富硒西瓜生產中硒富集特性的初步研究

　　摘要：為探討富硒西瓜生產中硒富集特性，以豫藝甜寶等西瓜品種為試材，觀測噴施硒肥后葉片硒殘留量變化，采用 L9(34)正交試驗，分析亞硒酸鈉噴施時期、次數、每次用量等 3 因素對果肉總硒含量的影響，并比較不同西瓜品種間硒富集能力的差異，評價富硒西瓜生產示范效果。結果表明，噴施硒肥后葉片總硒含量(w，后同)最高達 3350?g·kg-1，硒在葉片殘留期約 15 d 左右;影響西瓜果實硒含量最大的因素是硒肥施用時期，其次是硒肥用量及噴施次數，以組合 A3B1C2(膨果定個期+1 次+800 mg·667 m-2)硒富集效果最好，果實總硒含量達 130 ?g·kg-1;不同西瓜品種硒富集能力差異極顯著，在南太行丘陵地區進行富硒西瓜生產示范，平均果肉總硒含量 63.3 ?g·kg-1。富硒西瓜生產中以膨大定個期噴施硒肥 1 次效率最高，硒肥用量可根據設定的果實硒含量要求合理選擇。

　　關鍵詞：西瓜;富硒;富集特性;正交試驗

　　硒是人體必需的微量元素之一，它有抗氧化、維持免疫系統正常生理功能等諸多益處[1]。然而，我國地理環境硒缺乏的范圍和程度都比較嚴重，約有72%的市(縣)處于嚴重的缺硒或低硒狀態[2-3]。功能農業是 2008 年由中國科學院趙其國院士在全球率先提出的農業新概念，其目的是實現農產品中一種或多種有益健康成分(如礦物質、生物化合物)基于人類健康需求做出標準化優化的生產[4-5]。全球 70 億人口，有 20 億人存在營養攝入不足而導致的“隱性饑餓”問題，發展功能農業可有效提高農產品品質，滿足消費者“吃出健康”的需求，解決“隱性饑餓”問題，進而通過為消費者創造新價值帶來農民、農村和農業的新收益[6]。以硒元素為代表的微量元素在人體健康方面的巨大作用日益顯現，硒產業逐漸成為健康中國戰略的重要支撐、鄉村產業興旺的有力抓手及農業供給側結構性改革的可行途徑[7]。已有研究表明，適宜濃度的硒對植物的生長發育有較為明顯的促進作用，還可以提高植物抗逆性，水稻、小麥、果蔬等主要農作物都有硒生物強化的實踐，并取得較好的效果[8]。

　　王瑋等[9]研究表明，西瓜葉面噴施氨基多糖硒肥具有增強植株葉片光合作用和植株長勢，提高產量和改善果實品質的功效。康利允等[10]研究表明，土壤施硒量為 0.50 kg·hm-2更有利于西瓜生長，富硒效果最佳。杜少平等[11]、肖真真等[12]認為葉片噴施硒肥生產富硒西瓜方法易于操作，并分別認為葉面噴施硒質量濃度 60 mg·L-1和 15～30 mg·L-1為富硒西瓜生產適宜濃度。但有關富硒西瓜生產中硒富集特性綜合性的報道文獻比較少見。筆者為了解決生產中硒肥的濫用而導致的浪費和環境污染，研究了硒肥在西瓜葉片硒殘留變化，以探討硒肥合理的重復施用時間，并以正交試驗篩選硒肥施用時期、次 數、用量的較優組合及不同品種硒強化效果的差異等，以期獲得生產富硒西瓜系統性技術方案措施。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗地概況

　　試驗在河南省濟源市農業科學院西瓜科技示范基地(濟源市承留鎮衛佛安村)進行，該地處于河南省西北部太行山南麓，屬暖溫帶季風氣候，年平均溫度 14.5 ℃，年平均降雨量 567.9 mm，土壤類型為褐色土，試驗前在試驗地梅花形布點法采集取深度為 0～20 cm 土壤樣品作為土壤背景值，樣品委托農業農村部農產品質量監督檢驗測試中心(鄭州)檢測，其土壤基礎肥力狀況見表 1。

　　1.2 材料

　　供試西瓜品種為河南鼎優農業科技有限公司提供的秀都(P1)、美都(P2)、麒麟(P3)，中國農業科學院鄭州果樹研究所提供的中科 3 號(P4)、中科182(P5)，河南省農科院園藝研究所提供的美莎特(P6)，河南豫藝種業科技發展有限公司提供的豫藝甜寶(P7)。含硒葉面肥(以下簡稱：農硒寶)依據筆者單位申報的專利方法制備[13]。

　　1.3 儀器與試劑

　　AA-7020 原子吸收分光光度計(北京東西分析儀器有限公司);AF-640 原子熒光分光光度計(北京瑞利分析儀器公司);K1160 全自動凱氏定氮儀(山東海能科學儀器有限公司);HY-2 調速多用振蕩器(金壇區西城新瑞儀器廠);硝酸、鹽酸、硫酸(UP 級，蘇州晶瑞化學股份有限公司)，氫氧化鈉(分析純，國藥集團化學試劑有限公司)，亞硒酸鈉(分析純，天津市凱通化學試劑有限公司);硒標準樣品(1000mg·L-1，國家有色金屬及電子材料分析測試中心)。

　　1.4 方法

　　1.4.1 噴施硒肥西瓜葉片硒含量的變化 采用單因素完全隨機設計，試驗地面積 300 m2，供試西瓜品種為豫藝甜寶，試驗于 2020 年 3—6 月進行，3 月12 日小拱棚 8 cm×8 cm 營養缽育苗，4 月 20 日地膜覆蓋栽培，噴施藥液量以 60 kg·667 m-2為標準折算，其他田間管理措施一致，在西瓜授粉結束后噴施農硒寶 600 倍液，噴施時以葉片均勻沾滿液滴為宜，噴施前隨機取大小、葉齡基本一致的西瓜葉片150 片，以后每間隔 1 d 取樣 1 次，葉片取樣標準同第 1 次，共取樣 8 次。每次取樣后將樣品密封冷藏保鮮委托農業農村部農產品質量監督檢驗測試中心(鄭州)進行總硒含量測定，該測試中心采用 GB5009.93—2017(氫化物原子熒光光譜法)進行總硒含量檢測。

　　1.4.2 亞硒酸鈉(Na2SeO3)噴施時期、次數、用量正交試驗 采用正交試驗設計分析[14-15]，選取噴施時期、次數、每次用量 3 個因素進行試驗，每個因素設置 3 個水平，選用 L9(34)正交表安排試驗，試驗設計時留下了空白列[16- 17]，根據正交設計表，共 9 個處理，具體因子水平見表 2。小區面積 10 m×1.5 m，每小區定植 25 株，設置 2 次重復，采用隨機區組排列 ，西瓜品種、栽培管理同 1.4.1，噴施藥液量以60 kg·667 m-2為標準折算，西瓜成熟后每個小區隨機取 10 個西瓜，把每個西瓜分為 8 等分，每個西瓜取 1/8 可食用部分果肉制成混合樣，取樣后將樣品密封冷藏保鮮送檢(送檢地點和檢測方法同 1.4.1)。

　　1.4.3 不同西瓜品種硒富集效果試驗 采用單因素隨機區組試驗設計，選用 7 個西瓜品種 P1～P7，小區面積 6 m×5 m，每小區定植 30 株，設 3 次重復，西瓜播種、栽培管理等同 1.4.1，于西瓜定瓜后連續噴施農硒寶 2 次，間隔 10 d，取樣、送檢及檢測方法同1.4.2。

　　1.4.4南太行丘陵山區富硒西瓜生產示范效果

　　在濟源示范區承留鎮富硒西瓜科技示范基地選取 3 戶科技示范戶進行生產試驗示范，時間、方法同 1.4.1。其中，示范戶 A、B、C 示范種植分別約為1200、1800、2600 m2;田間栽培管理技術水平和當地一般栽培管理技術水平一致，期間技術培訓要求示范戶在西瓜授粉結束后噴施農硒寶 600～1000 倍 液;西瓜銷售期每戶隨機取樣 10 個西瓜，西瓜取樣、送檢方法同 1.4.2。示范戶 A 和 B 樣品委托農業農村部農產品質量監督檢驗測試中心(鄭州)檢 測，方法同 1.4.1，示范戶 C 委托英格爾檢測技術服務(上海)有限公司檢測，該公司采用 GB 5009.93—2017(電感耦合等離子體質譜法)檢測總硒含量，采用差減法(DBS 42/002—2014)測定有機硒含量，即總硒含量減去無機硒含量等于有機硒含量。

　　1.5 數據統計與分析

　　采用 Microsoft Excel 2003 進行數據的整理分析及相關計算，采用 IBM SPSS Statistics 20 統計軟件進行直線回歸、方差及正交試驗結果分析，多重比較選用 LSD 法。

　　2 結果與分析

　　2.1 噴施硒肥西瓜葉片硒含量的變化

　　由圖 1 可知，在本試驗土壤條件下，不噴施硒肥西瓜葉片中未檢出硒。西瓜葉面補充硒肥后，葉片硒含量陡然增加，最高達 3350 ?g · kg-1。隨著葉面施硒肥時間的推移，葉片總硒含量總體呈逐漸下降趨勢，初步判斷噴施硒肥后，西瓜葉片總硒含量和噴施后的時間這兩個變量之間存在直線趨勢，經計算兩變量相關系數為-0.773，該系數在概率為0.05 水平上具有顯著性，其具有統計學意義。經過對數據進行回歸分析，回歸系數具有顯著性，求得葉片總硒含量的回歸方程為 y=3040-185x，可以用噴施硒肥后的時間來估算葉片總硒含量，由回歸方程可知噴施硒肥 15 d 后葉片硒殘留量極低，要維持葉片硒含量需要及時補充硒肥。

　　2.2 亞硒酸鈉噴施時期、次數、用量對西瓜果肉硒含量的影響

　　由表 3 可以看出，通過正交試驗的直觀分析 R值表明，硒肥噴施時期對豫藝甜寶西瓜果實總硒含量影響最大，其次是硒肥用量，硒肥噴施次數影響相對較小。7 號試驗組合(A3B1C2)果實總硒含量高于其他組合，9 號試驗組合(A3B3C1)次之，分別達130、110 ?g·kg-1，1 號試驗組合(A1B1C1)果肉總硒含量最低，為 45 ?g·kg-1。試驗設計時留下了空白列，將其視為與誤差項對應的因素，更進一步的方差分析結果顯示(表 4)，在所選因素水平范圍內，所有處理對試驗結果的影響都沒有達到顯著水平。

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