叶面喷硒对花生硒吸收积累与分配规律研究

李云春 赵雪梅 冯时钦 徐世宏* 何礼新 韦鸿雁 方 顺陆思思魏元茂

(1.广西壮族自治区土壤肥料工作站,广西 南宁 530007;2.浦北县农业局土壤肥料工作站,广西 浦北 535300)

硒是人体必需的微量元素,目前研究已证实,硒是构成哺乳动物体内30多种含硒蛋白质与含硒酶如谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还原蛋白酶以及碘化甲腺原氨酸脱碘酶等的重要组成成分,具有防衰老、抗肿瘤、抗毒等重要生理功能。人体缺硒易导致多种疾病产生,目前已查证有40多种疾病都由缺硒引起,严重缺硒时会引发心肌病、心肌衰竭、大骨节病和克山病等[1-5]。据相关研究数据,我国缺硒地区高达72%,缺硒省份有22 个,缺硒程度存在地域差异,部分地区极度缺硒[3,6-7]。中国营养学会把硒列为15种人体必需的营养元素,建议成人每日硒摄入量为60～400 μg。我国广泛的缺硒区居民人均硒摄入量严重不足,部分地区还出现了因缺硒导致的地方性流行病[3,8],科学补硒工作越来越受到重视,通过开发富硒农产品补硒被认为是最佳的补硒方式[9]。

花生是易于富硒的作物,富硒花生中的蛋白质结合态硒占总硒的69.29%[10-11]。花生在广西种植广泛,面积达218.5 khm2。广西土壤硒含量较为丰富,但根据前期研究结果,常规耕作情况下达到富硒标准的花生仅达32%,不能满足标准化、规模化和产业化生产需要。而叶面喷施硒肥是提高作物硒含量最有效的方法[12]。目前,国内已就富硒花生生产开展了一些研究,如胡园园[12]以黑花生为对象,研究表明施硒能明显提高花生硒含量,以叶面施硒方式最佳。赵雪梅等[13]研究表明在花生下针期和结荚期喷施含硒叶面肥,花生籽仁硒含量最高、效果最好。不同花生品种富硒能力存在显著差异[14],富硒花生为一种营养价值较高的农产品,同时也可作为开发高附加值功能产品的原料[15]。但是针对广西花生主栽品种,大田条件下生产富硒花生所需的硒肥用量以及硒的吸收、积累、分配规律等技术研究报道较少。

本研究拟通过大田试验,以富硒能力较强的花生品种为研究对象,开展喷施不同用量硒肥对花生硒吸收积累与分配规律研究,分析花生不同器官对硒肥的吸收积累利用情况,为广西标准化、规模化、产业化开发富硒花生提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地点及材料

试验地点在广西钦州市浦北县张黄镇合山村。土壤为杂沙田,主要理化性质为:pH 5.12,有机质43.70 g/kg,全氮2.08 g/kg,有效磷21.95 mg/kg,速效钾111.41 mg/kg,全硒0.49 mg/kg,土壤肥力中上水平,有灌溉保障,抗旱抗涝能力强,前茬作物为水稻。供试品种为广西主栽品种桂花17。硒肥为广西喷施宝股份有限公司生产的“正硒宝”水溶肥(硒含量:4.59 g/L)。

1.2 试验设计

试验采用随机区组排列,设4个硒肥梯度,3次重复,12个小区,每小区为一畦,面积为20 m2,畦间设0.3 m 的沟,四周设保护行。在花生下针期、结荚期分2次喷施。试验设计详见表1。

表1 试验设计Table 1 Design of experiment

1.3 田间管理

2019年2月22日进行翻耕、耘耙田块,起畦播种,每畦宽1.6 m,沟宽0.3 m,每畦种5行,每穴播种1～2粒,播种密度为28.5万～34.5万粒/hm2,6月22日收获测产。田间管理按当地习惯进行灌水、除草、施肥。

1.4 样品的采集与测定

土壤理化性质采用常规分析法测定[7]。采用人工收获,分区、整区收获计产,每小区按照梅花点的方法采集5株花生混合样品1 kg,置于通风阴凉处风干,分籽仁、果壳、叶、茎、根等不同器官称质量并检测硒含量。样品按照GB5009.93-2017《食品安全国家标准食品中硒的测定》检测。

1.5 统计与分析

试验数据采用Microsoft Excel 2013和SPSS 17.0软件进行数据统计分析,用LSD 法分析各处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 叶面喷硒对花生不同器官干物质积累的影响

图1所示,叶面喷施不同用量硒肥对花生各器官干物质积累量均不存在显著差异,表明喷施硒肥对花生籽仁产量及各器官干物质积累无显著影响。籽仁和茎叶是干物质积累的主要器官,果壳和根干物质积累较少,干物质积累量表现为籽仁>叶>茎>果壳>根。籽仁、叶、茎、果壳、根干物质积累量平均分别占总干物质积累量的31.86%、28.63%、21.11%、11.39%、7.02%。花生营养器官(根、茎、叶)干物质积累量平均占总干物质积累量的56.75%,生殖器官(籽仁、果壳)干物质积累量平均占总干物质积累量的43.25%。

图1 叶面喷硒对花生不同器官干物质积累量的影响Fig.1 Effect of spraying selenium fertilizer on dry matter accumulation in different organs of peanut

2.2 叶面喷硒对花生不同器官硒含量的影响

表2可见,不喷施硒肥(对照)各器官硒含量在0.02～0.08 mg/kg之间,硒含量较低;喷施硒肥处理(Se1、Se2、Se3)硒含量均较对照提高,Se2处理下籽仁、果壳、叶、茎、根中硒含量分别为0.36、0.11、1.01、0.29、0.20 mg/kg。各器官硒含量为叶>籽仁>茎>根>果壳,叶硒含量最高,籽仁硒含量其次,Se3处理分别达到了1.89 mg/kg、0.46 mg/kg。

表2 叶面喷硒对花生不同器官硒含量的影响/(mg·kg-1)Table 2 Effect of spraying selenium fertilizer on selenium content in different organs of peanut

喷施硒肥对花生不同器官硒含量有显著影响。与对照相比,花生籽仁硒含量均随硒肥喷施量的增加而显著提高(p<0.05),果壳、叶、茎、根中硒含量均随硒肥喷施量的增加而明显提高,并在Se2处理下的硒含量均显著高于对照。各处理条件下花生植株硒含量平均值均随硒肥喷施量的增加而显著提高,与对照相比,分别提高了5.83倍、12.25倍、19.69倍。

2.3 叶面喷硒对花生不同器官硒累积量的影响

表3可见,在硒积累分配上,不喷施硒肥时(对照),各器官积累量均处于较低水平,叶、籽仁、茎、果壳、根中硒累积量分别占植株总累积量的38%、14%、19%、15%、14%,叶是主要的硒储存器官。喷施硒肥条件下,进一步提升了叶片和籽仁中硒储存水平,叶片和籽仁中硒累积量分别提高到60%以上和20%左右;茎、果壳和根的硒累积量占比则均下降,分别降到11%、3%、3%左右。喷施硒肥条件下提高了籽仁的积累水平而降低了果壳的积累水平,花生生殖器官(籽仁、果壳)的硒积累量占比在22%～29%间,花生营养器官(根、茎、叶)的硒积累量占比在71%～78%间,花生生殖器官和营养器官在不同处理下的硒积累量占比差异较小。

表3 叶面喷硒对花生不同器官硒累积量的影响/(g·hm-2)Table 3 Effect of spraying selenium fertilizer on selenium accumulation in different organs of peanut

喷施硒肥对花生不同器官硒累积量有显著影响。与对照相比,花生籽仁、叶硒累积量在各处理条件下均随着硒肥喷施量的增加而显著提高,在Se3处理条件下籽仁和叶的硒累积量分别达到了0.95 g/hm2和3.24 g/hm2。花生果壳、茎、根硒含量在各处理条件下均随着硒肥喷施量的增加而明显提高,并在处理Se2下的硒含量均显著高于对照。从花生植株硒累积总量来看,各处理条件下均随着硒肥喷施量的增加而显著提高,与对照相比,分别提高了6.01倍、12.95倍、19.20倍。

2.4 叶面喷硒对花生不同器官硒肥利用率的影响

随硒肥喷施量的增加,花生不同器官硒累积量显著增加,从而使花生不同器官的硒肥利用率出现一定变化。表4可看出,花生不同器官的硒肥利用率差别较大,但花生相同器官在喷施不同用量硒肥时硒肥利用率均无显著差异。花生植株总的硒肥利用率为23.09%～24.88%,在不同器官中,花生叶的硒肥利用率最高,最高达到16.93%;籽仁其次,最高达到5.66%;果壳和根的硒肥利用率最低,平均利用率低于0.6%。

表4 叶面喷硒对花生不同器官硒肥利用率的影响/%Table 4 Effect of spraying selenium fertilizer on selenium fertilizer utilization rate in different organs of peanut

3 讨论

本研究结果显示,喷施不同用量硒肥对花生不同器官的干物质积累量无显著差异。已有研究发现,施用硒肥后对花生有增产的趋势,但各处理间差异不显著[16-18]。朱薇等[19]认为,施硒有利于花生生理代谢,促进生长发育。考虑到硒不是花生必需的营养元素,本研究认为,施硒肥后对花生产量及其他器官的干物质积累量均无显著影响。

增施硒肥的目的是增加花生籽仁的硒含量,生产富硒产品。本试验条件下,花生不同器官硒含量均随硒肥施用量的增加而明显提高,其中花生籽仁硒含量对硒肥施用量敏感。根据广西地方标准《富硒农产品硒含量分类要求》(DB 45T 1061-2014),富硒花生硒含量指标为0.05～0.50 mg/kg,本试验条件下均达富硒标准。李华为等[20]研究发现,施硒量0.4～1.2 mg/L,对花生生长有积极促进作用,能明显提高硒含量,但当施硒量超过1.2 mg/L时,花生硒含量会降低并表现出毒害作用,而花生籽仁硒含量对硒肥敏感,生产上应根据指标要求严格确定硒肥施用水平。在硒积累方面,王其兵等[21]研究认为,叶片对外源硒有较强吸收富集能力,叶片对硒的吸收量与施硒量成正比,叶片能将吸收的硒转运至其他部位,主要转运去向是籽仁。这与本研究结果一致,随叶面喷施硒肥量的增加,叶片的硒累积量从0.09 g/hm2增加到3.24 g/hm2,籽仁的硒累积量从0.03 g/hm2增加到0.95 g/hm2,在Se3处理条件下叶片和籽仁的硒积累量分别占总积累量的67%和20%,远高于其他器官,证明叶片吸收的硒主要转运去向是籽仁,因而通过叶片喷施硒肥提高花生籽仁的硒含量是最佳的富硒技术措施。

在硒肥利用率方面,本研究中籽仁的硒肥利用率4.58%～5.66%,而黄太庆等[16]研究发现,叶面喷施处理花生籽仁的硒肥利用率3.74%～4.99%,与本研究结果基本一致,籽仁硒肥利用率较低。如需提升花生籽仁的硒肥利用率,可能要从硒肥品种、花生品种及栽培措施等方面研究。本研究发现花生叶片存储了大量的硒,是很好的硒资源,可通过将花生茎叶腐熟还田增加土壤硒含量来开发富硒农产品,也可加工为饲料开发富硒畜禽产品。

4 结论

施硒条件下,花生硒含量总体表现为叶>籽仁>茎>根>果壳,硒累积量总体表现为叶>籽仁>茎>根>果壳,叶片和籽仁是主要的硒存储器官,叶片吸收的硒主要转运到籽仁中,在土壤硒不能满足富硒生产时,通过叶面喷施硒肥是极佳的富硒农产品生产技术途径。叶片自身累积的硒占总累积量的60%以上,可作为富硒资源进一步开发。喷施不同用量硒肥对花生不同器官干物质积累量影响不明显,但可显著提高不同器官的硒含量。花生籽仁硒含量对硒肥喷施量敏感,开发富硒花生产品时需根据有关标准要求严格限定施硒水平。