不同濃度外源硒對(duì)白菜品質(zhì)及生理特性的調(diào)控

劉 磊 呂令華 尉菊萍 王連祥

（菏澤市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 山東菏澤274000）

硒（selenium，Se）是生物體內(nèi)必不可少的微量元素之一，在人體抗衰老、抗氧化、抗癌、提高免疫力等方面功效顯著[1-2]。中國(guó)72%的地區(qū)是低硒地區(qū)，約有2/3的人口處于缺硒的狀態(tài)，硒缺乏會(huì)引起大骨節(jié)病、克山病等病癥[3]。適當(dāng)補(bǔ)硒對(duì)增強(qiáng)免疫力、預(yù)防疾病、延長(zhǎng)壽命有良好的作用[4]。由于人體自身無(wú)法合成或儲(chǔ)存硒，因此食用富硒產(chǎn)品如富硒蔬菜、富硒水果等是補(bǔ)充硒的有效途徑[5]。

白菜在我國(guó)有著悠久的栽培歷史，種植面積較大[6-7]。由于口感好、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高等特點(diǎn)，白菜備受老百姓的青睞，已經(jīng)成為餐桌上最大眾化的蔬菜之一。白菜不僅具有較高的干物質(zhì)量和蛋白質(zhì)含量，粗纖維、維生素C、可溶性糖、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量也較高[8]。隨著生活水平的提高，人們對(duì)白菜的品質(zhì)要求逐漸提高。有研究表明，外源硒對(duì)改善白菜的品質(zhì)和生長(zhǎng)發(fā)育有一定的促進(jìn)作用，Wu等研究表明，葉面施用硒可選擇性地誘導(dǎo)白菜組織中的谷胱甘肽還原酶（GR）和脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）的產(chǎn)生，從而減輕鎘的毒性[9]；Dai等通過(guò)盆栽和田間試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，土壤施用硒和鋅能改善白菜的品質(zhì)，增強(qiáng)抗氧化作用[10]；Farooq等研究發(fā)現(xiàn)，白菜施硒后微量元素利用率增加，且葉面施硒的效果遠(yuǎn)大于土壤施硒[11]。為研究外源硒對(duì)白菜品質(zhì)及生理特性的影響，本試驗(yàn)采用葉噴不同濃度亞硒酸鈉溶液的方法進(jìn)行大田試驗(yàn)，分析了亞硒酸鈉對(duì)白菜生長(zhǎng)發(fā)育、抗氧化系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)系統(tǒng)及硒、鐵、鋅等營(yíng)養(yǎng)元素含量的作用效果，以促進(jìn)硒在白菜生產(chǎn)中的應(yīng)用，增加白菜富硒量，改善品質(zhì)，增強(qiáng)其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試白菜品種為秦白2號(hào)（陜西省蔬菜研究所培育），供試試劑為亞硒酸鈉（荊州市長(zhǎng)農(nóng)農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年在菏澤市農(nóng)科院試驗(yàn)田進(jìn)行。試驗(yàn)土壤為沙壤土，pH 6.7，全氮25.99 g/kg，速效磷2.44 g/kg，速效鉀16.90 mg/kg。白菜于8月13日播種，壟距60 cm，壟高15 cm，在壟背上按50 cm株距開(kāi)穴，每穴播2～3粒種子，6葉時(shí)定苗，每穴留1株壯苗。試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)亞硒酸鈉濃度，分別為CK（0）、Se1（50 mg/L）、Se2（150 mg/L）、Se3（250 mg/L），3次重復(fù)，共12個(gè)處理，每處理設(shè)為一個(gè)小區(qū)，小區(qū)面積6 m2，完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。分別于蓮座期和結(jié)球期葉面噴施亞硒酸鈉溶液，每株30 mL。生育期內(nèi)進(jìn)行常規(guī)田間管理。收獲前一天在各小區(qū)內(nèi)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻一致的3株白菜，取具有代表性的葉片，測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

1.3.1 干鮮重和葉綠素含量的測(cè)定 收獲時(shí)，每小區(qū)隨機(jī)取5株白菜，測(cè)定其干鮮重，取平均數(shù)。用He等方法[12]測(cè)定葉綠素a、葉綠素b和類(lèi)胡蘿卜素的含量。

1.3.2 抗氧化酶活性、丙二醛含量的測(cè)定 采用Luo等的方法[13]測(cè)定過(guò)氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）的活性和丙二醛（MDA）含量。參考Dai等方法[14]測(cè)定抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）和谷胱甘肽還原酶（GR）的活性。

1.3.3 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和維生素C含量的測(cè)定 可溶性蛋白和脯氨酸含量參考Li等方法[15]，分別采用考馬斯亮藍(lán)G-250和茚三酮比色法測(cè)定。根據(jù)Ma[16]和張健偉等[17]的方法，用滴定法測(cè)定維生素C含量，用蒽酮法測(cè)定可溶性糖含量。

1.3.4 硒、鐵、鋅含量的測(cè)定 將樣品磨成粉末，取0.1 g，用1.5 mL濃硝酸和0.5 mL 30% H2O2在180℃的消化爐中消化1.5 h，用原子吸收光譜法測(cè)定總硒、鐵、鋅含量。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Statistix 8.1進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用LSD法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05），通過(guò)Sigma Plot 14.0進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源亞硒酸鈉對(duì)白菜生物量的影響

葉面施用亞硒酸鈉對(duì)白菜干鮮重有一定的影響（圖1）。與對(duì)照相比，Se1處理的單株鮮重和干重分別提高了36.26%和28.07%，而Se2和Se3處理下的單株鮮重和干重與對(duì)照差異不顯著。

圖1 外源亞硒酸鈉對(duì)白菜干鮮重的影響

2.2 外源亞硒酸鈉對(duì)白菜抗氧化酶和脂質(zhì)過(guò)氧化作用的影響

從圖2可知，葉面施用亞硒酸鈉可以調(diào)節(jié)白菜的POD、SOD、CAT、GR、APX的活性和MDA含量。在POD活性方面，與對(duì)照相比，Se1、Se2和Se3處理的POD活性顯著提高，分別為103.36%、56.83%和16.63%；Se1和Se2處理的SOD活性分別比CK高31.86%和12.67%，而Se3和CK差異不顯著；CAT活性方面，與對(duì)照相比，Se1、Se2、Se3處理分別提高了104.32%、51.57%、13.10%；在APX活性方面，Se1、Se2和Se3處理分別比對(duì)照高190.78%、101.59%和39.15%；對(duì)于GR，與CK相比，Se1、Se2和Se3處理增加了GR活性，分別提高120.71%、63.71%和20.95%。從各個(gè)抗氧化酶活性來(lái)看，不同濃度的外源硒均可在一定程度上增加抗氧化能力，且增加程度順序?yàn)镾e1＞Se2＞Se3。外源硒在MDA含量方面，Se1、Se2和Se3處理顯著提高了MDA含量，而3個(gè)處理間的MDA含量差異不顯著。

2.3 外源亞硒酸鈉對(duì)白菜葉綠素含量的影響

圖2 外源亞硒酸鈉對(duì)白菜POD、SOD、CAT、GR、APX活性及MDA含量的影響

圖3 外源亞硒酸鈉對(duì)白菜葉綠素a、葉綠素b和類(lèi)胡蘿卜素含量的影響

從圖3可知，葉面施用亞硒酸鈉顯著影響了白菜葉綠素a、葉綠素b和類(lèi)胡蘿卜素的含量。與對(duì)照相比，Se1、Se2和Se3處理均顯著提高了葉綠素a含量，Se1處理的葉綠素a含量最高，達(dá)到10.45 mg/g·FW。葉綠素b和類(lèi)胡蘿卜素含量的變化趨勢(shì)同葉綠素a含量一致，也表現(xiàn)為Se1處理的增加幅度最大。

2.4 外源亞硒酸鈉對(duì)白菜滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和維生素C含量的影響

葉面施用亞硒酸鈉可調(diào)節(jié)白菜滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)（脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖）及維生素C的含量（圖4），并且作用效果隨著硒濃度的增大而降低。與對(duì)照相比，Se1和Se2的脯氨酸含量顯著提高，分別增加了40.16%和26.18%；Se1、Se2和Se3的可溶性蛋白含量與對(duì)照相比增加了48.43%、31.08%和18.12%；在可溶性糖含量方面，Se1、Se2和Se3的可溶性糖含量分別比對(duì)照提高65.97%、45.00%和25.44%，3個(gè)處理均達(dá)顯著水平。維生素C含量同滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量一樣，在外源硒處理下均顯著增加，Se1、Se2和Se3分別比CK提高27.07%、17.56%和10.46%。隨著亞硒酸鈉濃度的增加，各物質(zhì)含量逐漸減少，說(shuō)明濃度為50 mg/L的亞硒酸鈉溶液處理效果最佳。

2.5 外源亞硒酸鈉對(duì)白菜硒、鐵、鋅含量的影響

從圖5可知，葉面施用亞硒酸鈉對(duì)白菜中硒、鐵、鋅的濃度有一定的影響。白菜硒含量隨施硒濃度的增加而增加，Se3處理最高。與硒相比，鐵和鋅的含量呈現(xiàn)出不同的趨勢(shì)，外源硒處理能夠增加白菜鐵和鋅的含量，作用效果為Se1＞Se2＞Se3，低濃度的處理效果較好。

2.6 方差分析

從附表可以看出，葉面施用外源硒對(duì)白菜POD、SOD、CAT、APX、GR活性及MDA含量均有極顯著影響，對(duì)2種葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素含量的影響也達(dá)到了極顯著水平。此外，施用硒對(duì)脯氨酸、蛋白質(zhì)、糖、維生素C含量及硒、鐵、鋅含量均有極顯著影響，而葉面施硒對(duì)白菜鮮重和干重的影響不顯著。

3 結(jié)論與討論

圖4 外源亞硒酸鈉對(duì)白菜脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C含量的影響

圖5 外源亞硒酸鈉對(duì)白菜硒、鐵、鋅含量的影響

附表 硒對(duì)白菜品質(zhì)及生理指標(biāo)影響的方差分析

近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)食用富硒蔬菜能夠滿(mǎn)足人體對(duì)硒的一定量需求，因此富硒蔬菜的研究逐漸受到廣大研究人員的關(guān)注。外源硒能夠增加番茄、生菜、芥菜、西蘭花等蔬菜的生物量，且表現(xiàn)出“低濃度促進(jìn)、高濃度抑制”的劑量效應(yīng)[17-20]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，Se1、Se2、Se3 3個(gè)濃度的亞硒酸鈉均可以促進(jìn)白菜生物量的積累，增加干鮮重，且Se1（50 mg/L）的促進(jìn)效果最顯著。說(shuō)明低濃度的外源硒能夠有效增加白菜的生物量，隨著濃度的增大，作用效果下降，預(yù)測(cè)超過(guò)一定的閾值后就會(huì)表現(xiàn)出抑制作用，這與前人的研究結(jié)果一致。

葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素是植物進(jìn)行光合作用的重要色素，葉綠素含量的高低決定光合作用速率的快慢，Lai等研究發(fā)現(xiàn)，葉面施硒可通過(guò)增加葉片葉綠素含量從而增強(qiáng)光合作用、促進(jìn)水稻產(chǎn)量[21]；夏永香等研究發(fā)現(xiàn)，適量的硒可以通過(guò)促進(jìn)對(duì)葉綠素合成有益的元素如K、Ca、Mg等的吸收來(lái)增加其含量，從而提高大蒜葉片的光合速率，促進(jìn)干物質(zhì)積累，最終增加產(chǎn)量[22]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Se1處理下的白菜葉片葉綠素a、葉綠素b和類(lèi)胡蘿卜素等光合色素的含量顯著增加，因此白菜具有較高的鮮重和干重，本研究結(jié)果與前人的一致。

除了產(chǎn)量外，蔬菜的品質(zhì)也是決定農(nóng)民經(jīng)濟(jì)效益的因素。侯天榮等研究發(fā)現(xiàn)，可通過(guò)葉面噴施硒肥來(lái)改善生姜的可溶性糖、可溶性蛋白等內(nèi)在品質(zhì)，從而提高其商品性[23]。白菜品質(zhì)受可溶性蛋白、脯氨酸、可溶性糖和維生素C等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及硒、鐵、鋅等礦質(zhì)元素含量的影響。本研究發(fā)現(xiàn)，葉面施用亞硒酸鈉會(huì)顯著增加白菜脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖和維生素C的含量，并且以濃度為50 mg/L的亞硒酸鈉作用效果最好。另外，葉面噴施亞硒酸鈉能夠增加白菜硒的含量，硒含量隨施用量的增加而增加，同時(shí)顯著提高了鋅和鐵的含量，以Se1處理的鋅和鐵含量最高，說(shuō)明50 mg/L的亞硒酸鈉溶液能促進(jìn)白菜對(duì)鋅和鐵的吸收，這與Dai和吳永堯等的研究 結(jié)果一致[10，24]。

硒元素可以保護(hù)生物體免受不同類(lèi)型氧化脅迫的傷害，在動(dòng)植物的免疫調(diào)節(jié)和抗氧化系統(tǒng)中起著重要作用[25-26]。Dai等研究發(fā)現(xiàn)，硒的應(yīng)用對(duì)機(jī)體抗氧化酶活性和脂質(zhì)過(guò)氧化有促進(jìn)作用[10]；曹麗華等研究鹽脅迫下外源硒對(duì)小白菜的影響時(shí)同樣發(fā)現(xiàn)，低濃度的亞硒酸鈉能夠通過(guò)增加抗氧化酶的活性來(lái)減少鹽脅迫下細(xì)胞膜的膜脂過(guò)氧化傷害[27]。本研究結(jié)果顯示，外源亞硒酸鹽對(duì)白菜POD、SOD、CAT、APX和GR等抗氧化酶的活性有一定的增加作用，同時(shí)可以增加MD含量，并且以濃度為50 mg/L的亞硒酸鈉溶液表現(xiàn)最優(yōu)。

綜上所述，葉面施用亞硒酸鈉不僅能顯著提高白菜的生物量（鮮重、干重），增加光合色素（葉綠素a、葉綠素b和類(lèi)胡蘿卜素）的含量，還能提高白菜的維生素C、脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖和硒、鐵、鋅等微量元素的含量。此外，葉面施用硒顯著增強(qiáng)了白菜的抗氧化能力，在POD、SOD、CAT、APX和GR方面均顯著增強(qiáng)。生產(chǎn)中可以通過(guò)對(duì)白菜噴施亞硒酸鈉溶液來(lái)促進(jìn)硒在白菜上的應(yīng)用，增加白菜的富硒量，改善其品質(zhì)，同時(shí)增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為了揭示硒對(duì)白菜的影響機(jī)制，還需要在生理和分子水平上進(jìn)行進(jìn)一步的研究。