土壤施富硒有機(jī)肥對(duì)‘嘎拉’蘋(píng)果果實(shí)硒含量和品質(zhì)的影響*

劉 麗，王張民，牛慈瓊，袁林喜，劉娟桃，劉志奎，李 全

（1 山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所，太原030031）（2 果樹(shù)種質(zhì)創(chuàng)制和利用山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）（3 江蘇省硒生物工程技術(shù)研究中心）

硒是人體必需的微量元素，具有增強(qiáng)免疫功能、降低致癌物質(zhì)的誘癌性等重要作用[1]，人們主要通過(guò)食物等獲取硒元素。山西省處于從東北三省起斜穿至云貴高原的一條缺硒地帶[2]，土壤硒含量相對(duì)貧乏致使農(nóng)產(chǎn)品硒含量過(guò)低。隨著生活水平的提高，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注具有更高質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的農(nóng)產(chǎn)品[3]，因此，開(kāi)發(fā)富硒農(nóng)產(chǎn)品具有重要意義。目前，有不少有關(guān)蘋(píng)果施硒的研究報(bào)道[4-7]，但均未提供施硒的具體參數(shù)，且大部分研究均采用水溶性的硒肥進(jìn)行葉面噴施、灌根或者樹(shù)干注射，通過(guò)土壤施加方式施用固態(tài)富硒有機(jī)肥的研究在果樹(shù)方面的研究少見(jiàn)報(bào)道。我們?cè)凇吕O(píng)果不同生育期土壤施用富硒有機(jī)肥，研究了果實(shí)中硒含量的變化規(guī)律，分析了施硒量對(duì)果實(shí)硒含量和品質(zhì)的影響，以期為富硒蘋(píng)果生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018 年3—12 月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所太谷縣科研中試基地進(jìn)行。當(dāng)?shù)貙偾鹆甑貛?，海?30 m，年降水量400～600 mm，年平均氣溫10.8 ℃，極端低溫-19 ℃。試驗(yàn)田土壤類(lèi)型為沙壤土，pH 值7.8，有機(jī)質(zhì)含量1.0%，肥力中等，地下水位低，有灌溉條件。供試蘋(píng)果品種為‘嘎拉’，砧木為八棱海棠，樹(shù)齡10 年，行株距5 m×4 m，樹(shù)勢(shì)中庸一致，常規(guī)田間管理。

供試肥料為基準(zhǔn)富硒有機(jī)肥，由蘇州硒谷科技有限公司提供，代碼SETEK-BF-1709［魯農(nóng)肥（2017）準(zhǔn)字0002 號(hào)］，硒含量1 000 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3 個(gè)施肥時(shí)期，分別是開(kāi)花期、果實(shí)膨大期（6 月12 日）、開(kāi)花期+果實(shí)膨大期，3 個(gè)富硒有機(jī)肥施用量，分別是150、225、300 g/hm2（以硒計(jì)），以不施富硒有機(jī)肥作為對(duì)照，共10 個(gè)處理，詳見(jiàn)表1。每行為1 個(gè)處理區(qū)，5 株樹(shù)為1 次重復(fù)，重復(fù)3 次，環(huán)繞根部施肥。其他管理照常。

2018 年8 月18 日采集果實(shí)及葉片樣品，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)采集10 個(gè)，作為1 個(gè)混合樣，每個(gè)小區(qū)取3 個(gè)平行樣。樣品采集后，將其表面反復(fù)用清水洗凈，并用去離子水沖洗后擦干。冷藏保存留待分析時(shí)制備樣品并檢測(cè)。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

采用HNO3∶HClO4為4∶1 的混酸-電熱板消解樣品[8]，用原子熒光光譜儀（AFS-9230，北京吉天）測(cè)定硒含量。樣品檢測(cè)過(guò)程以植物標(biāo)樣GBW07603（GSV-2）進(jìn)行質(zhì)量控制，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，方法回收率不低于95%。

利用手持式折射儀（成都豪創(chuàng)型）測(cè)定果實(shí)可溶性固形物含量；蒽酮比色法測(cè)定果實(shí)可溶性糖含量；氫氧化鈉中和滴定法測(cè)量果實(shí)可滴定酸含量；2,6-二氯酚靛酚法測(cè)定維生素C 含量[9]。

數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0 進(jìn)行方差分析，多重比較采用Duncan’s 法，采用Excel 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 施富硒有機(jī)肥對(duì)‘嘎拉’果實(shí)硒含量的影響

從圖1 可以看出，同一施肥時(shí)期處理，‘嘎拉’果實(shí)硒含量隨著富硒有機(jī)肥施用量的提高而顯著上升。開(kāi)花期施富硒有機(jī)肥，施肥量為150 g/hm2時(shí)，果實(shí)硒含量為0.003 mg/kg，隨著施肥量的增加，果實(shí)硒含量以0.003 mg/kg 的增幅遞增。果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，施肥量為150 g/hm2時(shí)，果實(shí)硒含量為0.003 mg/kg，隨著施肥量的增加，果實(shí)硒含量分別以0.009、0.008 mg/kg 的增幅遞增。開(kāi)花期和果實(shí)膨大期同時(shí)施富硒有機(jī)肥，每次施肥量為150 g/hm2時(shí)，果實(shí)硒含量為0.006 mg/kg，隨著施肥量的增加，果實(shí)硒含量分別以0.008、0.007 mg/kg 的增幅遞增。對(duì)照果實(shí)硒含量為0.001 mg/kg。

圖1 施富硒有機(jī)肥對(duì)‘嘎拉’果實(shí)硒含量的影響

不同施肥時(shí)期相比較，施硒量為150 g/hm2時(shí)，開(kāi)花期+膨大期施肥組的果實(shí)硒含量與開(kāi)花期施肥組和果實(shí)膨大期施肥組的硒含量之和相一致；施硒量分別為225 g/hm2和300 g/hm2時(shí)，開(kāi)花期+膨大期施肥組的果實(shí)硒含量卻不等于開(kāi)花期施肥組和果實(shí)膨大期施肥組2 個(gè)單獨(dú)施肥處理的果實(shí)硒含量之和，且遠(yuǎn)低于二者之和。從圖1 可以看出，果實(shí)膨大期施肥組、開(kāi)花期+膨大期施肥組，這2 組的果實(shí)硒含量隨著施硒量的增加，相差在逐步減少，且施硒量為300 g/hm2時(shí)，果實(shí)的硒含量均達(dá)到0.020 mg/kg 左右。

2.2 施富硒有機(jī)肥對(duì)‘嘎拉’果實(shí)品質(zhì)的影響

從表1 可以看出，同一施肥期處理，‘嘎拉’果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量隨著施硒量的增加而增加，且變化完全一致。與對(duì)照相比，開(kāi)花期施富硒有機(jī)肥，隨著施硒量的增加，‘嘎拉’果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量未呈現(xiàn)顯著性增加；膨大期施富硒有機(jī)肥，各處理果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量與對(duì)照差異均不顯著；開(kāi)花期+果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，225、300 g/hm2處理果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量均顯著高于對(duì)照。果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥和開(kāi)花期+果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，均是施硒量300 g/hm2處理果實(shí)可溶性固形物含量和可溶性糖含量最高。不同施肥期相比較，施肥量為225、300 g/hm2時(shí)，開(kāi)花期+膨大期施肥處理可溶性固形物含量和可溶性糖含量均顯著高于開(kāi)花期或膨大期施硒肥處理，膨大期施肥處理與開(kāi)花期相比無(wú)顯著差異。

表1 施富硒有機(jī)肥處理及對(duì)照‘嘎拉’果實(shí)品質(zhì)

開(kāi)花期或果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，225、300 g/hm2處理的果實(shí)可滴定酸含量均顯著低于對(duì)照；開(kāi)花期+果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，3 個(gè)施肥量處理的果實(shí)可滴定酸含量均顯著低于對(duì)照（表1）。施肥量為300 g/hm2時(shí)，開(kāi)花期+膨大期施肥處理的果實(shí)可滴定酸含量顯著低于開(kāi)花期，但與膨大期的相比無(wú)顯著差異。

開(kāi)花期施不同量富硒有機(jī)肥的果實(shí)糖酸比與對(duì)照相比均無(wú)顯著差異；果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，300 g/hm2處理的果實(shí)糖酸比顯著高于對(duì)照；開(kāi)花期+果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，3 個(gè)施硒量處理的果實(shí)糖酸比均顯著高于對(duì)照（表1）。施肥量為300 g/hm2時(shí)，開(kāi)花期的果實(shí)糖酸比與膨大期無(wú)顯著差異，但均顯著低于開(kāi)花期+膨大期施肥處理。

果實(shí)維生素C 含量隨著施硒量的增加而增加，各施硒處理均顯著高于對(duì)照。其中，開(kāi)花期施富硒有機(jī)肥，最高增幅為4.78%；果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，最高增幅為5.53%；開(kāi)花期+果實(shí)膨大期施富硒有機(jī)肥，最高增幅達(dá)到8.35%（表1）。

2.3 富硒有機(jī)肥施用量與‘嘎拉’果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析

從表2 可以看出，施硒量與果實(shí)硒含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比、維生素C含量呈極顯著正相關(guān)，與果實(shí)可滴定酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。果實(shí)硒含量與可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比、維生素C 含量呈極顯著正相關(guān)，與可滴定酸含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。因此，隨著施硒量的增加，果實(shí)糖酸比提高。

表2 施硒量和果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)間Pearson 相關(guān)性分析

3 小結(jié)和討論

3.1 土壤施硒肥可提高果實(shí)硒含量

在不補(bǔ)充外源硒的情況下，水果的硒含量一般較低，不超過(guò)10 μg/kg，蘋(píng)果果實(shí)的硒含量相對(duì)更低，全國(guó)范圍內(nèi)變化范圍為0～23.1 μg/kg，平均2.4 μg/kg[1,10]。本試驗(yàn)中，對(duì)照的蘋(píng)果硒含量為1 μg/kg，在全國(guó)典型蘋(píng)果硒含量范圍內(nèi)偏低。土壤施硒肥后，蘋(píng)果的硒含量顯著提高。同一施肥時(shí)期，蘋(píng)果的硒含量與施肥量呈極顯著正相關(guān)；當(dāng)施硒量為300 g/hm2時(shí)，果實(shí)膨大期施硒和開(kāi)花期+果實(shí)膨大期施硒的果實(shí)硒含量均達(dá)到0.020 mg/kg，是對(duì)照的20 倍。這與吳國(guó)良等[11]的研究結(jié)果一致，蘋(píng)果富集硒的效果顯著。這與葉面噴施硒肥的結(jié)果不同[5,7,12]。葉面噴施濃度再次增加時(shí)，果實(shí)硒含量反而降低。李應(yīng)生等[13]分析認(rèn)為硒大多以硒代氨基酸的形式被結(jié)合于植物蛋白質(zhì)中，并取代含硫氨基酸中硫的位置，而蘋(píng)果是非積聚型植物，含硫氨基酸數(shù)量有限，果實(shí)可被硒占居的位置也就受到了限制，硒轉(zhuǎn)運(yùn)載體飽和，硒含量自然無(wú)法再增加。在本試驗(yàn)中，果實(shí)膨大期施硒肥，果實(shí)硒含量雖也在逐步增加，但增長(zhǎng)幅度呈緩慢下降趨勢(shì)；同樣，開(kāi)花期和果實(shí)膨大期同時(shí)施硒，果實(shí)硒含量增長(zhǎng)幅度也呈緩慢下降趨勢(shì)。也就是說(shuō)，隨著施硒量的累積施加，果實(shí)的硒含量在逐漸飽和，但是，土壤和植物體內(nèi)硒吸收和轉(zhuǎn)化機(jī)制是相當(dāng)復(fù)雜的，土壤施硒時(shí)，果實(shí)的硒含量是否隨著施硒量的增加而顯著提高，需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

在本試驗(yàn)中，開(kāi)花期和果實(shí)膨大期同時(shí)施硒，果實(shí)硒含量雖均高于只在開(kāi)花期或果實(shí)膨大期施硒處理組，但卻遠(yuǎn)低于只在開(kāi)花期或果實(shí)膨大期施硒處理組的果實(shí)硒含量之和，而且，果實(shí)膨大期施硒300 g/hm2與開(kāi)花期+果實(shí)膨大期同時(shí)施硒300 g/hm2，果實(shí)硒含量相差很小。這可能是因?yàn)橥寥乐写嬖谥T多因素，影響著樹(shù)體對(duì)硒的吸收、轉(zhuǎn)化和利用[14]。因此，不同生育期疊加施硒肥并不能達(dá)到多次單獨(dú)施用的加和效果。而且，試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，開(kāi)花期或果實(shí)膨大期施硒300 g/hm2，果實(shí)硒含量要比開(kāi)花期+果實(shí)膨大期同時(shí)施硒150 g/hm2的高，也就是說(shuō)，將硒肥分成多次施用并不能增強(qiáng)被樹(shù)體吸收轉(zhuǎn)化利用效果，反而造成肥料中硒的有效利用率降低，從而導(dǎo)致果實(shí)硒含量的降低，這與葉面施硒的結(jié)論相反[5]。另外，施硒量為150 g/hm2時(shí)，與對(duì)照相比，開(kāi)花期與果實(shí)膨大期施硒肥的果實(shí)硒含量增加速率一致，均增加0.002 mg/kg；但在施硒量為225 g/hm2和300 g/hm2時(shí)，果實(shí)膨大期施硒的果實(shí)硒含量提升幅度要高于開(kāi)花期施硒，這與蘋(píng)果葉面噴施硒的結(jié)果相同，即果實(shí)硒含量隨著施硒時(shí)期的后移而增加[5]。綜上所述，在果實(shí)膨大期施硒肥，比在開(kāi)花期施硒肥效果好，比2 個(gè)時(shí)期同時(shí)施硒肥經(jīng)濟(jì)。

3.2 土壤施硒肥可提高果實(shí)品質(zhì)

土壤施硒肥，蘋(píng)果果實(shí)可溶性固形物含量、可溶性糖含量隨著施硒量的增加而提高，這與葉面施硒效果一致[5-7,15-17]。而且，土壤施硒可顯著提高蘋(píng)果的維生素C 含量，維生素C 含量是植物體內(nèi)重要的非酶體系抗氧化物，硒可以通過(guò)增加非酶體系抗氧化物的合成來(lái)提高植物的抗氧化能力，土壤施硒在碎米薺中的應(yīng)用研究結(jié)果[18]也支持這一結(jié)論。葉面施硒對(duì)蘋(píng)果可滴定酸含量無(wú)顯著影響[5,17]，但也有葉面施硒能顯著降低蘋(píng)果果實(shí)可滴定酸含量的報(bào)道[6-7]，本研究中，土壤施硒后，蘋(píng)果可滴定酸含量顯著降低，這或許與栽培地區(qū)、硒肥品種、硒肥用量有關(guān)。糖和酸既是水果的重要營(yíng)養(yǎng)成分，也是重要風(fēng)味物質(zhì)，糖酸比值是決定水果風(fēng)味的關(guān)鍵因素。本研究中，土壤施硒后，蘋(píng)果糖酸比顯著提高，口感更佳。

本研究結(jié)果表明，在果實(shí)膨大期，土壤施用富硒有機(jī)肥300 g/hm2，‘嘎拉’蘋(píng)果果實(shí)的硒含量達(dá)到0.020 mg/kg，比對(duì)照提高了20 倍，提高幅度大，處理效果好且最為經(jīng)濟(jì)，而且，果實(shí)可溶性固形物含量、可溶性糖含量和維生素C 含量增加，可滴定酸含量降低，糖酸比提高，果實(shí)風(fēng)味改善明顯，品質(zhì)顯著提高。