秦玉燕 王運(yùn)儒 時鵬濤 甘志勇 杜國冬 藍(lán)唯 李乾坤 吳鳳
摘要:【目的】探究葉面噴硒對茶樹葉片硒及礦質(zhì)元素含量的影響,為硒肥的合理利用及富硒茶的安全生產(chǎn)提供技術(shù)支持?!痉椒ā恳詠單徕c(Na2SeO3)(四價硒)和硒酸鈉(Na2SeO4)(六價硒)為硒源,在田間對桂綠1號茶樹進(jìn)行葉面噴施試驗,其中,亞硒酸鈉設(shè)0、5.0、25.0、50.0、100.0和150.0 mg/L 6個處理,硒酸鈉設(shè)25.0 mg/L處理。分別于施肥后第6、12、18、24、30和36 d采集茶樹嫩葉,分析其總硒、有機(jī)硒及Zn、K、Fe、Ca和Mg含量的變化規(guī)律。【結(jié)果】噴施5.0~150.0 mg/L亞硒酸鈉和25.0 mg/L硒酸鈉均可提高茶樹葉片的總硒和有機(jī)硒含量,尤其以噴施25.0~150.0 mg/L亞硒酸鈉和25.0 mg/L硒酸鈉效果顯著(P<0.05,下同);隨噴施亞硒酸鈉濃度的增加,茶樹葉片的總硒和有機(jī)硒含量迅速升高;隨采樣時間的延長,總硒和有機(jī)硒含量在施肥后第6~18 d迅速降低,第24 d后趨于穩(wěn)定;25.0 mg/L六價硒(硒酸鈉)處理茶樹葉片的總硒含量在施肥后18 d內(nèi)與25.0 mg/L四價硒(亞硒酸鈉)處理無顯著差異(P>0.05,下同),但在施肥24 d后顯著高于25.0 mg/L四價硒(亞硒酸鈉)處理。各處理茶樹葉片有機(jī)硒含量占總硒含量的比例保持在93.3%~96.6%,處理間差異不顯著。亞硒酸鈉噴施濃度為50.0 mg/L時可顯著提高茶樹葉片的Fe含量,濃度大于100.0 mg/L時會顯著降低葉片的Zn和K含量,濃度為150.0 mg/L時顯著降低葉片的Fe含量。5.0~150.0 mg/L亞硒酸鈉處理和25.0 mg/L硒酸鈉處理對茶樹葉片的Ca和Mg含量影響不顯著?!窘Y(jié)論】葉面噴硒可明顯提高茶樹葉片的總硒和有機(jī)硒含量;茶樹葉片吸收無機(jī)硒后大部分可轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒形態(tài)。富硒茶生產(chǎn)推薦使用25.0~50.0 mg/L亞硒酸鈉或25.0 mg/L硒酸鈉,推薦采摘時間分別在施肥后12~36 d和施肥后6~36 d。
關(guān)鍵詞: 茶樹;硒;有機(jī)硒;葉面噴施;礦質(zhì)元素
中圖分類號: S571.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號:2095-1191(2019)03-0622-06
0 引言
【研究意義】硒是形成谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)和硫氧還蛋白還原酶(TrxR)的重要組分,是人類和動物必需的微量營養(yǎng)元素,在清除體內(nèi)活性氧自由基、抗腫瘤和抗癌等方面發(fā)揮重要作用。據(jù)報道,世界上有40多個國家和地區(qū)的土壤缺硒,我國約有72%地區(qū)處于不同程度的缺硒狀態(tài)(李財運(yùn)等,2018)。因此,通過施用外源硒、借助植物的生物強(qiáng)化作用獲得富硒產(chǎn)品成為近年來研究的熱點。茶樹是天然富硒能力較強(qiáng)的植物,其葉片是硒積累的主要器官,即富硒茶可作為人體補(bǔ)硒的理想產(chǎn)品(秦玉燕等,2017)。但硒可能會在植物中過量積累,且無機(jī)硒對人體的毒性較大,因此有必要探究富硒茶葉中的硒形態(tài)及外源硒與茶葉營養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)系,以促進(jìn)富硒茶的安全生產(chǎn)和人體科學(xué)補(bǔ)硒?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】已有研究表明,葉面噴硒既可提高茶葉硒含量,也可影響茶樹體內(nèi)礦質(zhì)元素平衡,進(jìn)而影響茶葉的整體營養(yǎng)價值。胡秋輝等(2000)研究發(fā)現(xiàn),富硒茶葉中的硒可有效抑制茶葉在貯藏期間維生素C(Vc)含量降低,阻止茶湯氧化褐變,保持綠茶品質(zhì)。胡秋輝等(2001)研究認(rèn)為,通過人工施用亞硒酸鈉生產(chǎn)的富硒茶葉具有與天然富硒茶葉相近的硒形態(tài)和抗氧化功能。李靜等(2007)研究表明,葉面噴施亞硒酸鈉能降低茶葉中的茶多酚和兒茶素含量,明顯提高氨基酸和可溶性糖含量。雷紅靈等(2012)研究顯示,一定濃度的亞硒酸鈉處理可促使藤茶中的黃酮、可溶性蛋白、可溶性糖和游離氨基酸含量明顯提高。王磊等(2016)研究表明,秋茶期葉面噴施750.00~3000.00 g/ha有機(jī)螯合肽水溶性硒,綠茶茶樣含硒量可達(dá)0.276~1.106 mg/kg。晉永芬和高炳德(2018)研究發(fā)現(xiàn),在春小麥拔節(jié)期和孕穗期噴施2次10.00~20.00 mg/kg或孕穗期噴施1次40.00~50.00 mg/kg亞硒酸鈉溶液,均能使春小麥達(dá)到富硒標(biāo)準(zhǔn)。已有研究表明,葉面噴施亞硒酸鈉11.25~22.50 g/ha即可使水稻、大豆、玉米和小麥籽粒中硒含量滿足低硒區(qū)居民補(bǔ)硒的需要(匡恩俊等,2018)?!颈狙芯壳腥朦c】目前,有關(guān)硒在茶樹上的研究多集中于總硒含量及其對茶葉化學(xué)品質(zhì)的影響方面,關(guān)于茶樹對硒形態(tài)的轉(zhuǎn)化及硒對茶樹體內(nèi)礦質(zhì)元素平衡影響的研究鮮見系統(tǒng)報道?!緮M解決的關(guān)鍵問題】通過對桂綠1號茶樹葉面施用不同濃度和不同價態(tài)硒肥,分析茶樹葉片硒含量的動態(tài)變化及施硒對葉片有機(jī)硒和礦質(zhì)元素含量的影響,為富硒茶的安全生產(chǎn)和人體科學(xué)補(bǔ)硒提供技術(shù)支持。
1 材料與方法
1. 1 試驗材料
試驗于2017年8—10月在廣西亞熱帶作物研究所茶園進(jìn)行,土壤類型為紅土,pH 4.5,有機(jī)質(zhì)含量21.2 g/kg,總硒含量0.37 mg/kg。以亞硒酸鈉和硒酸鈉(分析純)為硒源,供試茶樹品種為桂綠1號,樹齡3年。
1. 2 試驗方法
1. 2. 1 試驗設(shè)計 參考秦冰等(2013)的方法,亞硒酸鈉(四價硒)設(shè)6個濃度處理,分別為0(對照,YSe0)、5.0(YSe1)、25.0(YSe2)、50.0(YSe3)、100.0(YSe4)和150.0(YSe5) mg/L,硒酸鈉(六價硒)設(shè)25.0 mg/L[YSe(VI)]處理,以探究相同濃度不同價態(tài)硒對茶樹葉片總硒含量的影響。每處理面積為2.0 m×1.5 m=3.0 m2,重復(fù)3次,處理間設(shè)1.0 m隔離行。于2017年8月31日進(jìn)行葉面噴施,噴施時以葉面均勻布滿霧狀水滴為宜,每處理噴施1.0 L,對照(YSe0)處理噴施等體積清水。
1. 2. 2 樣品采集與處理 分別于葉面噴硒后6、12、18、24、30和36 d采摘茶樹嫩葉,每份樣品采摘100.0~200.0 g鮮樣,用清水洗凈后再用去離子水沖洗,晾干,置于烘箱中105 ℃殺青30 min,60 ℃烘至恒重,粉碎,過60目篩后裝袋儲存于干燥器中,用于總硒和有機(jī)硒含量測定,同時選取噴硒后24 d的葉片進(jìn)行礦質(zhì)元素含量測定。
1. 2. 3 測定項目及方法 總硒及礦質(zhì)元素含量測定:稱取0.5 g樣品,加入8.0 mL HNO3和2.5 mL H2O2,浸泡過夜后微波消解,消解完全后轉(zhuǎn)移至50.0 mL容量瓶定容。消解液經(jīng)適當(dāng)稀釋后可直接用火焰原子吸收光度計測定Zn、K、Fe、Ca和Mg含量;取10.0 mL消解溶液,趕酸至約1.0 mL,加入3.0 mL 6.0 mol/L HCl于120 ℃還原15 min,冷卻,定容至10.0 mL,用原子熒光光度計測定總硒含量。以國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)茶葉GBW10016作為質(zhì)控樣,對樣品測定過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。有機(jī)硒含量參考DB 3301/T 117—2007采用差減法進(jìn)行測定:稱取1.0 g樣品,加入10.0 mL 6.0 mol/L HCl,超聲處理30 min后,于60 ℃水浴振蕩提取3 h,過濾,取濾液5.0 mL,加入10.0 mL HNO3于160 ℃消解至澄清后,趕酸至近干,加入3.0 mL 6.0 mol/L HCl于120 ℃還原15 min,冷卻,定容至10.0 mL,以原子熒光光譜儀測定無機(jī)硒含量??偽繙p去無機(jī)硒含量,即得有機(jī)硒含量。
1. 3 統(tǒng)計分析
試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計分析,采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。
2 結(jié)果與分析
2. 1 葉面噴硒對茶樹葉片總硒含量的影響
2. 1. 1 噴施亞硒酸鈉對茶樹葉片總硒含量的影響
由表1可知,各時期采集的YSe0處理茶樹葉片總硒含量均較低,為0.02~0.03 mg/kg,隨噴施亞硒酸鈉濃度的增加,茶樹葉片總硒含量迅速升高。在整個采樣時期,YSe1、YSe2、YSe3、YSe4和YSe5處理的葉片總硒含量分別為0.09~0.66、0.50~4.23、1.59~7.92、2.51~15.88和3.24~28.37 mg/kg。其中,YSe1處理的葉片總硒含量較YSe0處理提高1.93~27.15倍,YSe2、YSe3、YSe4和YSe5處理葉片總硒含量分別是YSe1處理的4.89~6.65、12.07~18.10、24.18~30.30和31.90~60.11倍。各采樣時期除YSe1處理的總硒含量與YSe0處理無顯著差異(P>0.05,下同)外,其他采樣時期亞硒酸鈉處理(YSe2、YSe3、YSe4和YSe5處理)間的總硒含量差異均達(dá)顯著水平(P<0.05,下同),且顯著高于YSe0和YSe1處理。說明噴施5.0~150.0 mg/L亞硒酸鈉均可提高茶樹葉片的總硒含量,其中噴施25.0~150.0 mg/L的效果顯著。試驗觀察還發(fā)現(xiàn),YSe5處理茶樹的葉面在施肥6 d后出現(xiàn)褐色斑點和穿孔,說明高濃度(150.0 mg/L)亞硒酸鈉處理對茶樹具有毒害作用。
2. 1. 2 噴施不同價態(tài)硒對茶樹葉片總硒含量的影響
由表1可知,YSe(VI)處理在施肥后6、12、18、24、30和36 d的茶樹葉片總硒含量(0.88~3.56 mg/kg)分別是YSe2處理葉片總硒含量(0.50~4.23 mg/kg)的83.22%及1.27、1.59、1.79、1.80和1.76倍;隨施肥時間的延長,YSe(VI)和YSe2處理葉片的總硒含量均呈下降趨勢,但Se(VI)處理比YSe2處理降幅小,其中在施肥后36 d,YSe2處理和YSe(VI)處理葉片的總硒含量分別較施肥后6 d下降88.18%和75.28%;YSe(VI)處理在施肥后6、12、18、24、30和36 d茶樹葉片的總硒含量均顯著高于YSe0處理,但在施肥后的6~18 d與YSe2處理差異不顯著,施肥24 d后YSe(VI)處理顯著高于YSe2處理。說明25.0 mg/L六價硒(硒酸鈉)處理與25.0 mg/L四價硒(亞硒酸鈉)處理茶樹18 d內(nèi)其葉片的總硒含量無明顯差異,但施肥后24 d的葉片總硒含量顯著高于25.0 mg/L四價硒(亞硒酸鈉)處理。
2. 1. 3 不同采樣時期茶樹葉片總硒含量的變化規(guī)律
由表1可知,YSe0處理中各采樣時期茶樹葉片的總硒含量基本相同;YSe1、YSe2、YSe3、YSe4、YSe5和YSe(VI)處理葉片的總硒含量在施肥后6~12 d降低最快,至施肥后12 d比施肥后6 d下降45.22%~63.59%,在施肥后18 d降低也較快,比施肥后12 d下降40.86%~54.55%,在施肥后24 d降幅減緩,較施肥后18 d下降6.31%~30.77%,在施肥24 d后,葉片的總硒含量趨于穩(wěn)定。說明葉面噴施同一濃度(25.0 mg/L)亞硒酸鈉和硒酸鈉后,隨采樣時期的延長,茶樹葉片的總硒含量呈先迅速降低后基本趨于穩(wěn)定的變化趨勢。
由表1還可看出,對比標(biāo)準(zhǔn)NY/T 600-2002《富硒茶》中規(guī)定富硒茶含硒量0.25~4.00 mg/kg,YSe1處理茶樹在施肥后6~12 d其葉片的總硒含量達(dá)富硒水平,在施肥后18~36 d低于富硒范圍;YSe2和YSe3處理葉片的總硒含量在施肥后6 d超出富硒范圍,在施肥后12~36 d達(dá)富硒水平;YSe4處理葉片的總硒含量在施肥后12 d內(nèi)超出富硒范圍,在施肥后18~36 d達(dá)富硒水平;YSe5處理葉片的總硒含量在施肥后24 d內(nèi)超出富硒范圍,在施肥后30~36 d達(dá)富硒水平;YSe(VI)處理葉片的總硒含量在施肥后6~36 d均處于富硒范圍。說明通過葉面噴施25.0~100.0 mg/L亞硒酸鈉或25.0 mg/L硒酸鈉,并分別選在施肥后12~36 d和施肥后6~36 d采摘可生產(chǎn)富硒茶。
2. 2 葉面噴硒對茶樹葉片有機(jī)硒含量的影響
由表2可知,各處理茶樹葉片的有機(jī)硒含量變化規(guī)律與總硒含量變化一致,即有機(jī)硒含量隨噴硒濃度的增加迅速升高;在同一硒濃度下,隨采樣時期的延長,有機(jī)硒含量在噴施18 d內(nèi)迅速降低,在噴施24 d后有機(jī)硒含量較穩(wěn)定。在整個采樣期間,YSe0、YSe1、YSe2、YSe3、YSe4、YSe5和YSe(VI)處理葉片的有機(jī)硒含量分別為0.02~0.03、0.08~0.63、0.47~4.04、1.50~7.51、2.41~15.10、3.10~27.04和0.84~3.40 mg/kg。各采樣時期除YSe1處理的有機(jī)硒含量與YSe0處理無顯著差異外,其他采樣時期亞硒酸鈉處理(YSe2、YSe3、YSe4和YSe5處理)間的有機(jī)硒含量差異均達(dá)顯著水平,且顯著高于YSe0和YSe1處理。說明噴施5.0~150.0 mg/L亞硒酸鈉或25.0 mg/L硒酸鈉均可提高茶樹葉片的有機(jī)硒含量,尤其以噴施25.0~150.0 mg/L亞硒酸鈉和25.0 mg/L硒酸鈉的效果顯著。
由表3可知,各處理茶樹葉片的硒形態(tài)均以有機(jī)硒為主,有機(jī)硒含量占總硒含量的比例穩(wěn)定在93.3%~96.6%,處理間無顯著差異,說明噴施不同濃度亞硒酸鈉和25.0 mg/L硒酸鈉茶樹在不同采樣時期其葉片的有機(jī)硒含量占總硒含量比例相對穩(wěn)定。
2. 3 葉面噴硒對茶樹葉片礦質(zhì)元素含量的影響
采集施肥后24 d的茶樹葉片進(jìn)行礦質(zhì)元素含量測定,結(jié)果(表4)表明,隨噴施亞硒酸鈉濃度的升高,葉片Zn、K、Fe、Ca和Mg含量總體上呈先升高后降低的變化趨勢;YSe1、YSe2、YSe3和YSe(VI)處理葉片的Zn和K含量均高于YSe0處理,但差異不顯著,YSe4和YSe5處理葉片的Zn和K含量顯著低于YSe0處理,說明噴施低濃度(5.0、25.0和50.0 mg/L)亞硒酸鈉和25 mg/L硒酸鈉能促進(jìn)茶樹葉片對Zn和K的吸收,噴施高濃度(100.0和150.0 mg/L)亞硒酸鈉會抑制Zn和K的吸收;YSe1、YSe2、YSe3、YSe4和YSe(VI)處理葉片的Ca和Mg含量均高于YSe0處理,處理YSe5葉片的Ca和Mg含量均低于YSe0,但差異不顯著。說明噴施5.0~150.0 mg/L亞硒酸鈉或25.0 mg/L硒酸鈉對茶樹葉片Ca和Mg含量均無明顯影響;YSe1、YSe2、YSe3和YSe(VI)處理茶樹葉片的Fe含量均高于YSe0處理,YSe4和YSe5處理葉片的Fe含量低于YSe0處理,其中,YSe1、YSe2、YSe(VI)和YSe4處理葉片的Fe含量與YSe0處理無顯著差異,YSe3和YSe5處理葉片的Fe含量與YSe0處理差異顯著。說明噴施低濃度(5.0、25.0或50.0 mg/L)亞硒酸鈉或25.0 mg/L硒酸鈉能促進(jìn)茶樹葉片對Fe的吸收,噴施高濃度(100.0和150.0 mg/L)亞硒酸鈉不利于茶樹葉片對Fe的吸收。
3 討論
3. 1 不同濃度亞硒酸鈉處理對茶樹葉片總硒含量的影響
本研究中,葉面噴施5.0~150.0 mg/L亞硒酸鈉可明顯提高茶樹葉片的總硒含量,且隨噴施濃度的增加,葉片總硒含量迅速升高,與李靜等(2007)對盆栽茶樹的研究結(jié)果存在差異;隨采樣時間的延長,葉片吸收的硒向茶樹其他部位轉(zhuǎn)移,總硒含量迅速降低,施肥24 d后,硒由葉片向其他部位轉(zhuǎn)移達(dá)到平衡狀態(tài),葉片總硒含量趨于穩(wěn)定,與張雯和耿增超(2012)對蔬菜的研究結(jié)果一致。本研究觀察發(fā)現(xiàn),以高濃度(150.0 mg/L)亞硒酸鈉噴施茶樹葉面時,從噴施后第6 d開始出現(xiàn)褐色斑點和穿孔,與秦冰等(2013)的研究結(jié)果相似,說明葉面噴施150.0 mg/L亞硒酸鈉已超出了茶樹對硒的耐受范圍。
3. 2 不同價態(tài)硒處理對茶樹葉片總硒含量的影響
本研究中,25.0 mg/L六價硒(硒酸鈉)處理茶樹葉片的總硒含量在施肥后18 d前與25.0 mg/L四價硒(亞硒酸鈉)處理差異不顯著,施肥24 d后顯著高于25.0 mg/L四價硒(亞硒酸鈉)處理,說明茶樹葉片在施硒初始階段對四價硒和六價硒(硒酸鈉)的吸收差異不明顯,但由于四價硒(亞硒酸鈉)在葉片中的轉(zhuǎn)移速度比六價硒(硒酸鈉)快,因此在施硒后期25.0 mg/L六價硒(硒酸鈉)處理葉片的總硒含量顯著高于25.0 mg/L四價硒(亞硒酸鈉)處理,與Pezzarossa等(2007)對番茄、郭璐等(2013)對小白菜的研究結(jié)果相似。由于葉片吸收的六價硒(硒酸鈉)需先還原為四價硒(亞硒酸鈉)才能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,因而六價硒(硒酸鈉)在葉片中的轉(zhuǎn)移速度較四價硒(亞硒酸鈉)慢,因此,25.0 mg/L六價硒(硒酸鈉)處理茶樹葉片的硒能保留更長時間,葉面噴施效果優(yōu)于25.0 mg/L四價硒(亞硒酸鈉)。此外,由于硒酸鈉毒性大于亞硒酸鈉,且價格也較貴,因此在實際生產(chǎn)中可根據(jù)生產(chǎn)需要選擇適宜價態(tài)的硒肥。
3. 3 葉面噴施硒對茶樹葉片硒形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響
本研究中,茶樹葉面噴硒后6~36 d,其葉片的硒主要以有機(jī)態(tài)形式存在,有機(jī)硒含量占總硒含量的93.3%~96.6%,變幅較小,與劉慶等(2016a,2016b)對玉米、張城銘和周鑫斌(2018)對水稻的研究結(jié)果一致。說明茶樹葉面噴施無機(jī)硒(亞硒酸鈉或硒酸鈉)后6 d,絕大部分無機(jī)硒均已轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒形態(tài),且施肥濃度、肥料價態(tài)和采樣時期對有機(jī)硒含量占總硒含量比例的影響不明顯。但也有研究表明,施硒濃度會影響植物有機(jī)硒的轉(zhuǎn)化率,杜振宇等(2004)研究認(rèn)為,施用低濃度(0.15 mg/kg)硒未影響茄子有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率,但施用相對高濃度(0.60和3.00 mg/kg)硒時,其有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率顯著降低;殷紅清等(2012)用添加外源硒的營養(yǎng)液培養(yǎng)洋蔥,發(fā)現(xiàn)洋蔥的有機(jī)硒質(zhì)量濃度及轉(zhuǎn)化率均隨外源硒濃度的增大迅速降低。說明不同遺傳特性植物對硒的耐受能力與代謝機(jī)制可能存在差異。
3. 4 葉面噴施硒對茶樹葉片礦質(zhì)元素含量的影響
本研究結(jié)果表明,葉面噴施低濃度(5.0~50.0 mg/L)硒(亞硒酸鈉和硒酸鈉)可在一定程度上提高茶樹葉片的Zn、K、Fe、Ca和Mg含量,但除50.0 mg/L硒處理對葉片F(xiàn)e含量具有顯著促進(jìn)作用外,其他低濃度硒處理的效果均不顯著,與劉群龍等(2015)對梨的研究結(jié)果一致;葉面噴施高濃度(150.0 mg/L)亞硒酸鈉對茶樹葉片具有明顯毒害作用,顯著抑制其葉片對Zn、K和Fe的積累,與Kopsell等(2000)對甘藍(lán)、李財運(yùn)等(2018)對山核桃、張城銘和周鑫斌(2018)對水稻的研究結(jié)果存在差異,可能與硒對礦質(zhì)元素含量的影響在不同作物上表現(xiàn)不同有關(guān)。目前,對施用外源硒影響礦質(zhì)元素積累的機(jī)理尚未清楚,今后仍需深入探究。
4 結(jié)論
葉面噴硒可明顯提高茶樹葉片的總硒和有機(jī)硒含量,但對有機(jī)硒含量占總硒含量比例的影響不明顯。茶樹葉片吸收的無機(jī)硒大部分可轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒形態(tài)。生產(chǎn)富硒茶推薦葉面噴施亞硒酸鈉濃度為25.0~50.0 mg/L,硒酸鈉使用濃度為25.0 mg/L,采摘時間可分別選在噴施后12~36 d和噴施后6~36 d。
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