紫云英、田菁及光葉苕子富集硒、鍶能力研究

曾憲錄 ,韓 飛,鐘艷梅,駱均平, 廖富林*

(1.嘉應學院生命科學學院 514015； 2.廣東省汕頭市質量計量監督檢驗所)

紫云英、田菁及光葉苕子富集硒、鍶能力研究

曾憲錄1,韓 飛2,鐘艷梅1,駱均平1, 廖富林1*

(1.嘉應學院生命科學學院 514015； 2.廣東省汕頭市質量計量監督檢驗所)

采用盆栽方式研究紫云英、田菁及光葉苕子富集硒、鍶能力，結果表明：紫云英富硒、鍶能力最強，施硒量5.0 mg/kg地上部硒含量達到31.13 mg/kg，施鍶量500 mg/kg地上部鍶含量達到11 431.15 mg/kg；光葉苕子也有較強富硒、鍶能力，施硒量2.0 mg/kg地上部硒含量達到最大(11.80 mg/kg)，施鍶量500 mg/kg地上部鍶含量達到5278.50 mg/kg；田菁富硒能力較差，富鍶能力強，因其生物量是紫云英的9倍多，也是一種優良的富硒、鍶綠肥植物。

紫云英；光葉苕子；田菁；硒；鍶；富集能力

硒是人體必需的微量元素，具有抗氧化，以及預防、輔助治療癌癥的作用[1]。硒是生物體谷胱甘肽過氧化物酶的關鍵組成部分，此酶催化還原型谷胱甘肽還原各種過氧化物，清除自由基[2]。由于全國有很多地方土壤硒含量低，導致農作物中硒含量低，人群普遍存在體內硒含量低于最佳水平的現象，有必要適當補充硒[3]。有機硒比無機硒更安全，吸收率和利用率更高[4]。因此，對于非富硒土壤地區通過施硒肥生產富硒作物可以提升農產品價值。同樣，對于植物而言，有機硒肥更容易被吸收利用，并且不容易隨水流失和污染環境[5]，尤其對于有機農產品如有機茶葉等的生產具有重要價值，可減少無機硒鹽在茶葉中的殘留。鍶是一種有益于人體骨骼形成的元素，有助于預防和治療骨質疏松、預防齲齒，但其重要性未受到廣泛重視，僅見于臨床上采用有副作用的人工合成雷尼酸鍶治療骨質疏松[6]。綠肥植物不僅能作套種綠肥，也可以利用農閑田或荒地生產富硒有機肥。在我國，由于各種廢舊物品、生活垃圾沒嚴格的分類、回收，被填埋或者隨水淋失，使得土壤中的重金屬含量升高[7]。紫云英、田菁和光葉苕子是普遍栽培的綠肥植物，前人[8-10]研究表明，紫云英具有較強的富硒能力，但對光葉苕子和田菁的富硒能力，以及這3種植物的富鍶能力未見報道。本研究采用盆栽方式施用不同量的亞硒酸鈉和氯化鍶，考察紫云英、光葉苕子和田菁富集硒和鍶的能力，同時分析施用硒、鍶對重金屬鉛、鎘等吸收的影響，為生產安全高效的富硒、富鍶有機肥提供新思路和理論依據。

1 材料與方法

采用高度40 cm、口徑40 cm的大花盆栽培3種綠肥植物，土壤取自梅州市豐順縣龍崗鎮馬山茶場，含有機質42.35 g/kg、速效氮28.84 mg/kg、速效磷8.17 mg/kg、速效鉀26.02 mg/kg，總硒含量0.74 mg/kg。試驗采用4因素3水平正交試驗設計，因素與水平設計見表1。亞硒酸鈉與氯化鍶根據設計用量溶于2 L水，然后均勻灑入平攤開的土壤并充分混勻，再裝入盆內，不施任何其他肥料。每盆播種10～20粒發芽種子，共9盆。紫云英與光葉苕子于2015年11月17日播種，2016年4月11日收獲；田菁于2016年3月31日播種，2016年6月26日收獲。期間不定期澆水使土壤不過于干燥，于開花盛期收獲，地上部直接稱鮮重，地下部(根系)在用水充分沖洗并控去水后稱鮮重，均在70℃烘3 d后稱干重。干重生物量根據盆口面積折算成每667 m2產量。植物中硒、鍶、鉛、鎘等各種元素的含量按照國家標準SN/T2208—2008采用微波消解-ICP-MS方法測定[11]。烘干植物樣品粉碎過100目，稱取0.500 g(精確至0.001 g)用于微波爐消化。

表1 正交試驗設計

2 結果與分析

2.1 3種綠肥植物生物量

由于3種綠肥植物的含水量不同，地上部分別是紫云英87.66%、光葉苕子86.62%、田菁79.21%，所以只分析比較生物量干重(表2)。每盆(下同)田菁的地上部生物量達45.43 g(折每667 m2干重2399.90 kg)，明顯高于紫云英的5.10 g(每667 m2干重269.41 kg)和光葉苕子的11.77 g(每667 m2干重621.77 kg)。因此就生物量而言，春夏可種植田菁，冬季優選光葉苕子。施硒肥和鍶肥對3種綠肥的地上部和地下部生物量均影響不明顯。

表2 3種綠肥植物每盆地上部與地下部生物量 (單位： g)

2.2 3種綠肥植物地上部及地下部硒、鍶含量

從表3可以看出， 3種綠肥植物地下部硒含量比地上部高，綠肥種類與施硒量對硒含量影響較大，3種綠肥植物的富硒能力為紫云英>光葉苕子>田菁，且植物體中的硒含量隨著施硒量的增加而增加，未施硒肥的3種綠肥植物地上部平均硒含量為1.31 mg/kg；施硒量2.0 mg/kg地上部平均硒含量8.61 mg/kg；施硒量5.0 mg/kg地上部平均硒含量15.05 mg/kg。施用氯化鍶對硒吸收有一定的促進作用，但不如綠肥種類和施硒量影響顯著。就硒含量而言，最優組合是A1B3C3，即紫云英+5.0 mg/kg Se+500.0 mg/kg Sr處理；當施硒量為2.0 mg/kg時，光葉苕子硒含量達到最高，硒含量不再增加，可見光葉苕子對硒的吸收同化力不如紫云英，但由于其生物量是紫云英的2倍，可作為富硒植物利用，其較優富硒組合為A3B2C3。

施鍶量對綠肥植物鍶含量影響最大，綠肥種類和施硒量對鍶含量影響相差不大。不施鍶的3種綠肥植物平均鍶含量地上部444.63 mg/kg、地下部296.83 mg/kg；當鍶施用量為200 mg/kg時，平均鍶含量地上部3735.52 mg/kg、地下部鍶含量1468.74 mg/kg；鍶施用量為500 mg/kg時，地上部和地下部鍶含量分別為7085.76 mg/kg和3200.84 mg/kg。表明3種綠肥植物都是富鍶作物，且紫云英中的富集能力更強，當施鍶量500 mg/kg、施硒量5.0 mg/kg時，地上部鍶含量高達11 431.15 mg/kg。另外，當施硒量5.0 mg/kg時，3種綠肥植物對鍶的吸收有顯著促進作用。因此，鍶富集最優組合為A1B3C3，即紫云英+5.0 mg/kg Se+500.0 mg/kg Sr。

表3 3種綠肥植物地上部與地下部硒、鍶含量 (單位：mg/kg)

2.3 3種綠肥植物地上部及地下部鉛、鎘含量

表4結果顯示，紫云英和光葉苕子中鉛含量明顯高于田菁，尤其是根部含量更高，平均值超過20 mg/kg，地上部均小于6 mg/kg；3種綠肥鎘的含量較低，除了光葉苕子根部鎘含量(1.47 mg/kg)顯著高于紫云英(0.89 mg/kg)和田菁(0.15 mg/kg)外，地上部都低于0.20 mg/kg。本研究測定3種綠肥植物中其他重金屬含量都很低，不另詳述。

表4 4種綠肥植物地上部與地下部鉛、鎘含量 (單位：mg/kg)

3 結果與討論

本研究中紫云英每667 m2干重 269.41 kg，鮮重2183.26 kg，是張祥明等[8]在水稻土栽培紫云英鮮重(4335.50 kg)的一半左右，這顯然與盆栽的茶園土壤及盆栽條件不如大田有關；光葉苕子干重621.77 kg、鮮重4646.98 kg；田菁的生物量較高，干重2399.90 kg、鮮重11543.55 kg，是紫云英的9倍多，可作為春夏季高產綠肥種植。本研究中施用硒肥和鍶肥對3種綠肥的生物量沒有明顯影響，與張祥明等[8]結論不一致，這可能與所用茶場土壤的基礎硒含量較高(0.74 mg/kg)有關。

紫云英和光葉苕子都對硒、鍶具有較強的富集能力，但紫云英對硒的富集能力更強，當亞硒酸鈉施用量為5.0 mg/kg時，其地上部硒含量最高，達到31.13 mg/kg；而光葉苕子亞硒酸鈉施用量超過2.0 mg/kg后植株內硒含量不再增加。

3種綠肥植物對鍶都具有極強的富集作用，在氯化鍶施用量為500 mg/kg時，紫云英、光葉苕子和田菁地上部鍶含量分別高達11431.15 mg/kg、5278.50 mg/kg和4547.62 mg/kg。目前，沒有證據表明鍶是植物必需元素,但由于其性質與鈣相似，在植物中可能部分地扮演鈣的角色，比如增加細胞的完整性、與ATP水解酶協同作用等[12]。本研究也未見在高濃度鍶時3種綠肥植物生長出現異常，植物對其大量吸收后以何種形式存在以及在植物體內的功能還有待研究。鍶是很多海洋生物如珊瑚、甲殼類魚骨骼(甲殼)形成的必需元素[13]；鍶在人體血液中和骨骼中與鈣的比例均為1∶1000～2000之間[14]，與鈣、磷一起參與骨骼形成，促進骨骼中鈣的沉積和延緩鈣的重吸收，從而增加骨密度，預防和治療骨質疏松、預防齲齒[4，13]。人體平均每天吸收大約2 mg鍶[15]，鍶對于生物和人體沒有毒性，其補充攝入不像硒那樣有敏感范圍，但有證據表明過多的鍶攝入會造成骨骼異常增大，尤其是兒童。因此，只要鍶的攝入比例原則不超過鈣的攝入就沒有問題[4]。需要注意的是自然界中存在很多鍶的同位素如Sr90等，對于人體補充劑必須是穩定態的鍶[4]。

紫云英不僅是優良的綠肥，而且可以兼作青飼料和蔬菜，具有鮮嫩的口感和豐富的營養。據蘭忠明[16]等研究，菜用紫云英“閩紫7 號”的蛋白質、脂肪、Vc，以及Se、Ca、Fe等礦物質含量大大高于普通葉菜類蔬菜。吳躍明等[17]的研究表明，紫云英中的硒比亞硒酸鈉更容易被肉雞吸收，可顯著提高雞血漿中硒含量以及谷胱甘肽過氧化物酶活性。光葉苕子是近年來推廣的綠肥植物兼牧草[18-19]，本研究表明其具有較好的富硒、鍶能力，是一種優良的富硒、鍶有機肥來源。經過綠肥植物轉化的有機硒，一方面更容易被茶葉等作物吸收，更重要的是可避免無機硒鹽、鍶鹽直接施用可能造成的硒、鍶流失和環境污染[5]。田菁雖然富硒能力比紫云英和光葉苕子差，但其富鍶能力很強，結合其高生物量特點，也是一種優良的富硒、鍶有機肥來源。除了固氮和增加有機質之外，茶園套種綠肥還可進行生物防治，比如增加害蟲的天敵數量[20]。因此，可在幼年茶園套種綠肥，除了翻埋外，還可向封壟后的成年茶園就地提供富硒、鍶有機肥。

根據農業部有機肥的標準[21]，有機肥中鉛含量(干基)不得超過50 mg/kg、鎘含量不得超過3 mg/kg，本研究測得3種綠肥的鉛、鎘等重金屬含量都低于規定標準，尤其是莖葉含量顯著低于根系。但參照國家食品中重金屬限量標準[22]規定，蔬菜制品鉛的含量不得超過1.0 mg/kg，鎘的含量不得超過0.2 mg/kg，本試驗土壤種植的紫云英不適合當作蔬菜食用。

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(責任編輯：劉新永)

Study on selenium-and strontium-concentrating capacity ofmilk vetch, Sesbania and smooth vetch

ZENG Xiang-lu1, HAN Fei2, ZHONG Yan-mei1, LUO Jun-ping1, LIAO Fu-lin1*

(1.LifeSciencesCollegeofJiayingUniversity,GuangdongProvince514015;2.ShantouQualityMetrologicalSupervisionandInspectionInstitute,Guangdone)

A pot experiment was carried out to study the selenium-and strontium-concentrating capacity of Chinese milk vetch, sesbania and smooth vetch. The results showed that the capability ofAstragalussinicuswere strongest, its Se and Si content in over ground part reached 31.13 mg/kg and 11431.15 mg/kg when applying 5.0 mg/kg Se and 500 mg/kg Si respectively. Smooth vetch also had a strong capability, the content of selenium in over ground part reached 11.80 mg/kg while applying selenium 2.0 mg/kg and the content of strontium in over ground part reached 5278.50 mg/kg while applying strontium 500 mg/kg. Sesbania had lower Se-concentrating capability and strong Si-concentrating capability, and because of its biomass is 9 times more than the Chinese milk vetch, it’s still a kind of excellent green manure plant to concentrate selenium and strontium.

Chinese milk vetch; smooth vetch; sesbania; selenium; strontium; concentration ability

2016-11-12

曾憲錄，男，1963年生，博士、講師。

*通訊作者：廖富林，男，1966年生，教授 (E-mail:lfl@jyu.edu.cn)。

廣東省科技計劃(2015A020220012,2016A0202 10139)。

10.13651/j.cnki.fjnykj.2017.01.004