海藻多糖–纳米硒的结构及其促进水稻硒累积的机理
酸盐,糙米,1材料与方法,1试验材料,2试验方法,3海藻多糖?纳米硒理化性质测定方法,4水稻相关指标的测定,5数据统计与分析,2结果与分析,1反应条件对制备海藻多糖?纳米硒的影响,2响应面优化试验结果分析,3海藻
王潮鑫,杨春妹,张 木,沈 宏*(1 华南农业大学资源环境学院,广东 广州 510642;2 广东省农业科学院农业资源与环境研究所,广东 广州 510642)
硒(selenium,Se)是人体必需的微量元素,缺硒会诱发克山病、大骨节病、甲状腺功能减退和免疫系统减弱等症状[1–3]。而人体自身无法合成硒,只能通过食品药品等途径摄入硒元素。水稻是我国南方最主要的粮食作物,通过外源施硒提高大米硒含量是满足缺硒地区人群对硒日常需求的有效办法。
可用于提高稻米硒含量的硒源包括硒酸盐、亚硒酸盐、硒氨基酸和纳米硒(selenium-nanoparticles,SeNPs)。目前,在农业种植生产中广泛使用硒酸盐和亚硒酸盐,但其安全范围较窄,存在硒毒害风险[4]。纳米硒指的是尺寸在0~100 nm的红色零价单质硒。Zhang等[5]采用化学方法合成纳米硒颗粒,并发现纳米硒颗粒具有较高的生物活性以及较宽的安全施用范围。但前人对纳米硒的研究多集中在医学上的抑菌、抗氧化、抗癌等效果,在农业上应用很少[6–8]。近几年,纳米硒对农作物的影响受到越来越多的关注,纳米硒能提高辣椒中辣椒素的含量,促进次生代谢产物和抗氧化剂的积累[9];也能提高金丝小枣的硒含量、产量和品质[10]。Zahedi等[11]还发现叶面喷施纳米硒能减轻盐胁迫对草莓生长和产量的影响。纳米硒与硅、硫等元素配合施用还可以缓解重金属对水稻的胁迫[12–13]。但是通过物理化学方法合成的纳米硒需要加入稳定剂以保持其稳定性和活性,且不同的稳定剂对纳米硒的性质和应用效果有较大影响。前人利用壳聚糖、茶多糖、葡聚糖、黄芪多糖和海藻多糖等制备了天然多糖稳定纳米硒[2, 14–16]。
多数研究使用的是商品纳米硒肥[17–18],其稳定剂成分未明,是否加入稳定剂也同样未知,因此难以深入研究纳米硒在农业生产中的应用。成分确定的多糖纳米硒则多数被应用于药品、食品添加剂、饲料添加剂等领域,且海藻多糖在农业中已被广泛应用[19–21],但将海藻多糖结合纳米硒用作肥料还未见报道,海藻多糖与纳米硒结合是否能产生更好的农作物富硒效果值得深入研究。
针对上述问题,本研究先通过单因素试验和响应面法优化制备出海藻多糖?纳米硒(alginate polysaccharide selenium-nanoparticles,APS-SeNPs),并对APS-SeNPs进行形貌表征及表面性能分析,进而研究在大田条件下喷施APS-SeNPs对水稻(Oryza sativa L.)硒累积的效果,以期为富硒水稻生产提供解决方案 ......
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