曹 升，陳會(huì)鮮，嚴(yán)華兵*，謝向譽(yù)，尚小紅，肖 亮

(1. 廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，廣西 南寧 530007；2. 廣西作物遺傳改良生物技術(shù)重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，廣西 南寧 530007)

【研究意義】硒具有多種生理學(xué)功能，在增強(qiáng)抗氧化、提高免疫力和預(yù)防癌癥等方面具有獨(dú)特的功效[1-3]。人體所需的硒不能自身合成，需要從食物中攝取，其中植物便是很好的硒載體。天然富硒品種篩選是一種綠色的硒農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法，對(duì)富硒土壤資源開(kāi)發(fā)利用有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。然而，中國(guó)有大約72 %的土地處于低硒或缺硒水平[4]，這使得天然富硒產(chǎn)品供不應(yīng)求，因此通過(guò)外源硒強(qiáng)化來(lái)生產(chǎn)富硒農(nóng)產(chǎn)品是一種行之有效的方法。【前人研究進(jìn)展】目前，關(guān)于天然富硒品種篩選已在花生、水稻、甘薯[5-8]等作物上進(jìn)行了大量的研究，前人的研究結(jié)果表明相同作物不同品種間的天然富集能力存在差異，這也證明了天然富硒品種篩選的必要性。此外，外源硒強(qiáng)化生產(chǎn)技術(shù)研究目前也得到了廣泛的開(kāi)展，運(yùn)用的強(qiáng)化方法主要有葉面噴施和根施[9]。黃太慶等[10]認(rèn)為葉面噴施硒肥的施用方式下花生對(duì)外源硒的利用率要高于基施；劉義明等[11]認(rèn)為花生葉面噴施硒肥的效果好于根部淋施硒肥；楊益花等[12]分別給水稻葉面噴施和基施硒肥，其結(jié)果表明葉面噴施的稻谷硒含量顯著高于基施；廖青等[8]則認(rèn)為甘薯的富硒效果大小順序?yàn)閲娛?根施>噴施>根施?！颈狙芯康那腥朦c(diǎn)】雖然有關(guān)木薯有機(jī)硒和無(wú)機(jī)硒[13]的研究有較多報(bào)道，但目前關(guān)于食用木薯天然富硒品種篩選及外源硒強(qiáng)化技術(shù)的相關(guān)研究尚鮮見(jiàn)報(bào)道，因此本研究可充實(shí)食用木薯在該領(lǐng)域的研究。【本研究擬解決的問(wèn)題】通過(guò)鑒定廣西7個(gè)主栽食用木薯品種的天然富硒能力，為生產(chǎn)天然富硒食用木薯的品種選擇提供依據(jù)；同時(shí)對(duì)3種外源硒強(qiáng)化技術(shù)的強(qiáng)化效率進(jìn)行研究，為食用木薯富硒標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和富硒農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)證提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料及試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)期為2017-2018年。品種篩選試驗(yàn)于廣西上林縣白圩鎮(zhèn)和廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建基地2個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行，采用的7個(gè)供試品種分別為NK-10、SC9、SC6068、ST-1、SC12、NZ199和GR891。外源硒強(qiáng)化技術(shù)研究試驗(yàn)于廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建基地進(jìn)行，采用的供試品種為NK-10和SC12。本研究所涉及的供試品種來(lái)源和試驗(yàn)區(qū)的土壤背景值分別見(jiàn)表1～2。

表1 7個(gè)供試品種來(lái)源

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理方法 品種篩選試驗(yàn)的供試材料均按照一般高產(chǎn)栽培技術(shù)管理準(zhǔn)備。外源硒強(qiáng)化技術(shù)研究中在塊根膨大期以3種形式施入外源硒，具體處理方法見(jiàn)表3。所用的硒肥均由蘇州硒谷科技有限公司提供。

1.2.2 測(cè)定和計(jì)算方法 ①硒含量測(cè)定采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法(GB 5009.93-2010)中的微波消解-氫化物原子熒光光譜法。②單株塊根硒積累量=單株塊根產(chǎn)量×塊根硒含量。③硒的吸收系數(shù)(RAI)=塊根中硒濃度/土壤硒濃度，RAI越大代表植物塊根富集硒的能力越強(qiáng)。④硒的轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)(TI)=莖葉硒濃度/塊根硒濃度，TI越大代表植物根系吸收的硒轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部分的能力越強(qiáng)。⑤塊根對(duì)外源硒的利用率(%)=[(施硒肥處理塊根硒濃度-不施硒肥處理塊根硒濃度)×產(chǎn)量/外源施入的硒量]×100。

2 結(jié)果與分析

2.1 食用木薯天然富硒品種篩選

從表4可知，7個(gè)食用木薯品種在較低硒背景值土壤環(huán)境下(里建)的塊根硒含量均小于較高硒背景值土壤環(huán)境下(上林)的硒含量，且在上林有NZ199和NK-10 2個(gè)品種達(dá)到中華人民共和國(guó)供銷合作行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(GH/T 1135-2017)中所規(guī)定的富硒標(biāo)準(zhǔn)(干樣含硒量：0.1～1.0 mg/kg)，這說(shuō)明食用木薯天然富硒能力與土壤硒背景值有著密切的聯(lián)系，土壤硒背景值越高食用木薯塊根積累天然硒的量就越多，越容易達(dá)到天然富硒。比較表4中各品種的塊根硒含量可知，各試驗(yàn)點(diǎn)的NZ199和NK-10 2個(gè)品種的塊根硒含量均顯著高于其他5個(gè)木薯品種，這說(shuō)明NZ199和NK-10 2個(gè)品種的塊根富集天然硒的能力強(qiáng)。

表2 試驗(yàn)區(qū)土壤基本理化性質(zhì)

表3 外源強(qiáng)化硒的處理方法

從表4中的吸收系數(shù)和轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)可知，在里建基地種植的NK-10和NZ199 2個(gè)品種吸收系數(shù)顯著大于SC9、ST-1、SC12、GR891，在上林顯著大于其它5個(gè)品種。在里建種植的NK-10和NZ199 2個(gè)品種，硒轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)顯著低于其他5個(gè)品種，在上林顯著低于SC9、SC12、SC6068、GR891。這說(shuō)明NK-10和NZ199的塊根吸收硒的能力較強(qiáng)，但它們向上運(yùn)輸硒的能力較弱。

表4 不同食用木薯品種對(duì)天然硒的積累、吸收及轉(zhuǎn)運(yùn)效率的差異

注：同列數(shù)字后不同字母表示處理間顯著差異(P<0.05)，下同。

Note: Different letters after the same column of numbers indicate significantly different (P<0.05), the same as below.

2.2 外源硒強(qiáng)化技術(shù)研究

2.2.1 不同外源硒強(qiáng)化方式下食用木薯塊根積累硒的差異 從圖1～2可知，NK-10和SC12 2個(gè)品種在不同外源強(qiáng)化條件下的塊根硒含量均大于CK，且大部分差異達(dá)到顯著水平，這說(shuō)明外源硒強(qiáng)化可以提高食用木薯的硒含量。比較3種強(qiáng)化方式下塊根的硒含量的變化趨勢(shì)發(fā)現(xiàn)，葉面噴施方式下食用木薯塊根硒含量都隨著外源硒強(qiáng)化量的增加而增加，而根施和“葉面噴施+根施”兩種外源強(qiáng)化方式下隨著外源硒強(qiáng)化量的不斷增大呈先增大后減小的變化趨勢(shì)。

2.2.2 不同外源硒強(qiáng)化方式下外源硒的利用效率差異 外源硒利用效率能直接反應(yīng)出各強(qiáng)化方式下的強(qiáng)化效率，即外源硒利用率越高強(qiáng)化效率越高。從圖3～4可知，NK-10和SC12 2個(gè)品種，在3種強(qiáng)化方式下各處理的外源硒利用率大小順序均為葉面噴施>根施>“葉面噴施+根施”，因此葉面噴施富硒肥的強(qiáng)化效率最高，根施次之，“葉面噴施+根施”的最小。此外，葉面噴施方式下的外源硒利用率隨著外源硒強(qiáng)化量的增加而增加，而根施和“葉面噴施+根施”兩種方式下的外源硒利用率都隨著外源硒強(qiáng)化量的增加而先增大后減小。

圖1 SC12在不同外源硒強(qiáng)化方式下塊根硒含量的變化Fig.1 The change of selenium content in tuberous root under different exogenous selenium strengthening methods of SC12

圖2 NK-10不同外源硒強(qiáng)化方式下塊根硒含量的變化Fig.2 The change of selenium content in tuberous root under different exogenous selenium strengthening methods of NK-10

3 討 論

3.1 食用木薯天然富硒品種篩選

本研究發(fā)現(xiàn)，食用木薯塊根天然富硒能力會(huì)隨著品種的不同而存在很大的差異，且在甘薯、水稻、花生[5-8]等作物富硒品種篩選試驗(yàn)中也會(huì)出現(xiàn)類似的情況，其中吳露露[7]就通過(guò)聚類分析把63個(gè)參試的水稻品種分為高硒類品種、中硒類品種、低硒類品種。這很可能是因?yàn)榛蛐蛯?duì)作物的富硒能力起到?jīng)Q定性作用[14-15]。在研究不同食用木薯的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)效率時(shí)發(fā)現(xiàn)，塊根天然富硒能力強(qiáng)的食用木薯品種向莖葉運(yùn)輸硒的能力較弱，這就使得更多的硒能積累于根部，說(shuō)明不同食用木薯品種塊根天然富硒能力的差異可能是與硒在地上、地下間的運(yùn)輸和分配差異有關(guān)。周鑫斌等[16]認(rèn)為引起水稻籽粒硒含量差異的直接原因是硒在品種間的運(yùn)輸差異；耿建梅等[17]認(rèn)為，導(dǎo)致不同水稻品種籽粒硒含量差異的重要原因是硒的轉(zhuǎn)化差異及在各器官中的分配差異，與本試驗(yàn)的結(jié)果類似。

3.2 外源硒強(qiáng)化技術(shù)研究

通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，外源硒強(qiáng)化可以有效提高食用木薯塊根的硒含量，這與前人研究結(jié)果相符。如宋麗芳等[18]發(fā)現(xiàn)葉面噴施亞硒酸鹽能顯著提高苦蕎子粒硒含量；肖真真等[19]發(fā)現(xiàn)葉面噴施外源硒肥能提高西瓜果實(shí)的含硒量；姜波等[20]發(fā)現(xiàn)馬鈴薯施入硒肥后的各部位的硒含量均較不施硒肥處理高。在對(duì)比葉面噴施和根施兩種方式外源硒利用率時(shí)發(fā)現(xiàn)，葉面噴施的外源硒利用率要大于根施。黃太慶等[10]認(rèn)為葉面噴施硒肥的施用方式下花生對(duì)外源硒的利用率要高于基施；劉義明等[11]認(rèn)為花生葉面噴施硒肥的效果好于根部淋施；楊益花等[12]認(rèn)為水稻葉面噴施硒肥的稻谷硒含量顯著高于基施；三者的研究結(jié)果與本研究類似。這可能是因?yàn)楦┦且酝寥罏槊浇闉橹参锕┪?，?huì)存在土壤固定外源硒的情況，而葉面噴施則是直接通過(guò)葉面為植物供硒，外源硒的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)快，且能有效避免土壤對(duì)硒肥的固定[21]。在對(duì)比根施與“葉面噴施+根施”兩種方式下的外源硒利用率時(shí)發(fā)現(xiàn)，根施的外源硒利用率要高于“葉面噴施+根施”。廖青等[8]認(rèn)為甘薯在土施+噴施的富硒方式下的強(qiáng)化效果要好于單獨(dú)土施的強(qiáng)化效果，這一觀點(diǎn)與本研究結(jié)果截然相反，可能是由于作物的根部吸肥特點(diǎn)不同，而具體原因還需進(jìn)行下一步試驗(yàn)論證。

圖3 SC12在不同外源強(qiáng)化方式下的外源硒利用率Fig.3 The utilization rate of exogenous selenium under different exogenous selenium strengthening methods of SC12

圖4 NK-10在不同外源強(qiáng)化方式下的外源硒利用率Fig.4 The utilization rate of exogenous selenium under different exogenous selenium strengthening methods of NK-10

此外，在本試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，葉面噴施方式下塊根的硒含量和外源硒利用效率會(huì)隨著外源硒強(qiáng)化量的增加而增加，但根施和“葉面噴施+根施”兩種方式下塊根的硒含量和外源硒利用效率會(huì)隨著外源硒強(qiáng)化量的增加而先增大后減小。這可能是因?yàn)槲鴮?duì)植物具有雙重作用，適量則有利于其生長(zhǎng)，超量則抑制其生長(zhǎng)[22-23]，而在本試驗(yàn)中葉面噴施方式下的外源硒強(qiáng)化量要小于根施和“葉面噴施+根施”兩種方式下的外源硒強(qiáng)化量，這就使得葉面噴施沒(méi)達(dá)到外源硒強(qiáng)化量的一個(gè)閾值，因而不出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，而外源硒強(qiáng)化量較大的根施和“葉面噴施+根施”兩種方式則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)先增后減的變化，這也說(shuō)明了對(duì)食用木薯進(jìn)行外源硒強(qiáng)化時(shí)應(yīng)該把握好強(qiáng)化量，并不是強(qiáng)化量越多越好。

本研究得出3種外源硒強(qiáng)化方式的外源硒利用率大小順序?yàn)槿~面噴施>根施>“葉面噴施+根施”。由此可見(jiàn)，食用木薯外源強(qiáng)化的最高效的方式應(yīng)是葉面噴施，但在實(shí)際操作時(shí)發(fā)現(xiàn)食用木薯在塊根膨大期時(shí)的枝葉繁茂，葉面噴施的難度大，且需要耗費(fèi)大量人工噴施，成本相對(duì)較高。而相比之下，在塊根膨大期把富硒肥與壯薯肥一同施入，既經(jīng)濟(jì)又容易操作。因此，在塊根膨大期進(jìn)行外源硒強(qiáng)化時(shí)，建議采用根施的強(qiáng)化方式。

4 結(jié) 論

不同食用木薯品種的天然富硒能力存在較大差異，其中NZ199和NK-10 2個(gè)品種的天然富硒能力最強(qiáng)。外源硒強(qiáng)化可有效地提高塊根硒含量，但存在一定的閾值，當(dāng)超過(guò)這一閾值時(shí)就會(huì)反過(guò)來(lái)抑制木薯對(duì)硒的吸收。不同外源硒強(qiáng)化方式下的外源硒利用率存在差異，其大小順序?yàn)槿~面噴施>根施>葉面噴施+根施。