王素华，万国安，秦玉芝，李 璐，段 慧，杨 丹，李树举，鲁方华

（1.常德市农林科学研究院 经济作物研究所，湖南 常德 415000；2.湖南农业大学 园艺园林学院，湖南 长沙 410128）

0 前言

硒元素是人体必须的微量营养元素，丰富和发展富硒作物对全民补硒有着积极的作用[1]。植物硒是饮食中主要的硒源[2]，利用农作物把无机硒转化为有机硒，通过食用富硒农作物可达到补硒的目的[3]。马铃薯作为主粮界的后起之秀，担当着粮、菜、饲料、工业原料的重任，全球每年消费马铃薯约为3.0亿t～3.3亿t，年人均消费32 kg左右，其中食用是马铃薯消费利用的主要形式，占消费总量的65%左右[4]，因此开发富硒马铃薯具有重要意义。大量研究表明，适量施硒能有效提高马铃薯的产量、品质、抗逆能力和块茎聚硒能力[5-17]，但前人对硒肥用量的选择差异较大。殷金岩[7]的研究表明土壤施硒以3.0 mg/kg为宜，当施硒量达到10.0 mg/kg时，马铃薯便表现出受伤症状。刑颖等[8]认为有机硒肥基施的最佳用量是270 mg/kg。如果是叶面喷施亚硒酸钠，高青青[9]认为最佳用量是80 mg/kg，姜波等[10]认为是50 mg/kg。前人研究结果的巨大差异可能是试验品种、施硒方式、硒肥类型、土壤硒背景等原因造成的。高青青[9]的研究表明:马铃薯的富硒能力有品种差异；杨德平[11]认为，无论施硒与否，不同品种马铃薯硒含量相差20倍以上；证明不同品种马铃薯的硒累积能力有所不同。张洋[12]的研究表明:无论施硒与否，青薯2号、青薯168、青薯9号块茎硒含量均在0.1 mg/kg以上，达到富硒标准；不施硒时青薯9号块茎硒含量高于青薯168，但施硒后结果相反，证明不同品种马铃薯的硒耐受能力不同。施硒方式和硒肥类型均对富硒效果有较大影响，但一般认为叶面施硒效率高于土壤施硒[13]，复合硒肥的吸收效果优于纯硒[14]。虽然前人的研究结果对硒在马铃薯上的应用有一定指导作用，但地域、品种、施硒方式、硒肥类型等的差异让人们很难对硒肥用量作出统一标准。而且马铃薯是对硒敏感的植物，在富硒土壤中也未必能种植出富硒马铃薯。本试验以研究较多的亚硒酸钠为单一硒源，在湘北富硒地区对3个马铃薯广适性品种的产量、品质、抗逆能力和块茎聚硒能力进行研究。通过综合比较，选择合适的聚硒、耐硒品种，并配套相应的富硒技术，因地制宜发展马铃薯富硒产业，开发马铃薯富硒产品，既配合全民合理补硒，又避免对环境造成污染和资源浪费。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试种薯费乌瑞它由湖南农业大学提供；黑金刚、红云由长沙地泰农业开发有限公司提供。硒源:98%亚硒酸钠分析纯，由长沙隆和化玻实验用品有限公司提供。

1.2 试验方法

试验设在常德市农林科学研究院一季稻繁育基地，海拔35 m，N29°2′13″，E111°37′40″。前茬水稻，耕作层深度30～40 cm，土壤有机质含量2.22%，碱解氮119.9 mg/kg，有效磷19.3 mg/kg，速效钾100 mg/kg，全氮1.33 g/kg，全磷0.6 g/kg，全钾16 g/kg，pH=5.3，全硒0.45 mg/kg。2016年12月17日切块播种，2017年4月29日统一收获。

试验按随机区组设计，3次重复，3个参试品种，4个施硒质量浓度（0（CK），2，6，10 mg/L），小区面积10 m2，株距0.28 m，行距0.6 m。硒在苗期（费乌瑞它:2月25日，黑金刚、红云:3月1日）和现蕾期（费乌瑞它:3月7日，黑金刚、红云:3月9日）分2次喷施。

1.3 测定指标及方法

施肥与田间管理参考刘明月的《南方冬闲田马铃薯地膜覆盖栽培技术规程》。调查品种的9个主要农艺性状（生育期、出苗率、株高、主茎数、单株块茎数、单株产量、商品率、晚疫病病情指数、产量），调查方法参考《马铃薯品种试验调查记载项目及依据》[18]。考种后将重复处理混合制备干样，用干物质含量折算淀粉含量；用凯氏定氮法测定块茎蛋白质含量；用荧光分光光度法测定硒含量；土壤8大项的检测参考《土壤分析技术规范》[19]。

1.4 统计分析

试验数据用Excel 2010进行作图和回归分析，用DPS 6.5软件进行显著性分析。

单薯质量=单株产量/单株块茎数

硒收获量=块茎硒含量×产量

2 结果与分析

2.1 在不同硒质量浓度下费乌瑞它、黑金刚、红云的主要农艺性状表现

由表1可知，费乌瑞它、黑金刚、红云在各硒质量浓度处理下生育期、主茎数、晚疫病病情指数差异不明显，而株高、单株块茎数、单株产量、单薯质量、小区产量、商品率有明显差异。费乌瑞它在硒质量浓度为2 mg/L时各产量构成性状表现最好:株高最高，单株块茎数最多，单株产量最高，单薯质量最高、商品率最高；硒质量浓度为10 mg/L时各农艺性状表现最差。黑金刚和红云变化规律不明显。3个品种在硒质量浓度为6 mg/L时产量最高，费乌瑞它在施硒质量浓度为10 mg/L时产量最低，黑金刚和红云在施硒质量浓度为0 mg/L时产量最低。费乌瑞的最高产处理较对照增产16.4%；黑金刚的最高产处理较对照增产42.1%；红云的最高产处理较对照增产64.2%。由此可见在不同硒质量浓度下，3个马铃薯品种的农艺性状和产量性状表现存在差异，相同的是适量施硒可提高马铃薯的产量和商品率。费乌瑞它较其他2个品种对硒更敏感，在10 mg/L硒处理下植株表现出矮化和早衰症状，产量较对照减少10.8%，商品率降至20%。相比之下，2个彩色马铃薯品种对硒的耐受性较好，在高质量浓度硒处理下仍较对照增产，商品率差异不显著。

表1 不同硒质量浓度下3个马铃薯品种的9个主要农艺性状表现

对费乌瑞它、黑金刚、红云在不同硒质量浓度下表现有明显差异的主要农艺性状:株高、单薯质量、商品率及小区产量进行回归分析，选择一元二次模型拟合。

由图1可知，费乌瑞它株高随硒质量浓度的增加呈先升后降的趋势（Y=-0.307X2+2.441X+29.264，R2=0.988，Sig.F=0.111），黑金刚变化规律不明显（Y=-0.000 24X2-0.772X+41.732，R2=0.584，Sig.F=0.645），红云呈先升后降的趋势（Y=-0.337X2+3.766X+24.849，R2=0.835，Sig.F=0.407）。由图2可以看出，3个品种的单薯质量随硒质量浓度的增加呈先升后降的趋势（费乌瑞它:Y=-1.111X2+7.570X+73.843，R2=0.994，Sig.F=0.078；黑金刚:Y=-0.568X2+4.894X+55.469，R2=0.946，Sig.F=0.233；红云:Y=-0.793X2+9.436X+48.783，R2=0.963，Sig.F=0.194）。由图3可以看出，费乌瑞它商品率随硒质量浓度的增加呈先升后降的趋势（Y=-1.061X2+6.236X+63.394，R2=0.997，Sig.F=0.055），黑金刚变化规律不明显（Y=0.0985X2-1.6184X+78.837，R2=0.491，Sig.F=0.007），红云呈上升的趋势（Y=-0.118X2+2.411X+64.118，R2=0.958，Sig.F=0.415）。由图4可以看出，3个品种的小区产量均随硒质量浓度的增加呈先升后降的趋势（费乌瑞它:Y=-0.154X2+1.402X+17.825，R2=0.899，Sig.F=0.318；黑金刚:Y=-0.091 2X2+1.307 9X+10.647，R2=0.895 3，Sig.F=0.324；红云:Y=-0.101X2+1.434X+7.663，R2=0.996，Sig.F=0.065），当硒质量浓度为4.56 mg/L时，费乌瑞它小区产量最高，为21.02 kg/10 m2，当硒质量浓度为7.17 mg/L时，黑金刚小区产量最高，为15.34 kg/10 m2，当硒质量浓度为7.09 mg/L时，红云小区产量最高，为12.75 kg/10 m2。

图1 不同硒质量浓度对3个马铃薯品种株高的影响

图2 不同硒质量浓度对3个马铃薯品种单薯质量的影响

图3 不同硒质量浓度对3个马铃薯品种商品率的影响

图4 不同硒质量浓度对3个马铃薯品种小区产量的影响

2.2 不同硒质量浓度对3个马铃薯品种块茎品质的影响

由表2可以看出，费乌瑞它、黑金刚、红云在不同硒质量浓度处理下块茎粗蛋白含量、淀粉含量、硒含量、硒收获量均有明显差异，对其进行回归分析，并选择一元二次模型拟合。

表2 在不同硒质量浓度下3个马铃薯品种的块茎营养品质表现及对硒收获量的影响

由图5可知，与对照相比费乌瑞它在中低硒浓度下块茎粗蛋白含量有所提高，在高硒质量浓度下有所下降（Y=-0.007 1X2+0.063 2X+1.444 1，R2=0.574 9，Sig.F=0.638）；黑金刚块茎粗蛋白含量在低硒和高硒质量浓度下均高于对照（Y=0.002 2X2-0.016 1X+1.419 6，R2=0.063 4，Sig.F=0.970）；红云块茎粗蛋白含量随施硒浓度的增加呈先降后升趋势（Y=0.007 6X2-0.059 3X+1.552 6，R2=0.855 4，Sig.F=0.340）。由图6可以看出，费乌瑞它淀粉含量在低硒和高硒质量浓度下均高于对照（Y=0.046 1X2-0.425 8X+9.709 9，R2=0.478 2，Sig.F=0.722）；黑金刚在施硒后淀粉含量有所提高（Y=0.004 9X2+0.000 4X+9.606 4，R2=0.201 3，Sig.F=0.894）；红云块茎淀粉含量随施硒浓度的增加呈先降后升趋势（Y=0.074 5X2-0.748 5X+12.411，R2=0.963 1，Sig.F=0.192）。可见，施硒量与费乌瑞它和黑金刚的块茎粗蛋白和淀粉含量相关性不大，与红云的相关性较强。由图7可知，3个品种的块茎硒含量均随硒质量浓度的增加呈先降后升的趋势（费乌瑞它:Y=0.000 2X2-0.001 7X+0.006 6，R2=0.999 7，Sig.F=0.017；黑金刚:Y=0.000 1X2-0.000 8X+0.005，R2=0.999 9，Sig.F=0.003；红云:Y=0.000 05X2-0.000 3X+0.003 5，R2=0.977 3，Sig.F=0.151）；3个品种不施硒处理的块茎硒含量高于低硒和中硒处理，高硒处理块茎硒含量最高；费乌瑞它块茎硒含量与施硒量的关系函数变化最快，黑金刚次之，红云变化最慢。由图8可以看出，3个品种的硒收获量也随硒浓度的增加呈先降后升的趋势（费乌瑞它:Y=0.183X2-1.645X+7.954 3，R2=0.996 5，Sig.F=0.059；黑金刚:Y=0.085 6X2-0.307X+3.212 5，R2=0.999 8，Sig.F=0.014；红云:Y=0.016X2+0.069 8X+1.839 5，R2=0.991 7，Sig.F=0.093）；在同一施硒水平下，费乌瑞它的硒收获量最高，黑金刚次之，红云最低。

图5 3个马铃薯品种块茎粗蛋白含量与硒质量浓度的关系

图6 3个马铃薯品种块茎淀粉含量与硒质量浓度的关系

图7 3个马铃薯品种块茎硒质量比与硒质量浓度的关系

图8 3个马铃薯品种硒收获量与硒质量浓度的关系

3 讨论

3.1 施硒对马铃薯主要产量构成性状的影响

硒对不同品种马铃薯的影响存在差异。在本研究中，红云对硒最耐受，黑金刚次之，费乌瑞它最敏感。随着施硒量的增加，费乌瑞它的株高、单薯质量、商品率、小区产量均呈先升后降的趋势，当硒质量浓度为2 mg/L时，各性状表现最好，当硒质量浓度为10 mg/L时，各性状表现最差，与对照相比，株高降低20.1%，单薯质量下降46.6%，商品率下降42.5%，小区产量下降10.8%，证明费乌瑞它在该施硒质量浓度下中毒明显，这与殷金岩[7]的研究结果一致。与对照相比，当硒质量浓度为10 mg/L时黑金刚株高降低24.7%，单薯质量降低16.9%，商品率下降3.4%，小区产量增加29.6%，证明黑金刚在该硒用量下也表现出一定逆境生理变化，但仍然较耐受，硒对黑金刚产量形成有促进作用，其贡献主要表现在块茎数的增长上。与对照相比，当硒质量浓度为10 mg/L时红云株高增长8.0%，单薯质量增加36.4%，商品率增加13.4%，小区产量增加52.6%，证明红云在该硒用量下表现出较强的耐受力，硒对红云产量形成有促进作用，其贡献主要表现在块茎膨大上。刑颖等[8]通过基施不同量的有机硒肥发现，各处理总薯质量、单薯质量和商品薯率均随着硒肥施用量的增加呈现先升高后降低的趋势。姜波等[10]选择大西洋、费乌瑞它和兴佳2号3个马铃薯品种，苗期喷施50 mg/L亚硒酸钠，发现施硒处理产量均高于不施硒处理；殷金岩[7]设0，1.5，3.0，6.0，10.0 mg/kg 5个亚硒酸钠水平作底肥基施，品种早大白块茎产量随施硒量的增加呈下降趋势；高青青[9]在马铃薯块茎形成期一次喷施不同质量浓度亚硒酸钠溶液（0，40，80，120 mg/L），结果表明叶面施硒可以有效提高彩色马铃薯不同品种（系）的平均单株薯质量和产量，随着硒质量浓度的升高，其变化趋势为先升高后降低。可见前人大部分观点一致:适量施硒对马铃薯产量形成有促进作用，硒肥用量过高会对马铃薯的生长产生抑制作用[7]，但作物品种、施硒方式、施硒时期、施硒量对试验结果会有一定影响。

3.2 施硒对马铃薯块茎粗蛋白含量、淀粉含量、硒含量、硒累积量的影响

通过回归分析发现，红云块茎粗蛋白含量、淀粉含量随硒质量浓度的增加呈先降后升趋势，与对照相比，当硒质量浓度为10 mg/L时其块茎粗蛋白和淀粉含量有所提高；黑金刚和费乌瑞它块茎粗蛋白含量、淀粉含量与施硒量的相关性不强，但在特定的施硒处理下，其粗蛋白和淀粉含量高于对照。可见施硒对马铃薯营养品质的提升有一定促进作用。刑颖等[8]研究表明，随着有机硒肥施用量的增加，马铃薯块茎中的粗蛋白和淀粉含量呈现先升高后降低的趋势，且以硒肥施用300 g/hm2效果最佳，显著高于其他处理。白艳姝[6]的研究表明，随着施硒量的增加，马铃薯淀粉含量呈下降趋势；低硒处理下（5 kg/667m2）粗蛋白含量降低，中高硒处理下（10，15，20 kg/667m2）粗蛋白含量提高。殷金岩等[14]以保水缓释硒肥、生物炭基硒肥、硒酸钠硒肥为硒源，设4个施硒水平0.126，0.376，0.758，1.136 kg/hm2，研究硒肥对早大白品质的影响，结果3种硒源均能提高块茎粗蛋白含量，随着施硒量的增加，粗蛋白含量大致呈先升高后降低的趋势；在特定硒质量浓度下，3种硒源均能提高块茎淀粉含量，但在低硒用量下，淀粉含量均有所下降。在本试验中，不同硒质量浓度下3个马铃薯品种的主要营养品质表现均可在前人的研究结果中得到验证，在特定硒质量浓度下可提高马铃薯块茎的粗蛋白和淀粉含量，但受作物品种、硒肥种类、施硒量等影响较大。

在本研究中，3个品种的块茎硒含量随施硒质量浓度的增加呈先降后升的趋势，拟合度为0.977～0.999。根据《富硒土壤硒含量要求》试验地土壤硒水平已达到富硒土壤的要求，所以当施硒量为零时，马铃薯块茎中仍然检测到硒，而且对照块茎硒含量反而高于中低质量浓度的施硒处理，这与拮抗作用曲线有点相似，可能是不同价态的硒存在竞争，从而影响了吸收效率，但具体原因仍要通过重复试验深入分析其作用机理。多数研究表明施硒可提高块茎硒含量。刑颖等[8]的研究发现，随着硒质量浓度的增加，薯块中总硒含量呈现逐渐上升的趋势，且显著高于对照处理。殷金岩等[14]的研究发现，随着施硒量的增加，保水缓释硒肥处理的块茎硒含量呈上升趋势，生物碳基硒肥和硒酸钠硒肥处理的块茎硒含量呈先升高后降低趋势。

3个品种的块茎硒累积量也表现出类似于块茎硒含量的变化规律。在相同施硒量下，费乌瑞它的块茎硒累积量高于两个彩色品种，黑金刚次之，红云最低，可见马铃薯品种间的聚硒能力有较大差别[11]。随着施硒量的增加，费乌瑞它块茎硒含量变化最大，黑金刚次之，红云变化最小。研究中还发现，当施硒质量浓度为4.50 mg/L时，费乌瑞它块茎硒累积量最低，当施硒质量浓度为4.56 mg/L时，费乌瑞它小区产量最高。可见在一定施硒范围内，费乌瑞它的产量与硒累积量存在负相关。两个彩色品种未发现这种相关性。费乌瑞它对硒更敏感，正是因为其聚硒能力强，对植株伤害大，因此表现出对硒的不耐受；相反，红云聚硒能力较弱，对植株伤害小，因此对硒相对耐受。

4 结论

根据《富硒马铃薯》标准的规定，硒含量的要求为15～150μg/kg，本课题所涉及的3个品种均未达到富硒标准，这可能是因为马铃薯本身是非聚硒作物，而且无机硒生物毒性大，不利于植物吸收利用[7]。通过研究发现，费乌瑞它和黑金刚的聚硒能力较强，黑金刚和红云对硒较耐受，因此认为黑金刚有更大的应用潜力，其最佳施硒质量浓度为7.17 mg/L。虽然彩薯产量一般低于普通马铃薯，但售价更高，作为富硒产品开发更符合高端消费市场的需求。