时间:2024-05-30
窦玲玲,耿 洁,马春玲,田瑞洁,康洋洋,朱怡然,江小敏,张 霞,乔新星,肖光辉,任 蕊
(1. 咸阳师范学院, 陕西 咸阳 712000;2. 陕西省水工环地质调查中心, 陕西 西安 710000;3. 陕西师范大学,陕西 西安 710119)
硒(Selenium,Se),是生态系统中十分重要的微量元素,人体和动物硒的摄入量与机体健康息息相关。缺硒会导致克山病、大骨节等疾病的发生;而适量补充硒,对免疫系统、生殖系统、抗菌抗病毒、抗氧化和心脑血管等具有保护和增强作用[1, 2]。随着科技的不断进步,我国农业生产已实现由片面追求产量到对品质的需求的转变[3],据《中国居民营养与健康状况监测2010-2013年综合报告》,我国居民硒平均摄入量低于国家卫生和计划委员会规定的60 ug·d-1[4]。因此,发展功能型富硒农产品具有很大的市场空间。
我国是一个极度缺硒的国家,约有72%的地区存在不同程度的缺硒或少硒现象[5]。土壤是生态系统中所有食物链营养的来源,是生态环境进行能量和物质交换的主要媒介和场所[6]。植物在自然界硒的生态转化中占据着重要的地位,因此通过食用富硒农产品对人体直接补充硒元素[7]就具有十分重要的现实意义。
通过对水稻[8]、荞麦[9]、花生[10]、紫云英[11]等不同作物的不同品种的富硒能力分析表明,不同作物富硒能力不同,且同一作物的不同品种富硒能力也不相同。通过对我国655份小麦品种进行多地区硒含量监测,结果表明,不同区域的小麦硒含量不同,具体表现为西北地区硒含量高于东部地区[12]。因此,针对特色作物品种开展富硒能力评价对于发展富硒农产品具有重要意义。
鲜食玉米,指以新鲜果穗或以新鲜果穗为原料进行食品加工的特种玉米[13]。鲜食玉米含有丰富的营养物质和良好的口感,因此近年来市场需求量迅速增长[14]。笔者研究通过在陕西省富硒农作物种植示范基地(临潼)开展了19份鲜食玉米品种的大田栽培试验,通过调查田间农艺性状和火焰原子吸收光谱法测定硒含量等方法,筛选适宜临潼栽培和推广的富硒鲜食玉米品种,为当地发展和推广富硒鲜食玉米奠定基础。
参试鲜食玉米品种共19份,其中糯玉米13份(陕K818、陕彩糯302、雪糯100、陕K8146、郑黑糯1号、黑糯6号、汪源黑糯、陕白糯11、京科糯2000、西星黄糯6号、西星五彩鲜糯、京彩甜糯、陕白糯192),甜玉米品种6份(华耐甜玉23、美香甜808、秦甜1号、陕甜1500、陕甜1号、中农甜413),参与试验的玉米品种由西北农林科技大学,陕西省微生物研究所,宝鸡迪兴农业科技有限公司,河南省农业科学院粮食作物研究所提供,详细信息见表1。
试验在陕西省富硒农作物种植示范基地(陕西省西安市临潼区相桥街道张八村)进行,该基地土壤硒含量为0.2~1.12 mg·kg-1[15]。于2019年6月25日对参试的19份鲜食玉米材料进行播种,试验采用随机区组设计,小区面积为24 m2(含沟),行距60 cm,穴距30 cm,每小区可种植132株。试验设置3次重复。生长期间,正常肥水管理,所有材料统一进行施肥、灌溉、田间管理。
1.3.1 果穗和植株农艺性状的测定 成熟期,即雌穗吐丝开始,当籽粒含水量70%~75%时,作为鲜穗的采收期[16]。每小区随机取样10株,测定穗长(cm)、穗粗(cm),秃尖长(cm)、穗行数(行)等果穗性状。植株性状主要测定植株穗位(cm)和株高(cm)。并于成熟期调查田间杂草种类和病虫害情况。
1.3.2 含糖量测定 糖含量测定参照单明珠等人的方法[17],并进行了改良。每个玉米品种随机取3穗,取果穗中部籽粒3粒,共9粒玉米籽粒于研钵中研磨匀浆,4℃离心5 min,转速3 000 r·min-1。取上清液,手持式糖度计(成都豪创WYT-J)测定含糖量。
采用火焰原子吸收光谱法(AAS法)测定样品硒含量,样品上机测试前用混酸(硝酸∶高氯酸=3∶2)加热硝解[18]。原子吸收分光光度计(型号:novAA400)的具体参数设置[19]如下:空心阴极灯电流6.0 mA,燃烧器高度5 mm,燃气流量70 NL·h-1。
火焰原子吸收光谱法标准曲线:将硒国家标准样品 (GSB 04-1751-2004)分别配置成浓度为0.0 mg·L-1,0.4 mg·L-1,0.8 mg·L-1,1.2 mg·L-1和1.6 mg·L-1,火焰原子化后测定196.0 nm波长的吸光度值[19]。吸光度值与样本中硒含量成正比,用标准曲线法比较定量(图1)。硒含量(mg·L-1)=0.0716x-0.0009,R2=0.9993,其中x为火焰原子吸收光度值。
图1 火焰原子吸收光谱分光光度法测定硒的标准曲线
用Microsoft Excel 2010和SPSS 17.0软件对数据进行处理和统计分析。
由表2可知,甜糯玉米于2019年6月25日播种,出苗整齐,且出苗时间一致,都是在7月3日。不同品种的抽雄期和吐丝期差异较大,例如,陕甜1号抽雄期和吐丝期相差11 d,而秦甜1号的抽雄期和吐丝期时间一致。6个甜玉米品种的生育期平均天数为73 d,13个糯玉米的平均生育期是69 d,糯玉米的生育期天数长于甜玉米的生育期天数。其中,陕K818,陕彩糯302、陕K8146和汪源黑糯在8月31日果穗达到最佳食用期,而陕甜1号在9月8日达到最佳食用期。
表2 19份鲜食玉米品种的物候期统计(月·日)
玉米株高和穗位的高度过低会降低光合产物向果穗的运输效率,而过高则会降低田间栽培密度,抗倒伏能力较差,从而影响植株的生物学产量[20]。由表3可以看出:甜玉米的穗位高普遍较低,美香甜808穗位高最低,只有40.96 cm;而糯玉米的穗位普遍较高。穗长、穗粒数、百粒重是玉米产量的重要构成因素。秃尖是由于果穗顶部籽粒败育籽粒或未受精的小花造成的,秃尖不仅会影响果穗商品性还会导致不同程度的减产[21]。在此次栽培试验中,甜玉米的秃尖普遍较长,秃尖最长可达2.61 cm,糯玉米的秃尖均较短,说明在当地进行夏播糯玉米的授粉情况较甜玉米好。含糖量测定分析结果表明,甜玉米的含糖量均高于糯玉米,口感更佳。
表3 19份鲜食玉米农艺性状
通过田间试栽培试验调查发现,19份鲜食玉米均未出现倒伏现象,未见生理性病害和病理性病害。而在玉米果穗鲜穗采收期虫害较为严重,严重危害果穗的品相和商品性,其中危害较为严重的害虫主要有金龟子、玉米粘虫和玉米螟。甜玉米平均虫株率为3.75%,秦甜1号和陕甜1号的虫株率较低为0.8%;华耐甜玉23虫株率最高,虫株率为8.3%。糯玉米平均虫株率为7.8%,京彩甜糯虫株率最低为1.7%,陕彩糯302和黑糯6号虫株率最高为12.5%(表4)。
由表4可以看出,甜玉米10穗产量以华耐甜玉23和秦甜1号的667 m2产量较高,折合每667 m2产量分别为921.31 kg和911.43 kg;糯玉米品种以西星黄糯6号的产量最高,折合667 m2产量为1 005.29 kg;黑糯6号产量最低,折合667 m2产量548.34 kg。
表4 19份鲜食玉米产量分析
由图2可知,6个甜玉米品种中,陕甜1 500的硒含量最高,为1.31 mg·kg-1;其次为华耐甜玉23,硒含量为1.22 mg·kg-1。甜玉米平均硒含量为0.78 mg·kg-1,甜玉米硒含量由高到低,依次是陕甜1 500、华耐甜玉23、中农甜413、秦甜1号、美香甜808和陕甜1号。13个糯玉米品种的平均硒含量为0.60 mg·kg-1,其中陕K818硒含量最高,为1.16 mg·kg-1,其次是陕彩糯302,硒含量为0.57 mg·kg-1;硒含量最低的糯玉米品种是雪糯100,为0.057 mg·kg-1。糯玉米硒含量由高到低依次是陕K818>郑黑糯1号>黑糯6号>陕K8148>陕彩糯302>陕白糯11>京彩甜糯>汪源黑糯>西星黄糯6号>陕白糯192>西星五彩糯>京科糯2000>雪糯100。
图2 19份鲜食玉米籽粒硒含量
通过对13个糯玉米品种(雪糯100、西星黄糯6号、京科糯2000、郑黑糯1号、西星五彩糯、汪源黑糯、陕K8146、陕白糯11、京彩甜糯、黑糯6号、陕彩糯302、陕白糯192和陕K818)和6个甜玉米品种(陕甜1500、华耐甜玉23、中农甜413、秦甜1号、美香甜808和陕甜1号),于2019年6月25日在陕西省富硒农作物种植示范基地(临潼)进行露天栽培,试验过程中进行了物候期、农艺性状、硒含量等性状的调查。在同一时期播种,所有参试品种出苗时间相同,而糯玉米品种陕K818、陕彩糯302、陕K8146和汪源黑糯的生育期最短为68 d;甜玉米品种陕甜1号生育期最长,为76 d。由此可见,不同品种的生育期天数存在差异,因此根据物候期的差异可以调整种植布局进行错峰上市,更好地实现不同品种的商品价值;同时,可以根据不同品种物候期的差异创建早熟鲜食玉米田和晚熟鲜食玉米田,方便田间管理。
通过田间农艺性状调查可以看出,这19份鲜食玉米品种均能适应当地的栽培条件,均未出现倒伏和病害侵染现象。但是,在栽培过程中仍然要注意以下两个问题:①科学管理,注意防控杂草。由于临潼地区地处关中腹地,属暖温带半湿润季风区,夏季温度较高,气候湿润。因此,鲜食玉米的整个生育期容易滋生杂草,且杂草种类多样。经调查发现,双子叶杂草主要有苦苣菜、扁蓄、小蓬草、青蒿、荠、皱果苋、阿拉伯婆婆纳、茅瓜、鳢肠、艾;单子杂草有牛筋草、扁穗雀麦、马唐、香附子、稗。夏播鲜食玉米的整个生育期都要做好杂草防控工作,尤其是苗期,避免杂草与幼苗争光争水,影响幼苗生长。②加强虫害防控,穗期是防控关键时期。在栽培试验过程中,可以发现当地鲜食玉米虫害主要发生在穗期,尤以金龟子、玉米粘虫和玉米螟为主。穗期虫害的爆发对果穗的商品性和产量影响较大,因此,一定要特别注意穗期虫害预防和管理工作。
不同品种的鲜食玉米对硒的富集能力是不同的。参试的19份鲜食玉米品种中,甜玉米平均硒含量为0.78 mg·kg-1,陕甜1 500的硒含量为1.31 mg·kg-1是陕甜1号硒含量的4.2倍;而糯玉米平均硒含量为0.60 mg·kg-1,陕K818的硒含量是雪糯100的17倍。
综上所述,结合田间试验调查的产量、品质以及含硒量等综合因素分析。在临潼进行富硒鲜食玉米品种推广,甜玉米品种建议选用华耐甜玉23和陕甜1500;糯玉米品种建议选用郑黑糯1号和陕K818。在田间管理过程中,要做好田间杂草防控工作,特别是苗期;而果穗发育和成熟阶段要做好虫害的防控工作,以免影响果穗商品价值。
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