辣椒在不同施硒水平下硒累积规律

余小兰 张静 李光义 邹雨坤 刘景坤 李勤奋 李晓亮

摘  要：為研究辣椒在不同施硒水平下硒的累积规律，以‘辣丰新辣王为试验材料，在海南省澄迈县砖红壤地块中设置6个硒肥用量处理，分别为0、5、10、15、20、25 kg/hm2，测定辣椒产量、各器官硒含量分布特征。结果表明：（1）土壤施用硒肥显著提高了辣椒产量及各器官硒含量和硒累积量;（2）随着硒肥施用量的增加，辣椒各器官的硒含量、硒累积量均呈先升高后降低的趋势，收获期辣椒各器官硒含量和硒累积量在20 kg/hm2处理下最高，辣椒产量在15、20、25 kg/hm2处理下较高;（3）与不施硒肥相比，施用硒肥可以显著影响硒在辣椒不同器官中的分配规律，而且少量供硒（5、10 kg/hm2）条件下，还可以促进收获期果实中硒的富集;（4）收获期，辣椒果实硒肥利用率在20 kg/hm2处理下最高。表明土壤适量施用硒肥可显著提高辣椒产量、硒含量、硒累积量及硒肥利用率，在本研究中以施用20 kg/hm2的效果最好。

关键词：辣椒;硒;吸收;分布规律;累积规律

中图分类号：S641.3      文献标识码：A

Patterns of Selenium Accumulation of Pepper under Different Application Level of Selenium Fertilizer

YU Xiaolan1，2， ZHANG Jing1， LI Guangyi1，2， ZOU Yukun1，2， LIU Jingkun1，2， LI Qinfen1，2， LI Xiaoliang2，3*

1. Environment and Plant Protection Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571101， China; 2. Hainan Key Laboratory of Tropical Ecocircular Agriculture， Haikou， Hainan 571101， China; 3. Tropical Crops Genetic Resources Institute， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571101， China

Abstract： The study aimed at the absorption and accumulation of Se in pepper and to provide references for selenium-enriched pepper cultivation. A pepper cultivar named ‘Hot Feng Xin La Wang and six application levels of Se fertilizer （0， 5， 10， 15， 20 and 25 kg/hm2 Se） in the latosol field in Chengmai， Hainan were used. The yield and selenium content distribution of pepper were assayed. Se application in soil significantly increased the yield， Se concentration and Se accumulation in each organ. With the increase of application amount of Se fertilizer， Se concentration and accumulation in each organ increased first and then decreased. Se concentration and accumulation in the organ reached the highest in the 20 kg/hm2 treatment and the pepper yield reached the higher in the 15， 20 and 25 kg/hm2 treatments at the harvest stage. Compared with the control， Se application significantly changed the distribution pattern of Se in different organs. Less application of Se fertilizer （5， 10 kg/hm2） promoted Se accumulation in pepper fruits. At the harvest stage， Se utilization rate was the highest in the 20 kg/hm2 treatment. The reasonable application of Se fertilizer in soil was beneficial to increasing the yield of pepper， improving the Se concentration， Se accumulation and Se utilization rate of pepper， and 20 kg/hm2 was appropriate in the present study.

Keywords： pepper; selenium; absorption; selenium distribution; cumulative pattern

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.07.023

硒是人体必需的微量元素之一[1]，它参与人体和动物谷胱甘肽过氧化酶和硫氧还蛋白还原酶等含硒酶的代谢过程，人体缺硒则会出现克山病、肝病等异常症状[2-3]。为预防缺硒病变的发生，中国营养学会建议成人每天硒食用量至少为55 μg，而我国人均硒食用量不到26 μg/d，远达不到其推荐量[4]。我国是一个缺硒大国，约72%地区缺硒或少硒[5]。由于人体自身代谢机能无法合成硒，故从食物中获取硒显得尤为重要[6]。而我国土壤及作物普遍硒含量较低[7]，人和动物不能从生产出的作物中获得足够的硒，因此，通过土壤合理补硒提高作物硒含量以缓解硒缺乏的现状变得极为迫切。

研究表明，外源添加0.5～1.0 mg/kg硒肥时，可增加冬小麦产量10.46%，继续增大硒肥施用量则导致冬小麦减产[8]。硒肥施用量少于5 mg/kg时，会促进小白菜生长和硒吸收[9]。而硒肥施用量高于25 mg/kg时，则会导致玉米产量、品质及硒吸收能力下降[10]。此外，土壤合理补硒对紫甘薯[11]、葡萄[12]、马铃薯[13]、黄瓜[14]的果实硒富集、增产、提质等也有积极的作用。可见，针对不同作物对土壤进行合理补硒是生产富硒作物的重要途径。辣椒是我国主要的经济作物之一，在农业生产及农民增收中占有重要的地位[15]。富硒辣椒营养丰富，销售价格较高，且具有较高的医疗保健价值，深受广大消费者和种植户的喜爱[16]。目前，国内针对辣椒富硒研究的报道较少，因此，研究提高辣椒果实硒含量对于提高辣椒的经济价值具有重要意义。本试验拟通过研究硒肥用量对辣椒生物量、各器官硒含量、硒累积量和硒利用率等的影响，以期为生产优质高产的富硒辣椒提供理论依据。

1  材料与方法

1.1  材料

供试土壤为砖红壤，pH 5.46，有机质含量16.85 g/kg，碱解氮含量120.45 mg/kg，有效磷含量15.65 mg/kg，速效钾含量149.25 mg/kg，全硒含量为1.66 mg/kg。

供试肥料：尿素（N≥46 %）、过磷酸钙（P2O5≥ 16 %）、硫酸钾（K2O≥51%）、硒酸钠（Se=42%）。

供试辣椒品种为‘辣丰新辣王。

1.2  方法

1.2.1  试验设计  试验在海南省澄迈县进行，试验设置6个硒浓度梯度，分别为0、5、10、15、20、25 kg/hm2（即0、2.2、4.4、6.6、8.8、11.1 mg/kg土），分别用Se 0、Se 5、Se 10、Se 15、Se 20、Se 25表示，每个处理3次重复，小区面积为2.5 m× 15 m，每个小区种植120株辣椒。硒肥作底肥一次性施入土壤，此外，为保证辣椒正常生长发育，每公顷施用尿素600 kg、过磷酸钙200 kg、硫酸钾300 kg。辣椒于2017年10月14日种植，2018年4月14日收获，种植期间采用当地农户常规水肥管理。分别于辣椒花芽分化期（2017年11月22日）、开花坐果期（2018月1月31日）和收获期（2018年4月14日），采集植株样品，进行各生理指标测定。辣椒果实分批进行采摘，共采摘8次。

1.2.2  测定项目和方法  辣椒各部位硒含量测定参照《GB 5009.93—2010食品安全国家标准食品中硒的测定》的方法。相关参数计算方法为：

硒累积量=辣椒各部位硒含量×辣椒各部位干物质量;

全株硒累积量=根硒累积量+茎硒累积量+叶硒累积量+花芽硒累积量+花硒累积量+果实硒累积量;

硒的分配率=各器官硒累积量/全株硒累积量× 100%;

硒肥利用率=（施硒处理全株硒累积量-不施硒处理全株硒累积量）/硒施用量×100%。

1.3  数据处理

试验数据采用SPSS 18.0软件进行数理统计与方差分析。

2  结果与分析

2.1  不同施硒处理对辣椒产量的影响

由图1可知，与不施硒肥相比，施用硒肥5～ 10 kg/hm2下产量变化不大，施用硒肥15～20 kg/hm2 下产量显著增加;但在3个较高硒肥用量（15、20、25 kg/hm2）处理间，其产量没有显著差异。

2.2  不同施硒處理对辣椒各器官硒含量的影响

由表1可知，随着硒肥施用量的增加，除开花坐果期果实硒含量在硒肥施用量为15、20 kg/hm2时显著高于其他处理外，其他不同生育时期辣椒各部位硒含量均呈先升高后降低的趋势，且在硒肥施用量为20 kg/hm2时达到最大。增施硒肥后，不同生育时期辣椒各器官硒含量均显著增加，这可能是由于辣椒是硒积聚作物，极少量的硒就可以刺激辣椒生长及对硒的吸收，且随着辣椒生育期的延长，辣椒各部位对于硒的吸收能力亦增强，但是高浓度的硒可促进作物体内过氧化作用占主导地位，从而对辣椒产生一定毒害作用，影响辣椒的生长及对硒的吸收。

花芽分化期，在不同硒肥处理下，不施硒肥和硒肥施用量为5 kg/hm2时根、茎、叶硒含量变化不大，在施用硒肥10～20 kg/hm2下显著增加，硒肥施用量为25 kg/hm2时相比20 kg/hm2处理又显著降低，但叶片硒含量在硒肥施用量为10、15 kg/hm2处理间没有显著差异;与不施硒肥相比，施用硒肥能显著增加花芽硒含量，且随着硒

肥施用量（5～20 kg/hm2）的增加显著增加，但硒肥施用量过高（25 kg/hm2）则相比20 kg/hm2处理又显著降低。相同硒肥处理下，S 0处理根系硒含量显著高于其他器官，而Se 5、Se 10处理花芽中硒含量最高，Se 15、Se 20、Se 25处理叶片中硒含量最高。

开花坐果期，在不同硒肥处理下，与不施硒肥相比，施用硒肥能显著增加根、茎、叶、果实硒含量，且随着硒肥施用量（5～20 kg/hm2）的增加显著增加，硒肥施用量过高（25 kg/hm2）则相比20 kg/hm2处理又显著降低，但根、茎、叶硒含量在硒肥施用量为5、10 kg/hm2处理间没有显著差异，果实硒含量在硒肥施用量为5、10 kg/hm2处理间，以及施用量为15、20 kg/hm2处理间没有显著差异;与不施硒肥相比，施用硒肥能显著增加花芽硒含量，且在硒肥施用量为20 kg/hm2时达到最大;不施硒肥和硒肥施用量为10 kg/hm2时花硒含量变化不大，硒肥施用量为5、15、20 kg/hm2时，花硒含量显著增加，硒肥施用量为25 kg/hm2时相比20 kg/hm2處理又显著降低。相同硒肥处理下，Se 0处理花的硒含量显著高于其他器官，而Se 5处理根、叶、花芽硒含量显著高于茎和果实， Se 10处理根、茎、叶硒含量显著高于其他器官，Se 15、Se 20处理叶片硒含量最高，Se 25处理花芽硒含量最高。

收获期，在不同硒肥处理下，与不施硒肥相比，施用硒肥能显著增加根、茎、叶、花芽、花、果实硒含量，且随着硒肥施用量（5～20 kg/hm2）的增加显著增加，硒肥施用量过高（25 kg/hm2）则相比20 kg/hm2处理又显著降低，但花芽硒含量在硒肥施用量为5、10 kg/hm2处理间没有显著差异，果实硒含量在硒肥施用量为10、15 kg/hm2处理间没有显著差异。相同硒肥处理下，Se 0处理花的硒含量最高，Se 5处理花芽硒含量最高，Se 10、Se 25处理根系硒含量最高，而Se 15、Se 20处理叶片中硒含量最高。

2.3  不同施硒处理对辣椒各器官硒累积的影响

由表2可知，随着硒肥施用量的增加，各生育期辣椒不同器官硒累积量呈先增加后降低的趋势，且在施硒量为20 kg/hm2时达到最大，之后随硒肥施用量的增加而降低。增施硒肥后，不同生育时期辣椒各器官硒累积量均显著增加，这可能是由于辣椒的生物量增加和辣椒为硒积聚作物导致。

花芽分化期，在不同硒肥处理下，与不施硒肥相比，施用硒肥能显著增加根、茎、叶、花芽硒累积量，且在硒肥施用量为20 kg/hm2时达到最大，但硒肥施用量过高（25 kg/hm2）则硒累积量相比20 kg/hm2处理又显著降低。相同硒肥处理下，Se 0处理根的硒累积量最高，其次为叶片，茎和花芽之间无显著差异。Se 5处理花芽硒累积量最高，其余依次为叶片、茎、根。Se 10处理叶片和花芽中硒累积量最高，依次为茎和根。Se 15、Se 20、Se 25处理叶片的硒累积量最高，其余依次为花芽、茎、根。

开花坐果期，在不同硒肥处理下，与不施硒肥相比，施用硒肥能显著增加根、茎、叶、花芽、花、果实硒累积量，除花芽、花硒累积量在Se 10处理下显著低于Se 5处理外，其他部位均随着硒肥施用量（5～20 kg/hm2）的增加显著增加，但硒肥施用量过高（25 kg/hm2）则相比20 kg/hm2处理又显著降低。相同硒肥处理下，Se 0处理根的硒累积量最高，而Se 5、Se 10、Se 15处理均在果实中累积量最高，Se 20处理叶片硒累积量最高，Se 25处理叶、花芽、果实的硒累积量显著高于其他器官。

收获期，在不同硒肥处理下，与不施硒肥相比，施用硒肥能显著增加根、茎、叶、花芽、花、果实硒累积量，且随着硒肥施用量（5～20 kg/hm2）的增加显著增加，但硒肥施用量过高（25 kg/hm2）则相比20 kg/hm2处理又显著降低。相同硒肥处理下，Se 0处理茎的硒累积量最高，Se 5处理茎和果实中的硒累积量显著高于其他器官，Se 10处理果实的硒累积量最高，其次为茎，Se 15、Se 20处理茎的硒累积量均显著高于其他器官，Se 25处理叶片中的硒累积量最高。

2.4  收获期不同施硒处理对辣椒硒分配率及利用率的影响

与不施硒肥相比，施用硒肥能显著提高辣椒果实硒分配率，且在硒肥施用量为10 kg/hm2时达到最大（图2）。硒肥利用率则随硒肥施用量的增加呈先增加后降低的趋势，且在硒肥施用量为20 kg/hm2时达到最高，为0.12%（图3）。

3  讨论

3.1  不同施硒处理对辣椒产量的影响

硒作为一种微量元素，对作物产量的影响较大[17]。研究发现，胡萝卜鲜重随着施硒量的增加呈先升高后降低的趋势，在270 kg/hm2用量时达到最大[18]。叶面喷施浓度为10 mg/kg的硒时，大蒜的产量最高，浓度过高和过低都会降低大蒜的产量[19]。此外，对于番茄、小白菜、黑麦草等植物幼苗的供硒试验中，也发现低浓度或低施用量的硒可以促进幼苗生长，反之会抑制幼苗生长[20]。过量供应硒抑制植物生长的原因可能是多方面的，如高浓度的硒会抑制种子发芽[21]，降低根系活力[22]和植物叶片的叶绿素含量[23]。此外，过量施用硒可能会影响植物养分的吸收，如溶液中硒浓度高于1 mg/L时，会降低水稻幼苗叶片钙、镁、铁、锰、锌等中微量元素的含量[24]。本研究发现，适量施硒可以促进辣椒增产，这与上述研究结果一致，但在高浓度硒肥用量下辣椒产量并没有显著差异（图1），且在硒肥施用量为15、20、25 kg/hm2时均可获得高产。这可能与作物的耐硒能力有关，不同的作物、同一作物不同品种，其耐硒能力均不同[25]。

3.2  不同施硒处理对辣椒各器官硒含量及累积量的影响

除开花坐果期果实硒含量在15、20 kg/hm2硒肥处理下显著高于其他处理外，辣椒不同时期各器官硒含量和硒累积量均在20 kg/hm2硒肥处理下达到最大，表明适量供应硒肥可以显著促进辣椒对硒的吸收。此外，施用硒肥可以显著影响硒在辣椒不同器官中的分布，如在花芽分化期和开花坐果期，不施硒肥处理下，硒主要分布在根和茎中，而施用硒肥后，硒在花芽分化期主要累积在花芽和叶片中，开花坐果期主要累积在果实和叶片中。少量供硒（5、10 kg/hm2）条件下，还可以促进收获期果实中硒的富集（表2）。类似的研究表明，在甘薯生长40 d时，硒主要分布在叶片和茎上，随着生育期的推移，逐渐向薯块转移，且在130 d时薯块中的硒含量显著高于茎[11]。与对照相比，土壤施用氨基酸硒以后，葡萄果肉中的硒含量显著高于叶片和叶柄，而叶面喷施氨基酸硒后，果肉中的硒含量显著高于土壤施硒处理，且大幅度提高了叶片中的硒含量[12]。然而大量供硒时（Se 15、Se 20），硒则主要富集在茎和叶中（表2），可能是由于叶片是硒转化的主要场所，硒被根系吸收以后，通过木质部运输到地上部，在叶绿体和细胞液中被多种酶催化合成硒蛋白等有机化合物[26]。

3.3  收获期不同施硒处理对辣椒硒分配率和利用率的影响

不同硒肥处理的辣椒果实硒分配率均显著高于不施硒肥处理，施硒肥可以有效促进果实对硒的富集，因此，为获得富硒产品，有必要施用硒肥。从硒肥利用率看，随着硒施用量的增加，收获期辣椒硒肥利用率呈单峰曲线规律，在20 kg/hm2最高，仅为0.12%（图3），表明硒肥当季利用率较低，绝大部分被储存在土壤中。因此，有必要深入研究如何提高硒肥的利用率。肥料施用方式是影响其利用率的一个重要因素[27]，如大量研究表明，采用叶面喷施可以大幅提高氮、磷、钾、钙、镁等肥料的利用率[28]，而本研究采用土壤施用硒肥的方式探索了辣椒硒吸收及累积规律，对于硒肥其他施用方式，如叶面喷施是否更有利于提高硒利用效率仍不清楚。有必要深入研究不同施肥方式对硒肥利用率的影响，为硒肥的科学施用提供依据。

3.4  不同施硒处理对辣椒果实硒安全性的影响

硒是人体必需的微量元素之一，人体自身无法合成[29]，需终生补硒，但硒元素若摄入过多，则会对人体的健康造成危害[30]。《中国居民膳食营养素参考摄入量》[31]规定，18～50岁的健康成人推荐补硒量为60 μg/d，最高补硒量为400 μg/d。本研究条件下以硒肥施用量为20 kg/hm2为宜，其辣椒产量、硒含量、硒累积量及硒肥利用率均显著高于其他处理，此时辣椒果实硒含量为42.3 mg/kg，故建议健康成人每天食用1.42 g干辣椒即可达到推荐补硒水平，且最高食用量不宜超过9.47 g。

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责任编辑：沈德发