不同硒源对柑橘硒含量、果实品质、矿质养分和抗氧化酶活性的影响

张德健，毛聪明

长江大学园艺园林学院，湖北 荆州 434025

作为人类饮食摄取的微量元素，硒(Se)影响着人体生长发育的各个阶段[1]。硒作为重金属解毒剂，对人体内部的砷、铅、镉、汞等都具有解毒效果，能够与这些重金属结合成复合物排出体外[1]。此外，硒还能防治疾病，调节人体的免疫力，抑制肿瘤和心血管疾病的发生，延缓人体衰老等多种生物学作用，具有“生命的保护剂”美称[2]。由于硒是矿质元素，人体无法自行合成，必须从食物中获取，因此如何安全和有效地补硒成为迫切需要解决的问题。自然界中主要存在无机硒和有机硒2种形式，其中无机硒毒性较大，有机硒可为人体安全吸收[2]。因此，将无机硒转化为有机硒供人体吸收利用成为人类安全补硒的重要途径。在硒形态转化方面，植物拥有很大优势，它们的硒转化率高，特别是作为人类食物来源的作物，可作为人类安全补硒简单有效的载体[3]。

近年来，随着国家经济实力的提高和人们生活水平的改善，富硒产业受到社会各界的广泛关注。澳大利亚、丹麦、美国、瑞典和德国等国已研制各种含硒保健品、富硒农产品等[3]。在中国，富硒茶油、富硒大米、富硒马铃薯、富硒小麦、富硒茶、富硒食用菌等产品也在推向市场并深受广大消费者喜爱[4]。然而，在果品领域的富硒产品和相关研究尚缺乏。因此，对果树富硒栽培技术的研究和规程制定、果树富硒机理的阐释、富硒果品的精深加工以及高附加值富硒功能型产品的研发就显得尤为迫切。

作为世界第一大果品，柑橘的种植面积和产量均超过苹果位居果树之首，其国际年贸易额仅次于小麦和玉米，成为世界第三大贸易农产品[5]。随着人们消费水平的提高，保健型柑橘果品越来越受到市场的重视，如富硒柑橘。温州蜜柑(Citrusreticulata)属于宽皮柑橘类水果，原产于浙江省温州市，又称无核橘，其果色橙黄，肉质柔软，无核，汁多，囊壁薄，着色早，减酸快，品质优[5]。通过富硒栽培柑橘，一方面可提高果实硒含量，另一方面还可提升果实品质[6]。因此，本研究以10年生桥本温州蜜柑为研究对象，通过在果实膨大时期喷施3种不同硒源溶液，分析3种硒源对叶片、果皮和果肉等部位硒含量的影响以及果实发育和品质的差异，并从矿质养分和抗氧化酶活性等角度探讨不同硒源对果实品质影响的机理，以助力发展优质鲜食富硒柑橘。

1 材料与方法

1.1 材料及处理

研究材料为桥本温州蜜柑(10年生)，枳砧。试验地土壤为黄棕壤土，pH 5.22，有机质含量43.1g/kg，氮含量311.6mg/kg，磷含量502.3mg/kg，钾含量282.5mg/kg，钙含量2.14cmol/kg，镁含量0.49cmol/kg，无机硒含量 0.39mg/kg。

试验地设在长江大学农业科技产业园区柑橘果园，试验采用单因素随机区组设计，共设置4个处理：以喷清水的空白区组(清水对照)处理、200mg/L硒酸钠喷施处理、200mg/L亚硒酸钠喷施处理和200mg/L酵母硒喷施处理，该浓度的选择参照文献[6](硒酸钠和亚硒酸钠购自武汉勤致杰生物科技有限公司，酵母硒购自宜昌安琪酵母有限公司)。每处理设置4个重复，每个重复选取树体大小和长势基本一致的桥本温州蜜柑树5株，共计80株。喷施次数为4次，时间为2021年7月20日、7月30日、8月10日和8月20日(桥本温州蜜柑果实膨大期)，每株每次喷施3L药液，喷硒时间为当日17：00后，以叶片的正面和反面均布满水雾为宜。

1.2 样品采集及测定

于2021年9月20日(桥本温州蜜柑果实成熟期)采集样品(叶片和果实)。叶片样品选自树冠外围枝条中部的结果枝从上到下的第 5 片叶，果实样品选自树冠中部发育正常且无病虫害的果实。将采集后的样品立即放置于干冰中，8h内带回实验室，用去离子水洗净，置于冷库中保藏，备用。

叶片、果皮和果肉中的硒含量采用AFS-2100原子荧光仪测定[7]。果重采用电子天平称量，果皮厚度采用游标卡尺测定，可滴定酸含量采用氢氧化钠中和滴定法测定[8]，果实的可溶性固形物(total soluble solid，TSS)含量采用手持糖度计测定，总糖含量采用硫酸蒽酮法测定，维生素 C(Vc)含量采用 2，6-二氯靛酚滴定法测定[6]。果实矿质养分含量的测定按GB 5009.268—2016[9]的方法，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、过氧化物酶(peroxidase，POD)和抗坏血酸过氧化物酶(ascorbic acid peroxidase，APX)等酶活性以及丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量测定参照文献[6]的方法。

1.3 数据统计分析

采用SAS 9.1.3软件，用邓肯式新复极差法对数据进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同硒源处理对柑橘叶片、果皮和果肉硒含量的影响

成熟期桥本温州蜜柑的叶片、果皮和果肉中硒含量检测结果如表1所示。由表1可知，与清水对照处理相比，采用3种硒源进行喷硒处理均不同程度地增加了叶片、果皮和果肉的硒含量，其中以亚硒酸钠处理效果最佳，该处理的叶片、果皮和果肉中的硒含量分别增加了407%、2724%和194%；硒酸钠处理的叶片、果皮和果肉中的硒含量分别增加了276%、1751%和180%；酵母硒处理的叶片、果皮和果肉中的硒含量分别增加了159%、1844%和167%。从表1还可知，与清水对照处理相比，果皮中硒含量增加效果最显著，3种硒源处理使果皮硒含量增加了17.51～27.24倍；其次是叶片,增加了1.59～4.07倍；而果肉增幅较小，约为1.67～1.94倍。由此可知，亚硒酸钠提高柑橘叶片、果皮和果肉中硒含量效果最显著。

表1 不同硒源处理下的柑橘叶片、果皮和果肉硒含量

2.2 不同硒源处理对柑橘果实发育和品质的影响

单果重、果皮厚度、可滴定酸含量、TSS含量、总糖含量和Vc含量等指标测定结果如表2所示。由表2可知，3种硒源处理均可不同程度地增加了单果重、TSS含量、总糖含量和Vc含量，降低了果皮厚度和可滴定酸含量。与清水对照处理相比，硒酸钠、亚硒酸钠和酵母硒处理后单果重分别提高了11.2%、21.2%和12.2%，果肉TSS含量分别提高了8.1%、8.9%和8.0%、总糖含量分别提高了11.6%、17.9%和9.5%，Vc含量分别提高了12.7、20.9%和13.2%，皮厚度分别降低了8.7%、13.0%和4.3%，可滴定酸含量分别降低了10.7%、8.9%和10.7%。总的来看，3种不同硒源处理中，亚硒酸钠处理促进柑橘果实发育和提高果实品质效果最显著，该处理增加了柑橘果实单果重、果肉的可溶性固形物、总糖含量和Vc含量，降低了可滴定酸含量，使果皮变薄，从而对提高柑橘产量和果实品质有促进作用。

表2 不同硒源处理下的柑橘果实品质

2.3 不同硒源处理对柑橘果肉矿质养分含量的影响

3种硒源处理下柑橘果肉矿质养分的含量的测定结果如表3所示。由表3可知，3种硒源处理不同程度地提高了果肉中氮、磷和钾的含量，显著降低了钙水平，但对镁无显著影响。相比于清水对照，硒酸钠、亚硒酸钠和酵母硒处理后果肉氮含量分别提高了11.6%、17.4%和9.9%，果肉磷含量分别提高了21.4%、50.0%和35.7%，果肉钾含量分别提高了12.8%、15.6%和12.1%；而果肉钙含量分别降低了35.7%、39.3%和35.7%。在3种硒源处理中，亚硒酸钠处理对果肉矿质养分含量影响效果最突出，该处理显著提高了果肉中氮、磷和钾的含量，也显著降低了果肉种钙的含量，但对果肉的镁含量无显著影响。

表3 不同硒源处理下的柑橘果肉矿质养分含量

2.4 不同硒源处理对柑橘果肉SOD、POD、APX活性和MDA含量的影响

3种硒源处理的桥本温州蜜柑成熟期果肉中SOD、POD、APX活性和MDA含量测定结果如表4所示。从表4可知，3种硒源处理均显著提高了柑橘果肉中SOD、POD和APX的活性，其中亚硒酸钠处理效果最显著，相比于清水对照处理，其SOD、POD和APX的活性分别提高了74.8%、131.4%和24.6%。亚硒酸钠和酵母菌处理对柑橘果肉中MDA含量无显著影响，但硒酸钠处理的果肉MDA含量只有清水对照的73.3%。

表4 不同硒源处理下柑橘果肉SOD、POD和APX活性及MDA含量

3 讨论与结论

相对于土壤施硒肥，叶面喷硒可减少硒损失，有效提高植物体内硒含量，也是园艺作物栽培农艺措施中提高果实或叶片硒含量的常用方法[10,11]。不同园艺作物的适宜叶面喷硒的时期和种类存在差异，如葡萄果实膨大初期为最适喷施硒肥时期[12]，草莓喷施硒肥最佳时期为展叶期和盛花期[13]。前人的研究表明，柑橘果实膨大期喷施硒肥可有效提高果实硒含量[6]。因此，本研究选择柑橘果实膨大期采用叶面喷施3种硒源以研究不同硒源对柑橘硒含量和果实品质的影响。

亚硒酸钠溶液喷施生菜可提高生菜叶片硒含量，同时还增加了叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度，提高光合作用和抗氧化能力，促进生菜的生长发育[14]。针对棉花施硒的研究表明，硒矿肥可使棉花吐絮期提前，提高棉花营养水平，促进棉铃生长和发育[15]。将生物硒应用到番茄的富硒栽培过程中，可获得较高硒含量的果实，显著提高果实品质[16]。本研究结果表明，在柑橘果实生长的膨大期喷施硒酸钠、亚硒酸钠和酵母硒均可提高柑橘叶片和果实(果皮和果肉)中硒含量，其中亚硒酸钠处理效果最佳，可广泛应用于富硒柑橘的栽培生产实践中。

外源硒肥不仅可提高植物体内硒含量，还影响植物的生长发育，进而影响果实品质。研究表明，叶面喷施亚硒酸钠可显著改善葡萄果实品质，如增加葡萄单粒重、果粒横纵径、Vc含量、硒含量等，同时还可延缓果实和叶片的衰老[6]。富硒液肥显著提高了桃果实可溶性固形物含量、单果重，且使桃果皮病斑少，光泽度好，并使其成熟期提前7d[17]。廖道林等[18]研究表明在柑橘上采用叶面喷施生物纳米硒，可提高果实可溶性固形物含量，且果实保鲜期和货架期可延长15d。本研究结果与前人一致，3种硒源均不同程度地提高了柑橘果实品质，如增加了单果重，提高了果实可溶性固形物、总糖和Vc含量，降低了果皮厚度和可滴定酸含量。研究表明，硒能够提高植物的光合作用[19]，从而促进了糖分的累积，对可溶性固形物含量的增加有较大作用，进一步可提高单果重，这与李俊冬等[20]的研究结果一致。在本研究的3种硒源处理中，亚硒酸钠处理对提高柑橘果实品质的效果最佳，可考虑应用于柑橘栽培生产实践中。

关于硒对植物矿质养分吸收的影响，本研究结果表明，叶面喷硒促进了柑橘果实对氮、磷和钾的吸收，抑制了对钙吸收，但对镁的含量无显著影响。温明霞等[6]对“本地早”柑橘采用叶面喷硒处理，结果表明喷硒促进了柑橘对氮和钾的吸收，抑制了对钙的吸收，这与本研究结果一致。杜少平等[21]对西瓜施硒的研究结果表明，喷施较低浓度的硒能够促进西瓜对钙、镁的吸收，而当喷施浓度较高时则会抑制钙、镁养分的吸收。此外，喷硒处理对氮和钾的吸收起促进作用，而对磷的吸收表现为抑制。本研究结果与此结果不一致的原因可能与叶面喷硒的浓度有关。关于硒与矿质养分吸收之间的关系，有待于进一步深入研究和探讨。

SOD、POD和APX是存在于植物体内的活性氧(ROS)的清除剂，能够在逆境胁迫或衰老过程中清除植物细胞内过量的ROS，维持细胞代谢平衡，提高植物的抗逆性，与植物的抗氧化能力有关。MDA是膜脂过氧化的重要产物之一，其含量越高，过氧化程度越强[22]。本研究采用喷硒处理的柑橘果肉中SOD、POD和APX活性均显著高于清水对照处理，而MDA含量则不同程度地低于清水对照处理，说明硒可提高植物的抗氧化能力，通过清除膜脂过氧化产物MDA，保护细胞膜的完整性。这与对草莓的试验结果[13]一致，草莓中的硒在保护细胞膜完整性的同时，能降低重金属离子的含量，有效抑制草莓叶片和果实对重金属镉和铅的吸收。此外，在本研究的3种硒源处理中，亚硒酸钠提高SOD、POD和APX活性的效果最强烈。在柑橘的生产栽培中，可施亚硒酸钠以提高柑橘的抗氧化能力。

总之，在柑橘果实膨大期采用叶面喷施3种硒肥(硒酸钠、亚硒酸钠、酵母硒)可增加柑橘叶片和果实硒含量，进而影响柑橘对矿质养分的吸收平衡，促进糖分和可溶性固形物的积累，分解果酸，降低果皮厚度，提高果实的抗氧化能力，降低过氧化程度，进而提高柑橘果实品质。其中以亚硒酸钠叶面喷施的综合效果最佳，可考虑将其广泛应用于柑橘富硒栽培生产实践中。