不同硒肥对青花菜硫苷及硒含量的影响

范 悦 刘光敏 黄 伟 何洪巨 丁云花

（1 河北北方学院农林科技学院，河北张家口 075000；2 北京市农林科学院农产品加工与食品营养研究所，北京 100097；3 北京市农林科学院蔬菜研究所，北京 100097）

硫代葡萄糖苷（简称硫苷）是青花菜中一类重要次生代谢产物，在内源黑芥子酶的作用下水解生成多种活性物质。硫苷的核心结构一般由β-D-硫葡萄糖基、硫化肟基团以及来源于氨基酸的侧链R基团组成，根据R 基团的不同可分为脂肪族硫苷、芳香族硫苷和吲哚族硫苷。硫苷的生物合成过程主要包括3 个阶段：氨基酸侧链的延长，核心结构的形成，侧链的次级修饰。硫苷作为防御性物质广泛参与十字花科植物体内的防御反应，在植物应对环境改变的过程中具有重要作用。因此，植物体内硫苷的含量不但受植物基因型的调控，还受到植株生长环境因子的影响（饶帅琦 等，2020）。硫苷及其降解产物在植物风味品质形成、杀虫杀菌、引发高等动物抗癌抑癌等方面具有显著的生物活性，青花菜中含有的硫苷降解物异硫氰酸盐类对哺乳动物的肝癌、乳腺癌、肺癌、结肠癌、前列腺癌等都有明显的抑制作用（Keck &Finley，2004；Elizabeth &Marcela，2009）。同时，青花菜又是硒富集能力比较强的蔬菜作物（程雨薇，2020）。硒是人和动物必需的微量元素之一，具有抗癌、防癌及治疗肝病和心血管病的作用，并且具有明显的抗衰老作用（罗海吉和吉雁鸿，2000）。据不完全统计，全球有近10亿的人缺硒，我国约有72%的土壤存在缺硒或低硒问题（Chen et al.，2010）。硒在自然界和生物体中有多种形态，自然界中的硒多以无机盐形式存在，许多学者采用对植株喷施外源硒或者选择高硒土壤进行种植的方式，期望将无机硒转化成有机硒，达到产品富硒的目的，但对于这些产品器官中硒形态的研究报道较少，而且对于有机硒的相关报道也较少（王新风 等，2005；谢振东 等，2010）。由于无机硒不易被人体吸收且易对人体造成毒害作用，因此只能在植物生长过程中添加外源硒，经植物吸收代谢后转化为有机硒，人们通过食用富硒产品来满足身体对硒的需求，进而达到保健和预防疾病的目的。外源硒的添加方法主要有土壤施硒、叶面施硒和硒浸种3 种，由于植物对硒的吸收运输途径不同，其转化效率也有所差异。袁伟玲等（2021）研究表明，叶面施硒处理显著提高了叶用莴苣的硒含量。

大量研究表明，在适当的施用浓度下，硒元素可以使农作物的产量、品质和抗性等显著提高。张远飞等（2018）研究表明，叶面喷施硒肥后香蕉产量及硒含量均有一定程度的提高，但鲜水果硒含量国标限值为42.5%，故建议在种植过程中避免直接喷施果轴，减少果面污染，提高果品安全性。张海英（2011）研究表明，桃、枣和草莓叶面喷施适宜浓度硒肥，可提高果实硒含量。田明（2017）研究表明，硒处理对青花菜芽菜中的初级代谢产物产生了一定的影响，可能影响了部分参与合成硫苷的氨基酸合成，从而影响了硫苷的合成。

随着人们对饮食健康的重视，青花菜的消费需求量越来越大，栽培面积也越来越大。本试验以青花菜品种耐寒优秀为试验材料，拟通过研究叶面喷施不同硒肥对青花菜中硫苷及硒含量的影响，筛选更有效的硒肥种类和合理的施用浓度，以期为青花菜高产和优质栽培提供理论依据和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2021 年7—10 月在北京市通州区广泰农场农业种植基地进行，位于北纬39°36′，东经115°54′，海拔43.5 m，属温带湿润季风气候区，冬季寒冷干燥，年均降水量628 mm，年均温度19 ℃。

1.2 试验材料

供试青花菜品种为耐寒优秀，由北京市农林科学院农产品加工与食品营养研究所提供。

参试硒肥为富硒宝和高浓缩有机硒肥。富硒宝购于青岛鹏洋生物工程有限公司，以天然海藻多糖为原料，硒含量≥ 2 g·L；高浓缩有机硒肥购于江西科农沃科技有限责任公司，主要成分为有机硒原液、锰、铜、锌、钼、硼、镁等，硒含量≥ 2 g·L。

1.3 试验方法

青花菜于7 月3 日播种，8 月1 日定植，平畦栽培，株距40 cm，行距45 cm，常规田间管理，各处理土壤、光照、水分、温度等条件保持一致，9 月29 日采收。之后在北京市农林科学院蔬菜研究所测定硫苷和硒含量。

富硒宝设置6 个浓度处理：12.0、9.6、8.0、6.9、6.0、0（CK）mg·L；高浓缩有机硒肥亦设置6个浓度处理：2.5、2.3、2.1、1.9、1.8、0（CK）mg ·L。均采用随机区组排列，每处理3 次重复，每重复30 株。9 月14 日、青花菜花球直径2～3 cm时进行第1 次叶面喷施硒肥处理，之后每隔3 d 喷施1 次，共喷施3 次。每次叶面喷施时间均为上午10：00，喷施时以球面均匀布满液滴为准，每喷施1 株即挂牌标记。喷施后及时浇水。

硫苷含量测定参照何湘漪等（2013）的方法，硒含量测定参照GB 5009.93—2017《食品安全国家标准 食品中硒的测定》。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 2010、SPSS 22.0 软件进行统计、分析，利用Origin Pro 8.0 做图。

2 结果与分析

2.1 富硒宝对青花菜中硫苷含量的影响

2.1.1 富硒宝对青花菜中总硫苷含量的影响 由图1 可知，富硒宝不同浓度处理的青花菜总硫苷含量与对照均存在显著差异，其中6.0 mg·L处理的总硫苷含量为13.72μmol·g，比对照提高了5.86%；而其他浓度处理均低于对照。

图1 富硒宝不同浓度处理对青花菜中总硫苷含量的影响

2.1.2 富硒宝对青花菜中脂肪族硫苷含量的影响 由图2 可知，富硒宝不同浓度处理均对青花菜脂肪族硫苷有抑制作用，处理浓度为12.0、9.6、8.0、6.9、6.0 mg·L时的脂肪族硫苷含量比对照分别降低了37.50%、33.99%、32.24%、25.00%、21.71%。

图2 富硒宝不同浓度处理对青花菜中脂肪族硫苷含量的影响

从脂肪族硫苷各组分含量来看（表1），富硒宝各浓度处理的RAA、NAP 含量均显著低于对照；8.0 mg·L处理的PRO 含量显著高于对照，6.9 mg ·L处理的ERU 含量亦显著高于对照；6.0 mg·L处理的SIN含量与对照持平，且显著高于其他处理。

表1 富硒宝不同浓度处理的青花菜中脂肪族硫苷组分及含量

2.1.3 富硒宝对青花菜中吲哚族硫苷含量的影响 富硒宝不同浓度处理的青花菜吲哚族硫苷含量见图3，其中6.0 mg·L处理的吲哚族硫苷含量最高，为10.15 μmol·g，比对照提高20.83%，差异显著；9.6、8.0 mg·L处理的吲哚族硫苷含量也显著高于对照，比对照分别提高了10.95%、8.81%；而12.0、6.9 mg·L处理的吲哚族硫苷含量显著低于对照，比对照分别降低了28.69%、12.02%。

图3 富硒宝不同浓度处理对青花菜中吲哚族硫苷含量的影响

从表2 可以看出，9.6、8.0、6.0 mg·L富硒宝处理对吲哚族硫苷各组分积累均有促进作用，其中6.0 mg·L处理的4OH、4ME、NEO 含量最高，且显著高于其他处理。

表2 富硒宝不同浓度处理的青花菜中吲哚族硫苷组分及含量

2.1.4 富硒宝对青花菜中硒含量的影响 由图4 可知，叶面喷施不同浓度的富硒宝均可显著提高青花菜硒含量，随着富硒宝喷施浓度的增加青花菜硒含量大体呈先上升后下降的变化趋势。其中，9.6 mg·L处理的硒含量最高，为0.811 3 mg·kg，是对照的3.52 倍；6.9 mg·L和6.0 mg·L处理的硒含量增加幅度较低，且两处理间无显著差异。

图4 富硒宝不同浓度处理对青花菜中硒含量的影响

2.2 高浓缩有机硒肥对青花菜中硫苷含量的影响

2.2.1 高浓缩有机硒肥对青花菜中总硫苷含量的影响 由图5 可知，高浓缩有机硒肥不同浓度处理的青花菜总硫苷含量与对照相比亦存在显著差异，其中2.3、1.9 mg·L处理表现促进作用，总硫苷含量分别为15.38、13.43 μmol·g，比对照分别提高了18.67%、3.63%；而2.5、2.1、1.8 mg ·L处理的总硫苷含量比对照分别降低了21.14%、12.04%、2.62%。可见，只有喷施适宜浓度的高浓缩有机硒肥，才能促进青花菜总硫苷含量的提升。

图5 高浓缩有机硒肥不同浓度处理对青花菜中总硫苷含量的影响

2.2.2 高浓缩有机硒肥对青花菜中脂肪族硫苷含量的影响 由图6 可知，高浓缩有机硒肥不同浓度处理的青花菜脂肪族硫苷含量均显著低于对照，表明叶面喷施1.8～2.5 mg·L高浓缩有机硒肥对青花菜脂肪族硫苷积累有一定的抑制作用。

图6 高浓缩有机硒肥不同浓度处理对青花菜中脂肪族硫苷含量的影响

从表3 可以看出，高浓缩有机硒肥各浓度处理的PRO、RAA 含量均显著低于对照；1.9、1.8 mg·L处理的SIN 含量最高，显著高于其他处理及对照；1.8 mg·L处理的NAP 含量也最高，亦显著高于其他处理及对照；而ERU 含量最高的是2.5 mg·L处理，且与其他处理及对照差异显著。

表3 高浓缩有机硒肥不同浓度处理的青花菜中脂肪族硫苷组分及含量

2.2.3 高浓缩有机硒肥对青花菜中吲哚族硫苷含量的影响 由图7 可知，高浓缩有机硒肥不同浓度处理的青花菜吲哚族硫苷含量差异显著。其中2.3、1.9、1.8 mg·L处理的吲哚族硫苷含量均显著高于对照，比对照分别提高了37.86%、12.50%、2.29%；2.5、2.1 mg·L处理的吲哚族硫苷含量分别为7.38、7.17 μmol·g，均显著低于对照。

图7 高浓缩有机硒肥不同浓度处理对青花菜中吲哚族硫苷含量的影响

从表4 可以看出，2.3 mg·L高浓缩有机硒肥处理对吲哚族硫苷各组分积累有一定的促进效果，其中GBC 和NEO 含量最高，而4OH 和4ME 含量分别以1.9 mg·L和2.5 mg·L处理最高，且均显著高于其他浓度处理及对照。

表4 高浓缩有机硒肥不同浓度处理的青花菜中吲哚族硫苷组分及含量

2.2.4 高浓缩有机硒肥对青花菜中硒含量的影响 由图8 可知，叶面喷施不同浓度的高浓缩有机硒肥均可显著提高青花菜硒含量，其中2.3 mg·L处理的硒含量最高，为1.776 7 mg·kg，是对照的7.74 倍。

图8 高浓缩有机硒肥不同浓度处理对青花菜中硒含量的影响

3 讨论与结论

有研究报道，硒处理主要影响合成硫苷的氨基酸合成，从而进一步影响硫苷的合成（田明，2017）。同时也有研究指出，硒处理会抑制成熟青花菜脂肪族以及吲哚族硫苷的合成（Robbins et al.，2005）。Mithen 等（2000）研究发现，不同蔬菜种类之间硫苷含量差异很大，抱子甘蓝最高，花椰菜最低，差异高达15 倍。Schonhof 等（2004）在检测青花菜和花椰菜栽培种硫苷组成时发现，烷基和烯烃基硫苷在总硫苷含量中所占的比例均大于50%。本试验中，不同浓度富硒宝处理对青花菜硫苷含量的影响程度不同，总硫苷、吲哚族硫苷含量均为6.0 mg·L处理最高，而脂肪族硫苷含量各浓度处理均显著低于对照，各浓度处理中也是6.0 mg·L处理的脂肪族硫苷含量最高；不同浓度高浓缩有机硒肥对青花菜硫苷含量的影响程度也不同，2.3 mg·L处理的总硫苷、吲哚族硫苷含量最高，脂肪族硫苷含量各浓度处理亦显著低于对照。总体上，叶面喷施适宜浓度硒肥可显著提高青花菜总硫苷含量。

黄光昱等（2016）研究表明，叶面喷施硒肥处理的油菜硒含量显著高于灌根处理；郭青等（2003）的研究也表明，叶面喷施硒肥可显著增加苹果中硒含量；黄太庆等（2018）、宋丽芳等（2019）研究表明，外源硒处理可有效提高花生、苦荞的硒含量；Zhang 等（2014）研究认为，施用硒肥亦是增加茶叶硒含量的有效手段。本试验中，随着富硒宝喷施浓度的增加，青花菜硒含量大体呈先上升后下降的变化趋势，与尚庆茂等（1997）得出的变化规律一致；且各浓度处理均显著高于对照，其中9.6 mg·L处理的硒含量达到峰值。而高浓缩有机硒肥处理的变化规律不同，这可能与不同蔬菜种类或同种蔬菜不同品种间对硒的吸收和转化能力以及不同硒肥种类或同种硒肥不同处理浓度有关，有待进一步探究。

本试验结果表明，6.0 mg·L富硒宝、2.3 mg ·L高浓缩有机硒肥处理的青花菜总硫苷含量最高，9.6 mg·L富硒宝、2.3 mg·L高浓缩有机硒肥处理的青花菜硒含量最高，均显著高于对照，说明这两种硒肥均可有效提高青花菜品质。同时，2.3 mg·L高浓缩有机硒肥处理的青花菜总硫苷和有益硫苷（RAA、4OH、GBC、4ME、NEO）含量分别为15.38、14.64 μmol·g，均高于6.0 mg·L富硒宝处理（13.72、12.96 μmol·g）；且2.3 mg ·L高浓缩有机硒肥处理的青花菜硒含量远高于6.0 mg·L富硒宝处理。说明2.3 mg·L高浓缩有机硒肥处理的效果更佳。