不同土壤条件下外源施硒对紫甘薯硒含量及其产量的影响

熊军 李韦柳 潘文兴 韦民政 唐秀桦 闫海锋 覃勇 郑刚辉 陈碧梅 刘永贤

摘要：【目的】探索不同紫甘薯品種对不同土壤条件下外源硒肥的吸收利用特点，为广西富硒甘薯产业良种良法配套提供参考依据。【方法】以桂经薯8号、桂经薯9号和越南紫薯3个紫甘薯品种为试验材料，选取南宁、北海等地的不同土壤类型（黏壤土、砂壤土）、不同土壤硒含量地块（中硒土壤、富硒土壤），采用小区比对方法，黏壤土设0（CK）、3000和6000 g/ha 3个硒肥用量处理，砂壤土设0（CK）、6000和12000 g/ha 3个硒肥用量处理，分别在甘薯栽植后30 和60 d进行叶面硒肥喷施，收获后测定鲜薯产量和块根硒含量。【结果】在富硒黏壤土条件下，3个甘薯品种的鲜薯产量在不同硒肥用量处理间无显著差异（P>0.05，下同），但其鲜薯硒含量均随硒肥用量的增加而升高，在硒肥用量为6000 g/ha时，各品种均达广西富硒农产品标准DB 45/T 1061—2014《富硒农产品硒含量分类要求》的薯类富硒标准（0.02～0.20 mg/kg）;随硒肥用量增加，3个紫甘薯品种块根的硒富集系数（BCF）和硒吸收利用率均呈上升趋势。在砂壤土条件下，不同地点不同紫甘薯品种2个施硒处理的鲜薯产量均高于CK，但当硒肥用量从6000 g/ha增加到12000 g/ha时，合浦冲口的桂经薯8号、合浦禁山的越南紫薯及合浦白沙3个品种的鲜薯产量均出现降低趋势;随硒肥用量增加，甘薯块根BCF呈上升趋势，且处理间差异达显著水平;硒肥用量增加可提高多数试验点甘薯块根的硒吸收利用率，少数试验点甘薯块根的硒肥利用率出现降低趋势;在所有参试点中，在硒肥用量为6000 g/ha时，3个参试紫甘薯品种的块根硒含量均达富硒标准;在合浦禁山点富硒土壤中，桂经薯8号在不施硒肥条件下，其块根硒含量可达0.038 mg/kg，即天然富硒能力较强。【结论】桂经薯8号富硒能力较强，在富硒砂壤土地区可作为天然富硒甘薯品种进行大面积推广;桂经薯9号和越南紫薯也可在土壤硒含量中等以上的地区，辅助以叶面喷施6000 g/ha的外源硒肥作为富硒甘薯品种进行推广。

关键词： 紫甘薯;土壤质地;土壤硒含量;外源硒肥;鲜薯产量;鲜薯硒含量

中图分类号： S531.062                                  文献标志码： A 文章编号：2095-1191（2019）06-1211-08

Abstract：【Objective】The aim of the study was to explore the absorption and utilization characteristics of exogenous selenium fertilizer by different purple sweet potato varieties under different soil conditions， and to provide reference for the matching of improved varieties and good methods in sweet potato industry in Guangxi. 【Method】Taking Guijingshu 8，Guijingshu 9 and Vietnam purple potato as materials，different soil types（clay loam and sandy loam） and different sele-nium-content soils（medium selenium soil and selenium-rich soil） in Nanning and Beihai were selected and the plot comparison method was adopted. The clay loam was treated with 0（CK）， 3000 and 6000 g/ha selenium fertilizer， and the sandy loam was treated with 0（CK）， 6000 and 12000 g/ha selenium fertilizer. The leaves were sprayed with fertilizers 30 and 60 d after sweet potato planting， and the yield and selenium content of the tuberous roots were measured after harvest. 【Result】Under the condition of selenium-rich clay loam， the yield of the three sweet potato varieties had no significant difference among different selenium fertilizer treatments（P>0.05， the same below）， but the selenium content of the fresh tuberous roots increased with the increase of selenium fertilizer application. When the amount of selenium fertilizer was 6000 g/ha， the selenium content of each variety reached the selenium content classification requirement of selenium-rich agricultural products in Guangxi DB 45/T 1061-2014 Classification Requirement of Selenium-rich Agricultural Products（tuber crop：0.02-0.20 mg/kg）. The selenium enrichment factor（BCF） and the utilization rate of selenium in the tuberous roots of the three purple sweet potato varieties increased with the increase of the amount of the selenium fertilizer. Under the condition of sandy loam， the yield of sweet potato varieties in different places was higher than CK under two selenium fertilizer treatments， but when the amount of selenium fertilizer increased from 6000 g/ha to 12000 g/ha， the yield of Guijingshu 8 in Chongkou， Hepu， Vietnam purple potato in Jinshan， Hepu and the three varieties in Baisha decreased. With the increase of the amount of selenium fertilizer，BCF showed an increasing trend，and the difference among treatments reached a significant level. The increase in the amount of selenium fertilizer could improve the absorption and utilization of selenium at most test sites，but the utilization rate of selenium fertilizer decreased with the increase of the amount of selenium fertilizer at a few test sites. When the amount of selenium fertilizer was 6000 g/ha，the selenium content in tuberous roots of three purple sweet potato varieties reached the selenium-rich standard at all test sites. Under the condition of no application of selenium fertilizer，the selenium content of Guijingshu 8 could reach 0.038 mg/kg in Jinshan， Hepu. Its natural selenium-rich ability was strong. 【Conclusion】With strong selenium-rich ability， Guijinshu 8 can be widely popula-rized as a natural selenium-rich sweet potato variety in selenium-rich sandy soil. Guijingshu 9 and Vietnam purple sweet potato can also be used in areas with medium selenium contents soil，which can be planted as selenium-rich sweet potato varieties combined with spraying exogenous selenium fertilizer（6000 g/ha） on leaf surface.

Key words： purple sweet potato; soil texture; soil selenium content; exogenous selenium fertilizer; fresh sweet potato yield; selenium content in fresh sweet potato

0 引言

【研究意义】硒是人体必需的微量营养元素，具有调节机体免疫力、防癌抗癌、抑制肿瘤等功效（Rayman，2000;Tapiero et al.，2003）。随着人们生活水平的提高，社会对富硒功能产品的需求快速增长。紫甘薯富含花青素、锌、铁、铜、锰、钙、膳食纤维等营养保健成分，还含有人体必需的硒元素，是一种天然营养和保健食品（张明和王燕，2010）。但甘薯天然富硒能力较弱，通过增施外源硒来提高甘薯硒含量是一条快速且有效的途径（李彦青等，2008）。因此，探讨外源硒肥对紫甘薯产量和硒含量的影响，对提高紫甘薯硒含量及不同硒含量土壤条件下紫甘薯的硒肥安全施用技术具有重要意义。【前人研究进展】甘薯硒含量与多种因素有关，因品种、土壤硒含量、土壤性质、外源硒肥的种类及施用方式等的不同而存在明显差异。刘保健和潘巨忠（2006）研究表明，甘薯富硒量与土壤硒含量无明显线性关系，但与甘薯品种直接相关。采用适宜的甘薯品种、选择砂壤土质、根施作物富硒增产剂等措施，可提高甘薯块茎对硒元素的吸收效率（刘保健等，2007）。李彦青等（2008）筛选出自然富硒能力强的甘薯品种，并通过增施外源硒来提高甘薯硒含量。邢丹英等（2010）通过不同外源硒强化甘薯富硒技术，可使甘薯块根中的硒含量达0.37 mg/kg。在硒肥类型及施用方式研究方面，郭文慧等（2016a）发现施用硒酸钠和亚硒酸钠均能增加紫甘薯薯块的硒含量，且紫甘薯对硒酸钠的敏感性高于亚硒酸钠;廖青等（2017）以广西主栽的10个甘薯品种为材料，在大田自然条件（土壤硒含量0.38 mg /kg）下研究发现，不同施硒方式下甘薯富硒效果为土施+喷施>喷施>土施，施硒对鲜薯产量提高有一定效果。此外，外源施硒可提高部分紫甘薯品种的产量及品质，并显著提高薯块中的氮和磷含量，降低硼含量（郭文慧，2016b）。【本研究切入点】近年来，广西紫甘薯种植面积逐年扩大，为提高其产品附加值，有必要开展配套的富硒栽培技术研究;此外，有关广西紫甘薯自然富硒能力及外源硒肥对其硒含量和产量影响的研究至今鲜见报道。【拟解决的关键问题】以本课题组育成的桂经薯8号、桂经薯9号及引进的越南紫薯为试验材料，通过不同硒肥施用量及不同硒含量土壤条件的双因子组合试验，探索3个紫甘薯品种对不同土壤条件硒及外源硒肥的吸收利用特点，为广西富硒甘薯产业良种良法配套提供参考依据。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试紫甘薯品种为桂经薯8号、桂经薯9号和越南紫薯，由广西农业科学院经济作物研究所选育或引进。供试外源硒肥为氨基酸鳌合硒营养液肥，由广西农业科学院农业资源与环境研究所提供（含硒0.2%），试验时将母液按施用量稀释100倍进行叶面喷施。供试土壤成分由广西益谱检测技术有限公司检测。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 黏壤土条件下紫甘薯硒肥用量试验 在崇左市农业科学研究所试验基地（南宁市五塘镇）进行试验。试验地土壤为黏壤土，土壤基本理化性状见表1。土壤硒含量0.842 mg/kg，属富硒土壤（参照DB 45/T 1442—2016《土壤中全硒含量的分级要求》：0.10～0.20 mg/kg为低硒土壤，0.20～0.40 mg/kg为中硒土壤，大于0.40 mg/kg为富硒土壤，下同）。试验采用小区比对方法，随机区组设计，每处理3次重复，小区面积14.0 m2（2.8 m×5.0 m，每小区5垄，每垄14株），株行距1.0 m×0.2 m，栽培密度为49995株/ha。基肥为过磷酸钙937.5 kg/ha、尿素225.0 kg/ha、硫酸钾450.0 kg/ha;2017年7月27日田间栽植，植后15和45 d各打顶一次;植后35～45 d追肥，结合中耕除草追施硫酸钾300.0 kg/ha，并用辛硫磷颗粒防治地下害虫;以后追肥以叶面肥为主，在中后期喷施磷酸二氢钾。斜纹夜蛾等食叶性害虫用乐斯本、吡虫啉或氯氰菊酯等防治。12月14日收获，生育期共140 d。硒肥分别在植后30和60 d进行叶面喷施，设3个硒肥用量处理：0（CK）、3000和6000 g/ha。

1. 2. 2 砂壤土条件下紫甘薯硒肥用量试验 选取北海市合浦县3个不同硒含量的砂壤土地块（冲口，土壤硒含量0.260 mg/kg，属中硒土壤;禁山，土壤硒含量0.456 mg/kg，属富硒土壤;白沙，土壤硒含量0.743 mg/kg，属富硒土壤）进行试验，土壤基本理化性状见表1。试验采用小区比对方法，随机区组设计，每处理3次重复，3个紫甘薯品种株行距1.0 m×0.20 m，小区面积20.0 m2（5.0 m×4.0 m，每小区5垄，每垄20株），栽培密度为49995株/ha。基肥为过磷酸钙937.5 kg/ha、尿素225.0 kg/ha、硫酸钾450.0 kg/ha;2017年8月12日田间栽植，植后15和45 d各打顶一次;植后35～45 d追肥，結合中耕除草追施硫酸钾300.0 kg/ha，并用辛硫磷颗粒防治地下害虫;以后追肥以叶面肥为主，在中后期喷施磷酸二氢钾。斜纹夜蛾等食叶性害虫用乐斯本、吡虫啉或氯氰菊酯等防治。12月30日收获，生育期共140 d。硒肥分别在植后30和60 d进行叶面喷施，设3个硒肥用量处理：0（CK）、6000和12000 g/ha。

1. 3 调查项目及方法

甘薯收获时，将试验小区甘薯全部挖起，测定鲜薯产量;各小区随机选取6个健康无损伤、无病虫害、大小均匀一致的中等大小薯块进行硒含量测定，薯块硒含量测定参照GB 5009.93—2010《食品安全国家标准 食品中硒的测定》，采用双道原子荧光光度计、石墨炉原子吸收光谱仪测定。

为分析甘薯对硒的富集特性，分别计算甘薯块根的硒富集系数（Bioconcentration factor，BCF）和硒吸收利用率。其中，BCF（%）=甘薯薯块硒含量/土壤硒含量×100。BCF越高，代表植物吸收硒的能力越强。硒吸收利用率（%）=（施硒处理薯块硒累积量-不施硒处理薯块硒累积量）/硒施用量×100。式中，薯块硒累积量=薯块硒含量×鲜薯产量。

1. 4 统计分析

采用Excel 2013和SPSS19.0对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2. 1 黏壤土条件下外源施硒对紫甘薯鲜薯产量、硒含量及硒富集能力的影响

2. 1. 1 对紫甘薯鲜薯硒含量、产量的影响 由表2可看出，在富硒黏壤土条件下，3个甘薯品种的鲜薯产量在不同硒肥用量处理间无显著差异（P>0.05，下同），但其鲜薯硒含量均随硒肥用量的增加而升高，表现为6000 g/ha>3000 g/ha>0 g/ha（CK）。除越南紫薯3000 g/ha处理的鲜薯硒含量与CK差异不显著外，其余各处理间的鲜薯硒含量差异均达显著水平（P<0.05，下同），且在硒肥用量为6000 g/ha时，各品种达广西富硒农产品标准DB 45/T 1061—2014《富硒农产品硒含量分类要求》的薯类富硒标准（0.02～0.20 mg/kg）。说明外源施硒是提高紫甘薯鲜薯硒含量的有效手段。

2. 1. 2 对紫甘薯BCF、硒吸收利用率的影响 在甘薯块根硒富集能力方面，随硒肥用量增加，3个紫甘薯品种的BCF均呈上升趋势，且处理间差异达显著水平（图1），表明硒肥用量的增加有助于增强甘薯块根对硒的吸收能力。在3000和6000 g/ha的不同硒肥用量条件下，桂经薯8号、桂经薯9号和越南紫薯的硒吸收利用率均呈上升趋势，6000 g/ha处理的硒吸收利用率分别较3000 g/ha处理上升34.5%、25.9%和155.8%，但处理间差异不显著（图2）。

2. 2 砂壤土条件下外源施硒对紫甘薯鲜薯硒含量、产量及硒富集能力的影响

2. 2. 1 对紫甘薯鲜薯硒含量、产量的影响 由表3可看出，不同地点不同紫甘薯品种2个施硒处理的鲜薯产量均高于CK，除合浦冲口点越南紫薯和合浦禁山点桂经薯9号的鲜薯产量在3个处理间差异不显著外，其余均表现为2个施硒处理的鲜薯硒含量显著高于CK，但当硒肥用量从6000 g/ha增加到12000 g/ha时，合浦冲口的桂经薯8号、合浦禁山的越南紫薯及合浦白沙3个品种的鲜薯产量出现降低趋势。

由表3还可看出，不同硒肥用量对3个紫甘薯品种的鲜薯硒含量产生明显影响，不同地点不同紫甘薯品种的鲜薯硒含量均随硒肥用量的增加而升高，且各处理间差异均达显著水平。根据广西富硒农产品标准DB 45/T 1061—2014《富硒农产品硒含量分类要求》的薯类富硒标准（0.02～0.20 mg/kg），在合浦冲口（土壤硒含量0.260 mg/kg）和合浦禁山（土壤硒含量0.456 mg/kg）的砂壤土条件下，硒肥用量为6000或12000 g/ha时，3个紫甘薯品种的鲜薯硒含量均符合富硒要求;在合浦白沙（土壤硒含量0.743 mg/kg）的砂壤土条件下，不施硒或硒肥用量为6000 g/ha时，3个紫甘薯品种的鲜薯硒含量符合富硒要求，但硒肥用量为12000 g/ha时，3个紫甘薯品种的鲜薯硒含量为0.218～0.242 mg/kg，均超过富硒标准上限。

2. 2. 2 对紫甘薯块根BCF和硒吸收利用率的影响 由图3～图5可看出，随硒肥用量的增加，不同地点各紫甘薯品种的块根BCF均呈上升趋势，且处理间均达显著差异水平，说明硒肥用量增加有助于增强紫甘薯薯块对硒的吸收能力。不同试验点3个紫甘薯品种薯块的硒吸收利用率变化规律存在差异（图6～图8）。随硒肥用量的增加，合浦冲口点3个紫甘薯品种薯块的硒吸收利用率呈上升趋势，除桂经薯8号变化差异显著外，其余两品种差异不显著;合浦禁山点越南紫薯薯块的硒吸收利用率随硒肥用量的增加其变化不明显，桂经薯8号和桂经薯9号则呈显著上升趋势;合浦白沙点桂经薯8号的薯块硒吸收利用率随硒肥用量增加呈上升趋势，桂经薯9号和越南紫薯则呈下降趋势，但仅桂经薯9号处理间达显著差异水平。

3 讨论

微量元素硒被誉为“生命火种”、“心脏的守护神”和“抗癌之王”（冯世国，2006）。因此，科学合理补充硒已成为提升人类生命质量的重要手段之一。据统计，我国成年人每日的硒摄入量仅为26.63 µg，与中国营养学会和国际硒学会分别推荐的日摄入量50.00和60.00 μg还存在很大差距（周勋波等，2002）。天然食物很难满足人体对微量硒的需求，因此，通过富硒作物来补充硒元素是最经济、安全、有效的方式。甘薯是广西第三大粮食作物，对其开展安全强化富硒栽培技术研究以获得富硒甘薯，对于促进人体健康具有重要意义。

按照DB 45/T 1442—2016《土壤中全硒含量的分级要求》，土壤中硒含量在0.10～0.20 mg/kg为低硒土壤，在0.20～0.40 mg/kg为中硒土壤，大于0.40 mg/kg为富硒土壤。我国的富硒土壤主要集中在南方和西北地区。广西具有丰富的富硒土壤资源，南宁、北海、钦州和贵港等地的富硒土壤面积达212万ha，是目前全国圈定的特大面积连片富硒土壤区域（何礼新等，2014）。因此，本研究有针对性地选择南宁及北海合浦的4个不同硒含量地区开展试验，这两个地区也是广西的甘薯主产区，通过特定区域富硒作物的安全富硒栽培技术研究，可将研究成果迅速推广，更加节本、高效地服务于广西富硒农产品产业。

刘保健等（2007）在不同土質条件下对渝紫263等4个甘薯品种进行根施富硒增产剂研究，结果发现甘薯对硒元素的吸收效率与土壤本身的硒含量无明显线性关系，而酸性砂壤土较酸性黄壤土更有利于甘薯块茎对硒元素的吸收。本研究发现，南宁五塘、合浦禁山和合浦白沙试验点，其土壤硒含量分别为0.842、0.456和0.743 mg/kg，均为富硒土壤，在未施硒肥条件下，各试验点桂经薯8号的鲜薯硒含量分别为0.0053、0.0379和0.0389 mg/kg，表明土壤硒含量与薯块硒含量并不存在线性相关。南宁五塘试验点为酸性黏壤土，合浦禁山和合浦白沙试验点为酸性砂壤土，黏壤土土壤硒含量虽高于砂壤土，但其甘薯硒含量低于砂壤土，说明土壤性质对甘薯硒元素的吸收存在较大影响，酸性砂壤土可能更有利于甘薯块根对土壤中硒元素的吸收，与刘保健等（2007）的研究结论一致。

郭文慧等（2016b）研究表明，外源施硒对不同紫薯品种产量的影响存在明显差异;而侯松等（2018）的研究结果则认为施硒对紫甘薯块根产量的影响不显著。本研究中，与不施硒肥对照相比，不同土壤条件下各施硒处理均可提高紫甘薯的鲜薯产量，但因品种、参试点的不同而存在明显差异。黏壤土条件下，3个紫甘薯品种的产量均随硒肥用量增加呈增加趋势;砂壤土条件下，不同地点不同紫甘薯品种2个施硒处理的鲜薯产量均高于CK，但当硒肥用量从6000 g/ha增加到12000 g/ha时，合浦冲口的桂经薯8号、合浦禁山的越南紫薯及合浦白沙3个品种的鲜薯产量均出现降低趋势。表明在一定范围内增加外源硒肥用量有助于提高甘薯鲜薯产量，但硒肥用量的持续增加并不一定能继续增加鲜薯产量。其原因可能是施硒并非靠自身营养功能直接提高作物产量，而是通过改变作物的生长环境条件来实现，施硒对作物产量的影响与土壤性质、施硒方式、施硒时期和作物种类等多种因素有关;此外，当施硒量持续增加到一定量，鲜薯产量出现降低趋势，可能是适量的硒对植物生长有刺激效应，能提高作物的产量和硒含量，但硒肥用量过高时，其与土壤中的其他营养元素相互拮抗而影响或毒害作物生长，从而造成作物减产和品质下降（贾宏昉等，2006）。本研究还发现，在合浦白沙试验点，当硒肥用量达12000 g/ha时，各参试品种的鲜薯硒含量为0.218～0.242 mg/kg，均超过广西富硒农产品标准DB 45/T 1061—2014《富硒农产品硒含量分类要求》中薯类富硒标准上限。因此，外源施硒可得到富硒甘薯，但需选择适宜的用量才能发挥硒对作物的促进作用，从而满足人体健康对硒量的需求。从不同品种的富硒能力来看，桂经薯8号在合浦禁山土壤硒含量0.456 mg/kg的富硒砂壤土条件下生长即可天然富硒，桂经薯9号和越南紫薯在合浦白沙土壤硒含量为0.743 mg/kg的富硒砂壤土条件下也可天然富硒，综合来看，桂经薯8号和桂经薯9号的天然富硒能力强于越南紫薯。因此，在富硒砂壤土中，桂经薯8号可作为天然富硒甘薯品种进行大面积推广，3个参试品种也可在土壤硒含量中等以上地区，辅助以叶面喷施6000 g/ha的外源硒肥作为富硒甘薯品种进行推广。

在紫甘薯对硒元素的富集能力方面，本研究结果表明，硒肥用量增加可提高紫甘薯块根的BCF，且不同处理的BCF存在显著差异，说明增加施硒量可提高紫甘薯吸收硒的能力;对于薯块硒吸收利用率而言，硒肥用量增加可促进大部分参试品种对硒的吸收利用，但合浦白沙试验点桂经薯9号和越南紫薯的硒吸收利用率随硒肥用量增加反而降低。其原因可能是作物对硒的吸收与其他营养元素相似，在一定的施用量范围内，作物对硒的吸收量随施用量的增加而增大，但施用量超过一定阈值后，作物对硒的吸收与累积量会下降，硒利用率也会降低（刘庆等，2016;侯松等，2018）。此外，因不同甘薯品种对硒的耐受力和利用效率存在个体差异，其对施硒量的反应程度也存在差异。

4 结论

在一定范围内增施外源硒肥有助于紫甘薯鲜薯产量及其硒含量的提高。在参试的3个紫甘薯品种中，桂经薯8号的富硒能力較强，在富硒砂壤土中，可作为天然富硒甘薯品种进行大面积推广;桂经薯9号和越南紫薯品种也可在土壤硒含量中等以上的地区，辅助以叶面喷施6000 g/ha的外源硒肥作为富硒甘薯品种进行推广。

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（责任编辑 王 晖）