葉面噴施納米硒硅肥對甘蔗富硒效果的影響

白婭男，李慧敏,2，謝菀萱，雷 靜，唐翠榮，羅 慧，方 圓*

(1廣西大學，廣西南寧530005；2廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西南寧530001)

0 引言

甘蔗作為我國重要的糖類作物，具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、適應性廣等特點，但長期以來，人們主要重視莖部的利用，卻忽視了蔗梢的利用。目前蔗梢多用作飼料或者廢棄，人們對甘蔗筍的研究開發(fā)利用較少[1]。蔗筍是指甘蔗最頂端1～5節(jié)部分，其所含的氨基酸、有機酸、礦物質(zhì)含量比蔗莖高出幾倍甚至幾十倍，因其外部受蔗葉保護，無需噴施農(nóng)藥防蟲，可作為安全清潔蔬菜，在東南亞的日本、韓國，以及臺灣、香港等地區(qū)廣受青睞[2-3]。目前市場上蔗筍主要來源有2個途徑，其一是來自遺棄的蔗梢，砍收甘蔗或者打除過多分蘗時，均可采收大量的蔗梢；其二為專用于生產(chǎn)甘蔗筍的果蔗，由于甘蔗分蘗能力很強，蔗頭可以不斷地長出新的嫩莖，采收期可達7個月(3～11月)。據(jù)報道，種植果蔗專門用于蔗筍生產(chǎn)的經(jīng)濟效益可達16.5萬/hm2，利潤可觀。我國是甘蔗生產(chǎn)大國，廣西是甘蔗種植大省，開發(fā)蔗筍產(chǎn)業(yè)，提高蔗筍商業(yè)價值，是甘蔗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新途徑[4]。

硒(Selenium，Se)是人體所必需的微量營養(yǎng)元素，硒在增強人體免疫力、預防心血管疾病、降低癌癥風險等方面有重要作用[5]。隨著人們生活水平的提高，補硒已成為許多人關注的熱點。由于無機硒毒性較大，人不能直接食用，因此，通過提高農(nóng)產(chǎn)品可食部位的硒含量是合理的補硒方式，通過食物鏈從植物(動物)進入人體。研究表明，我國是嚴重缺硒的國家之一，約 72%的國土缺硒，1億多居民膳食攝入的硒含量不足，因此，提高農(nóng)產(chǎn)品硒含量成為當務之急[6]。

目前，大部分研究主要采用無機硒、有機硒等傳統(tǒng)材料設計實驗，葉面噴施納米硒肥的應用于蔗筍的富硒效果鮮有研究。納米硒在動物營養(yǎng)中的作用研究較多，但在植物營養(yǎng)中的研究較少；且采用單一硒材料的較多，采用硒與硅混合的材料較少[7-9]。硅是植物體的重要組成營養(yǎng)元素，被國際土壤界列為繼氮、磷、鉀之后的第4大元素。硅有利于提高作物的光合作用和葉綠素含量，增加作物莖桿的機械強度，提高抗病性。研究表明，單一施用硒肥會對作物如小麥產(chǎn)生毒害作用，硒肥濃度為1.0 mg/kg時，小麥受到硒毒害[10]。但硒與同族的元素氮配施后，在較高的硒水平下(2.6 mg/kg)，小麥的硒毒害降低，且對小麥籽粒有增產(chǎn)效果[11]。王永銳等發(fā)現(xiàn)硅能緩解硒對水稻幼苗的毒害，可能是由于可溶性硅酸鹽水解生成凝膠狀的H2SiO3，H2SiO3能夠吸附硒，從而避免過量的硒與植物的蛋白質(zhì)結合[10,12]。徐向華等[13]經(jīng)盆栽水稻實驗，發(fā)現(xiàn)單施硒處理的稻米硒含量僅為硒硅共施處理稻米的66%，硒硅共施還能有效提高作物中的硒含量。甘蔗與水稻同為禾本科植物，通過大量的硅帶入少量的硒，能否在達到作物富硒效果的同時又緩和硒過量帶來的影響，達到更為安全的富硒效果，還有待進一步研究。本研究旨在明確硅和硒共施對蔗筍、蔗葉、蔗葉鞘的富硒效果及長效性的影響，對于調(diào)控蔗筍富硒具有一定的理論和實踐意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地與試驗材料概述

甘蔗大田試驗在廣西武鳴縣進行，土壤為第四紀紅土母質(zhì)發(fā)育形成，土壤 pH值為 5.81，有機質(zhì)含量為35.27 g/kg，堿解氮含量為186.36 mg/kg，速效磷含量為 16.48 mg/kg，速效鉀含量為 177.80 mg/kg，總硒含量為0.72 mg/kg。

供試甘蔗為臺灣青皮甘蔗。葉面噴施材料為納米硅(SiO2)和納米硒(Se)，所含硅≥100 g/L，硒為1 g/L，pH范圍均為7.5～9.5，水不溶物均為＜10 g/L，由佛山市鐵人環(huán)保科技有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗處理設置

試驗于2016年7～9月進行，將納米硒和納米硅分別以 1∶1(S1)、1.5∶1(S1.5)、2∶1(S2)、2.5∶1(S2.5)比例混合，將混合液稀釋100倍待用。設置5個處理，分別為噴施S1、噴施S1.5、噴施S2、噴施S2.5，以噴施清水處理(CK)為對照。隨機區(qū)組排列，每個處理噴施2行，每行行距80 cm，每行40 m長(每個小區(qū)0.64 m2)，每隔2行設置1個處理，每個處理 3個重復。在甘蔗芽長出 3片葉子時(2016年7月7日)，下午15：00后采用噴霧器噴施，噴到蔗葉上滴水為止，每個小區(qū)噴施用量為5 L混合液。

1.3 調(diào)查項目及方法

樣品采集分 2次進行，時間分別為 2016年 8月7日(葉面噴施處理后31天)和9月20日(葉面噴施處理后 75天)，根據(jù)制作蔗筍的需求，每個小區(qū)隨機采6株蔗筍部分長至10 cm左右時的甘蔗。樣品采集后立即帶回實驗室，用自來水洗凈后再用去離子水清洗3次，分為蔗筍、蔗葉、蔗葉鞘3部分，對8月7日采集的蔗筍用精度百分之一的天平稱量蔗筍鮮重。蔗筍稱鮮重后按照制作筍干的標準進行處理，45℃烘干后的蔗筍、蔗葉、蔗葉鞘用不銹鋼粉碎機分別進行粉碎(樣品過60目)。粉碎的樣品備用。

樣品硒含量的測定[14]：稱取0.25 g樣品，加8 mL濃HNO3，采用微波消解法消解提取，定容到25 mL，過濾，濾液備用，預還原劑為含 0.5%氫氧化鈉和 1%硼氫化鉀溶液。準確吸取適量處理液至 15 mL離心管中，加入預還原劑進行預還原 30 min。樣液上原子熒光分析儀測定，載流為5%優(yōu)級純HCl溶液，還原劑為含 0.5%氫氧化鈉和 1%硼氫化鉀溶液。

本試驗使用Excel軟件和SPSS軟件進行數(shù)據(jù)計算、統(tǒng)計與處理。

2 結果與分析

2.1 不同比例硒硅葉面肥對甘蔗蔗筍鮮重的影響

為了解硒硅葉面肥噴施后對蔗筍鮮重的影響，對8月7日采集的蔗筍鮮重進行了分析。結果表明，葉面噴施硒硅肥均可以促進甘蔗筍的生長，隨著硒硅比例的增大，甘蔗筍鮮重呈現(xiàn)出先略有上升后下降的趨勢(見圖 1)。S1、S1.5、S2和 S2.5處理甘蔗筍鮮重分別比 CK增加了 14.5%、15.4%、9.9%和6.8%，但是各處理間差異并不顯著。

圖1 不同比例硒硅葉面肥對甘蔗蔗筍鮮重的影響

2.2 不同比例硒硅葉面肥對甘蔗富硒效果的影響

為了查明噴施硒硅葉面肥后硒含量隨著生長時間延長及在甘蔗不同部位分布累積情況，對甘蔗不同時間采集的樣品及不同部位硒含量進行了分析。由表1可以看出，甘蔗各部位的硒含量均隨硒硅配比中硒供應量的增加而增加。

表1 不同比例硒硅葉面肥對甘蔗不同部位硒含量的影響 單位：mg/kg

葉面肥噴施后第31天S1與CK處理之間的蔗葉硒含量差異不顯著，S1.5、S2、S2.5與 CK處理之間的蔗葉硒含量差異達顯著水平，且 S1與 S1.5處理之間差異不顯著，S2與S2.5處理之間也差異不顯著；甘蔗葉鞘硒含量中除S1處理外，其他處理與CK之間均達到差異顯著水平，其中S1.5、S2與S2.5處理之間差異不顯著；甘蔗筍硒含量的不同處理與CK相比均達到顯著水平，S1、S1.5、S2處理間差異不顯著，S2.5處理與各處理間差異達到顯著水平。

葉面肥噴施后第 75天采集的蔗葉硒含量的不同處理與CK相比均達到顯著水平；S1.5、S2、S2.5處理葉鞘硒含量與CK處理差異顯著，S2.5處理與其他處理間達到差異顯著水平；不同處理甘蔗筍硒含量與 CK相比均達到顯著水平；S2、S2.5與 S1處理間差異顯著。

除了CK處理外，不同處理第75天采集的樣品各部位硒含量均高于第31天采集的樣品。

綜上所述，硒在甘蔗不同部位含量不同：蔗筍＞蔗葉＞葉鞘，說明甘蔗吸收的硒主要轉移累積在蔗筍上。

由于目前并沒有專門針對甘蔗筍的富硒標準，

根據(jù)湖北省地方標準 DB42/211-2002《富硒食品標簽》，如果按食用情況可作為干菜，富硒干菜硒含量為0.15～1.00 mg/kg，因此，第31天葉面肥噴施的處理S1、S1.5、S2的蔗筍均達到富硒干菜類標準，處理S2.5的蔗筍硒含量(1.05 mg/kg)稍稍超出富硒標準范圍。蔗葉、蔗鞘可作青飼料。參考青飼料富硒標準(0.01～0.10 mg/kg)，不同配比硒硅處理后的蔗葉、蔗鞘硒含量均達到了富硒青飼料的標準。

2.3 甘蔗各部位硒含量的對比

由表2可以看出，與CK相比，隨著噴施時間的延長，蔗葉提升率呈下降趨勢，葉鞘提升率先降低后升高，蔗筍提升率呈先上升后下降的趨勢。葉鞘的提升率為CK最高，說明隨著時間的延長，CK的葉鞘硒含量增加部分主要來源于從土壤中吸收轉運的硒。

表2 甘蔗各部位噴施葉面肥后第75天比第31天硒增加的百分比 單位：%

2.4 不同比例硒硅葉面肥與甘蔗富硒的相關性

2種噴施時間下，2批甘蔗的不同部位的硒含量均隨硒比例的增大而增大，且均呈極顯著正相關(見表3)，說明不同部位硒含量的增加主要受到葉面噴施硒濃度的影響。

2.5 葉面噴施硒硅不同比例對甘蔗各部分硒含量的影響

從表4可以看出，無論是噴施時間的延長還是不同硒硅比例中硒含量的增大，蔗筍積累的硒含量均比蔗葉、葉鞘高，甘蔗地上部分的硒含量呈逐漸上升的趨勢。

3 討論與結論

表3 不同比例硒硅葉面肥與甘蔗硒含量的回歸方程分析

表4 蔗筍與葉鞘、葉部硒含量比 單位：%

本試驗中，葉面噴施不同配比的納米硒硅肥對甘蔗蔗筍鮮重重量有所提高，但差異不顯著，表明所用濃度均在甘蔗安全施用范圍內(nèi)。硒含量較高的配比處理均沒有出現(xiàn)甘蔗硒中毒癥狀，可能與硅肥作用有關，因甘蔗為禾本科植物，喜硅，硅肥可能減緩了硒肥對甘蔗地上部的脅迫影響[13]。也可能是由于硒含量不高，但納米硒的轉移率高。本試驗中，葉面噴施納米硒硅肥后，蔗筍的平均硒含量提高最顯著，且其對硒的富集能力遠大于玉米、水稻、小麥[15-17]。這說明選擇蔗筍作為補硒蔬菜更有意義。以蔗筍為原料，可通過烹調(diào)加工成干菜、罐頭，或者鮮食，以期達到較高的硒含量，可以增加人們?nèi)粘Ｑa硒途徑，也是提高農(nóng)民收入的途徑之一。

蔗葉、葉鞘硒含量的結果表明，除了第1批(31天)葉鞘S1處理硒含量沒達到青飼料的富硒標準外，其余各處理均達到富硒標準。從甘蔗不同部位硒含量的分析結果可知，隨著硒硅比的增大，甘蔗不同部位硒含量增加，甘蔗硒含量與硒的濃度呈極顯著的正相關，說明硒硅肥能有效提高甘蔗硒含量。從第1批(31天)和第2批(75天)采收的蔗筍硒含量的結果表明，硒硅比為 S1時能有效地提高蔗筍硒含量，且能控制在富硒標準的范圍內(nèi)，但S1.5、S2和S2.5的蔗筍硒含量均超標。在實際生產(chǎn)中，使用硒硅配比為1∶1處理能使富硒蔗筍達到富硒標準，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的最大化，使用硒硅配比為1.5∶1處理能使蔗葉和葉鞘用于富硒青飼料達到經(jīng)濟效益最大化。

硒肥種類多樣，包括無機硒肥、有機硒肥、生物硒肥、納米硒肥等。Liu等[18]的研究表明，適量供應亞硒酸鹽能夠提高水稻幼苗和根系的硒含量，磷可以促進幼苗對硒的吸收和積累。魏丹等[19]通過葉面噴施亞硒酸鈉，有效增加了稻米和秸稈中的硒含量，且稻米中硒含量隨著硒施用量的增加而增加，試驗表明，使稻米硒含量在食品安全范圍內(nèi)的硒肥施用量為11.25 g/hm2。段門俊等[20]的研究也證實了亞硒酸鈉能夠增加再生稻的每穗粒數(shù)、實粒數(shù)、結實率，提高在省道的精米率，改善再生稻品質(zhì)，最佳施用量與魏丹的研究結果一致。開建榮[21]通過田間試驗，采用基施硒肥和葉面噴施硒肥，結果表明，葉面噴施螯合硒肥能夠提高稻谷、糙米、精米中的硒含量，而基施硒肥對稻米沒有增硒效果。納米硒肥的硒單質(zhì)為納米級，容易通過葉面吸收轉運，到達植物各部分，被植物吸收利用，具有安全性高、無毒、穩(wěn)定等優(yōu)點。本實驗結果表明，納米硒硅肥的施用量低于無機硒肥，可減少硒過量施用對土壤的影響。

甘蔗按其用途，可以分為3大類：用于制糖的糖料蔗、用于制酒精的能源甘蔗和用于水果食用的果蔗[4]。就菜用品質(zhì)而言，來源于果蔗的蔗筍最優(yōu)，因其纖維含量最低，質(zhì)地肥嫩，3～11月為甘蔗生長最旺盛的時期，可作為營養(yǎng)保健食品蔬菜。本實驗結果表明，納米硒硅作為葉面肥，與其它硒肥相比，用量更少，成本更低[22]。葉面噴施硒硅對甘蔗硒積累的長效性較好，結合2個采樣的結果，噴施比例設置硒硅比1∶1效果最好。