葉面噴施亞硒酸鈉對葡萄果實品質(zhì)及葉片衰老的影響

薛竟一，王瑞雪，魏 蓉,2，張朝紅*

(1.西北農(nóng)林科技大學園藝學院，農(nóng)業(yè)部西北園藝植物種質(zhì)資源利用重點開放實驗室，陜西 楊凌 712100；2.陜西榆林市榆陽區(qū)農(nóng)村能源技術(shù)推廣站，陜西 榆林 719000)

硒元素(Se)由瑞典科學家Berzelius在1817年發(fā)現(xiàn)，1973年，美國科學家Rotruck[1]提出硒是谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-PX)的基本組分，同年世界衛(wèi)生組織(WHO)宣布硒是人體不可缺少的微量元素之一?，F(xiàn)代醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)包括癌癥、心臟病、糖尿病、哮喘在內(nèi)的40多種疾病都與人體缺硒有直接關(guān)系[2-3]，可見硒與人體健康密切相關(guān)，因此人們每天攝取的食物中必需保證有足量硒元素。但是硒在自然環(huán)境中的分布是不均勻的，1980年中國農(nóng)業(yè)科學院調(diào)查顯示我國有72%的地區(qū)屬于缺硒地區(qū)，甚至全世界有42個國家或地區(qū)缺硒[4]。根據(jù)中國營養(yǎng)學會調(diào)查報告，我國成人每日的硒攝入量僅為26.63 μg，距中國營養(yǎng)學會和國際硒學會推薦日攝入量50～250 μg相差甚遠[5]。因此僅靠日常普通膳食來補充人體所需的硒元素已不能滿足人們硒營養(yǎng)的需求。

近幾年來，富硒食品的研究與開發(fā)受到國內(nèi)外的普遍關(guān)注。利用硒強化劑開發(fā)生產(chǎn)硒強化食品[6]，已成為目前我國富硒保健食品開發(fā)的重要內(nèi)容。葡萄作為一種營養(yǎng)價值豐富的常見水果，深受消費者喜愛，富硒葡萄正是用以補硒的健康水果產(chǎn)品[7]，可直接快速的補充人體所需硒元素，因此生產(chǎn)富硒果實補充人體所需硒元素有重要意義。本研究通過對3年生葡萄戶太8號在不同時期葉面噴施不同濃度硒肥，探究葉面噴硒對葡萄果實品質(zhì)、硒含量和葉片衰老的影響，研究適宜葡萄生長的噴施濃度和噴施時期，為富硒葡萄的開發(fā)生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年在楊陵區(qū)權(quán)家寨村蘭晟葡萄基地進行。試驗葡萄品種為3年生戶太8號，葡萄種植規(guī)格為行距2.5 m，株距1 m，單層雙臂水平形配合V形葉幕。田間土肥水管理和病蟲害防治常規(guī)管理。供試硒源為分析純亞硒酸鈉(Na2SeO3)。

1.2 試驗方法

設(shè)10、30、50、70 mg/L共4個亞硒酸鈉濃度處理，以清水為對照，在落花后噴施，噴施后20 d(6月18日)分別采集處理后新抽生出副梢葉片(新葉)、老葉(果穗上方第2～3節(jié)位葉片)，噴施后5個月(10月27日)采集秋季葉片。葉片采后用冰盒快速帶回實驗室洗凈烘干或直接測定葉綠素等。

采用50 mg/L亞硒酸鈉濃度在幼果膨大期(6月13日)、硬核期(6月30日)和始著色期(7月15日)進行不同噴施時間試驗。田間噴施處理在16：00～17：00進行，每個處理噴施10株葡萄，3次重復。在果實成熟期每株選1穗，隨機取10粒，每處理共100粒果實，測定其單果重、果實硬度、果實橫縱徑、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、Vc含量以及硒含量。秋季采集葉片測定其葉綠素含量、含水量、可溶性蛋白含量、SOD活性，并隨時觀察植株的田間表現(xiàn)。

硒含量采用原子熒光光譜法(GB/T 5009.93—2003)[8]測定；果實硬度采用ITALY型水果硬度計測定；可溶性固形物和Vc含量用PAL-1型折光儀(GB/T 5009.159—2003)[8]測定；可滴定酸使用酸度計直接測定；葉片葉綠素含量采用浸提法[9]測定；葉片含水量采用濕重法測定；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法[10]測定；SOD活性采用NBT光化還原法[11]測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)使用Excel 2013和SPSS 21.0進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度亞硒酸鈉噴施對葉片硒含量和果實品質(zhì)的影響

2.1.1 不同濃度硒處理對葉片硒含量的影響

如圖1所示，隨著噴施濃度的增加，老葉和處理后新抽生出副梢葉片(新葉)的硒含量均有顯著差異，且表現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢。50 mg/L處理下的葉片硒含量最高，老葉、副梢新葉中的硒含量分別比對照增加了24.38和62.85倍。另一方面，與對照相比，噴施硒肥后試驗植株的老葉、副梢新葉中硒含量差異顯著，老葉硒含量明顯高于新葉，二者呈高度正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)r=0.99。說明葉面噴施硒肥被老葉吸收后可以向新抽生出副梢葉片轉(zhuǎn)移。

圖1 不同濃度硒處理對葡萄老葉和新葉硒含量的影響注：圖柱上不同字母表示處理間差異達到0.05顯著水平。下同。

2.1.2 不同濃度硒處理對果實品質(zhì)的影響

如表1所示，葉面噴施不同濃度亞硒酸鈉后，葡萄果實單粒重、果粒橫縱經(jīng)、Vc含量、硒含量均高于對照，且各指標綜合來看，50 mg/L處理下的果實品質(zhì)最好。與對照相比，不同濃度硒處理的葡萄果實果粒橫縱經(jīng)、硬度、可溶性固形物在處理濃度為50 mg/L差異最顯著。果實中硒含量隨噴施濃度增加而增加，分別比對照增長了2.94、8.06、13.10、17.00倍，而對照果實中硒含量只有0.018 mg/kg。葉面噴硒可顯著增加果實中硒含量并改善葡萄的果實品質(zhì)。

表1 不同濃度硒處理對葡萄果實品質(zhì)的影響

注：表中不同字母表示各處理間差異達到0.05顯著水平。下同。

2.2 不同時期亞硒酸鈉噴施對果實品質(zhì)的影響

如表2所示，在果實發(fā)育不同時期葉面噴施亞硒酸鈉亦可改善葡萄的果實品質(zhì)。果實單粒重、橫縱經(jīng)、可溶性固形物含量等均有所增加，同時，果實中Vc含量和硒含量與對照相比有顯著提高。3個時期處理后的果實Vc含量分別是對照的1.52、1.64和1.98倍，硒含量分別是對照的3.11、9.67和9.89倍。始著色期(7月15日)處理的果實硒含量最高，達到0.178 mg/kg，但與硬核期差異不明顯。雖然果實硬度無明顯差異，但始著色期硒處理的果實單粒重、橫縱經(jīng)、可溶性固形物含量均顯著高于對照，且可滴定酸度略有降低?？梢姽麑嵃l(fā)育期葉面噴硒可改善葡萄果實品質(zhì)，且始著色期處理果實品質(zhì)最好，在硬核期到始著色期噴施可生產(chǎn)富硒葡萄。

表2 不同時期硒處理對葡萄果實品質(zhì)的影響

2.3 葉面噴施亞硒酸鈉對秋季葉片衰老的影響

如圖2所示，葉面噴施不同濃度亞硒酸鈉可提高秋季葉片葉綠素含量、含水量、可溶性蛋白含量以及SOD活性，從而增強植株抗衰老能力，延緩秋季葡萄葉片衰老，且以50 mg/L處理后各項生理指標延緩葉片衰老趨勢最明顯。不同濃度亞硒酸鈉處理均提高了秋季葉片葉綠素含量(圖2a)。圖中50和70 mg/L處理后的葉綠素含量與對照相比有顯著差異，以50 mg/L處理后的葉綠素含量最高。結(jié)果顯示，不同濃度硒處理后的葉片葉綠素含量較對照分別提高了1.85%、24.54%、43.98%和41.98%。不同濃度亞硒酸鈉處理可有效增加秋季葉片含水量(圖2b)，葉片含水量除10 mg/L處理下的結(jié)果與對照差異不大外，其他濃度處理較對照均有一定提高，分別提高了5.96%、9.92%和5.22%。不同濃度硒處理后葉片可溶性蛋白含量均高于對照(圖2c)，30和50 mg/L處理下的葉片可溶性蛋白含量相對高于其他處理。不同濃度硒處理后的葉片SOD活性均高于對照水平(圖2d)，且30和50 mg/L亞硒酸鈉處理提高葉片SOD活性效果相對明顯，與對照相比，分別提高了3.88%和4.91%。

圖2 不同濃度硒處理對葡萄秋季葉片葉綠素、含水量、可溶性蛋白、SOD活性的影響

3 討論

葉面噴施亞硒酸鈉可有效提高葡萄果實硒含量，提高果實單果重、Vc含量、可溶性固形物含量等，本次試驗中所有處理都提高了葡萄果實中的硒含量，并顯著高于對照水平，這與黨偉等[12]、施英杰[13]、王孝娣等[14]的研究結(jié)果一致。王斐等[15]對華酥梨噴施氨基酸硒葉面肥后發(fā)現(xiàn)果肉中的硒含量是對照的8.8～16.3倍。陳劍俠[16]對夏黑葡萄葉面噴施硒肥后發(fā)現(xiàn)，對照葡萄葉片和果實中的硒含量較低，通過葉面噴硒使其硒含量顯著提高并且與處理濃度呈正相關(guān)。加拿大愛德華島的砂土施硒試驗[17]發(fā)現(xiàn)，收獲后的大豆籽粒硒含量與施硒濃度呈正相關(guān)，當施硒濃度為24 mg/kg時，收獲后大豆種子硒含量達到0.5 mg/kg。Rahman等[18]對扁豆的研究發(fā)現(xiàn)，噴施硒酸鉀雖然沒有提高種子的大小和產(chǎn)量，但使種子中的硒含量增長了近10倍。本試驗中不同濃度處理下以70 mg/L處理的果實硒含量最高，是對照的17倍，這與陳劍俠[17]的研究結(jié)果一致；但綜合葡萄果實品質(zhì)各個指標，50 mg/L硒處理最能提高葡萄果實品質(zhì)。不同時期處理下以始著色期(7月15日)處理的果實硒含量最高，是對照的9.89倍，且果實品質(zhì)整體最好，這與王海波等[19]的結(jié)論一致。

硒是谷胱甘肽過氧化物酶等的重要組分，具有極強的抗氧化作用[20]。眾多關(guān)于葉片衰老的研究表明，植物抗衰老能力與其體內(nèi)硒含量密切相關(guān)。適量施硒可促進植株生長，提高植株體內(nèi)保護酶活性，降低膜脂透性和活性氧含量，從而增強植株抗衰老能力，延緩葉片衰老[21]。葉面噴施硒肥可以有效地緩解葉片衰老，提高葉片葉綠素含量從而增加葉片光合量[22]，進一步提高葉片含水量、可溶性蛋白含量，這與王帥等[21,23]的研究結(jié)果一致。葉綠素和可溶性蛋白含量降低是葉片開始衰老的標志[24-26]。Djanaguiraman等[25]研究表明，亞硒酸鈉處理大豆葉片可提高其抗氧化酶活性，有效延緩大豆葉片的衰老。在本試驗中不同濃度硒處理均延緩了葉片衰老且以50 mg/L延緩葉片衰老的效果最好。試驗中亞硒酸鈉葉面噴施的時間為葡萄果實發(fā)育期間，這與鄭曉翠等[27]在葡萄盛花期和果實發(fā)育時期噴施硒肥的處理方式有差異，關(guān)于葡萄新梢發(fā)育期和盛花前期葉面噴施硒肥對葡萄果實品質(zhì)及葉片衰老的影響有待進一步研究。

葡萄春季冬芽萌發(fā)抽生主梢，主梢葉腋內(nèi)的夏芽當年萌發(fā)形成副梢，本研究選擇噴施時尚未萌發(fā)的副梢成熟葉(新葉)和主梢葉(老葉)的硒含量對比，說明葉面噴施硒肥被老葉吸收后可以向新抽生出副稍葉片轉(zhuǎn)移，初步驗證了硒在植物體內(nèi)具有移動性，這為葉面噴硒增加葡萄果實硒含量提供理論依據(jù)。試驗結(jié)果顯示葡萄果實中硒含量隨噴施濃度增加而增加，考慮到硒在植物體內(nèi)的移動性，證明通過葉面噴施硒可轉(zhuǎn)移到果實，表明硒可重復利用，可見葉面噴硒可顯著增加果實中硒含量并改善葡萄的果實品質(zhì)。試驗中不同濃度硒肥處理下以50 mg/L處理的果實品質(zhì)最好，且延緩葉片衰老最明顯；不同時期處理下以7月15日處理的果實品質(zhì)最好，同時可延緩葉片衰老。

4 結(jié)論

葉面噴施亞硒酸鈉被老葉吸收后可向新長出葉片轉(zhuǎn)移，硒在葡萄植株內(nèi)具有移動性，可重復利用。葉面噴施不同濃度亞硒酸鈉可有效改善葡萄單粒重、果粒橫縱經(jīng)、Vc含量、硒含量等果實品質(zhì)，不同濃度處理以50 mg/L亞硒酸鈉處理后的果實品質(zhì)最好，不同時期處理下始著色期處理后的果實品質(zhì)最好。不同濃度亞硒酸鈉處理均有效提高了秋季葡萄葉片葉綠素含量、含水量、可溶性蛋白含量以及SOD活性，從而有效延緩葉片衰老，其中50 mg/L亞硒酸鈉處理后延緩葉片衰老效果最明顯。