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硒是人体必需的生命元素,具有抗氧化、抗衰老及提高人体免疫力等功能,利用“生物强化”生产富硒农产品是增加人们饮食中硒摄入量的重要途径。本文以富含花青素等营养物质的紫甘薯作为富硒载体,采用田间试验、盆栽试验及室内化学分析相结合的方法,在比较不同紫甘薯品种富硒能力的基础上,利用富硒能力强的紫甘薯品种为供试材料,研究不同施硒方式、不同种类的外源硒条件下紫甘薯吸收积累硒的特征及其赋存形态,探讨紫甘薯对外源硒的生理响应,从中筛选出紫甘薯富硒的最佳技术组合,为开发富硒紫甘薯保健食品提供理论和技术依据。研究结果表明: 1.比较了12个紫甘薯品种积累硒的能力。基施亚硒酸钠均可显著提高12个紫甘薯品种的薯块含硒量(p>0.05),其中日本新紫、宁紫2号、凌紫、越南紫薯四个品种对外源硒的富集能力较强,含硒量均在0.3mg/kg以上,生物富集系数为3.34~5.23。施硒可以显著提高紫甘薯各器官硒累积量(p>0.05)薯块是硒元素的主要贮存器官。 2.10g/667m2的亚硒酸钠施用量对大多数紫甘薯品种薯块产量无显著性影响,可以显著提高薯块中N、的含量,降低B的含量,可显著提高紫甘薯薯块可溶性蛋白含量,对紫甘薯花青素含量、可溶性糖含量影响不显著。 3.基施效果显著优于喷施处理。基施亚硒酸钠2mg/kg土时,薯块硒含量最高达1.308mg/kg,是等量喷施处理硒含量的3.16倍。不同施硒方式下,随着施用量的提高,薯块硒含量和硒累积量显著性提高,可溶性蛋白质、花青素含量升高。 4.不同种类的外源硒条件下紫甘薯吸收硒的特征:以薯块硒含量为衡量指标,各处理富硒效果的顺序为Se(VI)8mg/kg>Se(VI)4mg/kg>Se(VI)2mg/kg>Se(IV)8mg/kg>Se(IV)4mg/kg>Se(IV)2mg/kg>CK。等量硒酸钠的有效性是亚硒酸钠10倍左右。当硒酸钠、亚硒酸钠的土壤施硒量为8mg/kg土时,收获期薯块硒含量最高分别达到0.79 mg/kg、6.36 mg/kg。对紫甘薯来说,硒酸钠的有效性和生理毒性均显著高于亚硒酸钠。 5不同种类的外源硒条件下紫甘薯累积硒的特征:薯块累积量顺序为: Se(VI)4mg/kg>Se(VI)8mg/kg>Se(VI)2mg/kg>Se(IV)8mg/kg>Se(IV)4mg/kg>Se(IV)2mg/kg>CK。过量施硒不利于紫甘薯对硒的累积,硒酸钠施用量为4mg/kg土时,紫甘薯硒累积量在所有处理中达到最高值1359.69μg/plant。紫甘薯累积的硒元素主要分配在薯块中。移栽后70-130天是紫甘薯累积硒元素的关键时期。综合富硒效果和硒对紫甘薯生长的影响分析,施用Se IV≤8mg/kg、Se VI≤4mg/kg紫甘薯富硒效果较好、外源硒的利用率较高且不会对紫甘薯生长产生毒害。 6.紫甘薯中硒的赋存形态:薯块中有机硒占总硒的比例为85%左右,蛋白硒占有机硒的比例为55%左右,多糖硒占有机硒的比例为25%左右外源硒促进紫甘薯块根蛋白质及多糖的合成,但当施用量超过一定浓度时,则变为抑制作用。 7.不同种类的外源硒对紫甘薯生理影响:紫甘薯生育前期,亚硒酸钠施用量低于8mg/kg土和硒酸钠施用量低于4mg/kg土均使紫甘薯中叶片谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、丙二醇(MDA)含量下降,脯氨酸(PRO)含量不变。超过这一浓度,硒使叶片中MDA含量上升,GSH-Px和SOD、POD失活,PRO大量分泌对抗逆境。低浓度硒的抗氧化作用和高浓度硒的过氧化作用均以Se(VI)大于Se(IV)。紫甘薯生长后期亚硒酸钠施用量低于4mg/kg,硒酸钠施用量低于2mg/kg,更有利于生育后期紫甘薯抗氧化抗胁迫,延缓叶片衰老,过量则加速叶片衰老。