王 斐, 姜淑苓, 歐春青, 毋永龍, 王海波, 李連文, 馬 力
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所, 農(nóng)業(yè)部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 遼寧興城 125100)
硒是人體所必需的微量元素,對(duì)人體健康至關(guān)重要,參與人體中多個(gè)主要代謝途徑,如甲狀腺激素代謝、 抗氧化防御系統(tǒng)和免疫功能[1]。缺硒會(huì)引起生長(zhǎng)遲緩、 損害骨骼代謝,并導(dǎo)致多種疾病[2-3]。相關(guān)研究表明,適量補(bǔ)硒可以降低這些疾病的發(fā)生率[4],因此人們?cè)絹?lái)越重視和關(guān)注硒的生物學(xué)意義,并開(kāi)展了大量研究工作,富硒食品也隨之出現(xiàn)。人和動(dòng)物體內(nèi)的硒主要來(lái)自于食物鏈植物[5],目前富硒大米、 富硒茶、 富硒小麥、 富硒蔬菜等已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)格局[6],富硒果品的研發(fā)也逐漸增多。關(guān)于小麥、 大豆、 茶、 蔬菜等作物對(duì)硒的吸收、 運(yùn)轉(zhuǎn)及積累特性已有報(bào)道[7-10],研究發(fā)現(xiàn)小麥籽粒產(chǎn)量、 蔬菜根和莖的生長(zhǎng)量及不同器官對(duì)硒的吸收隨著外源硒濃度的增大而增加,但受外源硒濃度和不同價(jià)態(tài)的影響,外源硒還能夠改變硒在各器官的累積和分配。在蘋(píng)果、 葡萄、 桃、 棗等果樹(shù)上也開(kāi)展了相關(guān)研究[11-14],施硒可以提高果實(shí)含硒量,但不同施肥方式的效果不同,施硒后硒在植株體內(nèi)的分布及各部位累積順序發(fā)生變化,并明確了蘋(píng)果、 桃和棗對(duì)硒的吸收屬于非積聚型。
在前期工作中,我們開(kāi)展了氨基酸硒肥施用濃度和施用方式的篩選,明確了氨基酸硒肥對(duì)梨果實(shí)品質(zhì)、 葉片質(zhì)量以及不同部位硒含量的影響[15-16],但關(guān)于硒在梨體內(nèi)吸收、 運(yùn)轉(zhuǎn)及對(duì)梨體內(nèi)硒含量的影響未見(jiàn)報(bào)道。本研究通過(guò)噴施和土施氨基酸硒肥,探討了不同施肥方式下氨基酸硒肥對(duì)梨體內(nèi)硒含量的影響,以期為富硒梨的合理開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
1.2.1 施肥處理 試驗(yàn)設(shè)葉面噴施和土壤施入兩種施肥方式,以不施氨基酸硒肥作為對(duì)照,每個(gè)處理均以2株樹(shù)為一個(gè)小區(qū),3次重復(fù)。施肥時(shí)期為2013年5月10日(盛花期)。
土壤施肥設(shè)每株施入30、 60、 90和120 mL,即900、 1800、 2700、 3600 mg/plant。施肥時(shí),先在樹(shù)冠下方離主干30 cm等距離挖4個(gè)20 cm×20 cm×20 cm的施肥坑,將氨基酸硒肥兌清水,均勻澆于施肥坑中,于盛花期一次性施入。
葉面噴肥設(shè)每株噴施300、 400、 600和1000倍,即150.0、 112.5、 75.0和45.0 mg/plant。每株噴施1500 mL,使用手持噴霧器均勻噴布整株樹(shù)。從盛花期開(kāi)始噴施,每隔15 d噴施一次,直至果實(shí)成熟前15 d左右停止,共噴施7次。
圖1 不同施肥處理梨各個(gè)部位硒含量的動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamics of Se contents of leaves, fruit peel, flesh and core under different fertilization treatments
1.2.2 取樣時(shí)間和方法 為了研究施用氨基酸硒肥后樹(shù)體發(fā)育過(guò)程中硒含量的動(dòng)態(tài)變化,根據(jù)前期的試驗(yàn)結(jié)果[15-16],選取濃度適中、 施肥效果較好的施肥量進(jìn)行測(cè)定,即土施90 mL/plant(2700 mg/plant)和噴施600倍(75.0 mg/plant)2個(gè)處理。2013年分別于花后15 d、 30 d、 45 d、 60 d、 75 d、 90 d(果實(shí)成熟期)取樣,其他處理均于花后90 d取樣。按五點(diǎn)取樣法,從樹(shù)冠外圍和內(nèi)膛各個(gè)方位摘取果實(shí)20個(gè)和葉片30片,用洗滌劑清洗, 自來(lái)水沖洗3遍, 去離子水沖洗3遍,晾干水分。
單果硒總量的測(cè)定:取處理后的果實(shí)10個(gè),按照以上方法分別測(cè)定果皮、 果肉和果心的硒含量。單果硒總量=(果皮硒含量×果皮干重+果肉硒含量×果肉干重+果心硒含量×果心干重)/10。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel(2007)作圖表,用DPS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,Duncan新復(fù)極差法檢驗(yàn)差異顯著性。
由圖1可以看出,對(duì)照各個(gè)部位的硒含量均極低,而且在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中變化很??;而施硒后,各部位的硒含量均高于對(duì)照;同時(shí)期噴施處理的各個(gè)部位中硒含量均高于土施處理,這表明噴施的效果要好于土施。
噴施氨基酸硒肥對(duì)硒含量影響最大,各個(gè)時(shí)期的硒含量都極顯著高于對(duì)照;隨著樹(shù)體發(fā)育,葉片中硒含量呈現(xiàn)逐步降低的趨勢(shì);果皮和果肉中硒含量呈現(xiàn)“降—升—降”的趨勢(shì),兩個(gè)高峰期分別為花后15 d和75 d;果心中硒含量在初期呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì),至花后45 d時(shí)達(dá)到最低,之后逐漸增加。
由圖2可以看出,梨單果硒吸收量都是呈現(xiàn)逐步升高的趨勢(shì),在果實(shí)采收時(shí)硒吸收量達(dá)到最大,噴施和土施氨基酸硒肥處理分別為454.8、 348.3 ng/個(gè)。兩種施肥方式單果硒吸收量在果實(shí)發(fā)育初期均較低,噴施處理的單果硒吸收量從花后30 d開(kāi)始明顯升高,而土施處理則是從花后45 d開(kāi)始明顯升高,這說(shuō)明噴施處理的果實(shí)對(duì)硒的吸收早于土施處理。在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中,噴施處理的單果硒吸收量均明顯高于土施處理。
圖2 不同施肥處理梨單果硒吸收量的動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Dynamics of Se absorption per fruit under different fertilization treatments
2.3.1 施硒對(duì)梨果肉和葉片硒含量的影響 從表1可以看出,對(duì)照葉片的硒含量高于果肉,是果肉硒含量的30.6倍;噴施和土施氨基酸硒肥后,果肉和葉片中硒含量均顯著或極顯著增加,葉片的硒含量仍然高于果肉,但噴施氨基酸硒肥葉片硒含量是果肉的5.7倍,土施氨基酸硒肥葉片硒含量是果肉的3.7倍;噴施處理葉片和果肉中硒含量分別為對(duì)照的3.04倍和16.25倍,土施處理葉片和果肉中硒含量分別為對(duì)照的1.43倍和11.88倍,葉片中硒含量提高的倍數(shù)較小,而果肉中硒含量提高了10倍以上,說(shuō)明施硒可以極大地促進(jìn)果肉對(duì)硒的吸收。
表1 花后90天不同施肥方式處理后梨果實(shí)各部位及葉片硒含量
2.3.2 施硒對(duì)梨果實(shí)各部位硒含量的影響 由表1可以看出,對(duì)照果實(shí)各個(gè)部位的硒含量為果心>果肉>果皮,說(shuō)明不施硒時(shí)果心的硒含量最高,果皮的硒含量最低;而噴施氨基酸硒肥后,果實(shí)各個(gè)部位硒含量為果皮>果心>果肉,分別是對(duì)照的24.29倍、 7.50倍和16.25倍;土施氨基酸硒肥后,果實(shí)各個(gè)部位的硒含量仍為果心>果肉>果皮,分別是對(duì)照的6.94倍、 11.88倍和8.00倍。
施肥后果實(shí)各個(gè)部位中硒含量較對(duì)照均有顯著或極顯著增加,但因施肥方式的不同各部位硒含量增加的倍數(shù)也不同。噴施氨基酸硒肥可以極大地增加果皮(24.29倍)和果肉(16.25倍)中的硒含量,而土施氨基酸硒肥可以相對(duì)均衡地提高各部位中的硒含量;由于噴施處理的施肥量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于土施處理,因此,噴施氨基酸硒肥的利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于土施處理。
由圖3可以看出,噴施氨基酸硒肥后,梨果肉和葉片中硒含量隨著噴施濃度的增大逐漸升高,兩者呈正相關(guān);而土施氨基酸硒肥后,當(dāng)施肥量低于2700 mg/plant時(shí),梨果肉和葉片中硒含量隨著施肥量增加逐漸升高,施肥量2700 mg/plant時(shí),硒含量達(dá)到最高,而高于該施肥量時(shí),硒含量反而降低。
對(duì)所有處理的施肥量、 葉片和果肉中硒含量進(jìn)行比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)施肥量在一定范圍內(nèi),即低于2700 mg/plant時(shí),梨果肉和葉片中硒含量與施肥量呈正相關(guān),隨著施肥量的增加,硒含量逐漸升高,而當(dāng)施肥量超過(guò)2700 mg/plant時(shí),硒含量逐漸降低。
圖3 不同施肥量對(duì)果肉和葉片中硒含量的影響Fig.3 Effects of different fertilizer amounts on Se contents of pear flesh and leaves
研究發(fā)現(xiàn),梨葉片的硒含量高于果肉,而且不受施肥的影響,說(shuō)明在梨體內(nèi)非食用部分的硒含量高于食用部分,這與呼世斌等[5]的觀點(diǎn)一致。梨果實(shí)各部位(果皮、 果肉和果心)硒含量的高低順序與施肥方式有關(guān),這與王海波等[13]在設(shè)施葡萄上的研究結(jié)果相似。朱麗琴等[12]的研究發(fā)現(xiàn)施入外源硒后,硒在葡萄各部位的累積順序發(fā)生改變,而本研究發(fā)現(xiàn)土施氨基酸硒肥對(duì)梨果實(shí)各部位中硒含量的高低順序沒(méi)有影響,但噴施硒肥后,梨果實(shí)各部位硒含量的高低順序發(fā)生改變。施肥方式的不同導(dǎo)致各部位吸收硒的先后順序發(fā)生改變,土施氨基酸硒肥后梨對(duì)硒的吸收與在自然狀態(tài)下相同,均經(jīng)過(guò)根系吸收然后輸送到各個(gè)部位,所以硒在各個(gè)部位含量的高低順序沒(méi)有改變;而噴施完全改變了梨對(duì)硒的吸收順序,是由果皮和葉片直接吸收,因此導(dǎo)致硒在各個(gè)部位含量的高低順序發(fā)生改變。
植物對(duì)硒的吸收可分為積聚型和非積聚型,前者可大量吸收其周?chē)h(huán)境中的硒, 且極少量的硒就能刺激其生長(zhǎng)發(fā)育,而后者的生長(zhǎng)對(duì)硒并不十分需要,當(dāng)濃度達(dá)到一定值時(shí)還有明顯地抑制生長(zhǎng)的作用[5]。本研究發(fā)現(xiàn)施肥時(shí)有效硒含量超過(guò)2700 mg/株時(shí),梨果肉和葉片中的硒含量反而會(huì)下降,因此認(rèn)為梨對(duì)硒的富集屬于后者,即為非積聚型,這與呼世斌等[11]對(duì)蘋(píng)果的研究和朱麗琴等[12]對(duì)葡萄的研究結(jié)果相類(lèi)似。該結(jié)果也為富硒梨生產(chǎn)過(guò)程中施肥量的確定提供參考。
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