不同硒肥对设施草莓果实硒累积效应的影响

李曦怡 阳圣莹 朱润华 白胜 梁秋屏 李轶骥 朱亮

关键词：草莓；硒肥；硒累积效应

硒是人体必需微量元素之一，兼具营养、毒性和解毒三重生物学功能，被称为生命的保护剂[1]。人体通过食品直接或间接地从环境中摄取硒，通过某些可食用植物将无机硒转化为易于人体吸收利用的有机硒。我国除陕西、湖北及四川、贵州、湖南等省存在面积不大的高硒地区以外，有72%的地區属于缺硒地区[2]。成都平原也只有邛崃有部分区域满足富硒植物的种植生长条件。目前富硒鸡蛋、富硒苹果、富硒面粉等已陆续出现，大大提高了食品的营养价值和市场价值。如果要大面积推广富硒植物，人工干预较强，补硒效果较好的设施农业种植必不可少。

草莓（FragariaananassaDuch）为蔷薇科（Rosaceae）草莓属（Fragaria）多年生常绿草本植物，果实不但含有丰富的无机和有机营养物质，而且具有较高的药用价值和经济价值。随着现代农业的发展，草莓露地栽培、保护地半促成栽培、保护地促成栽培等生产技术已广泛应用于国内的草莓生产，并取得了显著的经济、社会和生态效益，但目前尚未能完全实现草莓鲜果设施化、家庭化推广种植。

张海英[3]研究硒处理对桃、枣和草莓生理指标的影响，发现草莓富集硒的能力强于枣和桃。研究表明，初花期始通过叶面喷施外源硒溶液，能有效提高草莓鲜果中硒的含量，改善草莓的外观品质和食用品质[4-6]。黄勤妮等[7]通过对草莓富硒处理的多项研究，发现草莓富硒由根部吸收（水培、土施）优于叶片吸收（叶喷）。孙忠民等[8]通过对草莓叶面喷施富硒叶面肥和土壤中使用富硒有机无机复混肥的不同施肥模式，结果表明，叶面吸收硒的能力超过根部的吸收能力，根系和叶面同时吸收硒元素，生产出的草莓含硒量最高；使用富硒有机无机复混肥作基肥，并喷施氨基酸硒叶面肥，能够提高草莓产量及果实含糖量、可溶性固形物，比单纯使用基肥或者单纯叶面喷施效果要好。王晓芳等[9]研究发现，叶面喷施硒肥短期内均可显著提高草莓鲜果中硒含量，但是叶面喷施硒持续供给果实的能力有限，随着草莓果实的连续生长，后期采收的草莓中硒含量显著下降。许真[10]用叶面喷施外源硒溶液探究不同硒浓度对草莓营养品质的影响，结果表明，20mg/L的硒溶液处理时，草莓果实中总硒、可溶性糖、胡萝卜素、维生素C、维生素E、总酚、花青素含量达最大值。鞠明岫等[11]研究不同硒浓度处理对草莓果实品质的影响，结果表明，叶面喷洒0.33、0.5mL/L氨基酸硒肥草莓品种的品质较好。

为最大限度提高硒元素的利用率，实现设施草莓种植的富硒升级，本研究针对成都地区草莓种植，探究不同浓度精准根系施肥补硒与叶面施肥补硒对草莓果实硒积累量、叶片光合系统、叶绿素含量、植株根系活力及果实品质的影响，寻找最合适的浓度与方法，为成都地区设施草莓富硒生产种植方案的制定提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验在四川省成都市双流区合江镇南天寺设施草莓栽培园进行。该地土壤类型为黄壤土，位于四川盆地亚热带湿润季风气候区，年平均气温16.3℃，年平均降水量855.8mm，年平均相对湿度83%，年平均无霜期为289d，年日照时数为957.6h。土壤主要理化性质为：pH值7.12，硝态氮17.84mg/kg，铵态氮26.54mg/kg，速效钾293.81mg/kg，速效磷8.73mg/kg。

1.2 试验材料

供试草莓品种为红颜。于当年9月中下旬移栽，12月初成熟，至次年4月中旬采收完毕。试验区草莓均为同一批次种植，并且植株健康状况良好，长势基本一致。

硒肥采用“硒之源”牌有机富硒营养液，由安徽硒无忧现代农业科技有限公司研发。经试验室检测硒质量浓度为21.6mg/mL。

1.3 试验设计

草莓设置2种施硒方式，分别是叶面喷施硒肥液（P）和根系周围的滴灌施硒（G），共8个处理，分别为：叶面硒肥营养液稀释1500倍液（P1500，14.40mg/L）、2500倍液（P2500，8.64mg/L）、3000倍液（P3000，7.20mg/L）以及对照喷施清水（CKP）；滴灌施硒肥营养液稀释750倍液（G750，28.80mg/L）、1250倍液（G1250，17.28mg/L）、1500倍液（G1500，14.40mg/L）以及对照滴灌清水（CKG）。

试验共8个小区，小区面积42m2（35m×1.2m），定植草莓500株。从草莓始花期开始进行喷施硒肥及根系周围滴灌硒肥，每隔10d喷一次，共喷施6次。

1.4 测定项目及方法

在处理后12d的晴天9：30—11：30，每处理随机选择10株草莓植株，选取自上而下面向阳光健康生长的第4片完全展开功能叶作为测定目标，测定前先对草莓叶片进行30min的暗适应，利用双通道荧光仪dual-PAM100（Walz，德国）中诱导曲线测量程序测定诱导荧光曲线，Actiniclight设置为8档，测定的指标有光合系统Ⅰ中的量子产量（Y（Ⅰ））、相对电子传递速率（ETR（Ⅰ））和非光化学能量耗散的量子产量（Y（ND））以及光合系统Ⅱ中的量子产量（Y（Ⅱ））、相对电子传递速率（ETR（Ⅱ））和非调节性能量耗散的量子产量（Y（NO））。

在处理后10d开始采集草莓的叶片、果实和根系。每个处理取相同生长期的叶片各15片，混样后分别收集于标记好的自封袋中，于实验室中清洗擦拭干净后，采用比色法测定叶绿素含量[12]。每个处理随机选取10株植株的根系，混样后采用四氮唑法（TTC法）测定[13]根系活力。每个处理在不同草莓植株上随机选择成熟度和大小均匀一致、无病虫害、无机械损伤，果实表面着色达70%左右的果实，每个处理1000g，装入果盒，带回实验室立即进行果实全硒含量及果实品质指标的测定。

全硒含量的测定：将鲜果的果肉与果皮分开，分别对鲜样进行全硒检测，按照GB5009.93—2017食品安全国家标准 食品中硒的测定，采用氢化物原子荧光光谱法[14]；可溶性蛋白质含量采用考马斯亮蓝G-250法测定[15]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[15]；可滴定酸含量采用酸碱滴定法测定[15]；Vc含量采用2，6二氯靛酚滴定法测定[16]。

1.5 数据分析

试验采用Excel以及SPSS软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 叶面喷硒肥和根部施硒肥对草莓果实总硒含量的影响

由表1可知，草莓植株经过富硒营养液叶片喷施处理，P1500处理组果实含硒量最高（0.19mg/kg），最低為P3000处理组（0.12mg/kg）。空白处理硒含量小于或等于国家标准限定量，故未标注具体数值。

由表1可知，草莓植株经过富硒营养液灌根处理，G750处理果实含硒量最高（1.10mg/kg），最低为G1500处理（0.20mg/kg）。空白处理硒含量小于或等于国家标准限定量，故未标注具体数值。

营养液均为稀释1500倍时，采用灌根处理条件下果实硒元素积累量较高，比喷施处理提高了5.26%。

2.2 叶面喷硒肥和根部施硒肥对叶片光合系统Ⅰ和光合系统Ⅱ的影响

由表2可知，在叶面喷肥处理中，PSⅠ的量子产量（Y（Ⅰ））、相对电子传递速率（ETR（Ⅰ）），各处理均与对照间无显著差异，但是叶面喷肥处理P3000由于供体侧限制引起的PSⅠ处非光化学能量耗散的量子产量（Y（ND））显著低于P1500，仅为P1500的31.6%。PSⅡ的量子产量（Y（Ⅱ））、相对电子传递速率（ETR（Ⅱ）），各处理均与对照间无显著差异，但是作为光损伤参数的PSⅡ处非调节性能量耗散的量子产量（Y（NO））在叶面喷肥处理P3000和P2500时显著高于对照处理（P<0.05）。

在根部施肥处理中，PSⅠ的量子产量（Y（Ⅰ））、相对电子传递速率（ETR（Ⅰ））以及非光化学能量耗散的量子产量（Y（ND）），各处理均与对照间无显著差异。PSⅡ的量子产量（Y（Ⅱ））、相对电子传递速率（ETR（Ⅱ）），各处理均与对照间无显著差异，但是PSⅡ处非调节性能量耗散的量子产量（Y（NO））在根部施肥处理P750时显著高于对照（P<0.05）。

2.3 叶面喷硒肥和根部施硒肥对草莓植株叶片叶绿素含量的影响

由图1可知，草莓植株经过富硒营养液叶片喷施处理，叶绿素a和总叶绿素含量均无显著差异，其中，P3000处理的叶绿素a含量最高，为1.5766mg/g，比CKP提高了0.98%，P2500处理的叶绿素a含量最低（1.5370mg/g），比CKP下降了1.63%。总叶绿素含量最高的是P2500处理（2.2737mg/g），含量最低的是P3000处理（2.1280mg/g），比CKP分别提升了0.81%和下降了5.65%。而P2500处理的叶绿素b含量与P3000处理间差异显著（P<0.05），含量最高的是P2500处理（0.7380mg/g），比CKP提高6.28%，含量最低的是P3000处理（0.5513mg/g），比CKP下降了20.56%。

由图2可知，草莓植株经过富硒营养液灌根处理，G750处理中叶绿素a含量最高，为1.8128mg/g，与其他处理间差异显著，比CKG显著提高了13.93%（P<0.05），叶片中叶绿素a含量最低的是G1500处理，为1.5773mg/g，较CKG下降了0.88%。总叶绿素含量在各处理间均无显著性差异，含量最低的是CKG，最高的是G750处理，为2.3161mg/g，较CKG提高了4.67%。叶片中叶绿素b含量最高的是G1500处理，为0.6592mg/g，较CKG提高了6.05%，含量最低的是G750处理，为0.5033mg/g，较CKG下降了19.03%，G1500处理与G750处理间达到了显著差异（P<0.05）。营养液均为稀释1500倍时，采用灌根处理比采用叶面喷施处理叶绿素a含量提升了2.45%，叶绿素b含量提升了0.73%，总叶绿素含量提升了1.94%。

营养液均为稀释1500倍时，采用灌根处理比采用叶面喷施处理叶绿素a含量提升了2.45%，叶绿素b含量提升了0.73%，总叶绿素含量提升了1.94%。

2.4 叶面喷硒肥和根部施硒肥对草莓植株根系活力的影响

从图3可以看出，草莓植株经过富硒营养液叶片喷施处理，根系活力各处理间差异显著。P1500根系活力最高，为28.3847μg/（g·h），最低为CKP（16.1908μg/（g·h）），下降了20.86%。

从图4可以看出，草莓植株经过富硒营养液灌根处理，根系活力各处理间差异显著。G750处理根系活力最高，为36.2430μg/（g·h），相比于CKG（17.1392μg/（g·h））提升了111.46%。

营养液均为稀释1500倍时，采用灌根处理比采用叶面喷施处理草莓植株根系活力下降了24.10%。

2.5 叶面喷硒肥和根部施硒肥对草莓果实Vc含量的影响

从图5可以看出，草莓植株经过富硒营养液叶片喷施处理，CKP处理果实中的Vc含量显著高于其他处理（P<0.05）。果实中Vc含量均值最高的是CKP（69.8821g/kg），最低的是P3000处理（59.2919g/kg），比CKP下降15.15%。

从图6可以看出，草莓植株经过富硒营养液灌根处理，各处理果实中Vc含量均有显著差异。果实中Vc含量均值最高的是CKG（86.2297g/kg），最低的是G1250处理（50.8522g/kg），比CKG下降41.03%。

营养液均为稀释1500倍时，采用灌根处理比采用叶面喷施处理草莓果实Vc含量下降了9.41%。

2.6 叶面喷硒肥和根部施硒肥对草莓果实可滴定酸含量的影响

由图7可知，草莓植株经过富硒营养液叶片喷施处理，各处理间果实中可滴定酸含量均无显著差异。最高的是P1500处理（0.4586%），比含量最低的CKP提升了12.71%。

由图8可知，草莓植株经过富硒营养液灌根处理，各处理间果实中可滴定酸含量均无显著差异。最高的是CKG（0.393%），最低的是G750处理（0.356%），比CKG下降了9.41%。

营养液均为稀释1500倍时，采用灌根处理比采用叶面喷施处理，果实中可滴定酸含量下降了20.34%。

2.7 叶面喷硒肥和根部施硒肥对草莓果实可溶性蛋白质含量的影响

由图9可知，草莓植株经过富硒营养液叶片喷施处理，各处理间果实中可溶性蛋白质含量均无显著差异。最高的是P1500处理（1.1539g/100g），比CKP提高4.17%，可溶性蛋白质含量最低的P3000处理（1.0174g/100g），比CKP下降8.15%。

从图10可以看出，草莓植株经过富硒营养液灌根处理，CKG处理的可溶性蛋白质含量最高（1.2298g/100g），显著高于G1250和G750处理（P<0.05），最低的是G750处理（0.8959g/100g），比CKG下降了27.15%。

营养液均为稀释1500倍时，采用灌根处理比采用叶面喷施处理，果实中可溶性蛋白质含量下降了7.7%。

2.8 叶面喷硒肥和根部施硒肥对草莓果实可溶性糖含量的影响

从图11可以看出，草莓植株经过富硒营养液叶片喷施处理，CKP处理的果实中可溶性糖含量最高，达到47.541%，显著高于其他处理（P<0.05），最低的是P2500处理，为28.6445%，比CKP下降了39.75%，且其与P1500处理间无显著性差异。

从图12可以看出，草莓植株经过富硒营养液灌根处理，CKG处理和G750处理的可溶性糖含量显著高于G1500和G1250处理（P<0.05）。含量最高的是G750处理（40.895%），最低的是G1500处理（30.95%），比CKG分别提高了3.08%和下降了24.36%。

营养液均为稀释1500倍时，采用灌根处理比采用叶面喷施处理果实中可溶性糖含量下降了0.09%。

3 讨论

3.1 2种补硒肥方式对草莓果实硒积累量的影响

本试验中采用2种不同方式对草莓进行补硒，叶面喷施处理在随着处理浓度增高后，果实中硒的积累量逐渐平缓，说明叶片对硒元素的吸收以及对果实的转移供给能力有限，结果与王晓芳等[9]的研究结果一致；而灌根处理后随着处理营养液中硒含量增加，草莓果实中的硒元素积累量逐渐增加，且积累速率也增长较快。这说明，在同样浓度营养液处理条件下，灌根处理的硒元素积累量高于叶面喷施处理。

3.2 2种补硒肥方式对草莓生理性状和果实质量的影响

光合荧光参数具有反映光合作用“内在性”特点。本研究发现，叶面喷施较高质量浓度硒肥的处理P1500比喷施较低质量浓度硒肥的处理P3000，增加了由于供体侧限制引起的PSⅠ处非光化学能量耗散的量子产量（Y（ND））。同时，喷施较高质量浓度硒肥的处理P3000和P2500以及根部施用较高质量浓度的硒肥处理P750也增加了PSⅡ处非调节性能量耗散的量子产量（Y（NO））。这表明光化学能量转换和保护性的调节机制（如热耗散）不足以将植物吸收的光能完全消耗掉。也就是说，入射光强超过了植物能接受的程度。这时，植物可能已经受到损伤。

叶绿素是光合作用中最重要的色素，在接受、传递、转化光能上发挥着不可替代的作用，其含量的高低与光合作用密切相关[17]。叶面喷施处理下，草莓叶片的叶绿素b含量P3000处理显著高于P2500处理，即硒含量最低处理显著高于硒含量次低处理，其他处理间草莓叶片叶绿素a与总叶绿素含量都没有显著差异，且叶绿素含量并未表现随着硒元素积累的增加而增高，与王孝娣等[6]的研究结果不同，笔者采用叶面喷施硒处理的硒肥含量和稀释浓度与其一致，结果却显示采用叶面喷施硒处理对草莓叶片叶绿素含量变化影响不大，这可能是因为笔者采用的富硒营养液中其他营养元素对叶绿素含量造成了影响。采用灌根处理后，叶绿素a含量随着植株硒元素积累的增加逐渐增高，在硒含量最高时（G750）与其他处理差异显著，而此时的叶绿素b含量最低且与硒含量较低处理（G1500）差异显著，造成的原因可能是随着高积累量的硒元素对叶绿素b的生物合成途径起到了抑制作用，而对叶绿素a的生物合成途径起到了促进作用[18]，这在硒含量较低处理（G1500）中叶绿素b含量最高、而叶绿素a含量最低，可以互相印证。在同样浓度营养液条件下，灌根处理的硒元素积累高于叶面喷施处理，叶绿素含量也表现为灌根处理更高，说明硒元素从植物根部被吸收进入植物体内比从叶面吸收进入对叶绿素的合成促进作用更好。

根据本研究的结果可以看出，草莓植株根系活力与硒元素含量有关，这与覃爱苗等[19]的研究结果一致，且在本试验采用的硒浓度处理情况下表现为正相关，即根系活力随着硒元素含量的增加而逐渐升高。在相同的硒浓度处理下，叶面喷施处理的根系活力要高于灌根处理，这与王晓芳等[9]的结论一致，王晓芳等[9]指出，与根系相比，植物叶片具有直接快速吸收营养物质并运往其他组织器官的能力[20]。但是，叶面喷施处理的根系活力高于灌根处理的原因还有待进一步研究。

随着草莓果实中硒元素含量的增加，本研究表明，果实中Vc含量表现为先下降后上升，本试验中硒元素并不能有效地提升果实中Vc含量。2种施硒方式，均是对照组Vc含量最高，与鞠明岫等[11]的研究结果相反，而与韩昌烨等[20]的研究结果一致。

采用叶面喷施处理，草莓果实中蛋白质含量随着硒元素含量的增加表现为先下降后上升，但并未有显著性变化。灌根处理条件下，草莓果实中蛋白质含量随着硒元素的积累量逐渐下降，且对照与其他处理间差异都达到了显著水平。硒元素能促进蛋白质代谢，同时硒元素是植物体内一种tRNA的组成部分，这种tRNA可以用来转运氨基酸用以合成蛋白質[19]。由灌根处理可以推断出，硒元素的积累抑制了草莓果实中蛋白质的积累，这也能解释过量硒元素对于植物生长的中毒作用。而叶面喷施处理下草莓果实中蛋白质含量没有显著变化，说明外源喷施硒元素对于草莓果实蛋白质含量并无显著影响。

可溶性糖是植物体内重要的有机物质之一，对于植物体内有机物的转化和植物抗性等有重要作用。在叶面喷施处理下，对照组可溶性糖含量最高且表现最显著，说明外源喷施硒元素，随着果实中硒元素的积累，对于果实中可溶性糖积累起到抑制作用。而灌根处理中随着草莓果实中硒元素含量的增加，可溶性糖含量表现为先下降后上升。空白组与高硒含量处理（G750）均表现为与其他处理差异显著，且高硒含量处理（G750）可溶性糖含量高于对照组。这可能与草莓果实内积累了硒元素含量有关，硒元素抑制了草莓果实中可溶性糖的积累。随着硒元素积累量的增加刺激了草莓植株逆境生理的相关代谢，进而使可溶性糖含量上升来调节自身代谢。而采用相同浓度富硒营养液进行灌根和喷施处理对于草莓果实可溶性糖含量未有影响。

3.3 2种补硒肥方式的影响比较

本研究对比2种不同硒肥施用模式，叶面喷硒肥对草莓植株性状和果实品质的效果优于根部施硒肥，这与许多研究者报道一致[21-24]。究其原因，可能是由于土壤本身环境复杂，施入土壤中的硒可能与其他组分相结合，进而影响其生物有效性。也有可能是植物吸收含硒营养元素时，在植株体内与其他元素间存在协同与拮抗响应，从而影响这些元素参与的生理生化进程，进而影响植株对其他营养元素的吸收[24-25]。

4 结论

硒肥在富硒作物生产上的应用极为广泛[26]，但不同硒肥对作物硒含量的影响差异较大[27]。关于硒肥促进作物品质和产量改善的报道较多，也有对品质和产量没有影响或者削弱影响的情况[28-29]。总体而言，提高作物硒含量、改善作物品质是一个复杂的作物?土壤?肥料相互作用的过程，只有综合考虑三者之间的关系，才能建立起更科学有效的富硒技术体系[30]。根据本试验结果及综上分析，设施栽培草莓，在进行补硒后并不能提升草莓的植株性状和果实品质，但硒元素的补充尤其是常用果蔬富硒生产，对于解决人类的硒营养缺乏问题具有重要意义。兼顾本试验中硒肥溶液浓度对草莓的果实品质的影响，根据世卫组织健康推荐每日硒摄入量0.05～0.25mg，以及每人食用500g草莓计算，采用本试验喷施硒肥或滴灌施硒肥14.40mg/L处理后的草莓是符合富硒农产品硒含量分类要求的，且能对人体起到补硒作用。