不同形态外源硒对铁皮石斛硒含量的影响研究

张川,李双龙*,李春霖,刘薇祎,刘林

( 1．恩施州林业科学研究院,湖北 恩施 445000;2．恩施土家东硒健康科技发展有限公司,湖北 恩施 445000)

硒为人体所必须的微量元素,有效维持人体机理健康起着重要作用。硒与人类健康关系研究成为当前研究热门话题。硒的作用为防癌、抗氧化、抗衰老及保护肝脏,同时提高机体免疫力等多种生物学功能。机体内硒成为必需微量元素,当机体补充一定量硒,有效预防白内障与心血管疾病,防范克山病、大骨节病、关节炎等,硒具有拮抗重金属作用,如铅、锡等。硒主要从食物中摄取,而植物则作为硒重要载体。铁皮石斛被列为国内“九大仙草”之首,为广西道地药材,发挥生津养胃、滋阴清热及润肺益肾等药用价值。当前野生铁皮石斛资源遭到人为灭绝式采伐,当前可通过人工重视形式供应于市场,但显著降低铁皮石斛鲜条质量,价格回落,市场低迷。若铁皮石斛中富含硒则提高作物附加值,产品竞争力与经济效益随之上升,农民收入提升,农民种植积极性提升,利于铁皮石斛农产业健康发展。而我国为缺硒大国,其中72%土地缺硒,有关富硒农产品紧缺程度高。为此,对外源性硒肥对铁皮石斛总硒影响分析,对铁皮石斛标准化生产发挥着积极意义。

1 外源硒对铁皮石斛硒含量的影响

外源性硒应用时,产物产量与品质得到提升,种植物包括西瓜、小麦、甘薯、玉米及水稻等。目前植物补硒方式较多,形式包括土壤施用、拌种、叶面喷施、含硒营养液培养和茎秆注射等。研究指出,铁皮石斛对幼苗经叶面喷施不同浓度亚硒酸钠溶液后,与低温胁迫试验结合后分析外源硒影响情况,此时铁皮石斛幼苗耐冷性及生长能力显著提升,铁皮石斛鲜条硒、多糖含量随之增加,进一步增产[1]。研究指出,培养基中添加一定浓度亚硒酸钠溶液后,铁皮石斛拟球茎增殖生长[2]。处于培养时间、温度、硒浓度、NAA浓度、KT浓度及光照强度6项因素中,一旦存在3项因素则影响铁皮石斛原球茎富硒能力。处于温室中,对富硒能力叶面喷施不同浓度外源无机硒,分析铁皮石斛富硒能力、生长状况及鲜条多糖含量[3],经外源性无机硒补充下,可进一步提高铁皮石斛产品质量。伴随着铁皮石斛市场持续低迷,加强配套富硒栽培技术研究及深入分析尤为重要。

2 外源硒补充形式

2.1 微量硒肥

2.1.1 土壤硒肥。土壤增添硒作为常见农作物补充硒常见方式,种植物及农作物中无机硒添加其中,无机硒转换为有机硒后可进入至食物链,人们能从富硒农产品中吸收硒,以达到安全补硒作用。目前生产富硒农产片中对农作物获取硒方式常用以下两种:富硒土壤生产、外源硒调控,富硒土壤作物可自然吸收硒,但利用率偏低,此时采取外源硒调控喷施硒后,用量问题可对作物效益产生影响,为此,目前可将上述两种方式并行应用,利于富硒农业持续发展。研究指出,当处于相同栽培条件中,农作物品种之间不同而富硒能力差异性较大,其差异性不伴随着栽培季节呈现变化[4]。对一项花生硒含量研究得出[5],黄河流域中花生生产区中推广18个品种硒含量研究得出,其中含量最大值为最小值2～4倍。同时,经叶面喷施硒肥后,能提高花生籽粒利用率0.14%～4.25%,对相同含硒土壤条件下,水稻不同部位中硒含量水平呈现一定差异性,此时硒肥喷洒采取不同浓度时,作物籽粒中硒含量显著增加。研究指出,对不同花生品种硒富集能力差异性指出,选择6个花生品种均喷施浓度为14 mg/L的微量元素硒肥2次,显示6个花生品种籽粒硒肥含量均超过0.05 mg,达到DB45/T-2014《富硒农产品硒含量分类要求》标准,但不同品种之间硒含量存在一定差异性[6]。对其结果指出,土壤硒肥下,有提高农产品硒含量,提高农产品品质。

2.1.2 叶面喷施。当前对铁皮石斛生长旺盛期8～10月份时,配合外源性无机硒肥亚硒酸钠溶液喷洒后,期间农作物可进一步生长,提取富硒含量能获取显著成效。当前硒肥浓度如何选择为一项重要问题。对缺硒地区中经富硒处理后,铁皮石斛含硒量依旧偏低,仅为0.022 mg/kg,此时经氨基酸硒肥各浓度水平处理后,铁皮石斛鲜条硒含量显著高于对照品上百倍,浓度与猕猴桃、冬枣相似,经各个浓度处理期间,伴随着硒浓度增级递增后,相关性达到极显著水平。线条多糖含量在氨基酸硒肥浓度处于900倍液期间最高,当低于900倍液时,其浓度呈现正相关,当高于800倍时呈现递减,进一步指出,在氨基酸硒肥用量上铁皮石斛有一定极限性。当外源性氨基酸叶面喷洒硒肥浓度呈现一定浓度,会显著提升鲜条多糖含量,当前结果得出,硒参与到铁皮石斛有机物质合成。硒能维持铁皮石斛光合系统,提高膜结构稳定性,而逆境胁迫抵抗能力、适应能力显著提升。同时,铁皮石斛拟原球茎的抗氧化系统中硒发挥着显著作用。研究指出,当前对铁皮石斛喷洒富硒增产剂后,铁皮石斛鲜条硒、多糖含量显著提升,当喷施次数增多则硒、多糖含量趋于降低[7]。为此,硒喷洒过多时,不利于铁皮石斛鲜条硒、多糖积累,富硒增产剂1500 g/hm2喷施2次后利于硒积累,经750 g/hm2喷施2次、1500 g/hm2喷施1次后利于多糖积累。分析铁皮石斛浸出物含量,除富硒增产剂3000 g/hm2喷1次浸出物含量高于对照外,其余呈现降低。同时,分析铁皮石斛生长状况,当富硒增产剂喷药浓度提高,增加喷药次数,利于铁皮石斛叶片褪色转色速度,而掉叶情况加重,开花数量减少,花朵变小。

2.2 有机硒肥

研究指出,马铃薯中应用有机硒肥,对马铃薯增产率分布趋势分析得出,呈现先升高后下降情况,外源性硒肥补充量为1200 mg/hm2时,马铃薯产量最高,而粗蛋白含量、维生素含量分别提高37.13%、8.02%,与对照比较,淀粉含量增高1.48倍。而有机肥、复合肥喷施期间,此时富硒高钙有机肥含量增加后,会减少复合肥用量,此时会降低种植物产量[8]。硒肥施用模式不同则影响种植物产量与商品率。同等用量复合肥、有机肥配施模式对比上,富硒高钙型有机肥替代普通有机肥,而产物产量进一步提高,氮磷钙复合肥用量可减少,富硒高钙型有机肥占比进一步提高。进一步指出,种植物产量中,应用富硒高钙型有机肥可提高硒量并提升农作物产量,种植物种植期间,氮磷钾复合肥成为重要补充来源,在稳产条件下,可配合富硒高钙型有机肥应用,减少复合肥用量以达到缓解环境压力目的。同时,当前相关研究指出,相比较叶片喷洒,有机肥施用过程中其产物硒含量及产量均呈现一定差异性,而叶片喷洒下产物硒颔联及产量更高[9]。

3 不同形态外源硒对铁皮石斛硒含量的影响

硒生物强化下可增加作物产量以及硒含量,成为人类日常生活中硒补充的一种新方法。研究指出,对不同形态外源硒对马铃薯作物影响分析中得出,一组予以有机硒、一组予以纳米硒,对大薯数、大薯重、商品薯率、株数上存在差异性,经纳米硒处理后,在马铃薯块茎产量并未产生明显改变,但小薯数相对减少,小薯重相对较低,表明经纳米硒可提高马铃薯的大薯率,减小小薯数量与小薯重。经硒处理后,马铃薯可溶性糖和淀粉积累起着积极影响[10]。对该项研究结果指出,经叶面喷施方式上相比较有机肥,可提高马铃薯块茎干物质含量、淀粉含量有一定促进作用,建议不减少马铃薯的小薯数与小薯重,提高马铃薯大薯率。有机硒在马铃薯块茎上富硒效果优于生物纳米硒,后期块茎膨大上,富硒效果优于块茎膨大的前中期。

当前有关不同外源施硒方式所获取结果上存在一定差异性,而不同植物之间富硒效果不同。部分国内学者针对不同种植物富硒试验展开调查,包括花生、水稻、蔬菜等,对其结果指出,与根部施硒肥富硒效果相比较,叶面喷施硒肥效果更为显著。研究指出,叶面喷施硒肥应用于花生上,整体硒肥利用率显著高于基肥[11]。稻谷中对水稻叶面喷洒硒肥后,与基肥相比较硒含量显著增加。同时对常见几种作物展开盆栽试验,对小白菜、生菜土壤中增加外源硒、叶面喷施外源硒,上述2种方式下对硒吸收效果指出,与加入外源硒相比较,经叶面喷洒外源硒方式下农作物硒含量更好,更利于植物吸收。同时对上述2种外源施硒方式品种选择、硒肥形态以及硒肥浓度等其他方面展开对比得出,同时初步筛选出良好铁皮石斛外源施硒组和。此时植物富硒期间,硒是否会对金属拮抗问题成为多数学者研究重点问题。由于硒与金属之间结合力较强,经拮抗后,而砷、汞、铅、铬、镉等重金属元素毒性显著降低。硒通过与重金属结合后,此时结合成难溶性复合物,无法被机体吸收并排除体外,抵御植物生长过程中重金属污染所引起危害。研究指出,对糯玉米经叶面喷施硒肥后重金属含量检测结果指出,而不同品种糯玉米品种经外源硒肥喷施后,会增加籽粒硒含量水平,且伴随着喷施硒肥浓度后,会引起镉和砷含量降低。对铁皮石斛富硒过程展开调查,增加外源硒元素含量是否会对部分重金属产生拮抗作用,上述结果需要深入分析。但铁皮石斛增加外源硒过程中,会增加多糖、甘露醇、石斛碱含量。同时,陈丽璇等[12]部分研究指出,铁皮石斛苗龄越小,其吸收外源硒能力越强。对不同年生铁皮石斛予以硒肥,其中一年生、二年生SA为0.25 mL/m2、SD为50 mg/kg时,铁皮石斛的富硒效果最佳。当前予以外源性补充硒方式可进一步提高植物硒水平含量,进一步提高作物营养成分。但有关其剂量、喷洒次数以及是否会对原有营养成分造成影响,仍需进一步深入研究。

4 小结

铁皮石斛作为传统名贵药材,近些年来其独特保健及养生功能日益被广发市民认可与接受,市场需求量不断增加。野生铁皮石斛生长周期长,生长条件苛刻,产量极低,所引起供需矛盾日益凸显。近些年来为进一步提高铁皮石斛产量,多数学者对组培、栽培技术开展研究,并加大铁皮石斛产量,但对铁皮石斛生长及品质造成一定影响。为此,有关铁皮石斛栽培以及具体施肥管理相关研究不断增多。而外源性硒补充下,能提高农作物硒含量,为一类利于植物生长有益元素,硒的补充可利于植物生长发育,并促进种子萌发,根系活力进一步提高,而植物营养吸收能力更高,促进新成代谢及光合作用,提高叶绿素含量。而不同外源性硒补充方式下所产生效果不同,当前对不同农作物外源性硒补充情况分析指出,叶面喷洒下可提高铁皮石斛硒水平含量,提高作物营养成分。