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Selenium Enrichment Ability and Quality Analysis of Processed Tomato in Natural Selenium-enriched Soil
DONGJie, HUOShunli, ZHAOShuangyin, ZHANGBei, CAIEngeli, ZHAOYu
Journal of Agriculture ›› 2024, Vol. 14 ›› Issue (7) : 67-72.
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Selenium Enrichment Ability and Quality Analysis of Processed Tomato in Natural Selenium-enriched Soil
Five different tomato varieties were chosen as the experimental subjects in the Yanqi basin, and two types of cultivated land were selected as experimental sites, including selenium-enriched land with a selenium content of 0.4 mg/kg in the soil, and non-selenium-enriched land with no detectable selenium content. The objective of this study was to analyze and evaluate the selenium enrichment ability and quality of these tomato varieties in natural selenium-enriched soil, and to identify the varieties that were suitable for local cultivation. The findings would provide a theoretical foundation for the development of the selenium-enriched industry in the Yanqi basin. The results revealed that the processed tomato varieties in selenium-enriched areas met the standards for selenium-enriched agricultural products and were considered natural selenium-enriched tomatoes. The varieties ‘Tunhe 1943’, ‘Tunhe 3501’, and ‘Tunhe 5501’ exhibited strong selenium enrichment abilities, with bioconcentration factors of 6.6%, 6.6%, and 6.3%, respectively. Planting processed tomatoes in natural selenium-enriched soil improved the quality of the tomatoes, as evidenced by higher lycopene content in the selenium-enriched areas compared to the non-selenium-enriched areas. Furthermore, ‘Tunhe 3501’ and ‘Tunhe 5501’ had higher lycopene content than ‘Tunhe 1015’, ‘Tunhe 1943’ and ‘Tunhe 17’. In selenium-enriched areas, the reducing sugar content of ‘Tunhe 1943’, ‘Tunhe 3501’, and ‘Tunhe 17’ was higher than that in non-selenium-enriched areas. The total acid content of processed tomatoes in selenium-enriched areas was also higher than that in non-selenium-enriched areas. ‘Tunhe 3501’ had the highest total acid content, followed by ‘Tunhe 1943’, and ‘Tunhe 1015’ had the lowest content. A comprehensive analysis of the membership function demonstrated that ‘Tunhe 3501’ performed the best overall in natural selenium-enriched soil, followed by ‘Tunhe 1943’.
natural selenium-rich soil / natural selenium-rich tomato / nutritional quality / enrichment coefficient / membership function
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为研究基质栽培条件下外源硒对番茄的生物效应,以硒酸钠为硒源,设10个硒浓度水平,分别为0(CK)、0.25、0.50、1.00、2.50、5.00、10.00、20.00、40.00和80.00 μmol·L<sup>-1</sup>,研究外源硒对番茄生物量、产量、品质,以及各器官硒积累、转运和其他矿质元素积累的影响。结果表明:0.25、1.00和5.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理的番茄地上干物质含量高于其他处理,1.00和5.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理的番茄地下干物质含量次于0.50 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理,且高于0.25 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理。40.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理的番茄维生素C (V<sub>C</sub>)和可溶性糖含量最高,硝酸盐含量次于80.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理;0.25和5.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理的番茄V<sub>C</sub>、可溶性糖和硝酸盐含量均次于40.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理,0.50 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理的番茄硝酸盐含量较CK增加21.52%;除20.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理外,其他处理糖酸比均高于CK。5.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理产量显著高于其他处理,硒酸钠>10.00 μmol·L<sup>-1</sup>时,番茄产量均低于CK。施硒可促进番茄各器官硒的积累和转运,果实硒的积累量随着外源硒浓度增大成倍增加;番茄叶片硒转运能力最强,果实最弱。5.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理的番茄N和Ca元素含量最高,均显著高于其他处理,较CK分别增加10.75%和295.20%;1.00、2.50、5.00和10.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理的番茄P元素含量显著高于其他处理;施硒促进了番茄对Mg(10.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理除外)和Fe(20.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒酸钠处理除外)的吸收。适宜硒浓度能增加植株干物质含量,改善品质,提高产量和促进矿质元素吸收。在富硒番茄生产上,建议采用5.00 μmol·L<sup>-1</sup>硒处理,起到增产提质的作用。
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【目的】 外源硒和土壤水分状况都会影响作物生长和品质特性，探明叶面喷施硒与土壤水分状况对产量和品质的耦合调控效应，为富硒番茄栽培的科学用水管理提供理论依据。【方法】 试验以亚硒酸钠（Na<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub>）为硒源，采用盆栽试验，设置了3种叶面喷施硒浓度（S<sub>0</sub>：清水对照；S<sub>5</sub>：5 mg·L<sup>-1</sup>；S<sub>10</sub>：10 mg·L<sup>-1</sup>），每种硒喷施浓度下设置2种不同灌溉控制水平，灌水控制下限分别为田间持水量的50%（W<sub>1</sub>：干旱胁迫）和75%（W<sub>2</sub>：充分供水），研究不同土壤水分状况下叶面喷施不同浓度硒对番茄植株硒含量、生长发育指标、产量和品质的影响。【结果】 不同土壤水分状况对土壤、叶片和果实硒含量均无显著影响（P>0.05）。叶面喷施不同浓度硒对土壤硒含量也未产生显著影响，但植株叶片和果实硒含量均随外源硒喷施浓度的增大而增加，且差异达到极显著水平（P5</sub>W<sub>2</sub>处理的OA略有减少外，其他叶面喷施硒处理均显著增加了OA，故而S<sub>5</sub>W<sub>2</sub>处理获得最佳糖酸比（SAR），S<sub>0</sub>W<sub>2</sub>处理的糖酸比表现最差。在充分供水条件下，不同叶面喷施硒浓度的TSS没有显著性差异；在干旱胁迫条件下，TSS随硒喷施浓度的增大呈先增大后减小的变化规律。说明叶面喷施硒浓度由5 mg·L<sup>-1</sup>增加到10 mg·L<sup>-1</sup>不能进一步提升果实品质。【结论】 叶面喷施硒与土壤水分状况对番茄品质的耦合作用效果明显，干旱胁迫条件下叶面喷施5 mg·L<sup>-1</sup>的Na<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub>可大幅提升果实可溶性糖和可溶性固形物含量，使果实营养品质得到明显改善；充分供水条件下叶面喷施5 mg·L<sup>-1</sup>的Na<sub>2</sub>SeO<sub>3</sub>在不降低产量的同时，改善了果实风味品质，可实现稳产提质效果。
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