不同硒肥施用模式对冬种马铃薯硒含量、产量及品质的影响

潘丽萍 邢颖 陈锦平 李春光 黄菊香 覃金环 黄婵婵 刘永贤

摘要：【目的】研究不同硒肥施用模式对马铃薯产量、富硒效果及品质的影响，为南方冬种马铃薯标准化富硒栽培技术提供参考。【方法】采用大田试验，以雪川3号马铃薯种薯为研究对象，以6000 kg/ha普通有机肥配施1500 kg/ha复合肥作基肥为对照，设8个不同配比的富硒高钙型有机肥、复合肥和氨基酸螯合硒叶面肥处理组，成熟期测定不同处理的马铃薯产量、硒含量及品质性状指标，并进行成本和效益核算。【结果】施用富硒高钙型有机肥和氨基酸螯合硒叶面肥均可不同程度地提高马铃薯产量和块茎硒含量，且喷施氨基酸螯合硒叶面肥的富硒效果优于施用富硒高钙型有机肥，但马铃薯产量和块茎硒含量未与硒肥用量成正比，以6000 kg/ha富硒高钙型有机肥+1500 kg/ha复合肥+6000 mL/ha氨基酸螯合硒叶面肥配施处理的马铃薯总产量最高（41.08 t/ha），同时其块茎硒含量也相對较高。喷施硒肥对提高马铃薯块茎淀粉、蛋白质及维生素C含量均有一定的促进作用，对还原糖含量的影响不显著（P>0.05）。相关分析结果表明，马铃薯块茎硒含量与蛋白质和维生素C含量及干物质量呈显著（P<0.05，下同）或极显著（P<0.01）正相关，与还原糖含量呈显著负相关。与对照相比，施用富硒高钙型有机肥和氨基酸螯合硒叶面肥处理均有可观的经济效益，并以6000 kg/ha富硒高钙型有机肥+1500 kg/ha复合肥+6000 mL/ha氨基酸螯合硒叶面肥配施处理的种植效益最高，达119052.0元/ha。【结论】施用富硒高钙型有机肥和氨基酸螯合硒叶面肥对提高马铃薯块茎硒含量及淀粉、蛋白质和维生素C含量等均有一定的促进作用。以6000 kg/ha富硒高钙型有机肥+1500 kg/ha复合肥作底肥，膨大期喷施6000 mL/ha氨基酸螯合硒叶面肥的施肥方式相对较优，可兼顾马铃薯产量和品质，且符合广西地方富硒农产品硒含量分类要求。

关键词：
马铃薯;硒肥;产量;富硒效果;品质

中图分类号：
S532.062                              文献标志码：
A

Abstract：【Objective】The research was conducted to study effects of different fertilization modes of selenium on yield，effects of the seleniumenrichment and qualities of winter cropping potatoes to provide reference for standardized selenium-enriched potato cultivation techniques. 【Method】The field test was carried out with variety Xuechuan 3 as the research material，with 6000 kg/ha ordinary organic fertilizer and 1500 kg/ha compound fertilizer as the control. In addition，eight different ratios of selenium-enriched high calcium type organic fertilizer，compound fertilizer and amino acid chelate foliar fertilizer treatment groups were set. The yield，selenium content and quality character indexes of potato under diffe-rent treatments were determined and the cost and benefit were accounted. 【Result】Both selenium-enriched high cal-cium type organic fertilizer and amino acid chelated selenium foliar fertilizer could improve potato yield and tuber selenium content to varying degrees，and the selenium-enriching effect of spraying amino acid chelated selenium foliar fertilizer was better than applying selenium-enriched high-calcium organic fertilizer，but the potato yield and the selenium content of tubers were not directly proportional to the concentration of selenium fertilizer. With concentration of 6000 kg/ha sele-nium-enriched high-calcium organic fertilizer+1500 kg/ha compound fertilizer+6000 mL/ha amino acid chelated selenium foliar fertilizer，the potato yield was the highest（41.08 t/ha），and the selenium content in potato tubers was also higher. Spraying selenium fertilizer had a certain promoting effect on increasing potato tuber starch content，protein content and vitamin C，but had no significant effect on reducing sugars（P>0.05）. Correlation analysis found that there was significant（P<0.05， the same below）or extremely significant（P<0.01） positive correlation between selenium content of potato and protein，vitamin C and dry matter accumulation. Compared with CK， the application of selenium-rich organic fertilizer with high calcium content and amino acid chelated selenium foliar fertilizer had considerable economic benefits， and the application of 6000 kg/ha selenium-enriched high-calcium organic fertilizer+1500 kg/ha compound fertilizer+6000 mL/ha amino acid chelated selenium foliar fertilizer had the highest planting benefits， which reached 119052.0 yuan/ha. 【Conclusion】Selenium-enriched high-calcium organic fertilizer and amino acid chelated selenium foliar fertilizer can promote the selenium content， starch content， protein content and vitamin C content in of potato tuber. 6000 kg/ha selenium-enriched high-calcium organic fertilizer+1500 kg/ha compound fertilizer+6000 mL/ha amino acid chelated selenium foliar fertilizer has fine effects. It can balance potato yield and quality， and meet the requirements of selenium content classification of local selenium-rich agricultural products in Guangxi.

Key words：
potato; selenium fertilizer; yield; selenium enrichment effects; quality

Foundation item：
Major Science and Technology Project of Guangxi （Guike AA17202026）; Key Research and Development Project of Guangxi（Guike AB16380207）; Collaborative Promotion Project of Major Agricultural Technology of Guangxi（20190627）; Science and Technology Pioneer Project of Guangxi（Guinongkemeng 202114）

文章編号：2095-1191（2021）05-1215-07

0 引言

【研究意义】硒是人类和动物必需的微量元素之一，缺硒或硒过量均会引发多种疾病（黄冰霞等，2019）。由于人体所需的硒元素只能通过食物链从外界摄取，农业生产上常通过增施硒肥的方式补充自然条件下硒元素不足的缺陷（高青青，2016）。马铃薯作为菜粮兼用作物，富含淀粉、蛋白质、糖类及维生素等多种营养成分，还具有一定的药用价值，是仅次于小麦、水稻和玉米的第四大作物（李庆双，2021）。马铃薯属于非聚硒植物（杨德平，2017），其对硒的吸收累积受内在遗传因素和外界环境条件的共同影响（邢海峰等，2012），施用适量硒肥可提高马铃薯硒含量。因此，研究不同硒肥施用模式对马铃薯生长发育、产量及品质等方面的影响，可有效指导硒肥在马铃薯生产中的应用。【前人研究进展】随着人们对硒元素营养价值的关注，硒肥在马铃薯生产中的应用越来越广泛，应用方式以土壤基肥和叶面施肥形式为主，但因硒肥种类、施用方式及品种等存在差异，马铃薯对硒的吸收效果也不同。同等外源硒处理，叶面喷施时植物对硒的吸收利用率明显高于土壤施用的利用率（Watkinson and Davies，1967），且马铃薯不同生育期对硒的吸收差异显著，块茎形成期硒元素的转运率达到峰值，但从膨大末期至淀粉累积期硒素累积速率不断降低（邢海峰等，2012;王杰，2020;杨培培，2020）。马铃薯成熟后，硒在其不同器官的富集规律一般表现为茎>叶>块茎，也因品种（系）或施肥模式不同而存在差异（孙业强，2006;李瑜等，2013;殷金岩等，2015）。施硒不仅可提高马铃薯硒含量，适量硒对马铃薯增产及块茎品质还有一定的促进作用。殷金岩等（2012）研究表明，基肥施用保水缓释硒肥、生物炭基硒肥和硒酸钠3种不同类型硒肥，在适宜用量（0.379 kg/ha）下，3种硒肥可使马铃薯产量提高4.87%～5.44%，粗蛋白含量提高12.18%～20.03%，还原糖含量提高6.45%～12.09%。邢颖等（2017）研究表明，随着有机硒肥用量的增加，马铃薯增产率呈先升高后降低的变化趋势，硒肥用量为1200 mg/ha时马铃薯产量最高，且粗蛋白含量提高37.13%，维生素含量提高8.02%，淀粉含量是对照的1.48倍。胡万行等（2020）通过叶面喷施不同浓度纳米硒处理发现，紫色马铃薯单株结薯数最大可增加2.2倍，且随着施硒浓度的增加，马铃薯块茎中淀粉和可溶性蛋白含量先升高后降低，而花青素和可溶性糖含量则呈下降趋势。【本研究切入点】广西拥有全国最大面积的连片天然富硒土壤，且是马铃薯冬种的优势产区，但天然富硒马铃薯较少，难以达到广西地方标准DB45/T 1061—2014《富硒农产品硒含量分类要求》对鲜薯及其加工品的硒含量（0.02～0.20 mg/kg）要求，仍需进一步强化硒营养。然而目前针对硒肥与复合肥的合理施用量、施用时间及其配比对马铃薯硒吸收及品质影响的研究鲜有报道。【拟解决的关键问题】采取传统种植方式，研究不同硒肥施用模式及施肥量对马铃薯产量、品质、商品率及块茎吸收累积硒的影响，在保证马铃薯产量的基础上，探求适合南方冬种马铃薯种植的施肥模式，以减少化肥施用量和节约硒资源，同时提高马铃薯硒含量及品质，为广西冬种马铃薯标准化定量富硒栽培技术提供参考。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试马铃薯品种：雪川3号种薯。

供试肥料：47%复合肥，N∶P2O5∶K2O=18∶7∶22;普通有机肥，含N 1.86%、P2O5 2.38%、K2O 1.27%，有机质含量60.1%;富硒高钙型有机肥，含N 1.66%、 P2O5 2.41%、K2O 1.07%，有机质含量57.3%，硒含量115 mg/kg，pH 8.2;氨基酸螯合硒叶面肥，含硒0.22%，游离氨基酸0.47 g/100 g，氮磷钾总养分2.1%。

1. 2 试验方法

试验于2019年在广西南宁市武鸣区宁武镇英烈村某马铃薯生产基地进行。种植密度约67500株/ha，采用高垄覆黑膜种植方式，大垄双行种植。于2019年10月份播种，次年3月份收获。试验田土壤基本理化性质：pH 6.12，有机质37.1 g/kg，碱解氮131.2 mg/kg，速效钾795.0 mg/kg，速效磷35.5 mg/kg，阳离子交换量18.42 cmol（+）/kg，总硒0.85 mg/kg。试验采取随机区组设计，共设9个处理（表1），每处理重复3次，每小区面积100 m2。复合肥、普通有机肥、富硒高钙有机肥作底肥，氨基酸螯合硒叶面肥于马铃薯膨大初期稀释6倍后采用无人机喷施1次。

1. 3 测定项目及方法

1. 3. 1 产量及商品率 马铃薯成熟后，每处理选取3个采样点，每个采样点面积为10 m2，计算样本株数、称量样本薯重量，折算单位面积总产量;以单个重量≥50 g的马铃薯为商品薯，计算商品薯产量和商品率。

1. 3. 2 相关指标测定 每处理随机抽取商品薯中的10个大薯（120～150 g）和10个小薯（50～80 g）混合后带回实验室用清水冲洗后，再用去离子水洗涤，吸水纸吸干水分，切开马铃薯块茎，取可食部分进行相关指标测定。马铃薯硒含量：参照GB 5009.93—2017《食品安全国家标准 食品中硒的测定》，采用氢化物原子荧光光谱法测定马铃薯块茎硒含量。干物质量：称量鲜样质量，切片后置于烘箱，先在105 ℃下杀青30 min，然后将温度降至80 ℃烘干至恒量，冷却，称重即为干物质量。品质指标：维生素C含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定，还原糖含量采用碱性酒石酸铜溶液滴定法测定，淀粉含量采用酸式水解法测定，蛋白质（干样）含量采用凯氏定氮法测定。

1. 3. 3 成本及收益核算 各处理用肥成本按市场价复合肥4500元/t、普通有机肥1000元/t、富硒高钙型有机肥1800元/t、氨基酸螯合硒叶面肥375元/L计算。

马铃薯销售额=马铃薯单价×商品薯平均产量

马铃薯种植效益=马铃薯销售额-用肥成本

1. 4 统计分析

采用Excel 2007和SPSS 17.0进行试验数据的整理及统计分析。

2 结果与分析

2. 1 不同处理对马铃薯产量及商品率的影响

从表2可看出，在同等施肥量下，富硒高钙型有机肥替代普通有机肥可提高马铃薯产量，G1处理总产量较CK显著提高7.69%（P<0.05，下同）。富硒高钙型有机肥与复合肥配施时，随着富硒高钙有机肥用量的增加及复合肥用量的减少，马铃薯总产量和商品薯产量均随之降低，其中G2、G3和G4处理的马铃薯总产量分别较G1处理显著降低4.25%、4.46%和10.94%。马铃薯膨大初期喷施氨基酸螯合硒叶面肥处理对马铃薯产量有一定的促进作用，与CK相比，P1处理显著增产4.88%，但提高氨基酸螯合硒叶面肥用量后马铃薯产量出现略微降低趋势，P2和P3处理的马铃薯产量与CK无显著差异（P>0.05，下同）。同时施用富硒高钙型有机肥和基酸螯合硒叶面肥则可显著提高马铃薯总产量，G1+P处理的马铃薯总产量最高，达41.08 t/ha，较CK显著提高12.03%，且商品率达93.88%，与最高商品率（P1处理96.06%）无显著差异。可见，底肥和追肥施用适量硒对提高马铃薯产量均有一定促进作用，但增产效应并非与硒肥用量成正比。

2. 2 不同处理对马铃薯块茎硒含量的影响

由图1可看出，施用不同量的富硒高钙型有机肥和氨基酸螯合硒叶面肥均可不同程度地提高马铃薯块茎硒含量，且总體上喷施氨基酸螯合硒叶面肥的效果优于施用富硒高钙型有机肥。G1处理等量富硒高钙型有机肥替代普通有机肥后，马铃薯块茎硒含量为CK的4.43倍，且随着富硒高钙有机肥用量增加，马铃薯块茎硒含量持续显著升高，但富硒高钙型有机肥用量增加到15000 kg/ha时，G4处理的马铃薯块茎硒含量与G3处理差异不显著。与CK相比，喷施氨基酸螯合硒叶面肥各处理的马铃薯块茎硒含量均相对较高，P1、P2和P3处理的马铃薯块茎硒含量分别为CK的27.6、41.72和46.47倍，但当氨基酸螯合硒叶面肥用量超过9000 mL/ha时，马铃薯块茎硒含量不再显著增加，P3处理的块茎硒含量与P2处理差异不显著。同时施用富硒高钙型有机肥和氨基酸螯合硒叶面肥，马铃薯块茎硒含量也相对较高，G1+P处理与P2和P3处理的马铃薯块茎硒含量无显著差异。从各处理的硒含量来看，对照广西地方标准DB 45/T1061—2014《富硒农产品硒含量分类要求》（鲜薯及其加工品的硒含量0.02～0.20 mg/kg），除CK和G1处理的马铃薯块茎硒含量（0.004和0.018 mg/kg）未达富硒标准外，其余处理的马铃薯块茎硒含量为0.061～0.019 mg/kg，均达到富硒标准。由此可知，低用量的富硒高钙有机肥和氨基酸螯合硒叶面肥配施或高用量的氨基酸螯合硒叶面肥均可达到同样的富硒效果。

2. 3 不同处理对马铃薯品质的影响

由图2可看出，施用富硒高钙型有机肥与氨基酸螯合硒叶面肥对提高马铃薯块茎淀粉、蛋白质及维生素C含量均有一定的促进作用，但对还原糖含量影响不显著。与CK相比，施用同等用量的富硒高钙型有机肥和复合肥对马铃薯淀粉含量影响不明显，提高富硒高钙型有机肥用量，马铃薯淀粉含量有所增加，但G1和G2处理与CK间差异并不显著，当富硒高钙型有机肥用量增加到12000～15000 kg/ha时，G3和G4处理的马铃薯淀粉含量显著高于CK;当氨基酸螯合硒叶面肥用量达9000～12000 mL/ha时，P2和P3处理的马铃薯淀粉含量显著高于CK。不同施肥处理的马铃薯块茎蛋白质含量均显著高于CK，蛋白质含量随富硒高钙有机肥用量的增加呈先升高后降低的变化趋势，当用量达12000 kg/ha时，G3处理的蛋白质含量达最大值;提高氨基酸螯合硒叶面肥用量，蛋白质含量有所提高，但增幅不显著。各施肥处理对马铃薯块茎维生素C含量的影响规律与对蛋白质含量的影响基本相似，但随着氨基酸螯合硒叶面肥用量的增加，马铃薯块茎维生素C含量仍有继续上升的趋势。

2. 4 马铃薯块茎硒含量、品质指标及干物质量间的相关分析结果

对马铃薯块茎硒含量与其品质指标和干物质量进行相关分析，结果（表3）表明，硒含量与蛋白质和维生素C含量呈极显著正相关（P<0.01，下同），与干物质量呈显著正相关，与还原糖含量呈显著负相关，而与淀粉含量的相关性不显著。同时，淀粉含量与蛋白质和维生素C含量呈极显著正相关，蛋白质含量与维生素C含量也呈极显著正相关。由此可知，硒对马铃薯品质的改善主要体现在对蛋白质和维生素C的累积有促进作用，可提高鲜食马铃薯的营养价值;同时降低还原糖的累积，减少氨基酸与还原糖之间的美拉德反应，有利于马铃薯的后续加工。

2. 5 不同处理对马铃薯生产成本及经济效益的影响

由表4可知，富硒高钙型有机肥替代普通有机肥并减少复合肥施用量，以及喷施氨基酸螯合硒叶面肥均不同程度地增加了马铃薯的生产成本，但有效促进了马铃薯硒元素累积。除CK与G1处理的马铃薯未达富硒标准外，其他处理的马铃薯均达富硒标准。结合富硒马铃薯和非富硒马铃薯的市场均价进行成本与效益核算，与CK相比，施用富硒高钙型有机肥和氨基酸螯合硒叶面肥处理均有可观的经济效益，并以G1+P处理的种植效益最高，达119052.0元/ha，较CK增加487620.0元/ha。

3 讨论

本研究结果表明，硒肥施用模式对马铃薯产量及其商品率均有一定影响。在同等用量复合肥与有机肥配施模式下，富硒高钙型有机肥替代普通有机肥可显著提高马铃薯产量;而减少氮磷钾复合肥用量，提高富硒高钙型有机肥占比，虽然马铃薯总产量有所降低，但商品率差异不显著。由此可见，富硒高钙型有机肥中的硒对马铃薯产量提高起到一定的促进作用，尽管氮磷钾复合肥是提高马铃薯产量的重要途径（邢海峰，2005），但在稳产条件下，富硒高钙型有机肥的施用可相应减少复合肥用量，缓解环境压力。与传统施肥模式（CK）相比，于马铃薯膨大期追施氨基酸螯合硒叶面肥对马铃薯增产也起到了一定的促进作用，其原因可能是冬种干旱条件下，氨基酸叶面肥本身对马铃薯生长有一定促进作用（姬丽君和席旭东，2019）。而提高氨基酸螯合硒叶面肥用量，马铃薯产量出现下降现象，即P2（9000 mL/ha）和P3（12000 mL/ha）处理的马铃薯产量和商品率相对P1（6000 mL/ha）处理有所降低，与殷金岩等（2012）、杨培培（2020）研究表明喷施较低浓度硒肥可提高马铃薯产量，而隨着硒肥浓度增大，马铃薯单株产量增加逐渐减缓的研究结果相似。究其原因可能是水溶肥中的硒对马铃薯的增产效果局限在一定用量范围内，过量施用不但无增产效果，反而降低产量。但也有与本研究结果不同的结论，杨丹等（2015）发现硒肥浓度对冬种马铃薯块茎产量无显著性影响，有可能是由于硒肥种类、马铃薯品种及地域差异等原因造成。

马铃薯为非聚硒植物。本研究结果表明，外源施用富硒高钙型有机肥或喷施氨基酸螯合硒叶面肥均显著提高了马铃薯块茎硒含量，使马铃薯块茎硒含量从缺硒水平上升到富硒水平，与黄景新和秦昕（1999）、杨丹等（2015）、冯时钦等（2019）关于马铃薯富硒栽培的研究结果一致。对比不同硒肥施用模式，喷施氨基酸螯合硒叶面肥的富硒效果优于施用富硒高钙型有机肥，尽管提高富硒高钙型有机肥用量，土施加入的硒总量大于叶面喷施的硒总量，但马铃薯叶面对硒的吸收利用率强于根部，叶片可能是马铃薯对硒响应最敏感的部位，能大量富集硒并随着马铃薯营养物质转移路径生育点向下转移至块茎部分，使块茎硒含量提高5.3～37.6倍（杨德平，2017）。本研究中，氨基酸螯合硒叶面肥用量达12000 mL/ha时，P3处理的马铃薯块茎硒含量是CK的46.47倍，但与P2处理相比，马铃薯块茎硒含量不再显著增加，说明叶片对硒的吸收转化存在一定的局限性，吸收量可能已出现饱和，用量过高反而不利于硒含量的提高，甚至抑制其生长，而这种局限性可能还因品种不同而存在差异。此外，土壤本身环境复杂，施入土壤中的硒可能与其他组分相结合，进而影响其生物有效性。

综合分析本研究不同处理下马铃薯块茎硒含量及其品质指标的变化，结果表明硒促进了马铃薯蛋白质的累积，与多数研究结果一致（李树举等，2014;胡百顺等，2017;邢颖等，2017），说明硒可通过参与植物蛋白质的合成来改善其品质（高青青，2016）。同时，相关分析结果表明马铃薯块茎维生素C含量与硒含量呈极显著正相关，可能是由于硒能提高薯块硒蛋白含量，从而减轻植株细胞内过氧化氢和脂质过氧化物对维生素C的氧化作用。此外，氨基酸螯合硒叶面肥中不仅硒发挥了作用，氨基酸本身也可能促进了维生素C的累积。与蛋白质和维生素C相反的是，硒含量与还原糖含量呈负相关性，表明马铃薯硒素强化处理可影响其块茎还原糖的累积过程，而降低还原糖含量可对美拉德反应加以限制，有利于调控马铃薯油炸等加工过程的褐变。可见，适量的硒不仅能提高鲜食马铃薯的营养价值，还能改善加工马铃薯的颜色和风味等。本研究中，马铃薯淀粉含量的变化并未呈现一定的规律性，可能是品种差异所致，且本研究仅对单一品种进行试验研究，后期需深入开展不同品种马铃薯的相关试验加以验证。

4 结论

施用富硒高钙型有机肥和氨基酸螯合硒叶面肥对提高马铃薯块茎硒含量及淀粉、蛋白质和维生素C含量等均有一定的促进作用。以6000 kg/ha富硒高钙型有机肥+1500 kg/ha复合肥作底肥，膨大期喷施6000 mL/ha氨基酸螯合硒叶面肥的施肥方式相对较优，可兼顾马铃薯产量和品质，且符合广西地方富硒农产品硒含量分类要求。

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（责任编辑 王 晖）

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