薛 原,劉曙光,宋 嬌,馬云飛,張 梅
(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院,山東煙臺(tái)264002)
硒(Se)作為生態(tài)環(huán)境中重要的微量元素之一,具有解毒、抗衰老、防輻射、抗癌等功效,中華醫(yī)學(xué)會(huì)和世界衛(wèi)生組織共同將其稱為21 世紀(jì)人類必需補(bǔ)充的三大微量營(yíng)養(yǎng)保健元素之一,僅次于碘和鋅。通過補(bǔ)硒,在治療和預(yù)防大骨節(jié)病、克山病、肝癌等方面我國(guó)已取得了很大的進(jìn)步。同時(shí)輻射致癌、炎癥、動(dòng)脈粥樣硬化、腫瘤等多種疾病甚至是衰老過程、癌基因的表達(dá)等均受到了硒攝入量缺少的影響[1-3]。
除少部分富硒地區(qū)如陜西部分地區(qū)、湖北和云南外,在我國(guó)大陸約占72%的地區(qū)是屬于缺硒或輕度缺硒地區(qū)。改變硒缺少的情形有2 種方法:一是將土壤中的硒含量人為地增加從而改變土壤的結(jié)構(gòu);二是給國(guó)內(nèi)眾多缺硒人群補(bǔ)硒。最便捷、最經(jīng)濟(jì)、最有效的方法就是通過口服的方式來定量補(bǔ)硒。有2 種類型的硒補(bǔ)充劑,一種是人為主動(dòng)服用無機(jī)硒;另一種是多攝入富含有機(jī)硒的食物。
其中,無機(jī)硒通常只用作預(yù)防和治療硒缺乏疾病的藥物。由于無機(jī)硒酸鹽本身有毒,它常用于土壤施硒或在農(nóng)作物上葉面噴施硒肥,將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒,通過蔬菜或糧食作物等進(jìn)入食物鏈,才可以供人類或動(dòng)物吸收利用[4]。在毒理安全性等方面,有機(jī)硒補(bǔ)充產(chǎn)品具有顯著優(yōu)勢(shì),且就我國(guó)現(xiàn)狀來說,最廣泛的硒補(bǔ)充食品是含硒的植物性食品,且在植物性食物中硒的利用率比與之對(duì)應(yīng)的動(dòng)物性食物中要高35%~65%。因此,天然植物硒資源被研究開發(fā)和利用是目前解決硒缺失地區(qū)居民補(bǔ)硒采取的主要措施。目前,含硒量較高的富硒茶和富硒酵母是各個(gè)高校的課題組研究的熱點(diǎn)。但是茶葉中有機(jī)硒的含量主要存在于茶渣里面,因此多量飲用富硒茶的茶水并不能從根本上解決缺硒的問題;另一種食品富硒酵母,其價(jià)格相對(duì)來說比較昂貴,因此相當(dāng)于指定了消費(fèi)群體,很難在一般收入的廣大消費(fèi)者中普及。綜上所述,開發(fā)更經(jīng)濟(jì)、更方便、更有效的富硒蔬菜和食品且適合長(zhǎng)期食用,更為適宜。解決硒營(yíng)養(yǎng)問題對(duì)提高人類的健康水平、改善人類的生活質(zhì)量等問題,都具有極其重要的意義[3,5-7]。
以往的試驗(yàn)多集中于小麥、玉米等糧食作物對(duì)硒的吸收、分布和轉(zhuǎn)化特征的研究[8-9],而關(guān)于外源施硒對(duì)蔬菜中硒含量以及蔬菜的生長(zhǎng)、品質(zhì)影響的研究相對(duì)較少,對(duì)于營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、礦物質(zhì)含量高的油麥菜的研究更是空白。
本試驗(yàn)以氨基酸鰲合硒作為硒源,探究不同質(zhì)量濃度硒肥對(duì)油麥菜生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響,以期為油麥菜施用硒肥提供基本理論依據(jù)。
供試蔬菜為油麥菜。
試驗(yàn)種植植物所需土壤取自中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)校區(qū)試驗(yàn)基地0~20 cm 的表層土壤。土壤理化性質(zhì)為:堿解氮161.11 mg/kg,速效磷151.76 mg/kg,速效鉀239.36 mg/kg。硒溶液采用種植用有機(jī)硒素(氨基酸螯合硒肥)配制。
試驗(yàn)在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院的溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)選擇30 cm×28 cm 規(guī)格的塑料盆缽進(jìn)行溫室大棚盆栽試驗(yàn)。試驗(yàn)設(shè)5 個(gè)硒質(zhì)量濃度,分別為0,0.3,0.6,0.9,1.2 mg/kg,同時(shí)以不施硒作為對(duì)照。將每個(gè)濃度分別設(shè)置12 個(gè)重復(fù)。將所需的供試土壤風(fēng)干后過3 mm 篩,混勻后直接裝盆。
油麥菜種子催芽后于3 月22 日下午播種,4 月13 日定植。待油麥菜長(zhǎng)出第4 片葉子時(shí)對(duì)其進(jìn)行根部施肥。待油麥菜長(zhǎng)出8 片大葉時(shí)即5 月22 日收獲,并測(cè)量各項(xiàng)指標(biāo)。
使用卷尺測(cè)定株高;采用2,6- 二氯靛酚法測(cè)定微生素C 的含量;采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定蛋白質(zhì)含量;采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量;使用便攜式葉綠素測(cè)定儀測(cè)定葉綠素含量;使用較CK 增加電子秤稱量產(chǎn)量。
采用SPSS 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
從圖1 可以看出,將不同質(zhì)量濃度硒肥溶液噴施到油麥菜根部有助于提高油麥菜的株高,隨著噴施硒肥濃度的升高,油麥菜株高呈現(xiàn)先上升的趨勢(shì),當(dāng)噴施質(zhì)量濃度為0.6 mg/kg 時(shí),油麥菜株高達(dá)到峰值,之后隨噴施硒濃度的增大株高呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。除1.2 mg/kg 處理外,其余各濃度處理油麥菜株高均較CK 增加有變化,其中,0.3,0.6,0.9 mg/kg處理增長(zhǎng)幅度分別增大1.94%,12.57%,8.73%,但各處理間均無顯著差異。表明在油麥菜根部噴施低濃度的硒溶液,能促進(jìn)油麥菜的生長(zhǎng)發(fā)育,而高濃度硒溶液會(huì)抑制油麥菜的株高。
從圖2 可以看出,在油麥菜的根部噴施不同質(zhì)量濃度的硒肥溶液對(duì)其維生素C 含量會(huì)產(chǎn)生一定影響,除1.2 mg/kg 處理外,其余濃度處理維生素C含量均較CK 有所增加,其中,0.3,0.6,0.9 mg/kg 處理維生素C 含量較CK 分別增加34.94%,7.30%,3.25%,0.3 mg/kg 處理與其余處理的差異極顯著,0.6,0.9 mg/kg 處理與CK 間無顯著差異,但均與1.2 mg/kg 處理差異極顯著。0.3 mg/kg 的硒肥對(duì)油麥菜葉片中的維生素C 含量有較大的提高,而再增加硒肥溶液濃度維生素C 的含量反而下降,1.2 mg/kg 的硒肥反而抑制了油麥菜維生素C 含量的提高。表明在油麥菜根部噴施低濃度的硒肥溶液能促進(jìn)油麥菜葉綠素含量的增加,而高濃度硒肥溶液則會(huì)降低油麥菜葉片中維生素C 的含量。
由圖3 可知,對(duì)油麥菜根部施不同濃度硒肥溶液均可增加其蛋白質(zhì)含量,且隨硒質(zhì)量濃度增加其蛋白質(zhì)含量呈先增加后減少的趨勢(shì)。其中,0.3,0.6,0.9,1.2 mg/kg 處理的蛋白質(zhì)含量較CK 增長(zhǎng)幅度分別為14.75%,39.15%,15.66%,3.90%,且與CK 間差異均呈極顯著水平,0.6 mg/kg 處理蛋白質(zhì)含量最大,且與別的處理間差異極顯著。
由圖4 可知,在油麥菜根部施不同質(zhì)量濃度的硒肥對(duì)油麥菜中可溶性糖的含量均有所提高,0.3,0.6,0.9,1.2 mg/kg 處理可溶性糖含量分別比CK 增加101.08%,107.28%,88.14%,83.56%,且差異達(dá)極顯著水平。其中,0.3,0.6 mg/kg 處理可溶性糖含量較大,且二者間差異不顯著,但0.6 mg/kg 處理與0.9,1.2 mg/kg 處理間差異達(dá)顯著水平。
從圖5 可以看出,硒處理對(duì)油麥菜葉片的葉綠素含量有一定的影響,0.3,0.6,1.2 mg/kg 處理葉綠素含量分別較CK 增加7.31%,5.85%,2.05%。隨著噴施質(zhì)量濃度的增加,葉綠素含量呈先增加后降低的趨勢(shì),質(zhì)量濃度為0.3 mg/kg 時(shí)葉綠素含量達(dá)到最高,然后逐漸降低,當(dāng)質(zhì)量濃度為0.9 mg/kg 時(shí)油麥菜中的葉綠素含量低于CK,說明濃度較高的硒溶液反而會(huì)對(duì)油麥菜葉內(nèi)的葉綠素含量產(chǎn)生抑制作用。
由圖6 可知,油麥菜的產(chǎn)量隨著硒肥溶液濃度的增高呈降低趨勢(shì),其中,當(dāng)質(zhì)量濃度為0.3 mg/kg時(shí)與CK 的產(chǎn)量基本相同,0.6,0.9,1.2 mg/kg 處理硒產(chǎn)量分別比CK 極顯著降低10.97%,12.77%,17.21%。0.3 mg/kg 處理與其他處理間差異極顯著;0.6,0.9 mg/kg 處理間無顯著差異,但均與1.2 mg/kg處理差異達(dá)極顯著水平。
噴施硒肥可以影響油麥菜的品質(zhì)和產(chǎn)量,本試驗(yàn)中,低濃度的硒可以改善油麥菜的品質(zhì)并有小幅度的增產(chǎn),但當(dāng)硒濃度高時(shí)反而不利于油麥菜品質(zhì)的改善和產(chǎn)量的提高。
油麥菜的品質(zhì)主要體現(xiàn)在Vc、葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白含量等方面,本試驗(yàn)中,低濃度硒可以增加Vc 和可溶性蛋白含量,這在番茄、獼猴桃、土豆、小青菜等多種植物中都已得到證實(shí)[10-13]。適量的硒可以提高Vc 含量,其作用機(jī)制可能是由于硒肥可以提高谷胱甘肽氧化酶的活性,谷胱甘肽氧化酶對(duì)植株細(xì)胞內(nèi)過氧化氫和脂質(zhì)過氧化物起到清除作用,從而起到保護(hù)維生素C 的作用[14-15]。
硒可以促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成是通過3 個(gè)方面實(shí)現(xiàn)的:一是硒以硒代含硫氨基酸的形式直接參與蛋白質(zhì)的合成;二是硒是植物體內(nèi)一種tRNA 核糖核酸鏈的組成成分,具有轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的功能,影響游離氨基酸的含量;三是通過影響硝酸還原酶的活性來影響蛋白質(zhì)的合成[16-18]。
適宜濃度的硒肥可以增加葉綠素含量、提高植物的光合作用。王永勤等[19]在研究硒對(duì)大蒜的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),硒處理過的大蒜與對(duì)照組大蒜相比,植株葉色變綠;另有試驗(yàn)指出,低濃度硒肥可以提高螺旋藻葉綠素a 的含量[18];馮兩蕊等[20]研究發(fā)現(xiàn),硒肥的處理可以使生菜等蔬菜中的葉綠素含量得到提高。這與本研究結(jié)果一致。
本試驗(yàn)中,施硒肥對(duì)油麥菜產(chǎn)量無明顯促進(jìn)作用,當(dāng)噴施硒肥濃度>0.3 mg/kg 時(shí),反而會(huì)對(duì)油麥菜的產(chǎn)量會(huì)產(chǎn)生抑制作用。胡秋輝等[21]對(duì)大豆進(jìn)行葉面噴施亞硒酸鈉溶液的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)噴施硒肥的質(zhì)量濃度小于400 mg/L 時(shí),對(duì)大豆等作物的產(chǎn)量無顯著影響,并且當(dāng)亞硒酸鈉質(zhì)量濃度大于600 mg/L時(shí),大豆產(chǎn)量會(huì)顯著下降,這與本研究結(jié)論一致。CARVALHO 等[22]試驗(yàn)研究了硒對(duì)番茄、蘿卜、生菜和草莓4 種農(nóng)作物產(chǎn)量的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),高濃度的硒對(duì)其產(chǎn)量方面有降低的作用,對(duì)植物種子萌發(fā)也會(huì)有一定的抑制作用。
本試驗(yàn)結(jié)果與以往對(duì)硒肥的研究所得出的規(guī)律基本上相吻合,但是由于設(shè)置的濃度梯度比較少,所以產(chǎn)量沒能找出適宜的濃度范圍,還有待進(jìn)一步探究,并且對(duì)油麥菜中有機(jī)硒和無機(jī)硒的轉(zhuǎn)化也有待進(jìn)一步研究。