采用叶面喷施开发富硒甘薯研究

来源:用户上传      作者:田莉 王杰 吕双双 潘方珍 陈玲霞 李春生

　　摘要  通过对甘薯叶面喷施富有机硒植物营养剂，研究不同喷施用量对甘薯果实内硒含量的影响。结果表明试验所选取的3组用量对甘薯富硒都有一定的促进作用，随着喷施用量的提高，甘薯硒含量逐渐提高，其中4 500 ml/（hm2·次）喷施对甘薯富硒的促进作用最大。且在试验过程中发现甘薯植株内硒元素在整个生长过程中从叶片向甘薯果实中转移，同时喷施富有机硒植物营养剂能够明显抑制甘薯对重金属Cd的吸收，随着富有机硒营养剂用量的增加，甘薯内重金属镉的吸收量逐渐降低。对甘薯进行叶面喷施富有机硒营养剂能够促进甘薯对硒元素的吸收，且在试验用量范围内，随着用量提高，甘薯内硒含量也随之提高，同时可在一定程度上抑制重金属Cd的吸收。
　　关键词  甘薯;硒;吸收;叶面喷施
　　中图分类号  S  531文献标识码  A
　　文章编号  0517-6611（2020）04-0150-04
　　doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.04.044
　　开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
　　Study on Development of Selenium-enriched Sweet Potato by Foliar Application
　　TIAN Li，WANG Jie，L Shuang-shuang et al  （Zhejiang Institute of Geological & Mineral Resources，Key Laboratory of Clay Minerals， Ministry of Land and Resources，Engineering Research Center of Non-metallic Minerals of Zhejiang Province，Hangzhou，Zhejiang 310007）
　　Abstract  The effects of different spraying dosages on selenium content in sweet potato fruits were studied by spraying the organic selenium plant nutrient on the sweet potato leaf surface.The results showed that the dosage of the three groups selected in the experiment had a certain promoting effect on selenium enrichment in sweet potato.With the increase of spraying dosage， the selenium content in sweet potato increased gradually， and the effect of 4 500 mL/hm2 and sub-spraying on selenium enrichment in sweet potato had the greatest promotion effect.It was also found that selenium could be transferred from the leaves to the sweet potato fruits during the whole growth process of the sweet potato plants.At the same time， spraying the selenium-enriched plant nutrient could inhibit the absorption of heavy metals by sweet potato to some extent.And cadmium was found to be more obvious during the experiment.With the increase of the dosage of organic selenium nutrient， the absorption of heavy metal cadmium in sweet potato gradually decreased.Based on the above test results， foliar application of organic selenium nutrient to sweet potato can promote the absorption of selenium by sweet potato， and within the test dosage range， with the increase of spraying concentration， the selenium content in sweet potato will also increase.At the same time， the absorption of heavy metals can be inhibited to a certain extent.
　　Key words  Sweet potato;Selenium;Absorption;Foliage spray
　　甘薯是世界公認的营养食品和保健食品，而且有关专家评价甘薯为“21世纪最理想的食物”。相对于米、面而言，甘薯为生理碱性食物，且甘薯含有大量的淀粉、可溶性糖、多种维生素、胡萝卜素、膳食纤维和多种氨基酸等物质[1]。另外甘薯还含有钙、铁、磷、钾、硒等矿物质，同时还含有黏液蛋白等物质，具有防止结肠和乳腺肿瘤的作用，而且可以延年益寿、强身健体、增强免疫力[2]。我国是农业大国，甘薯的种植面积和产量均居世界首位，但我国又是世界公认的缺硒大国，因此通过对甘薯进行外加硒源施肥，提高甘薯产量及富硒量，可对我国普遍存在的缺硒问题起到很好的缓解作用[3-4]。施用适量的外源硒能显著提高农作物的硒含量，但过多的硒也会对农作物产生毒害作用[5-6]。而且外加硒源施肥与普通的甘薯种植过程相似，不会增加太多操作，是种植富硒农产品简便快捷的方法。另外甘薯叶、梗可以用作畜牧业的饲料，一方面降低饲料成本，另一方面畜禽食用富硒甘薯的叶、梗后硒元素在动物体内富集，也会带动富硒农业的发展，提高我国农业生产的经济效益。 　　针对我国缺硒状况，学者对人工富硒进行了大量研究。贾朝佩[7]通过对不同作物进行盆栽试验，研究人工施加硒源对作物富硒的影响。通过土壤施硒和叶面喷施硒相对比，发现叶面喷施硒源比土壤施硒更能促进农作物对硒的吸收。闫加启等[8]通过对甘薯进行叶面喷施硒源研究叶面喷施硒源对甘薯产量的影响，结果表明，叶面喷施可显著提高甘薯产量，提高经济效益。廖青等[9]研究了土壤施肥、叶面施肥、叶面和土壤相结合施肥的方式对甘薯产量的影响，结果表明二者相结合的施肥方式对提高产量影响最为明显，其次为叶面施肥，最后为土壤施肥，对研究富硒甘薯生产具有指导意义。
　　笔者通过在甘薯不同生长时期叶面喷施富有机硒营养剂，研究不同时间段喷施硒源及不同用量的硒源对甘薯硒含量的影响，同时研究叶面喷施硒源对甘薯重金属吸收的影响，旨在为甘薯的富硒种植及高产种植提供理论依据。
　　1  材料与方法
　　1.1  试验地点
　　试验实施地点为浙江省某甘薯集中连片种植区，面积为0.8 hm2。
　　1.2  试验药剂及使用方法
　　富有机硒植物营养剂（果蔬类），液体，200 mL/瓶，有机硒含量（以Se计）2 g/瓶。使用方法：对水稀释200倍左右，对甘薯进行叶面喷施，以叶面湿透而尽量不下滴为最佳，均匀喷施。
　　1.3  试验设计
　　为了考察不同富有机硒营养剂不同喷施量对甘薯Se含量的影响，将试验区划分为4个区块，设4个处理，分别为对照组、试验Ⅰ区、试验Ⅱ区、试验Ⅲ区，每个区块为0.2 hm2，具体见表1。
　　1.4  土壤样品采集与检测分析
　　在每个试验区域内采集土壤，每组土壤样品按梅花点法采集5个分点，每个分点采集耕作层0～20 cm土壤样品，混合、缩分至每组样品1 kg，自然风干后粉碎过100目筛备用，对pH、总Se、总Pb、總Cd、总Cr、总Hg、总As含量。
　　1.5  甘薯样品采集及检测分析
　　在每次施用富有机硒植物营养剂前，每个试验区采集4组甘薯样品（每组3 kg），进行总硒含量分析;成熟甘薯分析样品总Se、总Pb、总Cd、总Cr、总Hg、总As含量。
　　2  结果与分析
　　2.1  土壤样品分析结果
　　为了解各试验小区土壤质量现状情况，对每个试验区采集的5组土壤进行pH、硒元素和重金属元素含量的分析测试，依据GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》进行管控分析，其分析结果见表2。
　　从表2和图1可以看出，试验区内土壤pH稳定，集中在5.5～6.5，每个元素含量的分布弥散性较小，其中有益Se元素含量较高，达到了富硒土壤的要求（我国对Se含量大于0.40 mg/kg的土壤称为富硒土壤），重金属元素Cd含量较高，均超过了0.3 mg/kg。
　　2.2  叶面喷施对甘薯样品Se含量的影响
　　在甘薯根茎开始生长时施用一次富有机硒营养剂，在甘薯根茎发育期第2次喷施有机硒营养剂，并在第2次喷施之前每个试验区采集第1次喷施富有机硒营养剂后的甘薯样品;在第3次施用富有机硒营养剂前采集第2次喷施的样品;待甘薯成熟后采集第3次喷施的样品。进行样品Se含量分析，结果见图2。
　　从图2a可以看出，在施用一次富有机硒营养剂后，试验区内甘薯样品的Se含量随着叶面喷施浓度提高明显增加。这表明富有机硒营养剂中的Se通过甘薯茎叶成功转移至甘薯的根茎部分，且随着喷施浓度的提高甘薯样品内的Se含量也随之提高。由图2a和b可以看出，施用2次富有机硒营养剂后，甘薯样品的Se含量较第一次施用后明显增加，且不同施用量对甘薯Se含量影响明显。其中试验Ⅱ区的产品Se含量最高，甘薯样品中的Se含量平均值为813 μg/kg，最低为660 μg/kg，最高可达980 μg/kg。3个试验区的甘薯样品Se含量明显高于对照组的甘薯样品Se含量。在甘薯根茎发育期喷施富有机硒营养剂能够显著提高甘薯样品Se含量。
　　由图2c可以看出，3个试验区的成熟甘薯样品Se含量明显高于对照组的成熟甘薯样品Se含量，且随着叶面喷施浓度提高，成熟甘薯样品内Se含量也逐渐提高。甘薯样品Se 含量最低为0.34 mg/kg，最高可达0.98 mg/kg（表2），均高于富硒甘薯标准的要求（0.2 mg/kg）。3次叶面喷施后，试验Ⅲ区的成熟甘薯样品Se含量最高，甘薯样品中的Se含量平均值达0.787 mg/kg，达到了富硒甘薯标准的要求。候松等[10]对叶面喷施硒对紫甘薯硒元素的吸收、分配及品质的影响进行研究。结果表明叶面喷施硒源的情况下，对根块产量影响不大，但是可以提高根块中的总硒含量、有机硒含量及硒的总累计含量。另外施加硒肥还可以提高紫甘薯根块中的钾、钠、镁、铁和铜等元素的含量，同时使根块中的钙、锰等元素的含量下降，对研究富硒甘薯生产具有指导意义。该研究结果叶面喷施硒源能提高成熟甘薯样品中的硒含量与以上研究结果相印证。
　　2.3  叶面喷施对甘薯样品重金属含量的影响
　　根据对试验小区中土壤分析结果，发现除有益元素硒含量较高外，土壤中Cd含量也较高，因此对成熟番薯样品进行Cd含量分析，结果见图3。从图3可以看出，不同试验区甘薯样品Cd 含量有明显区别，对照区甘薯样品的Cd含量较高，为0.038 mg/kg，随着富有机硒营养剂施用量的增加，甘薯样品中的Cd含量逐渐降低，当使用量达13 500 mL/hm2时，甘薯样品中Cd 含量的平均值为0.011 mg/kg，相比对照区，有显著下降。表明施用富有机硒营养剂对甘薯样品吸收土壤中的重金属Cd有一定抑制作用。 　　2.4  富硒甘薯質量分析
　　为了验证该技术方法生产富硒甘薯的可行性及分析结果的可靠性，待甘薯成熟后，对照区采集3组甘薯样品，试验Ⅰ区、试验Ⅱ区、试验Ⅲ区分别采集6组甘薯样品，检测分析甘薯的Se 含量和重金属元素镉、铅、汞、铬、砷含量。结果见表3。
　　3次喷施富有机硒营养剂后甘薯及甘薯叶样品中重金属检测均符合绿色食品NY/T 1049—2006 含量要求，均低于要求限值。且Se含量都达到了富硒甘薯标准的要求0.2～1.0 mg/kg（湖北食品安全地方标准DBS 42/002—2014）。结果表明，采用叶面喷施富有机硒营养剂，可以开发出质量安全的富硒甘薯。
　　3  结论
　　研究表明，叶面喷施有机硒营养剂后甘薯样品内的Se含量显著提高，且在甘薯根茎发育期喷施富有机硒营养剂能够显著提高甘薯样品内Se含量;随着有机硒营养剂用量的增加，甘薯样品内的Se含量也随之提高，因此，可通过不同喷施用量得到不同Se含量的甘薯产品;同时，叶面喷施有机硒营养剂可在一定程度上抑制甘薯对重金属Cd的吸收。通过3次叶面喷施富有机硒营养剂，3个试验区的甘薯样品都达到了富硒甘薯中对Se含量的要求;且3个试验区的甘薯样品的重金属Pb、Cd、Hg、Cr和As含量均低于绿色食品NY/T 1049—2006中含量限值。通过该研究技术途径，可以生产质量安全的富硒甘薯，为浙江省富硒产业的发展提供科学依据。
　　参考文献
　　[1]
　　马代夫，李强，曹清河，等.中国甘薯产业及产业技术的发展与展望[J].江苏农业学报，2012，28（5）： 969-973.
　　[2] AGARWAL R，BEHARI J R.Effect of selenium pretreatment in chronic mercury intoxication in rats[J].Bulletin of environmental contamination and toxicology， 2007，79（3）：306-310.
　　[3] 李彦青，卢森权，黄咏梅，等.浅议富硒甘薯的开发与利用[J].杂粮作物，2008，28（5）：332-333.
　　[4] 谢斌，吴文良，郭岩彬，等.作物富硒研究进展[J].江苏农业科学，2014，42（1）：15-18.
　　[5] 郭文慧，刘庆，史衍玺.紫甘薯对硒的吸收和累计特征[J].中国土壤与肥料，2016（4）：133-138.
　　[6] 赵少华，宇万太，张璐，等.环境中硒的生物地球化学循环和营养调控及分异成因[J].生态学杂志，2005，24（10）： 1197-1203.
　　[7] 贾朝佩.作物对外源硒的吸收效果及外源硒对作物生物量的影响研究[D].合肥： 安徽农业大学，2010.
　　[8] 闫加启，赵桥娜，张新，等.叶面喷施富硒叶力肥对甘薯产量影响的研究[J].农业技术与装备，2017（6）：17，20.
　　[9] 廖青，邢颖，梁潘霞，等.甘薯自然富硒能力测定及施硒方式对甘薯硒含量的影响[J].西南农业学报，2017，30（8）：1838-1842.
　　[10] 侯松，田侠，刘庆.叶面喷施硒对紫甘薯硒吸收、分配及品质的影响[J].作物学报，2018，44（3）：423-430.
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