葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑果實(shí)品質(zhì)的影響

李慧敏,黃秋嵐,秦玉燕,毛立彥,檀業(yè)維,劉功德,吳倫忠,龍凌云*

(1.廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所,廣西南寧 530001; 2.融安縣金豐農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司,廣西融安 545400)

硒(Se)是動(dòng)物、人體和微生物必需的微量元素,在抗氧化、抗炎和活性甲狀腺激素產(chǎn)生等許多生物學(xué)過程中都有作用;也是植物的有益元素,可抑制作物的脂質(zhì)過氧化,也可拮抗重金屬,降低重金屬在食物鏈上的富集,并提高作物產(chǎn)量;但高濃度的硒則可能導(dǎo)致作物硒中毒[1-2]。我國是一個(gè)嚴(yán)重缺硒的國家,土壤除小部分富硒外,其余約72%地區(qū)普遍缺硒,有近7億人生活在缺硒的環(huán)境中[3]。人體缺硒主要通過攝入富硒食品,而在作物上施用硒肥被認(rèn)為是生產(chǎn)富硒食品的有效途徑。

前人對(duì)水果富硒技術(shù)進(jìn)行了大量研究,Jing等[4]研究表明在冬棗幼果期噴施不同濃度的亞硒酸鈉,葉片和果實(shí)中的硒含量增加,維生素C含量、可溶性糖、產(chǎn)量和果重提高,50 mg/L可使冬棗的富硒效果達(dá)到最佳。Wen等[5]研究表明,低濃度的硒肥促進(jìn)了柑橘植株的生長發(fā)育,而高濃度的硒肥對(duì)植株的生長發(fā)育有輕微的抑制作用;外源硒肥能促進(jìn)葉綠素的形成,顯著提高葉片中抗氧化酶的活性,增大果實(shí)縱徑、橫徑和單果重量,提高總糖和維生素的含量,降低果實(shí)的酸度和果皮厚度。秦玉燕等[6]研究表明,葉面噴施和土壤施入外源硒肥均可提高芒果葉片和果實(shí)硒含量,提高芒果產(chǎn)量和品質(zhì),而葉面噴施硒肥的效果遠(yuǎn)大于土壤施入。印寧等[7]研究表明,在果實(shí)幼果期和膨大期葉面噴施有機(jī)硒肥不僅能使葡萄果實(shí)產(chǎn)量和硒含量顯著提高,還能顯著提高葡萄果實(shí)綜合品質(zhì)(可溶性糖、有機(jī)酸、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性固形物、VC和原花青素等)。在長期的實(shí)際生產(chǎn)中,葉面施硒比土壤施硒吸收效率更高、速度更快,因此,低硒地區(qū)可通過葉面噴施生產(chǎn)硒含量達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的富硒農(nóng)產(chǎn)品[3]。

滑皮金柑(FortunellacrassifoliaSwingle)屬蕓香科金柑屬金彈種,系融安金柑實(shí)生變異而來的金柑栽培品種,繼承了融安金柑的豐產(chǎn)性,具有果皮光滑、油泡變小、種子少、豐產(chǎn)性好、品質(zhì)佳等優(yōu)良性狀,已成為廣西縣域特色果樹,給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益[8]。目前,針對(duì)硒肥對(duì)金柑生長、產(chǎn)量和品質(zhì)等的影響鮮見報(bào)道。因此,筆者通過葉面噴施不同類型硒肥,研究滑皮金柑硒富集規(guī)律和富硒金柑安全生產(chǎn),為富硒金柑安全生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料試驗(yàn)于2021年9—11月在廣西亞熱帶作物研究所金柑種質(zhì)資源圃進(jìn)行,試驗(yàn)地為緩坡地,土壤類型為磚紅壤,有機(jī)質(zhì)含量18 g/kg,肥力中等。供試金柑品種為滑皮金柑,樹齡5年,自然生長。硒源為亞硒酸鈉(分析純)和納米硒(購自佛山市鐵人環(huán)?？萍加邢薰?所含硒為1 g/L,pH均為7.5～9.5,水不溶物均為<10 g/L)。

1.2 試驗(yàn)方法隨機(jī)選擇長勢一致的植株,設(shè)3個(gè)處理,分別為噴施自來水(CK)、噴施納米硒5 mg/L(N5)、噴施亞硒酸鈉5 mg/L(S5),每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),共9株。在金柑果實(shí)幼果期進(jìn)行葉面噴施,每15 d噴施一次,至金柑成熟前15 d停止噴施,噴施時(shí)以葉面均勻布滿霧狀水滴,不滴水為宜。

1.3 樣品采集與處理在果實(shí)達(dá)到商品成熟期(2021年11月11日),在樹冠層?xùn)|南西北4個(gè)方向隨機(jī)摘取無病蟲害、大小一致的果實(shí)20個(gè),同時(shí)采摘果樹葉片20張,用水洗凈,再用去離子水清洗,晾干,待用。每個(gè)處理取出10個(gè)果實(shí),測定部分指標(biāo);其余果實(shí)將果皮和果肉分開,將剝離后的全部果皮混合,所有果肉混合,用液氮研磨成粉末,-80 ℃保存待用。葉片也用液氮研磨成粉,-80 ℃保存待用。

1.4 指標(biāo)測定與方法果實(shí)鮮重用電子天平直接稱量,并計(jì)算平均單果重量;果實(shí)縱徑、橫徑用游標(biāo)卡尺測定,以縱徑除以橫徑的比值,得到果形指數(shù);果實(shí)品質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)參考李玲[9]的方法?？扇苄钥偺遣捎幂焱y定;維生素C采用2,6二氯酚靛酚滴定法測定;可溶性蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍(lán)染料結(jié)合法測定;可溶性固形物采用折光儀法測定;有機(jī)酸含量采用指示劑滴定法測定;還原糖采用3,5-二硝基水楊酸法[10]測定。葉綠素含量采用美能達(dá)SPAD-502Plus葉綠素儀測定。GPx、MDA含量用試劑盒測定(購自重慶博諾恒生物科技有限公司)。

稱取2.5 g金柑鮮樣,加8.0 mL HNO3和2.5 mL H2O2,浸泡過夜后微波消解,消解完全后轉(zhuǎn)移至25.0 mL容量瓶定容,取10.0 mL消解溶液,趕酸至約1.0 mL,加入3.0 mL 6 mol/L HCl,于120 ℃還原15 min,冷卻后定容至10.0 mL,用原子熒光光度計(jì)測定總硒含量,用國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)茶葉GBW10016作為質(zhì)控樣,對(duì)樣品測定過程進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 20.0和Origin軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑果實(shí)生長的影響由圖1可知,葉面噴施不同硒肥對(duì)金柑果實(shí)縱徑、橫徑均有一定影響,但差異不顯著。與CK相比,處理納米硒、亞硒酸鈉的單果鮮重分別提高了14.05%、6.34%。表明外源硒肥能增加單果鮮重,納米硒對(duì)增加滑皮金柑果實(shí)的縱徑、橫徑、單果鮮重、果形指數(shù)效果最為明顯。

注:不同小寫字母表示不同處理在0.05水平差異顯著。Note:Diffferent lowercase letters indicated significant difference between different treatments at 0.05 level.圖1 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑果實(shí)性狀的影響Fig.1 Effect of foliar spraying Se on Huapi Kumquat fruit character

2.2 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑葉綠素含量的影響由圖2可知,與CK相比,納米硒、亞硒酸鈉處理的滑皮金柑葉綠素含量分別提高了13.87 %、5.70 %,差異顯著。

2.3 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑果實(shí)品質(zhì)的影響由圖3可知,與CK相比,葉面噴施納米硒、亞硒酸鈉分別使滑皮金柑果實(shí)可溶性固形物含量提高,2個(gè)處理與CK均達(dá)顯著差異。有機(jī)酸(以檸檬酸計(jì))含量以CK最高,與CK其次為納米硒處理,亞硒酸鈉處理含量最低。與CK相比,維生素C含量以納米硒處理含量最高,達(dá)顯著差異。還原糖含量、可溶性總糖含量表現(xiàn)為N5>S5>CK。表明葉面噴施硒肥能改善滑皮金柑的果實(shí)品質(zhì),納米硒肥的改善效果更佳。

2.4 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑積累硒的影響由圖4可知,葉面噴施硒肥能夠增加滑皮金柑果肉、果皮、葉片硒含量。與CK相比,納米硒、亞硒酸鈉處理分別使滑皮果肉硒含量提高230.6%、118.5%,使果皮硒含量分別提高616.3%、185.0%,使葉片硒含量分別提高253.8%、79.8%。納米硒、亞硒酸鈉處理果肉、果皮的硒含量均在廣西富硒農(nóng)產(chǎn)品硒含量分類范圍內(nèi)。

2.5 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑GPx的影響由圖5可知,與CK相比,葉面噴施硒肥處理滑皮金柑果肉、果皮、葉片的GPx活性均顯著高于CK處理,達(dá)顯著水平。與CK相比,納米硒、亞硒酸鈉處理葉片GPx活性的增幅分別為76.31%、32.17%;果肉GPx活性的增幅分別為42.40%、22.75%;果皮GPx活性的增幅分別為53.78%、31.13%。由此可知,葉面噴施硒肥對(duì)葉片GPx活性的增幅最大,納米硒對(duì)GPx活性的增幅比亞硒酸鈉大。

注:不同小寫字母表示不同處理在0.05水平差異顯著。Note:Diffferent lowercase letters indicated significant difference between different treatments at 0.05 level.圖2 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑葉綠素的影響Fig.2 Effect of foliar spraying Se on Huapi Kumquat SPAD

2.6 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑MDA的影響由圖5可知,與CK相比,葉面噴施硒肥處理滑皮金柑果肉、果皮、葉片的MDA含量均顯著降低。與CK相比,納米硒、亞硒酸鈉處理果皮MDA的降幅分別為35.42%、17.71%;果肉MDA的降幅分別為42.51%、29.15%;葉片MDA的降幅分別為38.75%、25.63%。由此可知,葉面噴施硒肥對(duì)果肉MDA的降幅作用最大,其次是葉片,對(duì)果皮的降幅最小,納米硒對(duì)MDA的降幅比亞硒酸鈉大。

2.7 滑皮金柑果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)系數(shù)分析滑皮金柑果實(shí)主要品質(zhì)參數(shù)間的相關(guān)性,結(jié)果見表1。由表1可知,果肉硒含量與果皮硒含量、葉片硒含量、可溶性固形物、還原糖含量、維生素C含量、果皮GPx、葉片GPx、果形指數(shù)呈極顯著相關(guān),與可溶性總糖、果肉GPx、SPAD呈顯著相關(guān),與果肉MDA、果皮MDA、葉片MDA呈極顯著負(fù)相關(guān)。

果皮硒含量與葉片硒含量、可溶性固形物、可溶性總糖、還原糖、維生素C、果形指數(shù)、SPAD、果肉GPx、果皮GPx、葉片GPx呈極顯著正相關(guān),與單果鮮重呈顯著相關(guān),與果肉MDA、果皮MDA、葉片MDA呈極顯著負(fù)相關(guān)。葉片硒含量與果肉硒含量、果皮硒含量、還原糖、可溶性總糖、可溶性固形物、維生素C、果形指數(shù)、還原糖、可溶性總糖、可溶性固形物、維生素C、SPAD、果肉GPx、果皮GPx、葉片GPx呈極顯著相關(guān),與單果鮮重呈顯著相關(guān),與果肉MDA、果皮MDA、葉片MDA呈極顯著負(fù)相關(guān)。

注:不同小寫字母表示不同處理在0.05水平差異顯著。Note:Diffferent lowercase letters indicated significant difference between different treatments at 0.05 level.圖3 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑果實(shí)品質(zhì)的影響Fig.3 Effects of foliar spraying Se on fruit quality of Huapi Kumquat

3 結(jié)論與討論

在長期的實(shí)際生產(chǎn)中,在低硒地區(qū)采用葉面噴施補(bǔ)充硒肥是生產(chǎn)硒含量達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的富硒農(nóng)產(chǎn)品的主要途徑。該研究結(jié)果表明,葉面噴施硒肥可增加滑皮金柑果實(shí)單果鮮重,葉片葉綠素含量也有提高,納米硒的效果比亞硒酸鈉更顯著。Li等[11]在辣椒葉片上葉面噴施納米硒肥,結(jié)果發(fā)現(xiàn)納米硒(20 mg/L)增加了辣椒葉綠素和可溶性糖含量,增強(qiáng)了辣椒素、類黃酮和總酚的合成,還顯著促進(jìn)了植物激素合成基因的表達(dá),從而提高了茉莉酸、脫落酸和水楊酸水平。

注:不同小寫字母表示不同處理在0.05水平差異顯著。Note:Diffferent lowercase letters indicated significant difference between different treatments at 0.05 level.圖4 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑積累硒的影響Fig.4 Effects of foliar spraying Se on selenium accumulation of Huapi Kumquat

注:不同小寫字母表示不同處理在0.05水平差異顯著。Note:Diffferent lowercase letters indicated significant difference between different treatments at 0.05 level.圖5 葉面噴施硒肥對(duì)滑皮金柑GPx和MDA活性的影響Fig.5 Effects of foliar spraying Se on GPx and MDA activity of Huapi Kumquat

吳其飛等[12]通過在金柑莖部注射不同濃度的亞硒酸鈉,發(fā)現(xiàn)亞硒酸鈉能夠促進(jìn)植株生長,提高葉綠素含量和產(chǎn)量,該研究結(jié)果與其一致。廖道林等[13]通過葉面噴施500 mg/kg納米硒,對(duì)比砂糖橘、冰糖橘和長安金柑的噴施效果,發(fā)現(xiàn)可溶性固形物含量、單果重之間無顯著差異,該研究結(jié)果與其相比存在不同,可能與硒肥種類、硒肥劑量、噴施時(shí)間、金柑種類等不同導(dǎo)致效果有差異。葉面噴施適量硒肥能提高作物產(chǎn)量,可能是硒促進(jìn)了葉綠素含量而產(chǎn)生的生理反應(yīng)。研究表明,葉面噴施硒肥能夠促進(jìn)葡萄、石榴等作物的葉片、果實(shí)(結(jié)實(shí))產(chǎn)量[7,14]。施加硒肥能增加柑橘產(chǎn)量、大蒜生物量和產(chǎn)量,也能使馬鈴薯的碳水化合物得到積累,能促進(jìn)水稻葉片光合作用致使產(chǎn)量增加[15]。Cheng等[15]研究表明,葉面噴施10 mg/L硒納米材料后櫻桃蘿卜產(chǎn)量增加了67.6%。Wen等[5]發(fā)現(xiàn)葉面噴施150 mg/L亞硒酸鈉能顯著促進(jìn)溫州蜜柑葉綠素的合成,增強(qiáng)果實(shí)縱、橫徑和單果重。施用10 mg/L硒或10 μmol/L納米硒能夠增加馬鈴薯的葉綠素含量;對(duì)大豆、番茄、柑橘而言,施用硒肥濃度分別為50 mg/L、5 μmol/L、50 mg/L即可起到增強(qiáng)葉綠素的效果。而對(duì)于瓜爾豆則施用300 mg/L硒肥可以達(dá)到促進(jìn)葉綠素的效果[14]。Zahedi等[14]對(duì)石榴進(jìn)行葉面噴施納米硒與亞硒酸鈉,結(jié)果發(fā)現(xiàn)納米硒比亞硒酸鈉更能顯著提高石榴的葉面積、葉綠素含量、果實(shí)直徑和產(chǎn)量等。該研究結(jié)果表明,與亞硒酸鈉或硒酸鈉相比,在促進(jìn)作物硒積累方面,納米硒施用更小的劑量,可能就達(dá)到更佳的效果。

在植物中,硒是谷胱甘肽過氧化物酶的組成部分,是抗氧化防御系統(tǒng)的必需元素。Balakhnina等[16]研究表明施硒能刺激植物生長,增強(qiáng)谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)和谷胱甘肽還原酶(GR)的活性,但較高濃度會(huì)阻礙生長;Sun等[17]研究表明硒肥增加了李子樹的株高和莖粗、葉片硒含量以及GPx、GR、谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽二硫化物(GSSG)的活性,該研究結(jié)果也證實(shí)了這一點(diǎn)。Zahedi等[18]研究表明,草莓葉片MDA和H2O2隨著干旱脅迫的加劇而增加,而噴施硒肥能降低MDA和H2O2;同時(shí),噴施硒肥能夠提高干旱脅迫下草莓植株葉片中CAT、APX、GPx和SOD等抗氧化酶的活性。

表1 滑皮金柑果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性Table 1 Correlation between fruit quality index of Huapi Kumquat

硒對(duì)植物產(chǎn)量和生長的促進(jìn)作用取決于所施濃度。大部分農(nóng)作物對(duì)硒的耐受程度較低,較少的硒肥即可達(dá)到促進(jìn)的效果,超過一定量后則會(huì)導(dǎo)致植物硒中毒。該研究結(jié)果表明,5 mg/L硒在金柑耐受硒的濃度范圍以內(nèi)。不同濃度硒處理對(duì)藍(lán)莓的促進(jìn)效果也存在差異,高濃度的外源硒(150 mg/L)抑制藍(lán)莓果實(shí)重量的增加,100 mg/L硒則可促進(jìn)可溶性固形物的產(chǎn)生,50 mg/L硒對(duì)果實(shí)生長有促進(jìn)作用,20 mg/L硒對(duì)果實(shí)橫向生長的促進(jìn)作用大于縱向生長,而50 mg/L硒處理最有利于葉綠素總量的產(chǎn)生[19]。Wen等[5]比較了不同濃度硒肥對(duì)溫州蜜柑生長、營養(yǎng)和果實(shí)品質(zhì)的影響,結(jié)果表明,低濃度的硒肥促進(jìn)了蜜柑的生長發(fā)育,高濃度的硒肥則略有抑制作用。Huang等[20]研究表明,施用5 mg/L亞硒酸鈉緩解了低溫脅迫對(duì)草莓幼苗的影響,表明硒顯著緩解了低溫條件下幼苗葉綠素降解,降低了MDA的積累水平,從而維持了植株光合作用和膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性,提高了草莓幼苗的耐冷性,而較高濃度(>10 mg/L)的硒處理則相反。研究表明,納米硒使蘿卜皮和蘿卜肉中的硒含量分別提高了5.4和2.6倍,納米硒處理比亞硒酸鈉處理硒積累效果更有效,而代謝組學(xué)分析表明,納米硒加速了糖酵解、丙酮酸和三羧酸循環(huán)代謝途徑,使黃酮、氨基酸和三羧酸含量分別提高了3.2、1.4、2.5倍[15]。2 μmol/L納米硒肥顯著提高了石榴葉面積、葉綠素含量、果皮厚度、果實(shí)直徑和產(chǎn)量,均達(dá)1倍以上,并提高了成熟指數(shù)[14]。

外源硒肥能夠改善果實(shí)品質(zhì),由于硒肥種類、作物種類以及施用方式等因素的不同,適宜的硒肥施用量產(chǎn)生的效果也存在差異。硒肥有助于西瓜果實(shí)特征香氣成分含量提高,也有助于果實(shí)可溶性固形物等營養(yǎng)物質(zhì)含量的提高;施用硒肥能增加果實(shí)硒代蛋氨酸含量[21]。葉面噴施硒肥可以增加梨果實(shí)中的硒元素積累,隨著硒濃度的增加而提高[22]。葉面噴施硒肥能夠促進(jìn)蘋果果實(shí)中可溶性固形物、可溶性糖、Vc含量,顯著提高核桃果實(shí)鈣、可溶性糖含量,但對(duì)梨而言,葉面噴施硒肥降低了梨果實(shí)Vc含量[23-24]。這可能與硒肥種類、施肥濃度、作物種類有關(guān),有關(guān)機(jī)理仍需進(jìn)一步深入研究。

該研究結(jié)果表明,葉面噴施5 mg/L硒肥對(duì)滑皮金柑的生長具有促進(jìn)效果,能提高果實(shí)品質(zhì)。納米硒比亞硒酸鈉對(duì)提高滑皮金柑果實(shí)品質(zhì)效果更顯著。