張德健，毛聰明

長江大學(xué)園藝園林學(xué)院，湖北 荊州 434025

作為人類飲食攝取的微量元素，硒(Se)影響著人體生長發(fā)育的各個階段[1]。硒作為重金屬解毒劑，對人體內(nèi)部的砷、鉛、鎘、汞等都具有解毒效果，能夠與這些重金屬結(jié)合成復(fù)合物排出體外[1]。此外，硒還能防治疾病，調(diào)節(jié)人體的免疫力，抑制腫瘤和心血管疾病的發(fā)生，延緩人體衰老等多種生物學(xué)作用，具有“生命的保護(hù)劑”美稱[2]。由于硒是礦質(zhì)元素，人體無法自行合成，必須從食物中獲取，因此如何安全和有效地補(bǔ)硒成為迫切需要解決的問題。自然界中主要存在無機(jī)硒和有機(jī)硒2種形式，其中無機(jī)硒毒性較大，有機(jī)硒可為人體安全吸收[2]。因此，將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒供人體吸收利用成為人類安全補(bǔ)硒的重要途徑。在硒形態(tài)轉(zhuǎn)化方面，植物擁有很大優(yōu)勢，它們的硒轉(zhuǎn)化率高，特別是作為人類食物來源的作物，可作為人類安全補(bǔ)硒簡單有效的載體[3]。

近年來，隨著國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的提高和人們生活水平的改善，富硒產(chǎn)業(yè)受到社會各界的廣泛關(guān)注。澳大利亞、丹麥、美國、瑞典和德國等國已研制各種含硒保健品、富硒農(nóng)產(chǎn)品等[3]。在中國，富硒茶油、富硒大米、富硒馬鈴薯、富硒小麥、富硒茶、富硒食用菌等產(chǎn)品也在推向市場并深受廣大消費(fèi)者喜愛[4]。然而，在果品領(lǐng)域的富硒產(chǎn)品和相關(guān)研究尚缺乏。因此，對果樹富硒栽培技術(shù)的研究和規(guī)程制定、果樹富硒機(jī)理的闡釋、富硒果品的精深加工以及高附加值富硒功能型產(chǎn)品的研發(fā)就顯得尤為迫切。

作為世界第一大果品，柑橘的種植面積和產(chǎn)量均超過蘋果位居果樹之首，其國際年貿(mào)易額僅次于小麥和玉米，成為世界第三大貿(mào)易農(nóng)產(chǎn)品[5]。隨著人們消費(fèi)水平的提高，保健型柑橘果品越來越受到市場的重視，如富硒柑橘。溫州蜜柑(Citrusreticulata)屬于寬皮柑橘類水果，原產(chǎn)于浙江省溫州市，又稱無核橘，其果色橙黃，肉質(zhì)柔軟，無核，汁多，囊壁薄，著色早，減酸快，品質(zhì)優(yōu)[5]。通過富硒栽培柑橘，一方面可提高果實(shí)硒含量，另一方面還可提升果實(shí)品質(zhì)[6]。因此，本研究以10年生橋本溫州蜜柑為研究對象，通過在果實(shí)膨大時(shí)期噴施3種不同硒源溶液，分析3種硒源對葉片、果皮和果肉等部位硒含量的影響以及果實(shí)發(fā)育和品質(zhì)的差異，并從礦質(zhì)養(yǎng)分和抗氧化酶活性等角度探討不同硒源對果實(shí)品質(zhì)影響的機(jī)理，以助力發(fā)展優(yōu)質(zhì)鮮食富硒柑橘。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

研究材料為橋本溫州蜜柑(10年生)，枳砧。試驗(yàn)地土壤為黃棕壤土，pH 5.22，有機(jī)質(zhì)含量43.1g/kg，氮含量311.6mg/kg，磷含量502.3mg/kg，鉀含量282.5mg/kg，鈣含量2.14cmol/kg，鎂含量0.49cmol/kg，無機(jī)硒含量 0.39mg/kg。

試驗(yàn)地設(shè)在長江大學(xué)農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)園區(qū)柑橘果園，試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置4個處理：以噴清水的空白區(qū)組(清水對照)處理、200mg/L硒酸鈉噴施處理、200mg/L亞硒酸鈉噴施處理和200mg/L酵母硒噴施處理，該濃度的選擇參照文獻(xiàn)[6](硒酸鈉和亞硒酸鈉購自武漢勤致杰生物科技有限公司，酵母硒購自宜昌安琪酵母有限公司)。每處理設(shè)置4個重復(fù)，每個重復(fù)選取樹體大小和長勢基本一致的橋本溫州蜜柑樹5株，共計(jì)80株。噴施次數(shù)為4次，時(shí)間為2021年7月20日、7月30日、8月10日和8月20日(橋本溫州蜜柑果實(shí)膨大期)，每株每次噴施3L藥液，噴硒時(shí)間為當(dāng)日17：00后，以葉片的正面和反面均布滿水霧為宜。

1.2 樣品采集及測定

于2021年9月20日(橋本溫州蜜柑果實(shí)成熟期)采集樣品(葉片和果實(shí))。葉片樣品選自樹冠外圍枝條中部的結(jié)果枝從上到下的第 5 片葉，果實(shí)樣品選自樹冠中部發(fā)育正常且無病蟲害的果實(shí)。將采集后的樣品立即放置于干冰中，8h內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室，用去離子水洗凈，置于冷庫中保藏，備用。

葉片、果皮和果肉中的硒含量采用AFS-2100原子熒光儀測定[7]。果重采用電子天平稱量，果皮厚度采用游標(biāo)卡尺測定，可滴定酸含量采用氫氧化鈉中和滴定法測定[8]，果實(shí)的可溶性固形物(total soluble solid，TSS)含量采用手持糖度計(jì)測定，總糖含量采用硫酸蒽酮法測定，維生素 C(Vc)含量采用 2，6-二氯靛酚滴定法測定[6]。果實(shí)礦質(zhì)養(yǎng)分含量的測定按GB 5009.268—2016[9]的方法，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、過氧化物酶(peroxidase，POD)和抗壞血酸過氧化物酶(ascorbic acid peroxidase，APX)等酶活性以及丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量測定參照文獻(xiàn)[6]的方法。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用SAS 9.1.3軟件，用鄧肯式新復(fù)極差法對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同硒源處理對柑橘葉片、果皮和果肉硒含量的影響

成熟期橋本溫州蜜柑的葉片、果皮和果肉中硒含量檢測結(jié)果如表1所示。由表1可知，與清水對照處理相比，采用3種硒源進(jìn)行噴硒處理均不同程度地增加了葉片、果皮和果肉的硒含量，其中以亞硒酸鈉處理效果最佳，該處理的葉片、果皮和果肉中的硒含量分別增加了407%、2724%和194%；硒酸鈉處理的葉片、果皮和果肉中的硒含量分別增加了276%、1751%和180%；酵母硒處理的葉片、果皮和果肉中的硒含量分別增加了159%、1844%和167%。從表1還可知，與清水對照處理相比，果皮中硒含量增加效果最顯著，3種硒源處理使果皮硒含量增加了17.51～27.24倍；其次是葉片,增加了1.59～4.07倍；而果肉增幅較小，約為1.67～1.94倍。由此可知，亞硒酸鈉提高柑橘葉片、果皮和果肉中硒含量效果最顯著。

表1 不同硒源處理下的柑橘葉片、果皮和果肉硒含量

2.2 不同硒源處理對柑橘果實(shí)發(fā)育和品質(zhì)的影響

單果重、果皮厚度、可滴定酸含量、TSS含量、總糖含量和Vc含量等指標(biāo)測定結(jié)果如表2所示。由表2可知，3種硒源處理均可不同程度地增加了單果重、TSS含量、總糖含量和Vc含量，降低了果皮厚度和可滴定酸含量。與清水對照處理相比，硒酸鈉、亞硒酸鈉和酵母硒處理后單果重分別提高了11.2%、21.2%和12.2%，果肉TSS含量分別提高了8.1%、8.9%和8.0%、總糖含量分別提高了11.6%、17.9%和9.5%，Vc含量分別提高了12.7、20.9%和13.2%，皮厚度分別降低了8.7%、13.0%和4.3%，可滴定酸含量分別降低了10.7%、8.9%和10.7%。總的來看，3種不同硒源處理中，亞硒酸鈉處理促進(jìn)柑橘果實(shí)發(fā)育和提高果實(shí)品質(zhì)效果最顯著，該處理增加了柑橘果實(shí)單果重、果肉的可溶性固形物、總糖含量和Vc含量，降低了可滴定酸含量，使果皮變薄，從而對提高柑橘產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)有促進(jìn)作用。

表2 不同硒源處理下的柑橘果實(shí)品質(zhì)

2.3 不同硒源處理對柑橘果肉礦質(zhì)養(yǎng)分含量的影響

3種硒源處理下柑橘果肉礦質(zhì)養(yǎng)分的含量的測定結(jié)果如表3所示。由表3可知，3種硒源處理不同程度地提高了果肉中氮、磷和鉀的含量，顯著降低了鈣水平，但對鎂無顯著影響。相比于清水對照，硒酸鈉、亞硒酸鈉和酵母硒處理后果肉氮含量分別提高了11.6%、17.4%和9.9%，果肉磷含量分別提高了21.4%、50.0%和35.7%，果肉鉀含量分別提高了12.8%、15.6%和12.1%；而果肉鈣含量分別降低了35.7%、39.3%和35.7%。在3種硒源處理中，亞硒酸鈉處理對果肉礦質(zhì)養(yǎng)分含量影響效果最突出，該處理顯著提高了果肉中氮、磷和鉀的含量，也顯著降低了果肉種鈣的含量，但對果肉的鎂含量無顯著影響。

表3 不同硒源處理下的柑橘果肉礦質(zhì)養(yǎng)分含量

2.4 不同硒源處理對柑橘果肉SOD、POD、APX活性和MDA含量的影響

3種硒源處理的橋本溫州蜜柑成熟期果肉中SOD、POD、APX活性和MDA含量測定結(jié)果如表4所示。從表4可知，3種硒源處理均顯著提高了柑橘果肉中SOD、POD和APX的活性，其中亞硒酸鈉處理效果最顯著，相比于清水對照處理，其SOD、POD和APX的活性分別提高了74.8%、131.4%和24.6%。亞硒酸鈉和酵母菌處理對柑橘果肉中MDA含量無顯著影響，但硒酸鈉處理的果肉MDA含量只有清水對照的73.3%。

表4 不同硒源處理下柑橘果肉SOD、POD和APX活性及MDA含量

3 討論與結(jié)論

相對于土壤施硒肥，葉面噴硒可減少硒損失，有效提高植物體內(nèi)硒含量，也是園藝作物栽培農(nóng)藝措施中提高果實(shí)或葉片硒含量的常用方法[10,11]。不同園藝作物的適宜葉面噴硒的時(shí)期和種類存在差異，如葡萄果實(shí)膨大初期為最適噴施硒肥時(shí)期[12]，草莓噴施硒肥最佳時(shí)期為展葉期和盛花期[13]。前人的研究表明，柑橘果實(shí)膨大期噴施硒肥可有效提高果實(shí)硒含量[6]。因此，本研究選擇柑橘果實(shí)膨大期采用葉面噴施3種硒源以研究不同硒源對柑橘硒含量和果實(shí)品質(zhì)的影響。

亞硒酸鈉溶液噴施生菜可提高生菜葉片硒含量，同時(shí)還增加了葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度，提高光合作用和抗氧化能力，促進(jìn)生菜的生長發(fā)育[14]。針對棉花施硒的研究表明，硒礦肥可使棉花吐絮期提前，提高棉花營養(yǎng)水平，促進(jìn)棉鈴生長和發(fā)育[15]。將生物硒應(yīng)用到番茄的富硒栽培過程中，可獲得較高硒含量的果實(shí)，顯著提高果實(shí)品質(zhì)[16]。本研究結(jié)果表明，在柑橘果實(shí)生長的膨大期噴施硒酸鈉、亞硒酸鈉和酵母硒均可提高柑橘葉片和果實(shí)(果皮和果肉)中硒含量，其中亞硒酸鈉處理效果最佳，可廣泛應(yīng)用于富硒柑橘的栽培生產(chǎn)實(shí)踐中。

外源硒肥不僅可提高植物體內(nèi)硒含量，還影響植物的生長發(fā)育，進(jìn)而影響果實(shí)品質(zhì)。研究表明，葉面噴施亞硒酸鈉可顯著改善葡萄果實(shí)品質(zhì)，如增加葡萄單粒重、果粒橫縱徑、Vc含量、硒含量等，同時(shí)還可延緩果實(shí)和葉片的衰老[6]。富硒液肥顯著提高了桃果實(shí)可溶性固形物含量、單果重，且使桃果皮病斑少，光澤度好，并使其成熟期提前7d[17]。廖道林等[18]研究表明在柑橘上采用葉面噴施生物納米硒，可提高果實(shí)可溶性固形物含量，且果實(shí)保鮮期和貨架期可延長15d。本研究結(jié)果與前人一致，3種硒源均不同程度地提高了柑橘果實(shí)品質(zhì)，如增加了單果重，提高了果實(shí)可溶性固形物、總糖和Vc含量，降低了果皮厚度和可滴定酸含量。研究表明，硒能夠提高植物的光合作用[19]，從而促進(jìn)了糖分的累積，對可溶性固形物含量的增加有較大作用，進(jìn)一步可提高單果重，這與李俊冬等[20]的研究結(jié)果一致。在本研究的3種硒源處理中，亞硒酸鈉處理對提高柑橘果實(shí)品質(zhì)的效果最佳，可考慮應(yīng)用于柑橘栽培生產(chǎn)實(shí)踐中。

關(guān)于硒對植物礦質(zhì)養(yǎng)分吸收的影響，本研究結(jié)果表明，葉面噴硒促進(jìn)了柑橘果實(shí)對氮、磷和鉀的吸收，抑制了對鈣吸收，但對鎂的含量無顯著影響。溫明霞等[6]對“本地早”柑橘采用葉面噴硒處理，結(jié)果表明噴硒促進(jìn)了柑橘對氮和鉀的吸收，抑制了對鈣的吸收，這與本研究結(jié)果一致。杜少平等[21]對西瓜施硒的研究結(jié)果表明，噴施較低濃度的硒能夠促進(jìn)西瓜對鈣、鎂的吸收，而當(dāng)噴施濃度較高時(shí)則會抑制鈣、鎂養(yǎng)分的吸收。此外，噴硒處理對氮和鉀的吸收起促進(jìn)作用，而對磷的吸收表現(xiàn)為抑制。本研究結(jié)果與此結(jié)果不一致的原因可能與葉面噴硒的濃度有關(guān)。關(guān)于硒與礦質(zhì)養(yǎng)分吸收之間的關(guān)系，有待于進(jìn)一步深入研究和探討。

SOD、POD和APX是存在于植物體內(nèi)的活性氧(ROS)的清除劑，能夠在逆境脅迫或衰老過程中清除植物細(xì)胞內(nèi)過量的ROS，維持細(xì)胞代謝平衡，提高植物的抗逆性，與植物的抗氧化能力有關(guān)。MDA是膜脂過氧化的重要產(chǎn)物之一，其含量越高，過氧化程度越強(qiáng)[22]。本研究采用噴硒處理的柑橘果肉中SOD、POD和APX活性均顯著高于清水對照處理，而MDA含量則不同程度地低于清水對照處理，說明硒可提高植物的抗氧化能力，通過清除膜脂過氧化產(chǎn)物MDA，保護(hù)細(xì)胞膜的完整性。這與對草莓的試驗(yàn)結(jié)果[13]一致，草莓中的硒在保護(hù)細(xì)胞膜完整性的同時(shí)，能降低重金屬離子的含量，有效抑制草莓葉片和果實(shí)對重金屬鎘和鉛的吸收。此外，在本研究的3種硒源處理中，亞硒酸鈉提高SOD、POD和APX活性的效果最強(qiáng)烈。在柑橘的生產(chǎn)栽培中，可施亞硒酸鈉以提高柑橘的抗氧化能力。

總之，在柑橘果實(shí)膨大期采用葉面噴施3種硒肥(硒酸鈉、亞硒酸鈉、酵母硒)可增加柑橘葉片和果實(shí)硒含量，進(jìn)而影響柑橘對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收平衡，促進(jìn)糖分和可溶性固形物的積累，分解果酸，降低果皮厚度，提高果實(shí)的抗氧化能力，降低過氧化程度，進(jìn)而提高柑橘果實(shí)品質(zhì)。其中以亞硒酸鈉葉面噴施的綜合效果最佳，可考慮將其廣泛應(yīng)用于柑橘富硒栽培生產(chǎn)實(shí)踐中。