外源硒對小麥品質(zhì)特性及籽粒硒含量的影響

◎姬玉梅

硒 (selenium， Se) 是人體谷胱甘肽過氧化物酶等抗氧化物的重要組分， 在增強免疫力、 恢復(fù)健康和防御癌癥等方面發(fā)揮著重要的作用［1-2］。調(diào)查顯示， 全世界有四十多個國家5—10 億人不同程度地缺硒， 我國約三分之二的地區(qū)存在不同程度的缺硒狀況， 人體缺硒會導(dǎo)致約40 余種疾病[3-6]。 硒無法由人體自主合成， 只能從食物中攝取， 食用富硒農(nóng)產(chǎn)品為生物源補硒， 是補硒最安全、 方便、科學(xué)和健康的方法[7]。實驗證明，外源添加硒肥對農(nóng)產(chǎn)品硒含量的增加有顯著的促進(jìn)作用[8-9]，因此通過對農(nóng)作物施用硒肥來提高農(nóng)作物的含硒量， 從而為低硒地區(qū)人體提供富硒食物，以達(dá)到合理的硒攝入量[10-12]。

小麥?zhǔn)俏覈诙蠹Z食作物。 隨著人們生活水平的提高， 對小麥品質(zhì)的要求愈來愈高。 而小麥籽粒的蛋白質(zhì)含量和組分是影響小麥品質(zhì)的重要指標(biāo)， 其中谷蛋白和醇溶蛋白的含量與加工品質(zhì)密切相關(guān)［13-14］。 研究表明， 對作物施用少量的硒肥能夠促進(jìn)其新陳代謝、 提高產(chǎn)量， 改善品質(zhì)[15]。 不同植物對硒的吸收和富集能力不同， 在常見的谷物作物中， 小麥?zhǔn)亲罹呶鴱娀瘽摿Φ闹骷Z作物之一[16-17]， 通過小麥的硒強化可以有效提高小麥籽粒中的硒含量。 有關(guān)硒元素在小麥中的吸收、 轉(zhuǎn)運機(jī)理等方面的研究[18-19]， 國內(nèi)外已有較多報導(dǎo)， 但這些研究多是以亞硒酸鈉為主要成分的無機(jī)硒， 而無機(jī)硒的轉(zhuǎn)化率比較低。 近年來，有機(jī)硒產(chǎn)品以其較高的轉(zhuǎn)化率廣受關(guān)注， 并開始應(yīng)用于生產(chǎn)。 有關(guān)無機(jī)硒、 納米硒和富硒有機(jī)肥作用的報導(dǎo)比較少， 本文通過在小麥灌漿期葉面噴施不同外源硒 (硒酸鹽、 亞硒酸鹽、 納米硒及富硒有機(jī)肥）， 研究不同外源硒對小麥產(chǎn)量品質(zhì)及籽粒硒含量作用效果， 以期為合理使用硒肥和篩選硒高效富集種質(zhì)資源提供理論依據(jù)。

一、 材料與方法

（一） 試驗材料

試驗材料為豫北地區(qū)主播小麥品種西農(nóng)979，由鶴壁市農(nóng)科院小麥研究中心提供。

硒源為化學(xué)純硒酸鈉、 化學(xué)純亞硒酸鈉、 納米硒 （蘇州硒谷科技有限公司生產(chǎn)）、 富硒有機(jī)肥 （湖北硒金農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)）。

供試土壤為壤質(zhì)褐土， 全氮 1.12 g/kg， 有機(jī)質(zhì) 19.31 mg/kg， 全硒 0.18 mg/kg， 堿解氮 61.95 mg/kg， 速效磷 24.11 mg/kg， 速效鉀 134.25 mg/kg，pH7.8。

（二） 試驗設(shè)計

本研究分為4 組， 每組3 個重復(fù)， 每個試驗小區(qū)面積為 20 m2（4 m×5 m）， 隨機(jī)分組設(shè)計。每組 4 個處理， 分別噴施硒肥 0、 37.5、 52.5、75.0 g/hm2（以純硒計）， 兌水 1500 L/hm2。 硒酸鈉處理記作 XCK、 X1、 X2、 X3， 亞硒酸鈉處理記作YCK、 Y1、 Y2、 Y3， 納米硒處理記作 NCK、 N1、 N2、N3， 富硒有機(jī)肥處理記作 FCK、 F1、 F2、 F3， 4 種硒源分別在處理前加字母X （硒酸鈉）、 Y （亞硒酸鈉）、 N （納米硒）、 F （富硒有機(jī)肥）。 取 3 個重復(fù)的平均值進(jìn)行顯著性分析。

試驗材料于 2018 年 10 月 7 日播種， 播量150 kg/hm2， 常規(guī)水肥管理。 2019 年 5 月 10 日揚花結(jié)束后第8 天葉面噴施硒肥， 2019 年6 月10日收獲。

（三） 樣品的采集和測定

小麥?zhǔn)斋@時， 每個處理隨機(jī)選取3 個1 m2的樣點， 對樣品進(jìn)行烘干、 稱重， 調(diào)查成穗數(shù)、 穗粒數(shù)和千粒重， 計算產(chǎn)量。 用原子熒光光譜儀測定硒含量， 檢測方法及標(biāo)準(zhǔn)參照 《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中硒的測定》 （GB5009.93-2010）。 用德國生產(chǎn)的SartoriusPMD511-000U 品質(zhì)分析儀測定小麥籽粒的容重 （g﹒l-1）、 硬度 （%）、 沉降值（ml）、 蛋白質(zhì) （%）、 濕面筋 （%）、 吸水率 (%)、穩(wěn)定時間 （min） 和拉伸面積 （cm2）。

蛋白質(zhì)組分的分離提取參考何照范[20]的方法。清蛋白、 球蛋白、 醇溶蛋白和麥谷蛋白分別用蒸餾水、 10%的 NaCl、 70%的乙醇和 0.2%的 NaOH提取提取液。 蛋白質(zhì)組分含量測定利用瑞士Buchi 公司B-324 全自動凱氏定氮儀。

（四） 數(shù)據(jù)處理

采用MicrosoftExcel 和 SPASS 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

二、 結(jié)果與分析

（一） 不同外源硒對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

由表1 可知， 相比對照， 灌漿期葉面噴施硒酸鹽、 亞硒酸鹽、 納米硒以及富硒有機(jī)肥四種不同的硒肥后， 小麥的成穗數(shù)、 穗粒數(shù)以千粒重及在處理間的差異均不顯著。 小麥產(chǎn)量有了不同程度的增加， 增產(chǎn)幅度最大的是噴施52.5 g/hm2納米硒， 增產(chǎn)7.14%。 同一種硒源不同的處理方式差異不顯著， 但均在噴施 52.5 g/hm2時， 產(chǎn)量構(gòu)成因素達(dá)到最大值。 不同硒源間差異也不顯著，增產(chǎn)效果納米硒＞富硒有機(jī)肥＞亞硒酸鈉＞硒酸鈉，說明不同硒源對小麥增產(chǎn)作用存在差異。

（二） 不同外源硒對小麥籽粒硒含量的影響

小麥灌漿期葉面噴施不同外源硒， 都能使小麥籽粒硒含量得到顯著增加 （見圖1）， 其中以納米硒促進(jìn)小麥硒富積能力最強， 富硒有機(jī)肥次之， 第三是硒酸鈉， 最后是亞硒酸鈉。 不同施硒處理間納米硒較其它硒源在促進(jìn)硒富積方面達(dá)到極顯著差異水平 （P＜0.01）， 富硒有機(jī)肥在施硒量為 52.5 g/hm2、 75 g/hm2時較另外兩種硒源硒酸鈉和亞硒酸鈉在促進(jìn)硒富積方面也達(dá)到顯著差異水平 （P＜0.05）， 而硒酸納、 亞硒酸鈉之間， 雖前者作用更明顯， 但并未達(dá)到顯著差異水平。

表1 不同外源硒對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

圖1 不同外源硒對小麥籽粒硒含量的影響

（三） 不同外源硒對小麥營養(yǎng)品質(zhì)的影響

如表2 所示， 在灌漿期葉面噴施不同濃度的硒肥后， 小麥籽粒的營養(yǎng)品質(zhì)較對照有一定的變化。 噴施不同濃度的硒肥提高小麥的蛋白含量， 對其蛋白組分產(chǎn)生了不同的影響。 葉面噴施不同的外源硒對4 種蛋白組分含量較對照都有所增加， 其中谷蛋白含量在4 種蛋白組分中最高， 其次是醇溶蛋白， 球蛋白含量最低。 4種蛋白組分含量都是隨著硒肥的增加先升高后降低， 在 52.5 g/hm2處達(dá)到最高值。 根據(jù)灌漿期4 種蛋白組分含量的變化可以看出， 品種中作為非貯藏蛋白清蛋白和球蛋白含量在不同濃度硒肥間均不存在顯著差異， 而作為貯藏蛋白的醇溶蛋白和谷蛋白在在納米硒與富硒有機(jī)肥下存在顯著差異 (P＜0.05)， 且噴施納米硒時，可以使谷蛋白較對照增幅最大， 達(dá)到29%。 4 種硒肥相比， 噴施硒酸鈉、 亞硒酸鈉、 納米硒和富硒有機(jī)肥， 總蛋白質(zhì)平均增幅分別為1.4%、1.8% 、 6.8% 、 6.7% ， 蛋 白 質(zhì) 的 最 大 增 幅 為9.85%， 因此， 灌漿期噴施不同硒肥對小麥營養(yǎng)品質(zhì)有一定的影響， 小麥蛋白質(zhì)的含量， 醇溶蛋白和谷蛋白都有所提升， 且達(dá)到了顯著水平。 四種硒肥的作用效果相比， 納米硒＞富有有機(jī)肥＞亞硒酸鈉＞硒酸鈉， 在 52.5 g/hm2時效果最好。

（四） 不同外源硒對小麥加工品質(zhì)的影響

葉面噴施不同的外源硒后， 小麥加工品質(zhì)的變化如表3 所示。 小麥籽粒的容重、 濕面筋含量、拉伸面積和吸水率均沒有顯著影響， 但對小麥籽粒的硬度、 沉降值和穩(wěn)定時間有不同程度的影響。其效應(yīng)在不同的硒肥之間存在一定差異。 葉面噴施四種不同的外源硒后， 納米硒、 富硒有機(jī)肥兩者效應(yīng)相當(dāng)， 噴施納米硒可以使小麥硬度最大增加幅度為 19.6%， 與對照差異顯著 (P＜0.05)； 富硒有機(jī)肥使小麥的沉降值較對照最大增幅為3.97%， 達(dá)到顯著水平 (P＜0.05)； 穩(wěn)定時間最大延長了10.1%， 均達(dá)到顯著水平。 不同硒源的差異可能與組成成分有關(guān)。

表2 不同外源硒對小麥蛋白質(zhì)及組成成分的影響

表3 不同外源硒對小麥加工品質(zhì)的影響

三、 討論與結(jié)論

灌漿期葉面噴施硒肥對小麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因子和籽粒硒含量均有促進(jìn)作用， 對產(chǎn)量的促進(jìn)均未達(dá)到顯著差異水平， 對籽粒硒含量促進(jìn)作用呈現(xiàn)正相關(guān)的極顯著水平， 這與唐玉霞等[21]，張紀(jì)元等[22]，張妮等[23]研究結(jié)果一致。付冬冬等[24]研究表明， 外源硒對小麥產(chǎn)量促進(jìn)作用呈現(xiàn)先高后低趨勢， 超過一定濃度對小麥產(chǎn)量有抑制作用， 這在本實驗中也有所體現(xiàn)， 在外源硒噴施量在52.5 g/hm2時， 對產(chǎn)量的影響達(dá)到峰值，隨后開始降低。 因此綜合實驗表明， 葉面噴施外源硒肥以 52.5 g/hm2、 濃度 35 mg/kg 經(jīng)濟(jì)效益最佳。

不同外源硒對小麥產(chǎn)量及硒富積作用存在差異， 本實驗中， 在促進(jìn)小麥產(chǎn)量方面， 納米硒＞富硒有機(jī)肥＞亞硒酸鈉＞硒酸鈉； 在促進(jìn)硒富積方面， 納米硒＞富硒有機(jī)肥＞硒酸鈉＞亞硒酸鈉。 說明有機(jī)硒源較無機(jī)硒源更利于植物吸收轉(zhuǎn)化， 原因為有機(jī)硒肥通過植物易吸收的高分子為載體，將不易吸收的硒元素帶入植物體內(nèi)[25]。 高價態(tài)硒在促進(jìn)硒富積方面優(yōu)于低價態(tài)硒， 低價態(tài)硒在促進(jìn)小麥產(chǎn)量方面優(yōu)于高價態(tài)硒， 這與付小麗[26]，付冬冬等[27]研究結(jié)果一致。

前人關(guān)于施硒對作物籽粒營養(yǎng)品質(zhì)的影響做了一些研究。 劉慶等［28］通過對小麥葉面噴施亞硒酸鈉發(fā)現(xiàn)， 施硒可以提高籽粒粗蛋白含量， 但與不施硒相比差異不顯著。 張睿等［29］發(fā)現(xiàn)，開花期葉面噴富硒植物營養(yǎng)素后， 小麥籽粒蛋白質(zhì)含量、容重以及面團(tuán)的濕面筋含量、 吸水率和最大拉伸阻力沒有顯著變化， 但小麥籽粒的硬度和面團(tuán)沉降值、 穩(wěn)定時間、 拉伸面積和延展性有不同程度的影響， 不同品種間效應(yīng)不同。 本試驗結(jié)果表明，灌漿期葉面噴施外源硒可在一定程度上影響小麥的品質(zhì)， 對小麥籽粒的容重、 濕面筋含量、 拉伸面積、 吸水率及蛋白質(zhì)組分清蛋白和球蛋白均沒有顯著影響， 但對小麥籽粒的硬度、 蛋白質(zhì)含量、沉降值、 穩(wěn)定時間、 醇溶蛋白及谷蛋白有不同程度的影響。 其效應(yīng)在不同的硒肥之間存在一定差異， 具體原因還需要進(jìn)一步的研究。 這與前人的結(jié)果不盡一致， 可能與基因型、 硒源及濃度、 施用時期不同有關(guān)。