蛋氨酸硒不同增施方式對南瓜品質、產量及土壤酶活性的影響

高虎　穆曉國　安磊　王玉娟　周筠　王翰霖　李建設　葉林

摘要：為了探究蛋氨酸硒的不同施入方式對南瓜生長、光合特性、果實品質、產量及土壤酶活性的影響，并為大田南瓜的富硒栽培提供理論依據，以蛋氨酸硒為外源硒處理南瓜，分別采用不施硒（CK）、土壤施硒（T1）、葉面施硒（T2）以及土壤與葉面結合施硒（T3）的施硒方法，研究不同處理對南瓜生長、光合、品質、產量及土壤酶活性的影響。結果表明，T1、T2、T3處理下的南瓜主蔓長、最大葉長、葉片數均顯著高于CK，根系生物量均顯著增加，T1、T2、T3南瓜根系活力分別較CK提高97.30%、78.38%、145.95%，T2處理南瓜葉片的SPAD值開花期、果實膨大期、結果期分別較CK提高35.73%、26.08%、19.44%，不同施硒處理均可以提高南瓜葉片的凈光合速率、胞間CO₂濃度、氣孔導度，其中T2、T3處理下南瓜葉片的凈光合速率、胞間CO₂濃度、氣孔導度均顯著高于CK。不同施硒處理可以增加土壤酶活性，T1、T2、T3處理下的脲酶活性均分別較CK提高34.65%、24.75%、28.71%。土壤纖維素酶活性T1處理和T3處理較CK提高23.65%、11.62%；土壤過氧化氫酶活性T1處理和T3處理較CK提高21.53%和17.70%。不同施硒處理均能提高南瓜果實中的維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量，而對南瓜可溶性固形物和淀粉含量沒有顯著影響。T1、T2、T3處理南瓜單果質量和產量均顯著高于CK。T2處理較CK單果質量提高24.32%，T1、T2、T3硒含量較CK提高440.07%、659.625%、557.04%，均極顯著高于CK，對于硒的積累效果顯著，綜上可知，土壤施硒（T1）、葉面施硒（T2）以及土壤與葉面結合施硒（T3）3種施硒方式均能提高南瓜品質和產量，葉面施硒（T2）對南瓜光合特性、硒含量和產量的提升效果最佳，確定以葉片施硒（T2）為最優處理，同時有機硒可以替代無機硒為外源硒，為南瓜富硒生產栽培提供理論依據。

關鍵詞：蛋氨酸硒；施硒方式；南瓜；品質；產量；硒含量；土壤酶活性

中圖分類號：S642.106文獻標志碼：A文章編號：1002-1302（2023）11-0153-07

硒是植物生長所需的一種有益元素，適宜濃度的硒能促進植物生長發育，提高果實品質及產量［1］。此外，硒是一種人體無法自身合成的微量元素，人體長期缺硒會引起一系列疾病，如克山病、大骨節病等［2］，因此攝入適量的硒可以保持健康的身體。許多地區硒含量極低，導致新鮮瓜果蔬菜的天然硒含量太低。富硒蔬菜是目前研究的熱點，當今市場上也出現各種的富硒農產品，例如富硒蔬菜、富硒水果這些產品市場銷路也都很好，消費者十分歡迎，現在市面上多是以亞硒酸鈉為外援硒，而有機硒的毒害比無機硒低，可以降低對環境的污染。

目前，對于硒在蔬菜上的應用前人已經做了大量研究，在番茄［3］、萵苣［4］、辣椒［5］、油菜［6］等蔬菜上已證明一定適宜濃度的外源硒可以促進其生長，提高果實品質，但外源硒濃度過高會對蔬菜有毒害作用，不利于蔬菜生長。想要生產富硒作物大都通過外源施硒的方式添加，主要有土壤施硒、葉片施硒、浸種拌種以及土壤與葉面結合施硒，這些施硒方式均能提高植物體內硒含量［7-9］。程丹等通過對杭白菊進行土壤施硒、葉面噴施硒肥、土壤與葉面相結合施硒肥3種施硒方式均顯著提高了杭白菊黃酮含量和綠原酸含量以及開花量和產量［10］。陳火云等的研究結果顯示，土壤施硒、葉面噴施硒肥、土壤與葉面相結合施硒肥3種施硒方式均顯著提高了油菜籽粒中的硒含量［11］。

南瓜作為一類重要的果菜類蔬菜，栽培技術簡單、生長周期短、經濟效益好，同時也是一種高效經濟的蔬菜作物。栽培南瓜可優化農業種植結構，增加農民收入，在脫貧致富中發揮了巨大的作用，人們對它的重視度越來越高。目前，在南瓜的栽培中有關施有機硒對南瓜影響以及富硒南瓜的施硒方式選擇尚未見報道。因此，本試驗通過對南瓜不同施蛋氨酸硒的方式，研究不同噴硒處理對南瓜生長、光合、果實品質產量及土壤酶活性的影響，旨在為大田生產和種植富硒南瓜提供理論依據。

1材料與方法

1.1試驗地點

本試驗于寧夏回族自治區吳忠市紅寺堡區宏德村進行。試驗地處于寧夏中部干旱帶核心區，常年干旱少雨，晝夜溫差大。

1.2試驗材料

供試硒源：蛋氨酸硒，其中硒元素的主要成分為硒代蛋氨酸，蛋氨酸含量≥10%，與賦形劑構成類白色粉末，易溶于水。

供試南瓜：品種為印度香栗南瓜，來源于富陽公司，在本地常年栽培，適應性強，生長較好，具有較好的經濟效益。

1.3試驗方法

于2021年5月23日覆蓋地膜，5月28日進行田間定植，壟寬1.6 m，溝深0.25 m，溝寬0.3 m，單行種植，行距1 m，株距均0.75 m，3次重復。通過水肥一體化膜下滴灌的方式進行灌溉和施肥，其余與大田南瓜進行相同的管理（如除草等），9月29日采集樣本，待測。本試驗設置以下4個處理：（1）清水對照（CK），不施硒。（2）處理T1（土壤施硒），在南瓜抽蔓期和開花期土施蛋氨酸硒，每期各施2 g/667 m²。（3）處理T2（葉面施硒），在南瓜抽蔓期和開花期葉面噴施蛋氨酸硒，每期各施2 g/667 m²。（4）處理T3（土壤與葉面結合施硒），在南瓜抽蔓期和開花期土施蛋氨酸硒和葉片施蛋氨酸硒結合，每期總施用量為2 g/667 m²，即每期土施1 g/667 m²、葉面噴施 1 g/667 m²。

土壤施硒將蛋氨酸硒溶入水中，通過滴灌施入，葉面噴施采用3WBD-220型背負式電動噴霧器（容量為20L，廠家為山東省臨沂市魯農噴霧公司）。蛋氨酸硒配比濃度為0.01 g/L，T1處理土施、T2處理葉面噴施每期兌水200 L/667 m²，T3處理土施、葉面噴施每期分別兌水100 L/667 m²。連續3 d天氣晴朗的情況下選取中間那一天即7月3日（抽蔓期）和8月10日（開花期）19：00—20：00太陽落山之后進行施肥處理。

1.4測定指標及方法

1.4.1南瓜生長指標的測定用卷尺對南瓜主蔓長、最大葉長、最大葉寬進行測量，用電子游標卡尺對南瓜主蔓粗進行測量， 用電子天平稱量南瓜根鮮質量，使用烘箱烘24 h后稱量干質量。用TTC法測南瓜根系活力，每個處理3次重復（下同）。

1.4.2南瓜光合特性的測定選取主蔓上生長 15～18張的完整葉片，使用Li-6400光合儀對南瓜葉片凈光合速率、胞間CO₂濃度、氣孔導度和蒸騰速率進行測定。使用便攜式葉綠素儀對南瓜葉片SPAD值進行測定。

1.4.3土壤酶活性的測定用鏟子將南瓜根部周圍0～20 cm深度的土壤混合，取2 kg，帶回實驗室，在自然風干之后，去除里面雜物，過0.15 mm篩。土壤蔗糖酶活性采用 3，5-二硝基水楊酸比色法測定；土壤脲酶活性采用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法測定；土壤堿性磷酸酶活性采用磷酸苯二鈉比色法測定；過氧化氫酶活性采用高錳酸鉀滴定法測定；土壤纖維素酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色法［12］測定。

1.4.4南瓜品質及產量的測定南瓜樣品的采集：2021年9月29日隨機采集各處理南瓜9個，帶回實驗室測定。南瓜維生素C含量采用鉬藍比色法測定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定；可溶性固形物含量采用手持式糖度計測定；淀粉含量采用蒽酮法［13］測定；用直尺對南瓜縱橫徑及果肉厚度測量，南瓜單果重采用電子天平測量。

1.4.5南瓜硒含量的測定根據 GB 5009.93—2017《食品安全國家標準食品中硒的測定》測定南瓜硒含量。

1.5數據統計分析

試驗數據采用Excel 2019整理，利用SPSS軟件進行分析，用Origin軟件進行作圖。

2結果與分析

2.1不同施硒方式對南瓜生長的影響

由表2可知，T1、T2、T3處理下的南瓜主蔓長、最大葉長、葉片數均明顯高于CK，其中T3處理的收獲期主蔓長達到489.23 cm，生長最好。表明施硒處理可以促進南瓜植株的生長。

不同施硒處理對南瓜根系的影響如表3所示，在南瓜幼苗期，各處理的南瓜根鮮質量和根干質量均沒有顯著差異。在南瓜結果期，T1、T2、T3處理的南瓜根鮮質量和根干質量均顯著高于CK，T1、T2、T3處理南瓜的根系活力均顯著高于CK，分別較CK提高97.30%、78.38%、145.95%，表明施硒處理可以顯著提高南瓜根系生物量以及南瓜根系活力，T3處理效果最為明顯。

2.2不同施硒處理對南瓜光合特性的影響

由圖1可知，T1、T2、T3處理的SPAD值在開花期、結果期、收獲期均高于CK，T2處理在開花期和果實膨大期顯著高于CK、T1和T3處理，T2處理下南瓜葉片的SPAD值在開花期、果實膨大期、結果期均顯著較CK提高35.73%、26.08%、19.44%。表明施硒可以提高南瓜葉片葉綠素含量，其中T2處理效果最好。

不同施硒處理對南瓜光合參數的影響由表4可知，不同施硒處理均可以提高南瓜葉片的凈光合速率、胞間CO₂濃度、氣孔導度，其中T2、T3處理南瓜葉片的凈光合速率、胞間CO₂濃度、氣孔導度均與CK產生顯著性差異。T2處理下南瓜葉片的凈光合速率、胞間CO₂濃度、氣孔導度均最高。不同施硒處理下的南瓜葉片蒸騰速率與CK無顯著差異。表明不同施蛋氨酸硒處理均能提高南瓜葉片的光合能力。

2.3不同施硒處理對土壤酶活性的影響

如表5所示，施硒處理的土壤酶活性較CK均有不同程度的提高。T1、T2、T3處理下的脲酶活性均顯著高于CK，分別較CK提高34.65%、24.75%、28.71%。T1處理和T3處理下的土壤纖維素酶活性和土壤過氧化氫酶活性均明顯高于CK，其中T1和T3處理土壤纖維素酶活性較CK提高23.25%和11.62%；T1和T3處理土壤過氧化氫酶活性較CK提高21.53%和17.70%。T1處理土壤纖維素酶活性顯著高于CK和T2處理。表明不同施硒處理均可提高土壤酶活性，T1處理對土壤酶活性的激發效果最為明顯。

2.4不同硒處理對南瓜品質及產量的影響

由表6可知，不同施硒處理南瓜維生素C含量較CK均有不同程度的提高，T2和T3處理的維生素C含量顯著高于CK，T1、T2、T3處理分別較CK提高30.00%、50.87%、54.07%。所有施硒處理可溶性糖含量均高于CK，且T2、T3處理顯著提高，T1、T2、T3處理分別較CK提高28.74%、41.30%、60.79%，T3處理的含量最高，為14.60%?？扇苄缘鞍缀烤@著高于CK，T1、T2、T3處理分別較CK增加72.41%、34.27%、65.09%。不同施硒處理與CK的南瓜可溶性固形物含量和淀粉含量未產生顯著性差異。表明不同施硒處理均能提高南瓜果實中的維生素C含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量，而對南瓜可溶性固形物和淀粉含量沒有顯著影響。

由表7可知，不同施硒處理的南瓜果實橫徑均顯著高于CK，T2處理南瓜單果質量和產量均顯著高于其他處理，單果質量較CK提高24.32%，T1、T2、T3處理的南瓜單果質量和產量均顯著高于CK，表明不同施硒處理均可以提高南瓜產量，其中T2處理的效果最好。

2.5不同施硒處理對南瓜硒積累的影響

由圖2可知，不同施硒處理中南瓜硒含量在0.01～0.08 mg/kg范圍內，T1、T2、T3處理的硒含量均極顯著高于CK，分別較CK提高440.07%、659.625%、557.04%，T1、T2、T3處理之間存在顯著差異，其中T2處理顯著高于T1、T3處理，硒含量表現為T2>T3>T1>CK。表明施硒處理可以顯著提高南瓜果實中的硒含量，T2處理較T1、T3處理更能有效提高南瓜果實中硒的累積。

3討論

大量研究結果表明，一定量的硒會對植物生長發育起到促進作用［14］，本研究結果發現，施蛋氨酸硒可以促進南瓜蔓長、葉片面積以及葉片數，同時提高南瓜根系生物量和根系活力。田應兵等的土培試驗證明，施一定量的硒可以促進黑麥草的生物量，同時可以提高根系活力［15］，與本試驗結果相符。馮濤等通過施用外源硒提高了梨樹的氣孔導度、胞間CO₂濃度、蒸騰速率和凈光合速率［16］。王瑞等發現，施適量的硒烤煙葉片的凈光合速率和葉綠素含量均有提高［17］。本研究發現，不同施硒代蛋氨酸處理均提高了南瓜葉片的SPAD值、凈光合速率、胞間CO₂濃度、氣孔導度，其中葉片施硒的效果最好。李亞敏等在試驗中發現，對獼猴桃施加適量的Na₂SeO₃溶液，可以增加獼猴桃的氣孔導度，從而提高光合作用的凈光合速率和蒸騰速率［18］。肖艷輝等通過溶液培養試驗，研究了不同硒濃度對落葵光合作用及可溶性糖的影響，結果表明，隨著硒濃度的增加，落葵的凈光合速率呈現出先增加再降低的趨勢，胞間CO₂濃度呈逐漸增加的趨勢［19］。硒對光合作用的促進可能是植物在吸收有機硒后會影響多種酶活性，增加葉片葉綠素含量，從而提高光合作用。同時，硒代蛋氨酸會通過提高細胞膜的完整性對葉綠體有保護作用，增加植株葉片光合色素?，F在硒對植物的生理規律都處于描述階段，適宜濃度的硒對作物光合有促進作用，但對于硒如何增強氣孔導度的機制以硒對光合作用的調控分子機制仍待深入研究。

土壤是植物生長的基石，土壤的品質可以間接決定作物生長的品質及產量。土壤中的酶活性可作為土壤肥力的指標之一，而且能夠直接表征土壤的生物活性。土壤酶的來源有多種途徑，包括微生物分泌、動植物殘體釋放、植物根系分泌等［20］。所以，蛋氨酸硒對土壤酶活性產生影響可能是通過改變微生物的數量、有機質的分解、植物根系分泌以及硒在植物內體的代謝等途徑來實現的。樊俊等的研究表明，硒酸鈉、亞硒酸鈉對土壤蔗糖酶活性均有抑制效應［21］；張楊楊等的研究表明，土壤中施入硒代蛋氨酸對土壤脲酶有激活效應［22］；史雅靜等研究表明，不同形態外援硒對土壤酶活性的影響有區別，有機硒比無機硒對土壤酶活性的激發效應更強，更能提高土壤微生物的數量［23］。本研究中施蛋氨酸硒處理均提高了蔗糖酶活性、土壤脲酶活性、過氧化氫酶活性以及纖維素酶活性。本研究蔗糖酶活性變化與樊俊等的研究結果［21］不同，可能是因為不同硒源類型對土壤酶活性的影響效果存在差異。土壤脲酶活性變化與張揚揚等的研究結果［22］一致。本研究造成土壤酶活性提高的原因有：一是低濃度的有機硒以原料的形式參與土壤酶中蛋白的合成。二是硒代蛋氨酸為土壤微生物提供了原料，提高了土壤微生物數量，從而增加了土壤中酶的合成與分泌，使土壤酶活性為激活狀態。三是提高根系活力，從而促進了根系分泌物的增加，提高了微生物數量。程勤等的研究表明，施硒有助于油菜根際土壤富集有益微生物［24］。3種施硒方式相比，葉面噴施有機硒的土壤酶活性低于土壤施有機硒和土壤與葉片結合施有機硒，可能是直接施入土壤的有機硒更加容易與土壤微生物以及植物根系發生作用，從而影響土壤酶活性。葉面施有機硒處理土壤酶活性高于不施硒處理，可能是在噴施硒肥過程中，有少部分撒落到地面上被土壤吸收；也可能是葉面噴施硒肥，有機硒被葉片吸收后，通過植株內部轉運到植物根系，從而影響植物根系分泌改變土壤酶活性。

果實品質直接影響著果實的風味口感以及營養價值，決定果實商品價值。硒對作物品質的影響的途徑主要有以下2點：一是有機硒在植物體內形成硒代半胱氨酸、硒代甲硫氨酸等含硒有機化合物，二是外援硒可以促進植物對一些礦質元素的吸收。直接施用有機硒更有利于作物吸收，適當濃度的硒可以改善作物品質。薛原等研究發現，0.3 mg/kg 硒肥可以增加油麥菜的產量，提升維生素C、可溶性糖以及蛋白質含量［25］。張楊楊等以硒代蛋氨酸和厚皮甜瓜為材料，研究發現 10 mg/kg硒處理下果肉中的可溶性糖含量提升14.82%，可溶性蛋白含量提升49.88%，游離氨基酸含量提升23.42%，維生素C含量提升25.03%［26］。本研究發現，土壤施硒、葉面施硒以及土壤和葉片結合施硒均可以提高南瓜果實維生素C、可溶性蛋白以及可溶性糖含量，其中維生素C含量最高提高了54.07%，可溶性蛋白含量最高提高了72.21%，可溶性糖含量最高提高了60.86%；而對淀粉含量和可溶性固形物含量沒有顯著影響，且不同施硒處理之間無顯著差異，與薛原等的研究結果［25-26］一致。邵旭日等研究發現，隨著硒濃度的增加，番茄維生素C含量呈現先上升后下降的趨勢［27］。耶興元研究發現，當施硒濃度在1～2 mg/L時，可以提高獼猴桃果實的可溶性糖、維生素C和可溶性蛋白的含量［28］，2～3 mg/L時其含量逐漸降低。說明不同硒濃度對果實品質的影響存在差異，即低濃度激活、高濃度抑制。目前對硒如何影響維生素C、可溶性蛋白和可溶性糖含量的機理還沒有明確的定論，可能與糖轉運蛋白的表達和調控有關。

關于施硒可以促進作物果實硒含量，在大量作物小麥［29］、玉米［30］和生菜［31］等上均已被證實。本研究發現，不同的施硒處理均能極顯著地提高南瓜果實的硒含量，硒代蛋氨酸可以作為硒源被南瓜吸收，其中葉片施硒處理南瓜硒含量最高，富集效果最好。適宜濃度的硒可以促進植物生長發育，從而增加南瓜產量，張楊楊等發現，施硒可以促進產量提高［26，29］，本研究發現，不同施硒處理均可以提高南瓜產量，其中葉片施硒對產量的提升效果顯著高于其他處理。關于施硒對產量的提高，可能是通過提高作物生長發育及光合參數等，最終匯聚于產量的提高，本研究發現施有機硒對SPAD值及凈光合速率均有提高。周勛波等研究證明，大豆葉面噴施適當濃度的硒肥能促進其生長發育和改善生理生態指標，對促進產量提高具有重要作用［32］。

在產量和富硒效果上，葉片施硒的效果比土壤施硒和土壤與葉片結合施硒效果要好，可能是施入土壤的硒被土壤膠體有機質等吸附，從而作物的吸收減少。另外可能是通過根系運輸比葉片直接轉化過程更加復雜，在長距離的運輸中損失更大。葉片施硒處理提高南瓜葉片葉綠素含量和凈光合速率，從而促進光能利用率，提高果實產量。

4結論

以硒代蛋氨酸為外源硒處理南瓜，結果顯示，（1）不同施硒處理促進了南瓜主蔓長、葉面積、葉片數的生長，提高了南瓜葉片SPAD值及凈光合速率、氣孔導度及胞間CO₂濃度。對蒸騰速率無顯著影響。（2）不同施硒處理促進了土壤過氧化氫酶活性、土壤脲酶活性、土壤纖維素酶活性、土壤蔗糖酶活性的提高，對土壤堿性磷酸酶活性無顯著影響。（3）不同施硒處理提高了南瓜果實維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白含量，對可溶性固形物及淀粉含量無顯著提高，均提高了南瓜單果質量和產量，且均極顯著增加了南瓜果實的硒含量。

3種施硒方式中葉面施硒下南瓜的葉片光合能力強、產量最高、富硒的效果最佳。綜上所述，有機硒可以作為外源硒在作物上使用，在南瓜的富硒生產中使用葉面噴施蛋氨酸硒的方式效果最佳，因此建議使用。

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