不同外源硒對(duì)番茄硒富集及果實(shí)品質(zhì)的影響

康宇 田騰飛 問(wèn)小龍 龍瀾 殷紅清

摘要：以番茄為供試材料，采用盆栽試驗(yàn)，研究了2種外源硒亞硒酸鈉（Na2SeO3）和硒酸鈉（Na2SeO4）對(duì)番茄農(nóng)藝性狀、番茄植株各器官硒含量、硒的富集及番茄果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，外源硒施用可促進(jìn)番茄植株的生長(zhǎng)發(fā)育，且硒酸鈉施用可顯著提高番茄產(chǎn)量；硒酸鈉施用顯著增加了番茄植株根、莖、葉、果實(shí)中的硒含量，且葉對(duì)硒的吸收能力最強(qiáng)，而亞硒酸鈉處理中根對(duì)硒的吸收能力最強(qiáng)；外源硒的添加顯著增強(qiáng)了番茄植株對(duì)硒的富集能力及從根系向地上部轉(zhuǎn)移硒的能力，提高了番茄果實(shí)維生素C及可溶性糖含量，顯著改善了番茄果實(shí)的品質(zhì)，且硒酸鈉的效果優(yōu)于亞硒酸鈉。

關(guān)鍵詞：外源硒； 番茄； 硒含量； 硒富集； 果實(shí)品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S641.2???????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2024）05-0065-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.05.012??????????? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of different exogenous selenium on selenium accumulation and fruit quality of tomato

KANG Yu1，2， TIAN Teng-fei1，2， WEN Xiao-long1，2， LONG Lan1，2， YIN Hong-qing1，2

（1.Enshi Tujia & Miao Autonomous Prefecture Academy of Agricultural Sciences， Enshi? 445000， Hubei， China；

2.Hubei Selenium Industrial Technology Research Institute， Enshi? 445000， Hubei，China）

Abstract： Using tomato as the experimental material， a pot experiment was conducted to explore the effects of two exogenous selenium fertilizers sodium selenite （Na2SeO3） and sodium selenate （Na2SeO4） on agronomic characters of tomato， selenium content and selenium accumulation of tomato plants and fruit quality. The results showed that exogenous selenium application could promote the growth and development of tomato plants， and sodium selenate application could significantly increase tomato yield. Sodium selenate significantly increased selenium content in roots， stems， leaves and fruits of tomato plants， and the selenium absorption capacity of leaves was the strongest in this treatment， while that of roots was the strongest in sodium selenite treatment. The addition of exogenous selenium significantly enhanced the ability of tomato plants to enrich selenium and transfer selenium from root to ground， increased the content of vitamin C and soluble sugar in tomato fruits， and significantly improved the quality of tomato fruits， and the effects of sodium selenate were superior to sodium selenite.

Key words： exogenous selenium； tomato； selenium content； selenium accumulation； fruit quality

收稿日期：2023-02-08

基金項(xiàng)目：恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新基金項(xiàng)目（2020-012）

作者簡(jiǎn)介：康 宇（1990-），女（侗族），湖北恩施人，助理研究員，碩士，主要從事硒資源開發(fā)利用研究，（電話）18371868027（電子信箱）

es_kangyu@163.com；通信作者，殷紅清（1978-），男，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事作物栽培及管理研究，（電話）18907262199

（電子信箱）hongqingyin@hsitri.org.cn。

康 宇，田騰飛，問(wèn)小龍，等. 不同外源硒對(duì)番茄硒富集及果實(shí)品質(zhì)的影響［J］. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，63（5）：65-69．

硒（Se）是人體必需的微量元素［1］。缺硒會(huì)導(dǎo)致免疫力低下、心腦血管疾病等多種健康問(wèn)題，并增加各種癌癥發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)［2］。研究表明，全世界有5億～11億人患有硒缺乏癥［3］，而中國(guó)人口缺硒的比例超過(guò)50%［4］。人體吸收的大部分硒來(lái)源于植物，而植物吸收的硒主要來(lái)源于土壤［5］，土壤中的硒以硒酸鹽、亞硒酸鹽或有機(jī)態(tài)（如硒蛋氨酸和硒半胱氨酸［6］）被植物吸收。開發(fā)富硒農(nóng)產(chǎn)品，通過(guò)飲食提高人體的硒攝入量對(duì)提高缺硒人群身體健康水平具有重要意義。

農(nóng)業(yè)上普遍采用硒生物強(qiáng)化（Biofortification）措施來(lái)提高作物硒含量［7，8］。有研究表明，在土壤中施用適量濃度的硒可促進(jìn)植物生長(zhǎng)，增強(qiáng)植株的抗氧化和抗逆性［9，10］。此外，對(duì)土壤進(jìn)行硒改良可以顯著提高作物的硒含量、作物產(chǎn)量、土壤酶活性以及土壤養(yǎng)分含量。亞硒酸鈉和硒酸鈉是常用的硒肥［11］，國(guó)際上以施用硒酸鹽為主，而中國(guó)農(nóng)作物多以亞硒酸鈉為硒肥［12，13］。譙祖勤等［14］研究施硒對(duì)生菜生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)施用適量的亞硒酸鈉能有效促進(jìn)生菜的生長(zhǎng)，使生菜的品質(zhì)、生物量、硒含量等指標(biāo)均達(dá)到最佳。馬小燕等［15］采用盆栽試驗(yàn)研究施用硒酸鈉對(duì)小麥生長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)施用硒酸鈉能顯著增加小麥產(chǎn)量及地上部分生物量，并可顯著提高各器官硒含量。

在中國(guó)，番茄是廣泛種植的設(shè)施蔬菜，具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)［16］。硒在中國(guó)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用較為廣泛，且在小麥［17］、油菜［18］、水稻［19］等農(nóng)作物領(lǐng)域的研究較多，而關(guān)于無(wú)機(jī)硒源對(duì)番茄硒含量、產(chǎn)量及品質(zhì)影響的研究較為鮮見。本研究采用盆栽試驗(yàn)，研究2種外源硒（亞硒酸鈉、硒酸鈉）對(duì)番茄農(nóng)藝性狀及吸收利用硒的影響，旨在為富硒番茄的生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試番茄為當(dāng)?shù)刂髟云贩N三星908。供試土壤為采自恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院蓮花池試驗(yàn)田土壤，去除植物殘?bào)w及顆粒物后，采集表層0～20 cm土壤，自然風(fēng)干后研磨過(guò)2 mm篩。土壤pH 6.91，有機(jī)質(zhì)含量29.15 g/kg，全氮含量4.94 g/kg，堿解氮含量44.10 mg/kg，有效磷含量49.56 g/kg，速效鉀含量207.00 mg/kg，總硒含量0.29 mg/kg。試驗(yàn)以亞硒酸鈉（Na2SeO3）（分析純，純度>98%）和硒酸鈉（Na2SeO4）（分析純，純度>98%）作為硒源。

1.2 設(shè)計(jì)

采用盆栽試驗(yàn)，于2021年4月在恩施土家族苗族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院溫室大棚試驗(yàn)基地進(jìn)行。試驗(yàn)共設(shè)置3個(gè)處理，包括對(duì)照CK（無(wú)外源硒施用）、Se1（以亞硒酸鈉計(jì)土壤硒含量為5 mg/kg）、Se2（以硒酸鈉計(jì)土壤硒含量為5 mg/kg），以上硒施用水平均指純硒濃度，每個(gè)處理均種植4盆。試驗(yàn)選用直徑為31 cm、深度為22 cm的塑料盆，每盆稱取10 kg風(fēng)干土壤，土壤中分別以NH4H2PO4、CH4N2O、KCl的形式施入N、P、K，用量為200 mg/kg N、160 mg/kg P2O5、120 mg/kg K2O，所使用的肥料均為分析純。移栽幼苗2周前，將亞硒酸鈉和硒酸鈉分別配成溶液，分別與土壤充分混勻，再將番茄幼苗（2株/盆）移栽至試驗(yàn)盆中。試驗(yàn)期間，植株均在自然光照條件下培養(yǎng)，土壤水分保持田間持水量的60%，其他管理措施按照常規(guī)田間管理進(jìn)行。

1.3 樣品采集

盆栽番茄在種植125 d后全部收獲，分別把番茄的根、莖、葉及果實(shí)等部位分開采集，用去離子水洗凈后，于60 ℃烘干至恒重，用不銹鋼高速粉碎機(jī)粉碎后過(guò)60目篩，用于總硒含量分析。

1.4 測(cè)定方法

參照《土壤農(nóng)化分析》［20］，土壤pH按2.5∶1（mL∶g）的水土比浸提，劇烈振蕩10 min后靜置30 min，用臺(tái)式pH計(jì)（Metter toledo）測(cè)定；土壤有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀-硫酸外加熱法測(cè)定；土壤全氮采用凱氏蒸餾法測(cè)定，堿解氮采用1 mol/L NaOH水解土壤，再用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定；土壤有效磷采用氟化銨-鹽酸提取-鉬銻抗比色法測(cè)定；土壤速效鉀采用醋酸銨浸提火焰光度法測(cè)定。土壤總硒采用《土壤中全硒的測(cè)定》（NY/T 1104—2006）中的方法測(cè)定。維生素C含量采用2，6-二氯酚靛酚法測(cè)定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定；可溶性固形物采用手持折光儀測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2013、SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析；采用單因素方差分析法分析不同處理間的差異（P<0.05，Ducans test）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同外源硒對(duì)番茄農(nóng)藝性狀的影響

由表1可知，與未施硒處理（CK）相比，施硒處理可增加番茄植株的主莖高、地上部干物質(zhì)重及番茄產(chǎn)量，且Se2處理番茄植株產(chǎn)量較對(duì)照（CK）顯著增加了62.1%。在同一施硒水平下，2種外源硒處理的番茄植株主莖高、地上部干物質(zhì)重及番茄產(chǎn)量之間無(wú)顯著差異。將土壤總硒與番茄主莖高、地上部干物質(zhì)重及產(chǎn)量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相關(guān)系數(shù)均未達(dá)到顯著性水平。結(jié)果表明，施用硒酸鈉可促進(jìn)番茄植株的生長(zhǎng)發(fā)育，可顯著提高番茄產(chǎn)量。

2.2 不同外源硒對(duì)番茄植株各部位硒含量及硒富集的影響

如圖1所示，外源硒施用增加了番茄植株根、莖、葉、果實(shí)中的硒含量，且同一施硒水平下，不同外源硒對(duì)番茄植株各部位硒含量的影響具有顯著差異。對(duì)照和Se2處理番茄植株各部位硒含量表現(xiàn)為葉>根>莖>果實(shí)，Se1處理番茄植株各部位硒含量表現(xiàn)為根>葉>莖>果實(shí)，說(shuō)明亞硒酸鈉處理中根對(duì)硒吸收能力較強(qiáng)，硒酸鈉處理中葉對(duì)硒的吸收能力較強(qiáng)。與對(duì)照和Se1處理相比，Se2處理顯著提高了番茄植株各部位硒含量，其中根中硒含量分別顯著提高了21.30、2.81倍，葉片中硒含量分別顯著提高了4.20、3.71倍。Se2處理對(duì)番茄果實(shí)硒含量的增加效果優(yōu)于Se1處理。

硒的吸收系數(shù)（BCF）即植株硒濃度與土壤硒濃度的比值，可用來(lái)表征番茄植株從土壤中吸收富集硒能力的強(qiáng)弱；轉(zhuǎn)移系數(shù)（TF）即植株地上部分硒濃度與根系硒濃度的比值，可表征硒從植株根系向地上部分遷移的能力。如表2所示，BCF植株/土壤表現(xiàn)為Se2>Se1>CK，且單因素方差分析表明各處理之間均有顯著差異，說(shuō)明添加硒增強(qiáng)了番茄植株對(duì)硒的富集能力，硒酸鈉對(duì)提高番茄植株硒富集能力效果更好。外源硒處理中Se1 和Se2處理的TF地上部分/根系顯著高于對(duì)照，表明添加硒增強(qiáng)了番茄植株從根系向地上部分轉(zhuǎn)移硒的能力。

2.3 不同外源硒對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

番茄果實(shí)中富含維生素C，該指標(biāo)也是評(píng)價(jià)番茄果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。結(jié)果（圖2）表明，不同外源硒施用顯著提高了番茄果實(shí)中維生素C含量，且Se2處理顯著高于Se1處理。與對(duì)照相比，Se1、Se2處理番茄果實(shí)中維生素C含量分別增加了46.5%、73.0%。

可溶性糖作為番茄品質(zhì)的重要生理指標(biāo)，有調(diào)節(jié)植物衰老、促進(jìn)植物生長(zhǎng)等作用。不同外源硒處理對(duì)番茄果實(shí)可溶性糖的影響如圖3所示。土壤中施入不同外源硒后，番茄果實(shí)中可溶性糖含量均有不同程度的增加，且Se2處理番茄果實(shí)可溶性糖含量顯著高于對(duì)照。同一施硒水平下，不同外源硒處理之間番茄果實(shí)可溶性糖含量未達(dá)到顯著差異水平。

可溶性固形物含量是評(píng)價(jià)番茄品質(zhì)的重要指標(biāo)，是所有溶解于水的化合物的總稱，包括糖、酸、維生素、礦物質(zhì)等。如圖4所示，各處理間可溶性固形物未達(dá)到顯著差異水平，且在同一施硒水平下，不同外源硒對(duì)番茄果實(shí)中可溶性固形物含量無(wú)顯著影響。

3 討論

3.1 外源硒施用對(duì)番茄農(nóng)藝性狀的影響

有研究表明，適量的硒可以促進(jìn)植株的生長(zhǎng)發(fā)育，提高植株的產(chǎn)量及品質(zhì)，并增強(qiáng)植物的抗逆性和耐受性，但過(guò)量的硒對(duì)植株可能產(chǎn)生毒害作用［21，22］。肖怡然等［23］的研究表明，施用亞硒酸鈉能夠促進(jìn)生菜生長(zhǎng)，增加植株根長(zhǎng)和鮮葉產(chǎn)量。黃愛纓等［24］的研究發(fā)現(xiàn)，硒在一定范圍內(nèi)對(duì)水稻生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用；當(dāng)硒含量超過(guò)一定值時(shí)，則會(huì)抑制水稻的生長(zhǎng)。付冬冬等［25］的研究表明，土壤中添加適宜濃度的亞硒酸鈉與硒酸鈉能促進(jìn)小麥生長(zhǎng)及子粒產(chǎn)量的增加。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，亞硒酸鈉和硒酸鈉的施用增加了番茄產(chǎn)量，且硒酸鈉施用效果優(yōu)于亞硒酸鈉。與李彥等［26］的研究結(jié)果一致，硒對(duì)番茄有一定的增產(chǎn)作用。這可能是由于土壤中施入硒改善了番茄的生理特性，有助于番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，從而增加了其產(chǎn)量。

植物干物質(zhì)重是作物光合作用的產(chǎn)物，是作物生長(zhǎng)狀況的基本特征，可用于分析環(huán)境條件對(duì)作物產(chǎn)量形成的影響。劉睿［27］研究報(bào)道了硒對(duì)苦蕎干物質(zhì)重的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在低濃度硒條件下，苦蕎干物質(zhì)積累量得到了提高，與其研究一致，本研究中外源硒的添加增加了番茄地上部分干物質(zhì)重，有利于光合產(chǎn)物的積累，從而促進(jìn)番茄產(chǎn)量的增加。

3.2 外源硒施用對(duì)番茄硒含量及硒富集的影響

土壤中施硒肥可有效促進(jìn)植物對(duì)硒的吸收，提高植物體內(nèi)硒含量。樊?。?8］研究發(fā)現(xiàn)，2種價(jià)態(tài)硒［Se（Ⅳ）和Se（Ⅵ）］均能有效增加煙株各部位硒含量，且硒酸鹽處理煙株各部位硒含量均高于亞硒酸鈉處理。李鳴鳳等［29］研究發(fā)現(xiàn)，施用硒酸鹽和亞硒酸鹽后，油菜的子粒、果莢、莖葉和根的硒含量均顯著增加，且硒酸鹽處理油菜各器官硒含量顯著高于其他處理。關(guān)于燕麥?zhǔn)┪难芯勘砻魍寥乐惺┯梦笱帑湼髌鞴僦形烤胁煌潭鹊脑黾樱?0］。與前人研究結(jié)果相似，本研究中亞硒酸鈉和硒酸鈉處理均提高了番茄植株根、莖、葉、果實(shí)中的硒含量，且硒酸鈉處理番茄各器官硒含量較亞硒酸鈉處理提高了2.81～6.10倍。這可能是由于土壤中施入的亞硒酸鹽多以Se（Ⅳ）存在，容易被土壤吸附，而降低其生物有效性，而施入的硒酸鹽大部分以Se（Ⅵ）存在，其水溶性高，更易于被植物吸收［31］。據(jù)《富硒農(nóng)產(chǎn)品》標(biāo)準(zhǔn)（GH/T 1135—2017），富硒蔬菜的總硒含量應(yīng)為0.1～1.0 mg/kg。本研究施用2種外源硒后番茄果實(shí)硒濃度為0.19～0.79 mg/kg，達(dá)到了該標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《中國(guó)居民膳食指南》（2022），蔬菜的日消費(fèi)量不應(yīng)超過(guò)500 g。本研究中，番茄果實(shí)的日均硒攝入量符合《中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量第3部分：微量元素》（WS/T 578.3—2017）規(guī)定的40～400 μg/d的安全范圍。

通過(guò)研究不同外源硒對(duì)冬小麥吸收、分配和轉(zhuǎn)運(yùn)的影響發(fā)現(xiàn)，外源硒添加增加了小麥各器官硒含量，且硒酸鈉處理各器官硒的富集系數(shù)均大于亞硒酸鈉處理［32］。本研究也發(fā)現(xiàn)添加外源硒提高了番茄植株對(duì)硒的富集能力，增強(qiáng)了番茄植株中硒從根部向地上部分轉(zhuǎn)移的能力，且硒酸鈉對(duì)硒的富集效果更好。然而，本研究中亞硒酸鈉處理根對(duì)硒的吸收能力較強(qiáng)，硒酸鈉處理葉對(duì)硒的吸收能力較強(qiáng)。這可能是由于施入土壤中的亞硒酸鹽并未立即向地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)，而是發(fā)生了轉(zhuǎn)化，大部分硒積累在植物根部［33，34］，而硒酸鹽被植物吸收后很少發(fā)生轉(zhuǎn)化而隨即向植物地上部分轉(zhuǎn)運(yùn)，更易積累在植物葉片中［35］。關(guān)于印度芥菜的研究表明，硒酸鹽在植物體中的遷移轉(zhuǎn)運(yùn)能力是亞硒酸的2倍，亞硒酸鹽中只有10%從根部轉(zhuǎn)運(yùn)到地上部［36］。然而，有研究表明在高濃度硒酸鹽條件下，小白菜生長(zhǎng)受到抑制，與本研究結(jié)果不一致，這可能源于不同植物對(duì)不同形態(tài)、不同濃度硒的吸收、富集和轉(zhuǎn)運(yùn)存在差異［29］，具體影響機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

3.3 外源硒施用對(duì)番茄品質(zhì)的影響

施硒不僅可以提高作物的硒含量，還能有效改善作物的品質(zhì)［37，38］。王淑珍等［39］研究報(bào)道噴施適宜濃度范圍的硒，大蒜頭中的可溶性糖、維生素C及硒含量隨著施硒濃度的增加而增加。闞學(xué)飛等［40］研究了外源硒對(duì)黃瓜品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)亞硒酸鈉的施用可顯著提高黃瓜中維生素C、可溶性糖和硒含量，顯著改善黃瓜品質(zhì)。周大寨［41］報(bào)道適量硒肥可以顯著提高花椰菜中總糖及還原糖的含量，改善其品質(zhì)。

本研究中亞硒酸鈉和硒酸鈉施用提高了番茄果實(shí)中維生素C、可溶性糖含量，且硒酸鈉施用的效果優(yōu)于亞硒酸鈉，顯著改善了番茄果實(shí)的品質(zhì)。韓亞文等［12］研究發(fā)現(xiàn)土壤中添加適宜濃度的硒能提高番茄果實(shí)維生素C、可溶性糖及可溶性固形物等含量。與本研究結(jié)果一致，這可能是由于鐵是呼吸作用電子傳遞蛋白質(zhì)復(fù)合體的重要組分，適宜濃度的硒可以促進(jìn)番茄對(duì)鐵的吸收，從而促進(jìn)植物光合作用，增加維生素C和可溶性糖含量［42，43］。然而，楊文秀等［44］研究發(fā)現(xiàn)隨著硒濃度的提高，硒對(duì)油菜生長(zhǎng)和品質(zhì)產(chǎn)生了抑制作用，這可能是由于硒肥施用方式、部位及不同品種硒的耐受能力不同使得硒對(duì)作物營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響不一致［45］。

4 小結(jié)

不同外源硒施用對(duì)番茄植株的農(nóng)藝性狀、硒的吸收利用及番茄品質(zhì)均產(chǎn)生了不同影響。相較于亞硒酸鈉，硒酸鈉可以更好地促進(jìn)番茄植株的生長(zhǎng)，增加番茄產(chǎn)量；外源硒施用提高了番茄植株各器官硒含量、硒的富集能力，滿足人體每日硒攝入量需求，且硒酸鹽的效果優(yōu)于亞硒酸鈉；硒酸鈉施用可顯著提高番茄果實(shí)中維生素C和可溶性糖含量，改善番茄果實(shí)的品質(zhì)。

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