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紫云英叶面喷硒效应和硒素积累特性研究



全 文 :第 36卷第 6期
2005年 12月             
土 壤 通 报
ChineseJournalofSoilScience              
Vol.36, No.6
Dec., 2005
紫云英叶面喷硒效应和硒素积累特性研究
张祥明1 ,王允青1 ,刘 英 1 ,孙义祥 1 ,赵决建 2 ,许厥明 1
(1.安徽省农业科学院土壤肥料研究所 ,安徽合肥 230031;2.安徽省桐城市农业技术推广中心 ,安徽 桐城 , 231400)
  摘 要:田间小区试验研究了喷施亚硒酸钠不同浓度 、时期 、品种对紫云英硒含量的影响 , 结果表明:在 120 ~ 360
mgL-1亚硒酸钠溶液浓度范围内对紫云英鲜草产量可增产 9.32% ~ 14.8%,到 420mgL-1对紫云英有轻微中毒现象 ,鲜草
产量减产;在 0 ~ 360mgL-1浓度范围内 ,紫云英茎叶和花蕾的含硒量 、硒蛋白含量和蛋白硒含量随喷施浓度的提高而增
加 , 到 420mgL-1紫云英茎叶和花蕾的硒含量降低。紫云英的茎叶浸出液的硒含量在 0 ~ 300mgL-1的范围内变化很小 , 但
花蕾的浸出液的硒含量较大。在不同生长时期喷施对紫云英的硒含量影响较小 , 但随喷施时期的延迟对紫云英有机硒的
含量有显著降低。不同品种紫云英在未喷施硒的情况下影响较小 ,喷施硒后 , 品种间有一定的差异 ,闽紫 1号硒含量最高。
关 键 词:紫云英;亚硒酸钠;硒含量;有机硒
中图分类号:S143.79   文献标识码:A   文章编号:0564-3945(2005)06-0921-04
  植物中含有大量有益于健康的营养素和化学物
质 ,其中有一些成分有助于预防疾病发生。为获得预
防疾病的天然食品 ,把植物性化学物质或营养元素富
集到某种植物中无疑是既有效又廉价的方法。硒是人
体必需的微量元素 ,硒缺乏可引起多种疾病。膳食中
硒含量与消化道癌症等发病率呈负相关。普通食物中
的硒含量很低 ,因此很容易形成缺乏[ 1-5] 。紫云英是
我国主要的绿肥和优质饲料。具有丰富土壤中的营养
物质 ,改良土壤物理性状 ,促进畜牧业发展等功效。但
紫云英主要还是利用方式以直接翻耕压青作肥料及少
量用作饲料等 ,当年经济效益较低 ,影响了种植紫云英
的积极性。要进一步提高这一特有的优良豆科栽培绿
肥的种植面积 ,发挥更大的综合效益 ,只有扩大紫云英
综合利用的途径。因此根据紫云英的食用和药用价
值 ,对紫云英进行综合开发研究 ,利用紫云英嫩茎加工
成干菜;用花蕾加工紫云英花茶 ,取得了良好的经济效
益 。并根据紫云英的生物学特性及相关资料提出紫云
英富硒技术研究 [ 6] ,并对紫云英施硒效应及其积累特
点进行的探索 ,为紫云英进一步综合开发利用提供理
论依据 。
1 材料与方法
1.1 试验设置
1.1.1 试验地点情况 试验在安徽省桐城市徐河村
进行 ,供试土壤为河流冲积物发育的潴育型水稻土 ,质
地中壤 ,其土壤的基本性状见表 1。
1.1.2 浓度试验 田间试验设计共设喷水对照 ,亚硒
酸钠 120 mgL-1、240 mgL-1、300mgL-1 、360 mgL-1
和 420mgL-1 6个处理 ,小区面积 20m2 ,重复 3次 ,随
机排列 。供试品种为平湖大叶种 , 2002年 9月 25日
播种 ,在返青至现蕾期(2003年 3月 5日)选择晴天下
午 3时叶面喷施 ,隔 7天再喷施一次 。田间管理按常
规进行栽培管理 。
表 1 供试土壤主要性状
Table1Mainpropertiesoftheexperimentalsoil
地点
Location
pH
 
有机质
O.M
(gkg-1)
全 N
TotalN
(gkg-1)
碱解 N
HydrolysableN
(mgkg-1)
速效 K
AvailableK
(mgkg-1)
速效 P
AvailableK
(mgkg-1)
全 Se
TotalSe
(mgkg-1)
徐 河 6.3 31.3 1.83 161.20 40.67 7.82 0.16
1.1.3 施硒时期试验 试验设计返青至现蕾期选择
不同时间喷施硒:(1)2003年 2月 25日;(2)2003年 3
月 5日;(3)2003年 3月 10日;(4)2003年 3月 25日
分别喷施亚硒酸钠 (浓度为 180 mgL-1)4个处理 , 3
次重复 ,随机排列 ,小区面积 20m2 ,供试品种为平湖大
叶种。
1.1.4 品种试验 试验设置宁波大桥种 、平湖大叶
种 、浙紫 5号和闽紫 1号等 4个处理 , 3次重复 ,随机
排列。小区面积为 40m2 ,将小区一分为二 ,一半于 3
月上旬喷施 240mgL-1硒溶液 750kghm-2 ,另一半作
为对照 。
1.2 测定项目与方法
1.2.1 紫云英硒的测定 采用双道原子荧光光谱仪
(型号 AFS-230A)(由北京万拓仪器有限公司生产)
收稿日期:2004-08-27;修订日期:2004-10-23
基金项目:安徽省科技重点项目:紫云英综合开发利用与提高农业整体素质和效益的研究(编号:0223002)
作者简介:张祥明(1964-),男 ,安徽歙县人 ,副研究员 ,主要从事作物栽培和持续农业等方面的研究
测定土样 、紫云英茎叶和花蕾硒含量 。
1.2.2 紫云英硒浸出率测定 称取紫云英干茎叶或
花蕾 3g,加沸水 150ml,浸泡 1天 ,取 20ml浸出液 ,用
双道原子荧光光谱仪测定硒含量。
1.2.3 紫云英硒蛋白的提取测定 紫云英干样粉碎 ,
紫云英样品用 1%NaOH溶液浸提 24天 ,离心取上层
清液 ,硫酸铵饱和 ,静置过夜 ,蛋白沉淀析出 ,离心取蛋
白沉淀 ,透析去除无机成分 ,冷冻干燥仪干燥蛋白。用
双道原子荧光光谱仪测定粗蛋白质的含硒量。
2 结果与分析
2.1 不同喷硒浓度对紫云英产量和含硒量的效应
在按常规田间管理的情况下 ,喷施亚硒酸钠溶液
在适宜的范围内 ,对紫云英株高 、分枝数和茎粗等都有
不同程度的提高 ,紫云英的鲜草产量有显著的增产作
用(见表 2)。结果表明 , 喷施 240 mgL-1和 300
mgL-1的亚硒酸钠溶液与清水对照差异达到显著水
平 , 分别比对照增产 14.80%和 12.64%, 以 240
mgL-1处理产量最高 ,为 70544.6kghm-2。喷施亚硒
酸钠 360 mgL-1和 420 mgL-1 ,对紫云英的鲜草产量
呈下降趋势 ,喷施亚硒酸钠 420mgL-1 ,虽然没有出现
较严重的中毒症状 ,但紫云英的生长受到抑制 ,鲜草产
量与对照相比显著下降 ,所以生产富硒紫云英喷施亚
硒酸钠浓度应控制在 360mgL-1以下 。
表 2 喷施硒对紫云英植株生长发育性状和鲜草产量的影响
Table2InfluenceofsprayingSeongrowthandfreshstrawofChinesemilkveth
处 理
Treatment
(mgL-1)
基本苗(万株 /公顷)Basicseeding(10 thousand.
plant/hm2)
株高
Plant
height
(cm)
分枝数
(个 /株)
numberof
branch
茎粗
(cm)
Perimeterof
stem
鲜草产量
(kghm-2)
Yieldof
freshstraw
0 592.09 88.4 1.8 0.41 61450.5bcAB
120 535.88 90.8 1.9 0.42 67177.6abAB
240 531.48 92.7 1.8 0.39 70544.6aA
300 584.83 93.4 1.8 0.41 69217.2aA
360 535.98 89.2 1.9 0.40 67647.6abAB
420 589.67 83.5 1.8 0.38 58641.3cB
注:英文小写字母代表 5%显著水准 ,大写字母代表 1%显著水准。
紫云英属黄芪属豆科作物 ,黄芪属植物大多富硒
能力较强 [ 6] 。紫云英不喷硒的对照就对硒有很强的
富集作用 ,盛花期植株含硒量为 0.091 mgkg-1。从研
究结果看 ,喷施亚硒酸钠溶液对紫云英含硒量有显著
的效应 ,且各设置的处理间茎叶和花蕾的硒含量差异
都达到显著水平(见表 3),在 0 ~ 360mgL-1范围内 ,紫
云英茎叶的含硒量随喷施浓度的提高而增加 ,到 420
mgL-1处理紫云英茎叶和花蕾的硒含量显著降低 ,这
与紫云英的生长受到抑制 ,影响紫云英对硒的吸收。
通过不同亚硒酸钠溶液的施用 ,紫云英硒含量达 3.89
~ 13.54 mgkg-1 ,而且对紫云英的生长未产生中毒现
象 。同样紫云英的花蕾表现同样的规律 ,但硒含量与
茎叶相比低 ,硒含量在 1.96 ~ 7.27 mgkg-1之间 ,说明
通过外源性补硒可使紫云英硒含量提高到相对较高的
水平 ,为研制紫云英富硒产品及紫云英富硒农畜产品
提供可靠的理论依据 。
表 3 喷施硒对紫云英茎叶含硒量及形态的影响
Table3InfluenceofsprayingSeontheSecontentandformonstemandleaf
处理
Treatment
(mgL-1)
含硒量
Secontent
(mgkg-1)
有机硒 OrganicSe
硒蛋白
Seprotein
(mgkg-1)
硒蛋白含硒量
Secontentof
Seprotein
(mgkg-1)
浸出硒
SoakSe
(mgkg-1)
0 0.091fF 219.70 0.305 痕迹Trace
120 3.89eE 228.76 8.946 0.0038
240 6.54cC 233.62 10.148 0.0079
300 9.38bB 234.28 11.219 0.0083
360 13.54aA - - 0.12
420 6.36dD - - 0.11
注:英文小写字母代表 5%显著水准,大写字母代表 1%显著水准 ,下同。
2.2 不同硒浓度对紫云英有机硒的效应
有机态硒较无机态硒更有利于人体吸收利用 ,有
机硒的含量是富硒紫云英的内在品质反映 [ 7] 。紫云
英吸收无机硒后大都转化为有机态硒 。其茎叶和花蕾
的硒蛋白以及硒蛋白的含硒量都随亚硒酸钠溶液浓度
的增大而增加 ,从分析结果看 ,喷施亚硒酸钠溶液为
120、240和 300 mgL-1的茎叶硒蛋白分别比对照增加
为 4.13%、6.34%和 6.64%,花蕾硒蛋白分别比对照
增加为 5.94%、15.43%和 24.84%;紫云英的茎叶硒
蛋白的含硒量分别 比对照增加为 2833.12%、
3227.21%和 3678.36%,花蕾硒蛋白的含硒量分别比
对照增加为 2514.86%、2913.71%和 3129.71%,说明
紫云英的硒主要以蛋白态硒存在。
通过饮茶方式获取的硒量 ,决定于硒的浸出率。
表 3、4结果表明 ,不同处理紫云英茎叶硒浸出率极少 ,
最高的也只有 0.12 mgkg-1 ,因此可以说明紫云英茎
叶大多数硒以化合物或络合状态存在 ,而难于浸提出
来 。若生产紫云英茎叶茶需要用特殊工艺生产的富硒
茶 。紫云英的花蕾硒的沸水浸出率大幅度提高 ,最高
的达 3.474 mgkg-1 ,这可能与花瓣中的有机硒的组成
与茎不同有关 ,有待于进一步研究 。也可说明紫云英
的花蕾生产紫云英富硒花茶是一好的开发途径 。
从茎叶或花的浸出液的硒含量有少量的无机硒 ,
少量的无机硒对于提高机体谷胱甘肽过氧化物酶
(GSH-PX)的活性等同于有机硒 [ 8] ,因此 ,富硒紫云
英中若有少量无机硒存在 ,对提高谷胱甘肽过氧化物
922 土 壤 通 报                      36卷
酶(GSH-PX)的活性是有益的。
表 4 喷施硒对紫云英花蕾含硒量及形态的影响
Table4InfluenceofsprayingSeontheSecontentandformonbud
处理
Treatment
(mgL-1)
含硒量
Secontent
(mgkg-1)
有机硒
OrganicSe
硒蛋白
Seprotein
(mgkg-1)
硒蛋白含硒量
Secontentof
Seprotein
(mgkg-1)
花蕾浸出硒
SoakSeofbud
(mgkg-1)
0 0.043fF 109.85 0.175 0.044
120 1.96eE 116.38 4.576 1.508
240 3.97cC 126.81 5.274 2.578
300 4.89bB 137.14 5.652 3.474
360 7.27aA - - -
420 4.68dD - - -
注:英文小写字母代表 5%显著水准,大写字母代表 1%显著水准。
2.3 喷硒时期对紫云英含硒量的影响
紫云英在返青至现蕾期喷施亚硒酸钠溶液对紫云
英含硒量差异不显著 ,但对紫云英的有机硒含量有显
著的影响 ,随喷施时间的延迟有机硒占全硒含量显著
降低。盛花期 4月 10日采样分析结果表明:在返青至
现蕾期的中期喷施外源硒 ,即 3月 5日处理的紫云英
总硒量和有机态硒含量最高 ,分别为 5.18 mgkg-1和
5.12mgkg-1 ,有机硒占全硒含量达到 98.8%。在返
青初期(2月 25日)喷施亚硒酸钠紫云英含硒量最低 ,
为 4.51 mgkg-1 ,这可能与紫云英的覆盖率低 ,喷施时
硒溶液的接触面小有关 ,但无机态硒转化为有机态硒
的转化率最高 ,有机硒占全硒含量达到 99.9%。将至
现蕾期(3月 25日)喷施硒溶液紫云英的全硒含量为
4.83mgL-1 ,紫云英植株的有机硒含量占全硒含量降
低 ,为 75.4%;说明要使无机硒转化为紫云英的有机
硒最大量 ,选择返青至现蕾期紫云英生长较旺盛 ,覆盖
率较高的时期喷施为宜。
表 5 喷硒时期对紫云英含硒量的影响
Table5InfluenceofsprayingSestageontheSecontentofChinesemilkveth
处理
Treatment
(月 /日)
紫云英含硒量
SecontentofChinese
milkveth
(mgkg-1)
有机硒
OrganicSe
(mgkg-1)
有机硒占全硒量
TheorganicSe
tototalSeratio
(%)
2/25 4.51 4.46 99.9
3/5 5.18 5.12 98.8
3/10 4.76 4.53 95.2
3/25 4.83 3.64 75.4
2.4 不同品种对紫云英含硒量的影响
不同紫云英品种对亚硒酸钠的吸收量效应不同。
中熟品种闽紫 1号最强 ,为 6.02mgkg-1 ,早熟品种宁
波大桥种次之为 5.18 mgkg-1 ,平湖大叶种为 4.76mg
kg-1 ,浙紫 5号为 4.83 mgkg-1。未喷施亚硒酸钠溶
液品种间差异较小:宁波大桥种和闽紫 1号为 0.12
mgkg-1 ,平湖大叶种和浙紫 5号 2个品种均为 0.13
mgkg-1。说明在该试验条件下 ,这四个品种具有一定
的耐硒能力 。不同品种喷硒对其产量的效应也不同 。
表 6 不同品种喷施硒对紫云英吸硒能力的效应
Table6EfectofsprayingSeonSeLevelsofdiferentChinesemilkveth
assortment
品种
Assortment
对照
CK
(mgkg-1)
紫云英含硒量
SecontentofChinesemilkveth
(mgkg-1)
宁波大桥种 0.12 5.18
平湖大叶种 0.13 4.76
浙紫 5号 0.13 4.83
闽紫 1号 0.12 6.02
3 结果与讨论
3.1 叶面喷施硒对显著提高紫云英的鲜草产量和含
硒量。在 120 ~ 360 mgL-1的亚硒酸钠喷洒浓度范围
内紫云英鲜草产量可增产 9.32% ~ 14.8%,茎叶硒含
量提高 3.89 ~ 13.54 mgkg-1、花蕾硒含量在 1.96 ~
7.27mgkg-1。紫云英茎叶和花蕾的硒蛋白含量和蛋
白硒含量在 0 ~ 300 mgL-1的浓度范围内随用量的提
高而提高。紫云英的茎叶浸出液的硒含量在 0 ~ 300
mgL-1的浓度范围内变化很小 ,但花蕾的浸出液的硒
含量较大。
3.2 在不同生长时期喷施硒对紫云英的硒含量影响
较小 ,随喷施时期的延迟对紫云英有机硒的含量有明
显的影响。不同品种紫云英在未喷施硒的情况下影响
较小 ,喷施硒后 ,品种间有一定的差异 ,闽紫 1号硒含
量最高 。
3.3 从研究的结果看 ,紫云英茎叶硒主要以蛋白硒的
形态存在 ,建议作为紫云英干菜的开发为宜 ,紫云英的
花蕾浸出的硒较多 ,建议作为紫云英花茶的开发为好。
当然 ,对人类补硒产品的安全阈值亦要同步研究。
3.4 紫云英具有较强的硒富集和生物转化作用 ,富硒
紫云英的硒含量和利用率均较高 ,而且没有其他毒性
化合物生成 ,是补硒的理想物质 。因此 ,在作绿肥的基
础上 ,对紫云英进行综合开发利用 ,利用富集培育技术
扩大紫云英的栽培 ,对于农业生态环境和预防硒缺乏
促进健康具有重要的意义 。使我国这一特有的优良豆
科栽培绿肥发挥更大的综合效益 ,充分发挥其在改良
生态环境和发展无公害农产品中的作用。
9236期                张祥明等:紫云英叶面喷硒效应和硒素积累特性研究
参考文献:
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TheEffectofSprayingSeonChineseMilkVethand
CharacteristicofSeAccumulation
ZHANGXiang-ming1 , WANGYun-qing-1 , LIUYing1 , SUNYi-xiang, ZHAOJue-jian2 , XUJue-ming1
(1.InstituteofSoilandFertilizer, AnhuiAAS, Hefei, 230031;
2.GeneralStationofAgriculturalTechnologyExtension, TongchengCityofAnhuiProvince, Tongcheng231400, China)
Abstract:ItwasconductedthatfieldplotexperimentsontheinfluenceofsprayingNa2SeO3 concentration, stageand
varietyontheSecontentinChinesemilkveth.TheresultsshowedthatSefertilizationincreasedfreshstrawofChinese
milkvethyieldwithyieldincrement9.32 ~ 14.8% attheratesof120 ~ 360mgl-1 Na2SeO3.Lightpoisoning
phenomenonhasarisenatthelevelof420mgl-1 Na2SeO3 , anditwasdecreasedintheyieldoffreshstraw.ThetotalSe
andproteinSecontentoftheChinesemilkvethleafandtheflowerbudincreasedwiththeincrementofSecontentatthe
rates0 ~ 360mgl-1 Na2SeO3.Atthelevelof420mgl-1 Na2SeO3 , Secontentdecreased.TheSecontentintheChinese
milkvethstemandtheleafhadsmalvariationattherates120 ~ 360mgl-1 , whilethatinbudhadlargevariation.There
waslitleinfluenceonthetotalSecontentalongwiththestageofapplication, buttheorganicSecontentdecreased
notably.TheSecontenthadsmalvariationindiferentassortmentChinesemilkveth, buttherewasremarkable
diferencewiththeapplicationoftheSefertilizer.
Keywords:Chinesemilkveth, Na2SeO3 , Secontent, OrganicSe
924 土 壤 通 报                      36卷