不同外源硒对番茄硒富集及果实品质的影响

康宇 田腾飞 问小龙 龙澜 殷红清

摘要：以番茄为供试材料，采用盆栽试验，研究了2种外源硒亚硒酸钠（Na2SeO3）和硒酸钠（Na2SeO4）对番茄农艺性状、番茄植株各器官硒含量、硒的富集及番茄果实品质的影响。结果表明，外源硒施用可促进番茄植株的生长发育，且硒酸钠施用可显著提高番茄产量；硒酸钠施用显著增加了番茄植株根、茎、叶、果实中的硒含量，且叶对硒的吸收能力最强，而亚硒酸钠处理中根对硒的吸收能力最强；外源硒的添加显著增强了番茄植株对硒的富集能力及从根系向地上部转移硒的能力，提高了番茄果实维生素C及可溶性糖含量，显著改善了番茄果实的品质，且硒酸钠的效果优于亚硒酸钠。

关键词：外源硒； 番茄； 硒含量； 硒富集； 果实品质

中图分类号：S641.2         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2024）05-0065-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.05.012            开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of different exogenous selenium on selenium accumulation and fruit quality of tomato

KANG Yu1，2， TIAN Teng-fei1，2， WEN Xiao-long1，2， LONG Lan1，2， YIN Hong-qing1，2

（1.Enshi Tujia & Miao Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences， Enshi  445000， Hubei， China；

2.Hubei Selenium Industrial Technology Research Institute， Enshi  445000， Hubei，China）

Abstract： Using tomato as the experimental material， a pot experiment was conducted to explore the effects of two exogenous selenium fertilizers sodium selenite （Na2SeO3） and sodium selenate （Na2SeO4） on agronomic characters of tomato， selenium content and selenium accumulation of tomato plants and fruit quality. The results showed that exogenous selenium application could promote the growth and development of tomato plants， and sodium selenate application could significantly increase tomato yield. Sodium selenate significantly increased selenium content in roots， stems， leaves and fruits of tomato plants， and the selenium absorption capacity of leaves was the strongest in this treatment， while that of roots was the strongest in sodium selenite treatment. The addition of exogenous selenium significantly enhanced the ability of tomato plants to enrich selenium and transfer selenium from root to ground， increased the content of vitamin C and soluble sugar in tomato fruits， and significantly improved the quality of tomato fruits， and the effects of sodium selenate were superior to sodium selenite.

Key words： exogenous selenium； tomato； selenium content； selenium accumulation； fruit quality

收稿日期：2023-02-08

基金项目：恩施土家族苗族自治州农业科学院青年创新基金项目（2020-012）

作者简介：康 宇（1990-），女（侗族），湖北恩施人，助理研究员，硕士，主要从事硒资源开发利用研究，（电话）18371868027（电子信箱）

es_kangyu@163.com；通信作者，殷红清（1978-），男，高级农艺师，主要从事作物栽培及管理研究，（电话）18907262199

（电子信箱）hongqingyin@hsitri.org.cn。

康 宇，田腾飞，问小龙，等. 不同外源硒对番茄硒富集及果实品质的影响［J］. 湖北农业科学，2024，63（5）：65-69．

硒（Se）是人体必需的微量元素［1］。缺硒会导致免疫力低下、心脑血管疾病等多种健康问题，并增加各种癌症发生的风险［2］。研究表明，全世界有5亿～11亿人患有硒缺乏症［3］，而中国人口缺硒的比例超过50%［4］。人体吸收的大部分硒来源于植物，而植物吸收的硒主要来源于土壤［5］，土壤中的硒以硒酸盐、亚硒酸盐或有机态（如硒蛋氨酸和硒半胱氨酸［6］）被植物吸收。开发富硒农产品，通过饮食提高人体的硒摄入量对提高缺硒人群身体健康水平具有重要意义。

农业上普遍采用硒生物强化（Biofortification）措施来提高作物硒含量［7，8］。有研究表明，在土壤中施用适量浓度的硒可促进植物生长，增强植株的抗氧化和抗逆性［9，10］。此外，对土壤进行硒改良可以显著提高作物的硒含量、作物产量、土壤酶活性以及土壤养分含量。亚硒酸钠和硒酸钠是常用的硒肥［11］，国际上以施用硒酸盐为主，而中国农作物多以亚硒酸钠为硒肥［12，13］。谯祖勤等［14］研究施硒对生菜生长的影响，发现施用适量的亚硒酸钠能有效促进生菜的生长，使生菜的品质、生物量、硒含量等指标均达到最佳。马小燕等［15］采用盆栽试验研究施用硒酸钠对小麦生长的影响，发现施用硒酸钠能显著增加小麦产量及地上部分生物量，并可显著提高各器官硒含量。

在中国，番茄是广泛种植的设施蔬菜，具有营养价值高、经济效益好等优点［16］。硒在中国农业中的应用较为广泛，且在小麦［17］、油菜［18］、水稻［19］等农作物领域的研究较多，而关于无机硒源对番茄硒含量、产量及品质影响的研究较为鲜见。本研究采用盆栽试验，研究2种外源硒（亚硒酸钠、硒酸钠）对番茄农艺性状及吸收利用硒的影响，旨在为富硒番茄的生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试番茄为当地主栽品种三星908。供试土壤为采自恩施土家族苗族自治州农业科学院莲花池试验田土壤，去除植物残体及颗粒物后，采集表层0～20 cm土壤，自然风干后研磨过2 mm筛。土壤pH 6.91，有机质含量29.15 g/kg，全氮含量4.94 g/kg，碱解氮含量44.10 mg/kg，有效磷含量49.56 g/kg，速效钾含量207.00 mg/kg，总硒含量0.29 mg/kg。试验以亚硒酸钠（Na2SeO3）（分析纯，纯度>98%）和硒酸钠（Na2SeO4）（分析纯，纯度>98%）作为硒源。

1.2 设计

采用盆栽试验，于2021年4月在恩施土家族苗族自治州农业科学院温室大棚试验基地进行。试验共设置3个处理，包括对照CK（无外源硒施用）、Se1（以亚硒酸钠计土壤硒含量为5 mg/kg）、Se2（以硒酸钠计土壤硒含量为5 mg/kg），以上硒施用水平均指纯硒浓度，每个处理均种植4盆。试验选用直径为31 cm、深度为22 cm的塑料盆，每盆称取10 kg风干土壤，土壤中分别以NH4H2PO4、CH4N2O、KCl的形式施入N、P、K，用量为200 mg/kg N、160 mg/kg P2O5、120 mg/kg K2O，所使用的肥料均为分析纯。移栽幼苗2周前，将亚硒酸钠和硒酸钠分别配成溶液，分别与土壤充分混匀，再将番茄幼苗（2株/盆）移栽至试验盆中。试验期间，植株均在自然光照条件下培养，土壤水分保持田间持水量的60%，其他管理措施按照常规田间管理进行。

1.3 样品采集

盆栽番茄在种植125 d后全部收获，分别把番茄的根、茎、叶及果实等部位分开采集，用去离子水洗净后，于60 ℃烘干至恒重，用不锈钢高速粉碎机粉碎后过60目筛，用于总硒含量分析。

1.4 测定方法

参照《土壤农化分析》［20］，土壤pH按2.5∶1（mL∶g）的水土比浸提，剧烈振荡10 min后静置30 min，用台式pH计（Metter toledo）测定；土壤有机质采用重铬酸钾-硫酸外加热法测定；土壤全氮采用凯氏蒸馏法测定，碱解氮采用1 mol/L NaOH水解土壤，再用标准酸滴定；土壤有效磷采用氟化铵-盐酸提取-钼锑抗比色法测定；土壤速效钾采用醋酸铵浸提火焰光度法测定。土壤总硒采用《土壤中全硒的测定》（NY/T 1104—2006）中的方法测定。维生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚法测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定；可溶性固形物采用手持折光仪测定。

1.5 数据处理与分析

采用Excel 2013、SPSS 16.0统计软件对试验数据进行处理、分析；采用单因素方差分析法分析不同处理间的差异（P<0.05，Ducans test）。

2 结果与分析

2.1 不同外源硒对番茄农艺性状的影响

由表1可知，与未施硒处理（CK）相比，施硒处理可增加番茄植株的主茎高、地上部干物质重及番茄产量，且Se2处理番茄植株产量较对照（CK）显著增加了62.1%。在同一施硒水平下，2种外源硒处理的番茄植株主茎高、地上部干物质重及番茄产量之间无显著差异。将土壤总硒与番茄主茎高、地上部干物质重及产量进行相关性分析，结果发现相关系数均未达到显著性水平。结果表明，施用硒酸钠可促进番茄植株的生长发育，可显著提高番茄产量。

2.2 不同外源硒对番茄植株各部位硒含量及硒富集的影响

如图1所示，外源硒施用增加了番茄植株根、茎、叶、果实中的硒含量，且同一施硒水平下，不同外源硒对番茄植株各部位硒含量的影响具有显著差异。对照和Se2处理番茄植株各部位硒含量表现为叶>根>茎>果实，Se1处理番茄植株各部位硒含量表现为根>叶>茎>果实，说明亚硒酸钠处理中根对硒吸收能力较强，硒酸钠处理中叶对硒的吸收能力较强。与对照和Se1处理相比，Se2处理显著提高了番茄植株各部位硒含量，其中根中硒含量分别显著提高了21.30、2.81倍，叶片中硒含量分别显著提高了4.20、3.71倍。Se2处理对番茄果实硒含量的增加效果优于Se1处理。

硒的吸收系数（BCF）即植株硒浓度与土壤硒浓度的比值，可用来表征番茄植株从土壤中吸收富集硒能力的强弱；转移系数（TF）即植株地上部分硒浓度与根系硒浓度的比值，可表征硒从植株根系向地上部分迁移的能力。如表2所示，BCF植株/土壤表现为Se2>Se1>CK，且单因素方差分析表明各处理之间均有显著差异，说明添加硒增强了番茄植株对硒的富集能力，硒酸钠对提高番茄植株硒富集能力效果更好。外源硒处理中Se1 和Se2处理的TF地上部分/根系显著高于对照，表明添加硒增强了番茄植株从根系向地上部分转移硒的能力。

2.3 不同外源硒对番茄果实品质的影响

番茄果实中富含维生素C，该指标也是评价番茄果实营养价值的重要指标。结果（图2）表明，不同外源硒施用显著提高了番茄果实中维生素C含量，且Se2处理显著高于Se1处理。与对照相比，Se1、Se2处理番茄果实中维生素C含量分别增加了46.5%、73.0%。

可溶性糖作为番茄品质的重要生理指标，有调节植物衰老、促进植物生长等作用。不同外源硒处理对番茄果实可溶性糖的影响如图3所示。土壤中施入不同外源硒后，番茄果实中可溶性糖含量均有不同程度的增加，且Se2处理番茄果实可溶性糖含量显著高于对照。同一施硒水平下，不同外源硒处理之间番茄果实可溶性糖含量未达到显著差异水平。

可溶性固形物含量是评价番茄品质的重要指标，是所有溶解于水的化合物的总称，包括糖、酸、维生素、矿物质等。如图4所示，各处理间可溶性固形物未达到显著差异水平，且在同一施硒水平下，不同外源硒对番茄果实中可溶性固形物含量无显著影响。

3 讨论

3.1 外源硒施用对番茄农艺性状的影响

有研究表明，适量的硒可以促进植株的生长发育，提高植株的产量及品质，并增强植物的抗逆性和耐受性，但过量的硒对植株可能产生毒害作用［21，22］。肖怡然等［23］的研究表明，施用亚硒酸钠能够促进生菜生长，增加植株根长和鲜叶产量。黄爱缨等［24］的研究发现，硒在一定范围内对水稻生长具有促进作用；当硒含量超过一定值时，则会抑制水稻的生长。付冬冬等［25］的研究表明，土壤中添加适宜浓度的亚硒酸钠与硒酸钠能促进小麦生长及子粒产量的增加。本研究结果发现，亚硒酸钠和硒酸钠的施用增加了番茄产量，且硒酸钠施用效果优于亚硒酸钠。与李彦等［26］的研究结果一致，硒对番茄有一定的增产作用。这可能是由于土壤中施入硒改善了番茄的生理特性，有助于番茄的生长发育，从而增加了其产量。

植物干物质重是作物光合作用的产物，是作物生长状况的基本特征，可用于分析环境条件对作物产量形成的影响。刘睿［27］研究报道了硒对苦荞干物质重的影响，结果发现在低浓度硒条件下，苦荞干物质积累量得到了提高，与其研究一致，本研究中外源硒的添加增加了番茄地上部分干物质重，有利于光合产物的积累，从而促进番茄产量的增加。

3.2 外源硒施用对番茄硒含量及硒富集的影响

土壤中施硒肥可有效促进植物对硒的吸收，提高植物体内硒含量。樊俊［28］研究发现，2种价态硒［Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）］均能有效增加烟株各部位硒含量，且硒酸盐处理烟株各部位硒含量均高于亚硒酸钠处理。李鸣凤等［29］研究发现，施用硒酸盐和亚硒酸盐后，油菜的子粒、果荚、茎叶和根的硒含量均显著增加，且硒酸盐处理油菜各器官硒含量显著高于其他处理。关于燕麦施硒的研究表明土壤中施用硒后燕麦各器官中硒含量均有不同程度的增加［30］。与前人研究结果相似，本研究中亚硒酸钠和硒酸钠处理均提高了番茄植株根、茎、叶、果实中的硒含量，且硒酸钠处理番茄各器官硒含量较亚硒酸钠处理提高了2.81～6.10倍。这可能是由于土壤中施入的亚硒酸盐多以Se（Ⅳ）存在，容易被土壤吸附，而降低其生物有效性，而施入的硒酸盐大部分以Se（Ⅵ）存在，其水溶性高，更易于被植物吸收［31］。据《富硒农产品》标准（GH/T 1135—2017），富硒蔬菜的总硒含量应为0.1～1.0 mg/kg。本研究施用2种外源硒后番茄果实硒浓度为0.19～0.79 mg/kg，达到了该标准。根据《中国居民膳食指南》（2022），蔬菜的日消费量不应超过500 g。本研究中，番茄果实的日均硒摄入量符合《中国居民膳食营养素参考摄入量第3部分：微量元素》（WS/T 578.3—2017）规定的40～400 μg/d的安全范围。

通过研究不同外源硒对冬小麦吸收、分配和转运的影响发现，外源硒添加增加了小麦各器官硒含量，且硒酸钠处理各器官硒的富集系数均大于亚硒酸钠处理［32］。本研究也发现添加外源硒提高了番茄植株对硒的富集能力，增强了番茄植株中硒从根部向地上部分转移的能力，且硒酸钠对硒的富集效果更好。然而，本研究中亚硒酸钠处理根对硒的吸收能力较强，硒酸钠处理叶对硒的吸收能力较强。这可能是由于施入土壤中的亚硒酸盐并未立即向地上部分转运，而是发生了转化，大部分硒积累在植物根部［33，34］，而硒酸盐被植物吸收后很少发生转化而随即向植物地上部分转运，更易积累在植物叶片中［35］。关于印度芥菜的研究表明，硒酸盐在植物体中的迁移转运能力是亚硒酸的2倍，亚硒酸盐中只有10%从根部转运到地上部［36］。然而，有研究表明在高浓度硒酸盐条件下，小白菜生长受到抑制，与本研究结果不一致，这可能源于不同植物对不同形态、不同浓度硒的吸收、富集和转运存在差异［29］，具体影响机制还有待进一步研究。

3.3 外源硒施用对番茄品质的影响

施硒不仅可以提高作物的硒含量，还能有效改善作物的品质［37，38］。王淑珍等［39］研究报道喷施适宜浓度范围的硒，大蒜头中的可溶性糖、维生素C及硒含量随着施硒浓度的增加而增加。阚学飞等［40］研究了外源硒对黄瓜品质的影响，发现亚硒酸钠的施用可显著提高黄瓜中维生素C、可溶性糖和硒含量，显著改善黄瓜品质。周大寨［41］报道适量硒肥可以显著提高花椰菜中总糖及还原糖的含量，改善其品质。

本研究中亚硒酸钠和硒酸钠施用提高了番茄果实中维生素C、可溶性糖含量，且硒酸钠施用的效果优于亚硒酸钠，显著改善了番茄果实的品质。韩亚文等［12］研究发现土壤中添加适宜浓度的硒能提高番茄果实维生素C、可溶性糖及可溶性固形物等含量。与本研究结果一致，这可能是由于铁是呼吸作用电子传递蛋白质复合体的重要组分，适宜浓度的硒可以促进番茄对铁的吸收，从而促进植物光合作用，增加维生素C和可溶性糖含量［42，43］。然而，杨文秀等［44］研究发现随着硒浓度的提高，硒对油菜生长和品质产生了抑制作用，这可能是由于硒肥施用方式、部位及不同品种硒的耐受能力不同使得硒对作物营养品质的影响不一致［45］。

4 小结

不同外源硒施用对番茄植株的农艺性状、硒的吸收利用及番茄品质均产生了不同影响。相较于亚硒酸钠，硒酸钠可以更好地促进番茄植株的生长，增加番茄产量；外源硒施用提高了番茄植株各器官硒含量、硒的富集能力，满足人体每日硒摄入量需求，且硒酸盐的效果优于亚硒酸钠；硒酸钠施用可显著提高番茄果实中维生素C和可溶性糖含量，改善番茄果实的品质。

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