硒对生菜生长、品质、养分吸收和硒转化率的影响

硒是人体必需的微量元素之一，具有防癌抗癌、延缓衰老、保护心脏、增强机体免疫功能等生理功能，对人体健康至关重要[1-2]。据统计，全球近10亿人缺硒，我国约72%的土壤存在缺硒或低硒，其中30%严重缺硒[3]。据报道，我国人均日硒摄入量为26.5 μg/d，部分地区甚至低于10 μg/d，远低于中国国家卫生和计划生育委员会推荐的60 μg/d [4]，造成了潜在的健康风险。植物是人体摄入硒营养的主要来源，通过提高植物性产品硒含量提高食物链硒水平，是从源头上调控硒营养和预防硒缺乏病的根本出路[5]。

生菜属菊科莴苣属作物，具有生长快、周期短、食用方便，在我国广泛种植，深受大众喜爱。已有研究表明，生菜对硒具有富集作用[6]。利用生菜的生物富集和代谢作用，通过叶面喷施外源硒，将非生物活性和毒性高的无机硒转化为毒性低、安全有效的活性有机硒，是改善和满足食物链中硒水平不足较经济、有效的一项措施[7-8]。本研究的目的是通过叶面喷施，研究不同浓度外源硒对生菜生长特性、品质和矿质元素吸收和硒含量的影响，不仅可以为富硒蔬菜生产中合理施硒提供理论依据和技术指导，而且对于促进富硒蔬菜产业发展及减少环境污染具有重要意义。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试生菜品种为芳妮，由北京鼎丰现代农业发展有限公司提供。外源硒供体为亚硒酸钠(Na2SeO3)。

1.2 试验设计

试验于2019年秋季在湖北省农业科学院蔬菜试验基地进行。试验地土壤为红壤，土壤理化特性为：有机质 25.41 g/kg，全氮 1.76 mg/kg，速效氮 139.2 mg/kg，有效磷 62 mg/kg，有效钾 136 mg/kg，土壤总硒含量为0.116 mg/kg，有效硒含量0.012 mg/kg，pH值5.7。

采用叶面喷施硒，设置6个处理：0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5 mg/L Se；随机区组，3次重复，小区面积30 m2，株行距为20 cm×25 cm。试验地前茬作物为黄瓜，基肥施用 750 kg/hm2复合肥(15-15-15)和3 000 kg/hm2商品有机肥，在生菜定植后第15，25天，用喷雾器各喷施1次，每小区喷施1 000 mL。2019年9月16日播种，10月5日定植，11月8日收获，按常规管理。

1.3 小区测产

生菜采收期，每小区按8 m2进行采样测产，根据株行距，计算出单株平均产量。

1.4 植株样品含Se量的测定

生菜采收测产后，每个处理取鲜质量1 kg，依次用自来水、蒸馏水洗涤干净，吸水纸吸干水分，70 ℃烘至恒质量，分别测定干样品含硒量。生菜样品测定按照贺与平等[9]的方法进行。有机硒含量=总硒含量-无机硒含量，硒转化率(%)=有机硒/总硒×100。

可溶性总糖采用蒽酮比色法测定[10]；维生素C含量测定参照李占清等[11]的分光光度法；粗纤维素采用碘量法测定[12]；总酚和类黄酮含量测定参照Mashiba法[13]。

氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜等元素按照李登超等[14]的方法进行测定。

1.5 数据统计分析

数据使用Excel 2007软件进行数据分析和制作图表，用LSD法分析各处理间的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 叶面喷施外源硒对生菜生长的影响

由表1可以看出，当喷施硒浓度≤1.5 mg/L时，促进了生菜的生长，生菜产量增加，其中以喷施浓度为1.5 mg/L时产量最大，比对照增加了13.44%；高浓度硒抑制了生菜生长，当喷施浓度为2.0，2.5 mg/L时，分别比对照减少了8.31%和34.90%。说明叶面喷施适量浓度硒促进了生菜生长作用，而高浓度硒抑制了生菜生长，地上部和根系干质量均下降，产量降低。

2.2 叶面喷施外源硒对生菜品质的影响

由表2可以看出，与对照相比，当叶面喷施外源硒浓度为0.5～2.0 mg/L时，生菜地上部维生素C含量呈现出先增加后降低的趋势，当喷施外源硒浓度为2.5 mg/L时，生菜维生素C含量比对照降低了18.65%。加硒增加了生菜可溶性总糖含量，随着硒浓度的进一步增加，生菜可溶性总糖含量逐渐升高，叶面喷施硒浓度为1.5 mg/L时，生菜可溶性总糖含量比对照增加了21.01%。

纤维素含量是衡量蔬菜脆嫩度或口感的重要指标之一。由表2可以看出，低浓度硒(Se≤1.5 mg/L)增加了生菜植株体内粗纤维含量，而高浓度(Se≥2.0 mg/L)则降低了其含量。酚类和类黄酮是植物经代谢或加工后所产生的重要代谢物质。蔬菜酚类化合物对蔬菜的风味和抗氧化能力有重要影响。随着喷硒浓度的增加，生菜体内总酚含量显著增加，1.5 mg/L处理的总酚含量比对照增加了43.87%。叶面喷施外源硒后，生菜体内类黄酮含量均比对照显著降低，其中2.0 mg/L处理下下降幅度最大，比对照降低60.70%，随着喷施浓度的进一步提高，生菜类黄酮的浓度逐渐升高，但显著低于对照。

2.3 叶面喷施外源硒对生菜矿质元素吸收的影响

由表3可以看出，叶面喷施外源硒后，生菜地上部分N、Ca、Zn含量随着喷施浓度的增加表现出先升后降的趋势，在喷施浓度为2.0 mg/L时达最大；Mg含量随喷施硒浓度的增加而增加，而 P、K、S含量表现出下降趋势；低浓度硒(Se≤1.0 mg/L)降低了生菜地上部 Fe元素的含量，但随着喷施硒浓度的增加(Se≥1.5 mg/L)，地上部的含量明显增加。生菜地下部 N、S 元素的含量随叶面喷施浓度的增加而增加；P、Ca、Mg、Fe、Zn含量表现出下降趋势；适量硒浓度(Se≤1.5 mg/L)增加生菜地下部 K元素的含量，高浓度则降低了其含量。

2.4 硒对生菜地上部硒含量及形态分析

由表4 可知，叶面喷施外源硒后，植株地上部的硒含量显著增加，硒的含量以有机硒为主，无机硒仅占少部分，不同喷施浓度处理间表现出显著差异。生菜有机硒的转化率在81.82%～90.14 %，说明叶面喷施硒后，生菜植株经代谢，将无机硒大部分均转化为有机硒。

3 讨论与结论

植物性食品中的硒是人体硒营养的重要来源，通过添加外源硒提高作物可食部位含硒量是解决缺硒地区人群硒不足的重要途径[15]。叶面喷施硒提高作物含硒量是一种快速而有效的方法。适量的硒浓度促进植物的生长，提高其产量，但过量硒对植株有毒害作用，抑制植物的生长。这在小白菜、大蒜、荠菜、菠菜等作物上已得到证实[16-17]。本试验条件下，叶面喷施一定量浓度的硒对生菜地上部、根系和总干质量的影响也得到类似结果。

外源硒通过调控植物体内某些有机化合物的水平，从而影响作物的品质[18]。本研究结果表明，叶面喷施外源硒后，增加了生菜地上部可溶性总糖和总酚含量；低浓度外源硒(Se≤1.5 mg/L)增加了粗纤维和维生素C含量，而高浓度硒(Se≥2.0 mg/L)降低了其含量。叶面喷施外源硒后，生菜体内类黄酮表现出先下降后升高的趋势。黄雪梅等[13]研究表明，添加适宜浓度的亚硒酸钠可显著提高水培生菜维生素C和总酚含量，降低类黄酮含量，但对纤维素和可溶性总糖含量无显著影响。尚庆茂等[19]研究了添加亚硒酸钠对生菜生长的效应，发现硒处理可提高生菜总糖和维生素含量。不同学者报道的硒对生菜品质指标的影响差异，可能与不同生菜品种特性、施硒方式和栽培季节等因素有关。

添加适宜浓度硒促进植物对P、K、Ca、Mg、S、Zn等大量和中微量元素的吸收，而在硒浓度过高的情况下，易产生中毒，植物对矿质元素的吸收降低[20]。郭开秀等[21]研究表明，在低硒浓度下，元素Ca、Mg、Fe、K、Zn、Mn有不同程度提高，在高硒浓度时均有所降低。刘帅等[22]发现Se可以通过影响菜心根系对Fe、Zn微量元素的吸收和运输途径来调控微量元素对菜心地上部分的供应，维持其含量的平衡。本试验表明，叶面喷施硒后对生菜地上部和地下部的元素影响不同。生菜地上部分N、Ca含量随着喷施外源硒浓度的增加表现出先升高降的趋势；Mg、Zn含量随喷施硒浓度的增加而增加，而 P、K、S含量表现出下降趋势；低浓度硒降低了生菜地上部 Fe元素的含量，但随着喷施硒浓度的增加地上部的含量明显增加。生菜地下部N、S 元素的含量随叶面喷施浓度的增加而增加；P、Ca、Mg、Fe、Zn含量表现出下降趋势；适量硒浓度增加生菜地下部 K元素的含量，高浓度则降低了其含量。可见，添加外源硒后对植物体内的元素组成产生一定的影响，其影响差异可能与作物种类、品种特性、植株不同部位有关。关于硒对矿质元素影响的作用机制报道较少，后期可进行深入研究。

已有的研究表明，无机硒毒性较高，不易被人体吸收利用，且过量食用和在体内积累对人体有一定的毒害，经植物体代谢转化后形成有机硒富集农产品相对更安全 [14]。本研究结果表明，生菜具有较强地将无机硒转化为有机硒的能力，叶面喷施硒后，生菜有机硒的转化率均在80%以上，表明可以通过添加外源硒来增加蔬菜作物硒含量，尤其是有机硒含量，达到人体补硒的目的。李登超等[14]以小白菜为材料，研究了营养液中加入不同浓度的硒，也得到类似结果。

当硒浓度≤1.5 mg/L时，促进生菜的生长，产量增加；当硒浓度≥2.0 mg/L，抑制了生菜的生长，产量降低。叶面喷施外源硒增加了生菜地上部可溶性总糖和总酚含量；低浓度外源硒(Se≤1.5 mg/L)增加了粗纤维和维生素C含量，而高浓度硒(Se≥2.0 mg/L)降低了其含量；类黄酮表现出先下降后升高的趋势。生菜地上部分N、Ca含量随着喷施外源硒浓度的增加表现出先升高降的趋势；Mg、Zn含量随喷施硒浓度的增加而增加，而 P、K、S含量表现出下降趋势；低浓度硒降低了生菜地上部 Fe元素的含量，但随着喷施硒浓度的增加地上部的含量明显增加。生菜地下部 N、S 元素的含量随叶面喷施浓度的增加而增加；P、Ca、Mg、Fe、Zn含量表现出下降趋势；适量硒浓度增加生菜地下部 K元素的含量，高浓度则降低了其含量。生菜地上部硒的含量以有机态硒为主，有机硒转化率均在80%以上。喷施硒浓度为1.5 mg/L对生菜产量提高、品质改善和养分吸收具有促进作用，硒转化效率较高，有利于富硒功能蔬菜的生产。

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