了20.34%。

2.7 葉面噴硒肥和根部施硒肥對草莓果實可溶性蛋白質含量的影響

由圖9可知，草莓植株經過富硒營養液葉片噴施處理，各處理間果實中可溶性蛋白質含量均無顯著差異。最高的是P1500處理（1.1539g/100g），比CKP提高4.17%，可溶性蛋白質含量最低的P3000處理（1.0174g/100g），比CKP下降8.15%。

從圖10可以看出，草莓植株經過富硒營養液灌根處理，CKG處理的可溶性蛋白質含量最高（1.2298g/100g），顯著高于G1250和G750處理（P<0.05），最低的是G750處理（0.8959g/100g），比CKG下降了27.15%。

營養液均為稀釋1500倍時，采用灌根處理比采用葉面噴施處理，果實中可溶性蛋白質含量下降了7.7%。

2.8 葉面噴硒肥和根部施硒肥對草莓果實可溶性糖含量的影響

從圖11可以看出，草莓植株經過富硒營養液葉片噴施處理，CKP處理的果實中可溶性糖含量最高，達到47.541%，顯著高于其他處理（P<0.05），最低的是P2500處理，為28.6445%，比CKP下降了39.75%，且其與P1500處理間無顯著性差異。

從圖12可以看出，草莓植株經過富硒營養液灌根處理，CKG處理和G750處理的可溶性糖含量顯著高于G1500和G1250處理（P<0.05）。含量最高的是G750處理（40.895%），最低的是G1500處理（30.95%），比CKG分別提高了3.08%和下降了24.36%。

營養液均為稀釋1500倍時，采用灌根處理比采用葉面噴施處理果實中可溶性糖含量下降了0.09%。

3 討論

3.1 2種補硒肥方式對草莓果實硒積累量的影響

本試驗中采用2種不同方式對草莓進行補硒，葉面噴施處理在隨著處理濃度增高后，果實中硒的積累量逐漸平緩，說明葉片對硒元素的吸收以及對果實的轉移供給能力有限，結果與王曉芳等[9]的研究結果一致；而灌根處理后隨著處理營養液中硒含量增加，草莓果實中的硒元素積累量逐漸增加，且積累速率也增長較快。這說明，在同樣濃度營養液處理條件下，灌根處理的硒元素積累量高于葉面噴施處理。

3.2 2種補硒肥方式對草莓生理性狀和果實質量的影響

光合熒光參數具有反映光合作用“內在性”特點。本研究發現，葉面噴施較高質量濃度硒肥的處理P1500比噴施較低質量濃度硒肥的處理P3000，增加了由于供體側限制引起的PSⅠ處非光化學能量耗散的量子產量（Y（ND））。同時，噴施較高質量濃度硒肥的處理P3000和P2500以及根部施用較高質量濃度的硒肥處理P750也增加了PSⅡ處非調節性能量耗散的量子產量（Y（NO））。這表明光化學能量轉換和保護性的調節機制（如熱耗散）不足以將植物吸收的光能完全消耗掉。也就是說，入射光強超過了植物能接受的程度。這時，植物可能已經受到損傷。

葉綠素是光合作用中最重要的色素，在接受、傳遞、轉化光能上發揮著不可替代的作用，其含量的高低與光合作用密切相關[17]。葉面噴施處理下，草莓葉片的葉綠素b含量P3000處理顯著高于P2500處理，即硒含量最低處理顯著高于硒含量次低處理，其他處理間草莓葉片葉綠素a與總葉綠素含量都沒有顯著差異，且葉綠素含量并未表現隨著硒元素積累的增加而增高，與王孝娣等[6]的研究結果不同，筆者采用葉面噴施硒處理的硒肥含量和稀釋濃度與其一致，結果卻顯示采用葉面噴施硒處理對草莓葉片葉綠素含量變化影響不大，這可能是因為筆者采用的富硒營養液中其他營養元素對葉綠素含量造成了影響。采用灌根處理后，葉綠素a含量隨著植株硒元素積累的增加逐漸增高，在硒含量最高時（G750）與其他處理差異顯著，而此時的葉綠素b含量最低且與硒含量較低處理（G1500）差異顯著，造成的原因可能是隨著高積累量的硒元素對葉綠素b的生物合成途徑起到了抑制作用，而對葉綠素a的生物合成途徑起到了促進作用[18]，這在硒含量較低處理（G1500）中葉綠素b含量最高、而葉綠素a含量最低，可以互相印證。在同樣濃度營養液條件下，灌根處理的硒元素積累高于葉面噴施處理，葉綠素含量也表現為灌根處理更高，說明硒元素從植物根部被吸收進入植物體內比從葉面吸收進入對葉綠素的合成促進作用更好。

根據本研究的結果可以看出，草莓植株根系活力與硒元素含量有關，這與覃愛苗等[19]的研究結果一致，且在本試驗采用的硒濃度處理情況下表現為正相關，即根系活力隨著硒元素含量的增加而逐漸升高。在相同的硒濃度處理下，葉面噴施處理的根系活力要高于灌根處理，這與王曉芳等[9]的結論一致，王曉芳等[9]指出，與根系相比，植物葉片具有直接快速吸收營養物質并運往其他組織器官的能力[20]。但是，葉面噴施處理的根系活力高于灌根處理的原因還有待進一步研究。

隨著草莓果實中硒元素含量的增加，本研究表明，果實中Vc含量表現為先下降后上升，本試驗中硒元素并不能有效地提升果實中Vc含量。2種施硒方式，均是對照組Vc含量最高，與鞠明岫等[11]的研究結果相反，而與韓昌燁等[20]的研究結果一致。

采用葉面噴施處理，草莓果實中蛋白質含量隨著硒元素含量的增加表現為先下降后上升，但并未有顯著性變化。灌根處理條件下，草莓果實中蛋白質含量隨著硒元素的積累量逐漸下降，且對照與其他處理間差異都達到了顯著水平。硒元素能促進蛋白質代謝，同時硒元素是植物體內一種tRNA的組成部分，這種tRNA可以用來轉運氨基酸用以合成蛋白質[19]。由灌根處理可以推斷出，硒元素的積累抑制了草莓果實中蛋白質的積累，這也能解釋過量硒元素對于植物生長的中毒作用。而葉面噴施處理下草莓果實中蛋白質含量沒有顯著變化，說明外源噴施硒元素對于草莓果實蛋白質含量并無顯著影響。

可溶性糖是植物體內重要的有機物質之一，對于植物體內有機物的轉化和植物抗性等有重要作用。在葉面噴施處理下，對照組可溶性糖含量最高且表現最顯著，說明外源噴施硒元素，隨著果實中硒元素的積累，對于果實中可溶性糖積累起到抑制作用。而灌根處理中隨著草莓果實中硒元素含量的增加，可溶性糖含量表現為先下降后上升。空白組與高硒含量處理（G750）均表現為與其他處理差異顯著，且高硒含量處理（G750）可溶性糖含量高于對照組。這可能與草莓果實內積累了硒元素含量有關，硒元素抑制了草莓果實中可溶性糖的積累。隨著硒元素積累量的增加刺激了草莓植株逆境生理的相關代謝，進而使可溶性糖含量上升來調節自身代謝。而采用相同濃度富硒營養液進行灌根和噴施處理對于草莓果實可溶性糖含量未有影響。

3.3 2種補硒肥方式的影響比較

本研究對比2種不同硒肥施用模式，葉面噴硒肥對草莓植株性狀和果實品質的效果優于根部施硒肥，這與許多研究者報道一致[21-24]。究其原因，可能是由于土壤本身環境復雜，施入土壤中的硒可能與其他組分相結合，進而影響其生物有效性。也有可能是植物吸收含硒營養元素時，在植株體內與其他元素間存在協同與拮抗響應，從而影響這些元素參與的生理生化進程，進而影響植株對其他營養元素的吸收[24-25]。

4 結論

硒肥在富硒作物生產上的應用極為廣泛[26]，但不同硒肥對作物硒含量的影響差異較大[27]。關于硒肥促進作物品質和產量改善的報道較多，也有對品質和產量沒有影響或者削弱影響的情況[28-29]。總體而言，提高作物硒含量、改善作物品質是一個復雜的作物?土壤?肥料相互作用的過程，只有綜合考慮三者之間的關系，才能建立起更科學有效的富硒技術體系[30]。根據本試驗結果及綜上分析，設施栽培草莓，在進行補硒后并不能提升草莓的植株性狀和果實品質，但硒元素的補充尤其是常用果蔬富硒生產，對于解決人類的硒營養缺乏問題具有重要意義。兼顧本試驗中硒肥溶液濃度對草莓的果實品質的影響，根據世衛組織健康推薦每日硒攝入量0.05～0.25mg，以及每人食用500g草莓計算，采用本試驗噴施硒肥或滴灌施硒肥14.40mg/L處理后的草莓是符合富硒農產品硒含量分類要求的，且能對人體起到補硒作用。