不同硒肥对富硒芙蓉李果实硒含量及品质的影响
2023-10-30张丰娥
张丰娥
(福建省连城农民创业园管理委员会,福建 连城 366200)
硒是人和动物生命活动中必需的微量元素,主要参与谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性中心硒代半胱氨酸(SeCys)的形成,可直接清除活性氧簇、增强酶促抗氧化系统抗氧化能力及抑制细胞凋亡等[1],在生物抗氧化系统中起着关键作用,可能通过多重毒理效应发挥肿瘤抑制作用[2],缺硒与克山病、大骨节病等多种疾病相关[3]。中国硒资源分布极不均衡,占国土面积72%的地区缺硒[4],2017 年国家卫生和计划生育委员会出台标准(WS/T 578.3—2017),推荐成人每天需要补硒60~400 μg,人体硒的主要来源是食源性硒,由于富硒土壤在不同地区分布不均衡,土壤中硒的生物有效性低,且天然富硒土壤种植的农作物有重金属超标的风险,外源硒强化是提高农产品硒含量的主要方法[5]。
芙蓉李(Prunus salicina)属于蔷薇科李属,是中国特有李品种,是福建省主要加工类型李品种[6],芙蓉李是福建省连城县六大优势特色主导产业之一,种植面积在1 330 hm2以上,2020 年芙蓉李产值超亿元。研究表明,通过施用外源硒肥可提高猕猴桃、金橘、梨和苹果等多种水果果实中的硒含量,并可改善果实的外观和品质[7-10]。硒在李子上的应用较少,李文贵等[11]利用富硒有机肥进行了富硒江津李生产技术的研究,孙协平等[12]研究了不同价态硒对青脆李根系抗氧化系统和幼苗生长的作用,但未见硒在芙蓉李上的应用。为推进福建省连城县芙蓉李产业进一步提档升级,在湖北省农业科学院农业经济技术研究所富硒研究团队提供的试验材料和技术支持下,本研究探讨生物纳米硒和螯合硒对富硒芙蓉李果实品质及硒含量的影响,为富硒芙蓉李生产技术及品质提升提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于2020 年6—10 月在福建省连城农民创业园芙蓉李种植基地进行,该果园土壤pH 6.3,有机质含量18.58 g/kg,碱解氮含量121.41 mg/kg,有效磷含量10.32 mg/kg,速效钾含量91.22 mg/kg,土壤硒含量为0.82 mg/kg。供试李品种为芙蓉李,树龄3 年,种植密度为750 株/hm2。供试肥料为生物纳米硒,由湖北省农业科学院富硒研究团队自主研发,专利号201610338121.6,每瓶200 mL,硒含量5 000 mg/L。螯合硒为有机水溶肥料,每瓶300 mL,硒含量5 000 mg/L。
1.2 试验设计
试验共设置生物纳米硒(H)、螯合硒(Z)、生物纳米硒+螯合硒(HZ)3 个处理,另设置不施肥为对照组(CK),3 个处理施用生物纳米硒和螯合硒均为60.0 瓶/hm2,生物纳米硒折合纯硒共计60.0 g/hm2,螯合硒折合纯硒共计90.0 g/hm2。每个处理小区选取3 株进行试验,设置3 次重复。在芙蓉李果实膨大中期进行第一次喷施,在果实膨大盛期进行第二次喷施,第二次喷施间隔15 d 进行,不同处理的施肥方法如表1 所示。
表1 不同处理的施肥方法
1.3 测定项目及方法
果实成熟后,每个处理、每个重复随机选取约500 g 成熟度相同的果实,单果重采用精确到0.01 g的天平称量。可溶性固形物采用便携式折光率仪测定(PAL-1,ATAGO),可滴定酸采用氢氧化钠中和滴定法测定,固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量。维生素C 含量采用2,6-二氯酚靛酚法测定。可溶性总糖采用硫酸-乙酸乙酯法测定,糖酸比=可溶性糖/可滴定酸含量。果实的总硒和有机硒含量委托湖北省地质矿产局恩施实验室参考食品安全国家标准《食品中硒的测定》(GB 5009.93—2017)和湖北省食品安全地方标准《富有机硒食品硒含量要求》(DBS42/002—2022)进行检测。
1.4 数据分析
试验原始数据采用Microsoft Excel 2013 软件进行整理,采用Origin 9.5 软件进行统计学分析并作图,在0.05 的显著性水平下进行单因素方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同处理对芙蓉李果实硒含量的影响
由图1 可见,与对照相比,生物纳米硒、生物纳米硒+螯合硒处理均能显著提高芙蓉李果实的总硒含量和有机硒含量,其总硒含量分别为0.019 3 、0.009 9 mg/kg,是CK(0.001 2 mg/kg)的16.08、8.25倍,有机硒含量分别为0.017 2、0.007 6 mg/kg,是CK(0.000 5 mg/kg)的34.4、15.2 倍,其有机硒占比分别达89.12%、76.77%,比CK(41.67%)提高了47.45、35.10 个百分点;而螯合硒处理的总硒含量、有机硒含量分别 为0.001 9 、0.001 0 mg/kg,分别是CK 的1.58 倍和2.00 倍,但与CK 相比差异未达到显著水平。其中施硒量为60.0 g/hm2的生物纳米硒处理的总硒含量、有机硒含量及有机硒占比均最高。
图1 不同处理对芙蓉李果实硒含量的影响
2.2 不同处理对芙蓉李果实农艺性状的影响
不同肥料处理的芙蓉李单果重为50.12~55.38 g,由图2 可见,不同肥料处理后的单果重均有一定提高,其中生物纳米硒处理的单果重最高,比CK 提高了5.76%,其次是螯合硒处理,比CK 提高了4.54%,生物纳米硒处理和螯合硒处理的单果重相比CK 差异均达显著水平(P<0.05),生物纳米硒+螯合硒处理的单果重在3 个处理中提高最少,比CK 提高了3.17%,与CK 相比差异不显著。
图2 不同处理对芙蓉李果实单果重的影响
2.3 不同处理对芙蓉李果实品质性状的影响
本试验从6 个指标研究了不同处理对芙蓉李果实品质性状的影响,不同肥料处理后,6 个指标均有不同程度的变化,结果见表2。
表2 不同处理对芙蓉李果实品质性状的影响
在维生素C 含量上,生物纳米硒+螯合硒处理与CK 相比有一定提升,生物纳米硒处理与CK 相比有一定降低,且与CK 相比差异显著;在可溶性固形物含量上,3 个处理与CK 相比均无显著差异;在可溶性糖含量上,螯合硒处理与CK 相比有显著提升,其余2个处理与CK相比均有所提升,但差异不显著;在可滴定酸含量上,3个处理与CK相比均有显著降低。
在固酸比和糖酸比上,3 个处理与CK 相比均有显著提升,生物纳米硒处理、螯合硒处理、生物纳米硒+螯合硒处理比CK 在固酸比上分别提高了45.66%、36.72%、37.47%,在糖酸比上分别提高了48.19%、47.15%、38.86%,生物纳米硒处理在固酸比和糖酸比上都提升最多,对果实风味改善最大。
3 讨论
外源施硒一般有叶面喷施、土施、树干输液等方法[13]。赵勇钢[14]以亚硒酸钠为硒源,研究不同施硒方法对富硒红枣的影响,发现在红枣果实上喷施硒的效果优于土壤施入。本研究采用在果实膨大中期和果实膨大盛期喷施硒的方法,结果表明,生物纳米硒处理可以显著提高芙蓉李果实的总硒含量、有机硒含量和有机硒占比,单施生物纳米硒处理(施硒量为60.0 g/hm2)的芙蓉李果实硒含量最高,其次是生物纳米硒+螯合硒处理(施硒量为75.0 g/hm2),单施生物纳米硒处理的硒含量达到福建省地方标准《富硒农产品硒含量分类要求》(DB35/T 1730—2017)中对富硒水果硒含量的要求(0.01~0.25 mg/kg)。本试验中单施螯合硒处理的芙蓉李果肉总硒含量和有机硒含量与CK 相比有一定提高,但差异不显著,且均低于0.01 mg/kg,无法达到福建省地方标准中富硒水果要求的硒含量。螯合硒是利用无机硒与氨基酸或腐植酸等有机物质螯合,实质上是一种无机硒的衍生物。螯合硒一定程度上可以提高植物的硒含量,这与曹升等[15]和杨海滨等[16]的研究结果一致,但作物吸收效率低,且农作物中有机硒占总硒的比例不高。植物对硒的吸收同时还与土壤中硒含量和硒的利用率有关,本试验果园土壤含硒量虽然达到富硒土壤水平,同时施用螯合硒后果实中硒含量并无显著变化,说明芙蓉李对土壤中硒和螯合硒的利用率较低,无法生产出硒含量达标的芙蓉李果实。湖北省农业科学院富硒研究团队在山西省开展的富硒苹果、富硒玉露香梨等试验研究结果表明,树干输液搭配叶面喷施生物纳米硒可以显著提高果肉的总硒含量和有机硒含量,且均达到湖北省食品安全地方标准《富有机硒食品硒含量要求》(DBS42/002—2022)的要求(总硒含量0.2~0.5 mg/kg,且有机硒占比≥80%)。
生物纳米硒处理与螯合硒处理的单果重相比CK 均有显著提升,这与刘洁云等[17]的研究结果相似,硒参与植物体内的生理生化代谢,使得植物果实单果重提高、品质提升。螯合硒主要是利用其中的有机质或氨基酸来提高果树土壤孔隙度、增强保水能力、促进根系对营养元素的吸收、改善土壤生态和微生物群落,从而提质增产[18]。生物纳米硒+螯合硒处理的单果重与CK 相比有一定提升,但并没有显著变化,可能是因为混施生物纳米硒+螯合硒处理的生物纳米硒和螯合硒施用量都减少了50%,总体提升效果不如单施生物纳米硒或单施螯合硒。
本试验考察了不同处理芙蓉李果实的6 个品质指标,单施生物纳米硒较CK 显著降低了果实的维生素C 含量,其余2 个处理相较CK 无显著差异,在可溶性固形物上,3 个处理较CK 均无显著差异。可溶性糖和可滴定酸是构成糖酸比的重要因子,是影响果实口感风味的重要参考因素。在可溶性糖含量上,3 个处理相比CK 均有所提升,其中,螯合硒处理与CK 相比提升显著;在可滴定酸含量上,3 个处理与CK 相比均有显著降低。焦晋华等[19]在枣上的研究表明,果实口感评价等级与可溶性固形物和可溶性糖呈极显著正相关,与可滴定酸和维生素C 呈极显著负相关。本试验结果表明施硒可以在一定程度上提升水果果实的品质性状;在李[11]、红枣[14]和樱桃[20]上的研究表明,施硒后果实的可溶性固形物、可溶性糖含量提高,可滴定酸、维生素C 含量降低,这与本试验单施生物纳米硒处理的结果一致。施硒有助于果实蔗糖和果糖的积累,影响碳水化合物的合成和转运,进而提升可溶性糖的含量[21]。固酸比、糖酸比与水果风味品质直接相关,试验结果表明,生物纳米硒、螯合硒、生物纳米硒+螯合硒3 个处理的固酸比、糖酸比较CK 都有显著提升,说明生物纳米硒和螯合硒对芙蓉李的品质性状均有一定的积极影响,其中生物纳米硒的提升效果比螯合硒好,但混施生物纳米硒和螯合硒的提升效果比单施生物纳米硒或螯合硒差,这可能与用量有关。
4 小结
试验结果表明,在芙蓉李果实膨大期进行叶面喷施的外源生物强化手段可以有效提高果实的硒含量,土壤自身的硒被果树吸收的效率较低,仅依靠富硒土壤无法生产出达标的富硒芙蓉李。外源喷施生物纳米硒对芙蓉李的单果重、可溶性糖和可滴定酸具有一定的改善作用,在芙蓉李果实膨大中期和盛期单施生物纳米硒60.0 g/hm2可生产达标的富硒芙蓉李。为进一步提升果肉的硒含量,后续将采用树干输液和叶面喷施搭配的方法,探索建立富硒芙蓉李标准化生产技术规程。