不同施硒方式對葉用萵苣產(chǎn)量、含硒量和硒轉(zhuǎn)化率的影響

袁偉玲 劉志雄 吳金平 殷紅清 陳磊夫*

（1 湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，湖北武漢 430064；2 武漢中農(nóng)南方科技有限公司，湖北武漢 430000；3 恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北恩施 445000）

硒是人體不可缺少的微量元素，對人體健康至關(guān)重要（湯超華 等，2019）。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球有近10 億人缺硒，我國約72%的土壤存在缺硒或低硒，其中30%嚴(yán)重缺硒（Chen et al.，2010）。由于無機(jī)硒不易被人體吸收，易對人體造成毒害，因此通常在植物生長過程中添加外源無機(jī)硒，無機(jī)硒經(jīng)植物吸收代謝轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒積累至可食部分，通過食物鏈供人體吸收利用（彭琴 等，2017）。蔬菜可以將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒，長期食用富硒蔬菜可以滿足人體對硒的需求，達(dá)到預(yù)防和治病的目的（Emese et al.，2009；殷金巖 等，2015；黃雪梅等，2018）。

一般來說，添加外源硒的方式有土壤施硒、葉面施硒和硒浸種3 種方式，這些方式均能有效提高蔬菜硒含量（史衍璽 等，1998；王永勤 等，2001；張雯和耿增超，2012），但這3 種方式施硒后，因蔬菜對硒吸收轉(zhuǎn)運(yùn)途徑不同，其轉(zhuǎn)化效率是否存在差異，哪一種途徑轉(zhuǎn)化效率更高尚不清楚，制約了人們選擇合適手段提高蔬菜硒含量。葉用萵苣又名生菜，屬菊科萵苣屬作物，生長快、周期短、食用方便，在我國廣泛種植，深受大眾喜愛。本試驗(yàn)擬通過土壤施硒，篩選出富硒能力較強(qiáng)的葉用萵苣品種；同時(shí)比較土壤施硒、葉面施硒和硒浸種3 種施硒方式對葉用萵苣產(chǎn)量、品質(zhì)、含硒量和硒轉(zhuǎn)化率的影響，明確葉用萵苣最佳施硒方式和施硒量，為富硒蔬菜開發(fā)利用提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試葉用萵苣品種為芳妮、羅莎綠、奶油紅、橡葉紅，由北京鼎豐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司提供。外源硒供體為亞硒酸鈉（Na2SeO3）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019 年春季和秋季在湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)地土壤為紅壤，土壤理化特性為：有機(jī)質(zhì)25.41 g·kg-1，全氮1.76 mg·kg-1，速效氮139.2 mg·kg-1，有效磷62 mg·kg-1，有效鉀136 mg·kg-1，土壤總硒含量為0.116 mg·kg-1，有效硒含量0.012 mg·kg-1，pH 5.7。試驗(yàn)地前茬作物為蘿卜，基肥施用750 kg·hm-2復(fù)合肥（N-P-K 為15-15-15）和3 000 kg·hm-2商品有機(jī)肥。2019 年春季2 月中下旬播種，4 月上旬收獲；秋季9 月中下旬播種，11 月上旬收獲，按常規(guī)管理。

不同葉用萵苣品種吸硒特性研究：以芳妮、羅莎綠、橡葉紅、奶油紅為供試材料，設(shè)置2 個(gè)土壤施硒濃度處理：0、0.2 g·m-2，小區(qū)面積20 m2，3次重復(fù)。在葉用萵苣移栽前，將Na2SeO3溶入水，噴施在定植穴土壤周圍。

施硒方式研究：2019 年春季和秋季以芳妮為供試材料，采用土壤施硒、葉面施硒和硒浸種3 種方式添加外源硒。土壤施硒設(shè)置5 個(gè)硒處理，0、0.02、0.2、2、20 g·m-2；葉面施硒設(shè)置4 個(gè)硒處理，0、50、100、200 mg·kg-1；硒浸種設(shè)置3 個(gè)硒處理，0、50、100 mg·kg-1。小區(qū)面積12 m2，3 次重復(fù)。土壤施硒是在定植前，將硒溶入水中噴施在定植穴土壤周圍。葉面施硒于采收前1 個(gè)月葉面噴施。硒浸種處理于播種前浸種12 h。3 種方式均以清水為對照。

1.3 小區(qū)測產(chǎn)

葉用萵苣采收期，每小區(qū)按8 m2進(jìn)行采樣測產(chǎn)。

1.4 植株樣品含硒量的測定

葉用萵苣采收期，土壤施硒、葉面施硒、硒浸種3 種方式，每個(gè)處理采樣10 株，依次用自來水、蒸餾水洗滌干凈，吸水紙吸干水分，70 ℃烘至恒重，按照萬亞男等（2017）的方法測定干樣品總硒含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葉用萵苣品種的硒吸收特性

由表1 可以看出，對照的4 個(gè)葉用萵苣品種含硒量差異不顯著；土壤添加0.2 g·m-2的硒后，4 個(gè)葉用萵苣品種含硒量為：芳妮＞羅莎綠＞奶油紅＞橡葉紅，奶油紅和橡葉紅含硒量無顯著差異。與對照相比，施硒處理后芳妮的含硒量增加了115.7 倍，羅莎綠增加109.8 倍，奶油紅增加105.8倍，橡葉紅增加105.8 倍。

表1 不同葉用萵苣品種的含硒量 mg·kg-1

2.2 施硒對葉用萵苣產(chǎn)量的影響

土壤施硒、葉面施硒和硒浸種3 種方式添加外源硒對葉用萵苣產(chǎn)量均表現(xiàn)出較顯著的影響（表2）。硒對葉用萵苣的產(chǎn)量影響存在劑量效應(yīng)，適量硒濃度可以增加葉用萵苣產(chǎn)量，但過量硒對葉用萵苣產(chǎn)量產(chǎn)生一定的抑制作用。表2 結(jié)果表明，葉面噴施50 mg·kg-1硒時(shí)葉用萵苣產(chǎn)量顯著高于對照和其他處理，200 mg·kg-1硒噴施處理的葉用萵苣產(chǎn)量顯著低于對照；葉面施硒不同季節(jié)間產(chǎn)量表現(xiàn)出差異，可能是由于氣候因素的影響。100 mg·kg-1硒浸種處理，葉用萵苣產(chǎn)量顯著低于對照，可能是因?yàn)槲鴿舛冗^高，對葉用萵苣根芽產(chǎn)生毒害，影響葉用萵苣后期生長。土壤施硒處理中，當(dāng)硒濃度為2、20 g·m-2時(shí)，葉用萵苣產(chǎn)量顯著低于對照。

表2 施硒對葉用萵苣產(chǎn)量和總硒含量的影響

2.3 施硒對葉用萵苣總硒含量的影響

從表2 可以看出，土壤施硒、葉面施硒和硒浸種3 種方式添加外源硒，隨著施硒濃度的增加，葉用萵苣總硒含量均顯著增加。與對照相比，葉面噴施50、100、200 mg·kg-1后，葉用萵苣總硒含量分別提高93.96、195.44 倍和305.95 倍。與對照相比，50、100 mg·kg-1硒浸種處理的葉用萵苣總硒含量分別提高5.89 倍和43.44 倍。0.02、0.2、2、20 g·m-2土壤施硒處理的葉用萵苣總硒含量分別比對照提高92.14、926.82、1 321.38、1 869.25 倍。

2.4 施硒對葉用萵苣硒轉(zhuǎn)化率的影響

葉用萵苣吸收硒的形態(tài)以有機(jī)硒為主。隨著外源硒施用濃度的提高，葉用萵苣有機(jī)硒含量均顯著增加，但有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率表現(xiàn)出先升高后下降的趨勢，各處理有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率均在80%以上（表3）。由表2 和表3 可以看出，葉面施硒和土壤施硒方式下，添加適宜的硒可促進(jìn)葉用萵苣生長，提高產(chǎn)量，但當(dāng)添加的外源硒超過一定量后，產(chǎn)量降低，硒轉(zhuǎn)化率降低，這可能是添加硒的量過大引起中毒造成的。硒浸種處理，當(dāng)硒濃度為100 mg·kg-1時(shí)葉用萵苣產(chǎn)量下降，但有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率下降不顯著，其原因可能是100 mg·kg-1已達(dá)到葉用萵苣中毒劑量，抑制了葉用萵苣苗期新陳代謝和對養(yǎng)分的吸收，從而給產(chǎn)量造成一定影響，但隨著葉用萵苣后期生長，其生物量的增加，硒濃度在植株中逐漸稀釋，中毒狀況在一定程度上得到緩解。

表3 葉用萵苣中硒的形態(tài)分析

3 討論

對于缺硒和低硒土壤栽培作物，土壤增施硒肥、葉面噴硒、浸（拌）種等人為添加外源硒的方式可以為人類提供安全、有效的植物性硒源（史衍璽 等，1998；王永勤 等，2001；張城銘和周鑫斌，2019）。大量研究表明，在適宜的硒濃度范圍內(nèi)，硒的吸收隨外源硒濃度的提高而增加（張雯和耿增超，2012；鄭甲成和劉婷，2014；劉慶 等，2016）。王永勤等（2001）研究表明，硒浸種大蒜后，大蒜有機(jī)硒含量隨著硒濃度的提高而提高。王晉民等（2007）發(fā)現(xiàn)，葉面施硒后，青花菜、胡蘿卜和大蒜有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率隨施硒濃度的增加而增加，植株全硒、有機(jī)硒和無機(jī)硒的含量顯著提高。萬亞男等（2017）研究了不同形態(tài)硒對韭菜吸收富集的影響，結(jié)果表明，向土壤中施加亞硒酸鈉可顯著提高韭菜可食部位的硒含量，硒施用量越大，韭菜中硒含量越高。本試驗(yàn)結(jié)果表明，以土壤施硒、葉面施硒和硒浸種3 種方式分別添加外源硒，葉用萵苣總硒含量隨著添加外源硒濃度的增加而增加。添加硒后葉用萵苣有機(jī)硒轉(zhuǎn)化率均在80%以上，說明葉用萵苣具有較強(qiáng)的將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒的能力，從而達(dá)到人體補(bǔ)硒的目的。本試驗(yàn)以亞硒酸鈉作為硒源，是因?yàn)槠淙苋胨妆恢参镂绽?，是植物吸收無機(jī)硒的主要形態(tài)。與葉面施硒和土壤施硒相比，硒浸種可以避免因添加外源硒造成的土壤與水源的硒污染，且施硒技術(shù)容易把握，但當(dāng)硒濃度為100 mg·kg-1時(shí)葉用萵苣產(chǎn)量降低，總硒含量升高，硒轉(zhuǎn)化率下降不顯著。一般而言，適量濃度的外源硒可促進(jìn)蔬菜植株的生長，增強(qiáng)根系還原能力，增加生物量，提高產(chǎn)量；而過量的外源硒會抑制植株的生長，甚至產(chǎn)生一定的毒害作用（張雯和耿增超，2012；穆婷婷 等，2017）。外源硒對蔬菜產(chǎn)量的影響途徑可能有兩方面。一方面，施入外源硒后，直接作用于植物體內(nèi)的某些生化過程，進(jìn)而影響蔬菜的生物量和產(chǎn)量。吳雄平等（2009）研究表明，低濃度的硒能夠促進(jìn)普通白菜的生長，使其根變粗，并誘導(dǎo)脯氨酸的產(chǎn)生，阻止丙二醛的合成，增強(qiáng)普通白菜的抗逆性，使其生物量明顯提高；高濃度的硒之所以會抑制普通白菜的生長，是因?yàn)檫^量的硒導(dǎo)致了植株脯氨酸合成下降、丙二醛合成增加，葉及根系生長受到抑制，地上部和地下部質(zhì)量顯著急速下降。另一方面，外源硒可能會影響土壤中某些微生物的種類、數(shù)量或酶的活性（郭開秀 等，2010），進(jìn)而影響蔬菜生長的養(yǎng)分環(huán)境，通過影響植物對養(yǎng)分的吸收，最終對蔬菜產(chǎn)量產(chǎn)生作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤施硒、葉面施硒和硒浸種3 種方式添加外源硒對葉用萵苣的產(chǎn)量影響存在劑量效應(yīng)，適量硒濃度可以促進(jìn)葉用萵苣植株生長，增加產(chǎn)量，但過量硒對植株有毒害作用，產(chǎn)生一定的抑制作用，葉用萵苣的產(chǎn)量反而隨著外源硒含量的增加而顯著降低，這與段曼莉等（2011）的研究結(jié)論一致。不同品種葉用萵苣在噴施相同濃度硒條件下，硒含量表現(xiàn)出的差異可能與不同基因型品種的硒結(jié)合蛋白的合成及數(shù)量有關(guān)。

土壤施硒、葉面施硒和硒浸種3 種方式均能提高葉用萵苣葉片總硒含量，但吸收轉(zhuǎn)運(yùn)途徑不同。土壤施硒時(shí)硒一般先被葉用萵苣根系吸收，再轉(zhuǎn)運(yùn)至地上部；葉面施硒則由葉片直接吸收轉(zhuǎn)運(yùn)硒；硒浸種是由種子吸收硒參與代謝，再轉(zhuǎn)運(yùn)至葉片中。張城銘和周鑫斌（2019）研究表明，葉面噴施亞硒酸鈉時(shí)硒能夠較快地被葉片吸收轉(zhuǎn)運(yùn)，而土壤添加的亞硒酸鹽容易被土壤固定，從而降低其生物有效性。本試驗(yàn)中，葉面施硒、土壤施硒和硒浸種的硒轉(zhuǎn)化率差異不大，可能是由于葉面噴施硒溶液發(fā)生蒸騰損失，也可能是部分硒在葉片中同化為有機(jī)硒揮發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致葉面硒轉(zhuǎn)化率稍低；而硒浸種和土壤施硒2 種方式，外源硒與葉用萵苣種子和根系接觸時(shí)間長，吸收更加充分。綜合比較土壤施硒、葉面施硒和硒浸種對葉用萵苣產(chǎn)量、總硒含量和硒轉(zhuǎn)化率的影響，推薦葉面噴施硒100 mg·kg-1為葉用萵苣最佳的添加外源硒方式和施硒量。

食物中的硒含量在一定程度上決定了人體對硒的攝入量。世界衛(wèi)生組織在1996 年的建議認(rèn)為，每天40 μg 的硒攝入量能夠滿足大部分成人的需求。依據(jù)中國營養(yǎng)學(xué)會提出的中國居民平衡膳食寶塔推薦，在中等能量膳食結(jié)構(gòu)中蔬菜的攝入量為450 g 左右，以蔬菜含水量為95%推算，每天攝入蔬菜的干質(zhì)量約為22.5 g，由此推算出每日通過單純攝入葉菜類獲得的硒的含量為1.35 μg，僅占建議日攝入量40 μg 的3.3%?？梢?，通過蔬菜攝取的硒的含量僅占人體日建議攝入量的極少部分。

目前，蔬菜生產(chǎn)上主要通過施用外源硒提高蔬菜硒含量，雖然取得一些效果，但施用外源硒后不僅增加了投入成本，長期施用還可能給環(huán)境帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)，過量施用外源硒，也會對蔬菜生產(chǎn)產(chǎn)生一定危害作用。同時(shí)，由于蔬菜富硒的必需劑量、缺乏劑量及毒害劑量間的差異非常小，因此，硒的合理施用方式和適宜的施用量還需進(jìn)一步的研究和探討。同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)蔬菜硒吸收、轉(zhuǎn)化和累積機(jī)制研究，促進(jìn)外源硒向蔬菜可食部分的遷移，并篩選富硒蔬菜新優(yōu)品種，提高蔬菜富集硒的含量，改善蔬菜品質(zhì)，在此基礎(chǔ)上，形成一系列富硒蔬菜標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程，進(jìn)行富硒蔬菜食品開發(fā)和利用，對于緩解我國人體硒缺乏癥狀、促進(jìn)人體健康將具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié)論

土壤施硒0.2 g·m-2，4 個(gè)葉用萵苣品種含硒量為：芳妮＞羅莎綠＞奶油紅＞橡葉紅。以土壤施硒、葉面施硒和硒浸種3 種方式添加外源硒，隨著外源硒濃度的增加，葉用萵苣的產(chǎn)量先升后降，總硒含量則顯著增加，硒轉(zhuǎn)化率也表現(xiàn)為先升后降，但均在80%以上；綜合比較土壤施硒、葉面施硒和硒浸種對葉用萵苣產(chǎn)量、含硒量和硒轉(zhuǎn)化率的影響，推薦葉面噴施硒100 mg·kg-1為葉用萵苣最佳的添加外源硒方式和施硒量。