【摘要】：硒被確立為人體必需微量元素后,其對人體生物功能的影響得到了深入的研究。由于人體自身不能合成硒,所以從食物中獲取硒來滿足日常所需尤為重要。因此利用作物合理富硒是當下研究的重點。甘薯又名番薯、地瓜等,為管狀花目旋花科一年生草本植物,是人們冬季所喜愛的食物之一。其富含各種微量元素、氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖等成分,具有增強免疫、抗氧化、抗腫瘤等功效。本課題以甘薯為研究對象,采用大田實驗的方法,研究了土壤施硒和葉面施硒在不同硒肥濃度下對甘薯生理特性、甘薯各部位的富硒規(guī)律、甘薯對硒的吸收和轉(zhuǎn)運、土壤施硒的持久性、施硒對甘薯塊根中可溶性蛋白、硒蛋白、硒多糖等硒形態(tài)、礦質(zhì)元素的影響,并采用高效液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法對甘薯塊根中亞硒酸根、硒酸根、硒甲基硒代半胱氨酸、硒代蛋氨酸和硒代胱氨酸等有機硒以及無機硒進行定性定量分析,現(xiàn)得出結(jié)論如下:(1)甘薯對葉面施硒的耐受性要高于土壤施硒。土壤硒肥濃度≥2mg/L時出現(xiàn)燒苗現(xiàn)象,而葉面施硒在整個硒肥濃度范圍內(nèi)均未出現(xiàn)燒苗現(xiàn)象,僅在6、8、10mg/L梯度內(nèi)出現(xiàn)葉片發(fā)黃癥狀。因此富硒甘薯的種植應傾向于施加葉面肥。在施硒梯度為0.4-10mg/L范圍內(nèi),無論哪種施硒方式,甘薯葉片葉綠素含量與對照組相比都呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。說明在該梯度內(nèi)硒對葉綠素的含量起抑制作用;在施硒梯度為0.4-10mg/L范圍內(nèi),葉面施硒對甘薯的凈光合速率起到促進作用。土壤施硒則呈現(xiàn)先增大再減少的特點,在0.8mg/L處達到最大值;施加外源硒對甘薯表觀特征并無任何影響;兩種施硒方式下,甘薯產(chǎn)量均隨施硒梯度先增大再減少,都在0.8mg/L處達到最大值。土壤施硒條件下凈光合速率與產(chǎn)量的最佳硒肥濃度都為0.8mg/L。(2)土壤施硒在整個施硒濃度內(nèi),甘薯塊根含硒量隨施硒濃度的增加而增加,莖、葉則呈現(xiàn)先增長再減少的特點,且各部位硒含量均比對照組高。甘薯塊根含硒量在硒肥濃度為2mg/kg時達到最大值1.05mg/kg是對照組的36倍,莖、葉含硒量則在硒肥濃度為1.6mg/kg時達到最大值1.61和2.22mg/kg是對照組的55和77倍;于第一年施硒后的土壤中持續(xù)種植兩年,甘薯各部位含硒量規(guī)律與第一年相同且均比對照組高。第二年甘薯塊根、莖、葉含硒量最高可達:0.72、1.37、1.96mg/kg是對照組的22、48、67倍,最低可達:0.30、0.46、0.87mg/kg是對照組的10、16、30倍。第三年甘薯塊根、莖、葉含硒量最高可達:0.63、1.11、1.72mg/kg是對照組的21、38、59倍,最低可達0.04、0.36、0.50mg/kg是對照組的1.3、12.5、17倍。土壤于第三年種植后,土壤含硒量最高值可達2.9mg/kg最低值可達0.43mg/kg是對照組的10.8、1.6倍,表明土壤在第四年仍具有對甘薯富硒的能力。葉面施硒在整個施硒濃度內(nèi),甘薯塊根含硒量隨施硒濃度的增加而增加,莖、葉則呈現(xiàn)先增長再減少的特點,且各部位硒含量均比對照組高。塊根含硒量在硒肥濃度為10mg/kg處達到最大值4.28mg/kg是對照組的148倍,莖含硒量于硒肥濃度為8mg/kg處達到最大值12.98mg/kg是對照組的36倍,葉于硒肥濃度為2mg/kg處達到最大值30.90mg/kg是對照組的71倍。葉面施硒效果強于土壤施硒。葉面施硒條件下葉的硒含量為土壤施硒的2.0、3.5、4.0、4.0、3.8倍,莖的硒含量為土壤施硒的8.5、8.5、8.0、7.1、8.5倍,塊根為13、16.1、12.0、10.5、24.0倍。兩種施硒方式下,甘薯各部位硒含量均呈現(xiàn):葉莖塊根的特點。隨著施硒梯度的增加吸收系數(shù)逐漸遞減。土壤施硒條件下轉(zhuǎn)運系數(shù)逐漸降低,葉面施硒則逐漸增高,從側(cè)面反映隨著硒濃度的增高硒更傾向于富集在塊根中。(3)甘薯礦質(zhì)元素中只有Na、Mg、K比土壤本底值高,其余11種均比土壤本底值低;施硒方式只對Na、Mg、P、K含量具有影響作用,其它11種礦質(zhì)元素在兩種施硒方式下含量相差在0.003-1.5ug/kg因此差異可以忽略不計;Na、K、Fe與對照組相比其含量整體趨勢呈現(xiàn)增加的趨勢;Mg、Ca、Mn含量整體趨勢為先減少在增加;P、B含量隨著施硒梯度的增加呈現(xiàn)遞減的趨勢;Si、Ni、Co、Zn和Cu受施硒方式和濃度的影響不大其含量基本保持不變。(4)采用響應面分析法優(yōu)化了提取甘薯塊根可溶性蛋白和多糖的條件。提取可溶性蛋白最佳條件為:0.9%氯化鈉溶液,料液比1:25、溫度40℃、時間90min可溶性蛋白含量為73.84mg/L。提取多糖的最佳條件為:料液比1:25,溫度75℃,時間100min。以空白為對照組做三組平行試驗,多糖含量均值為52.89mg/mL,相對誤差為2.7%,沒有顯著差異。兩種施硒方式均能有效提高甘薯塊根蛋白與多糖的含量。土壤施硒條件下蛋白與多糖中的硒均在2mg/kg處達到最高值0.055mg/kg、0.040mg/kg,在0.4mg/kg處為最低值0.017mg/kg、0.028mg/kg是對照組的1.49、1.17倍。葉面施硒條件下硒肥濃度為0.2mg/kg時蛋白與多糖中硒的含量最小分別為0.035mg/kg、0.025mg/kg是對照組的3.27、1.07倍,蛋白與多糖中硒的含量均在10mg/kg處達到最大值分別為:0.47、0.42mg/kg是對照組的42.7和18.2倍。土壤施硒條件下低濃度的硒更有利于提高多糖中硒的含量而高濃度的硒則有利于提高蛋白中硒的含量,葉面施硒條件下則更有利于提高蛋白中硒的含量。從整體趨勢來看甘薯塊根中的有機硒更傾向于以蛋白中的硒的形式存在。甘薯對硒的吸收在1.4mg/kg~2.5mg/kg處較大,且在該范圍內(nèi)硒對甘薯塊根蛋白與多糖含量的提高作用比其它濃度要好。無論是葉面施硒還是土壤施硒,五種可溶態(tài)硒的含量關(guān)系均為:NaOHTris-HCL≥NaCLH_2OHCL,且含量均隨著硒肥濃度的增高而增高。土壤施硒條件下由NaOH、Tris-HCL、NaCL、H_2O、HcL浸提出的硒占總硒含量的比例最高可達81%、72%、70%、67%、59%。葉面施硒條件下由NaOH、Tris-HCL、NaCL、H_2O、HCL浸提出的硒占總硒含量的比例最高可達:91%、82%、68%、63%、59%。(5)土壤施硒條件下Se-Cys_2含量占甘薯總質(zhì)量的0.036%,Se-MeSeCys含量占0.39%,Se-Met含量占0.44%,甘薯有機硒含量≥0.866%;葉面施硒條件下Se-Cys_2含量占甘薯總質(zhì)量的0.051%,Se-MeSeCys含量占0.38%,Se-Met含量占0.41%,甘薯有機硒含量≥0.831%。三種氨基酸含量:Se-MetSe-MeSeCysSe-Cys_2。土壤施硒條件下Se-MeSeCys中硒的含量占總硒的最大比例為24.94%;Se-Met硒的含量占總硒的最大比例為25.86%;Se-Cys_2硒的含量占總硒的最大比例為11.5%。有機硒中硒的含量占總硒的62.3%。葉面施硒條件下Se-MeSeCys中硒的含量占總硒的最大比例為17.7%;Se-Met硒的含量占總硒的最大比例為17.1%;Se-Cys_2硒的含量占總硒的最大比例為9.6%�？蓹z測的有機硒中硒的含量占總硒的44.4%。
【學位授予單位】：遼寧大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S531
【圖文】：

圖 1-1 試驗田種植場景Fig.1-1 Working in experimental field1.2.3 數(shù)據(jù)采集及樣品處理幼苗成活率：甘薯種植 15 天后，記錄兩種施硒方式下甘薯幼苗的成活率。葉綠素含量：收獲甘薯前一天，用葉綠素儀測定葉面葉綠素含量，每個梯度3 點采樣，每個樣點采取三次。光合作用指標：甘薯成熟的前一周，選則天氣晴朗的一天，并于上午9:00-11:00 時用光合作用儀進行采樣，每個梯度采 3 樣，每點重復 3 次。測定各梯度的富硒甘薯凈光合速率（Pn）。產(chǎn)量：收獲甘薯后，將其按照濃度梯度一次排開，稱重。樣品處理：收獲時將每塊小田分別收取稱重帶回實驗室。每塊小田額外按照3 點采樣法采取整株甘薯以供實驗。將樣品甘薯沖洗 3 次切分為小片狀于真空度3.5Pa，溫度-55℃冷凍干燥機內(nèi)處理 72h，粉碎后裝入密封袋。甘薯莖葉于室外晾干，粉碎后裝入密封袋。土壤于室外晾干，先用 100 目篩子篩取在用 40 目篩

Fig.1-1 Working in experimental field1.2.3 數(shù)據(jù)采集及樣品處理幼苗成活率：甘薯種植 15 天后，記錄兩種施硒方式下甘薯幼苗的成活率。葉綠素含量：收獲甘薯前一天，用葉綠素儀測定葉面葉綠素含量，每個梯度3 點采樣，每個樣點采取三次。光合作用指標：甘薯成熟的前一周，選則天氣晴朗的一天，并于上午9:00-11:00 時用光合作用儀進行采樣，每個梯度采 3 樣，每點重復 3 次。測定各梯度的富硒甘薯凈光合速率（Pn）。產(chǎn)量：收獲甘薯后，將其按照濃度梯度一次排開，稱重。樣品處理：收獲時將每塊小田分別收取稱重帶回實驗室。每塊小田額外按照3 點采樣法采取整株甘薯以供實驗。將樣品甘薯沖洗 3 次切分為小片狀于真空度3.5Pa，溫度-55℃冷凍干燥機內(nèi)處理 72h，粉碎后裝入密封袋。甘薯莖葉于室外晾干，粉碎后裝入密封袋。土壤于室外晾干，先用 100 目篩子篩取在用 40 目篩子篩取，之后存放于密封袋中。

圖 1-3 富硒甘薯的采集稱重Fig.1-3 Cultivation of selenium-enriched sweet potato1.3 結(jié)果與討論1.3.1 不同施硒方式及濃度對甘薯幼苗成活顆數(shù)的影響由圖 1-4 可以看出，兩種施硒方式下甘薯幼苗成活顆數(shù)都隨著施硒濃度的增加而降低。其中土壤硒肥濃度大于 0.8mg/L 時，幼苗成活顆數(shù)急劇降低在＞2mg/L處無一成活，因此土壤施硒條件下，甘薯的耐受濃度≤2mg/L；葉面硒肥濃度大于 1.2mg/L 時，幼苗成活顆數(shù)才緩慢降低且沒有發(fā)生幼苗燒亡現(xiàn)象，僅在 6、8、10mg/L 梯度內(nèi)出現(xiàn)葉片發(fā)黃的癥狀如圖 1-5。在相同硒肥濃度下，葉面施硒的幼苗成活顆數(shù)均高于土壤施硒的幼苗成活顆數(shù)。上述實驗現(xiàn)象表明：甘薯對葉面硒肥的耐受濃度要高于土壤硒肥的濃度，富硒甘薯的種植應更傾向于施加葉面硒肥。

【參考文獻】

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本文編號：2747362