外源施硒對釀酒葡萄產(chǎn)量、品質(zhì)及硒富集的影響

王 鵬,張耀中,阮向陽,冶 軍,侯振安,安軍妹

(1.石河子大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，新疆石河子 832003；2.紅花崗區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 土肥站，貴州遵義 563000)

硒是人和動物進(jìn)行正常生命活動必不可少的元素，與人類健康緊密相聯(lián)[1]。缺硒會引起克山病、癌癥等疾病[2]。中國約70%的耕作地為缺硒土壤[3]。提高食物硒含量，是一種科學(xué)、安全的補硒途徑[4-5]。葡萄是經(jīng)濟價值與營養(yǎng)價值并存的水果，當(dāng)前葡萄與葡萄酒需求量逐漸增大。人們對于葡萄酒的需求逐漸趨于優(yōu)質(zhì)化、高端化，富硒葡萄酒能夠滿足人們的這一需求。因此，開發(fā)富硒釀酒葡萄從而實現(xiàn)人類飲食補硒有著深遠(yuǎn) 意義。

在果樹栽培管理中，葉面噴施硒肥是生產(chǎn)富硒水果的有效途徑[6]。葉面噴硒具有用量低，利用率高，不污染環(huán)境等優(yōu)點[7-8]。前人研究表明，葉面噴硒能夠提高作物可食用部位的硒含量[9-10]，同時也能提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)。研究均發(fā)現(xiàn)對大蒜和大豆等作物葉面噴施硒肥時能夠提高作物的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)[11-12]。也有研究報道，噴施一定量的硒肥可提升‘魏可’ ‘紅提’和‘夏黑’葡萄果實硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)[13-15]。作物不同生長時期對硒的吸收能力不同，葡萄葉面噴施硒肥后其果實硒含量從花后到成熟期間表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，在果實膨大期達(dá)到最大值[16]。研究發(fā)現(xiàn)葉面噴施硒肥能提高葡萄的單株產(chǎn)量[17]?！薹濉咸咽┯冒被嵛屎螅涔麑崋瘟Ｙ|(zhì)量、可溶性糖、維生素C含量得到提高[18]；但也有研究報道葉面硒肥量過高會導(dǎo)致作物產(chǎn)量和品質(zhì)降低的報道[19]。葉面噴施硒肥能夠使葡萄富硒，從而釀造出來的葡萄酒就能達(dá)到富硒效果。同時新疆又是全國葡萄種植和葡萄酒生產(chǎn)最重要的基地[20]，因此在新疆生產(chǎn)富硒釀酒葡萄從而釀造富硒葡萄酒十分有必要。通過研究釀酒葡萄果實膨大期(初期、中期和末期)葉面噴硒不同質(zhì)量濃度硒肥以及硒肥噴施次數(shù)對葡萄產(chǎn)量、品質(zhì)和果實硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響，確定釀酒葡萄外源硒適宜的噴施質(zhì)量濃度、噴施時期和噴施次數(shù)，為富硒葡萄酒的生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和試驗地概況

試驗于2018年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團第八師152團進(jìn)行。供試釀酒葡萄品種為‘赤霞珠’，采用“廠”字形樹形，灌溉方式為溝灌。噴施的富硒葉面肥選取亞硒酸鹽(Na2SeO3)為硒源。供試土壤為灌耕灰漠土，其中土壤pH為7.7，有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16.37 g/kg，有效磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.37 mg/kg，速效鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為200.17 mg/kg，全硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.52 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計

分為2個試驗。(1)噴施時期與質(zhì)量濃度試驗：設(shè)置5個噴硒質(zhì)量濃度，分別為清水對照(S0)、100 mg/L(S100)、150 mg/L(S150)、200 mg/L(S200)、300 mg/L(S300)。在果實膨大期初期(6月23日)、中期(7月9日)和末期(7月23日)分別進(jìn)行葉面噴施硒肥。

(2)噴施次數(shù)試驗：設(shè)置噴硒質(zhì)量濃度為150 mg/L，噴施次數(shù)分別為對照T0,1次(T1,膨大初期6月23日)，2次(T2,膨大初期(6月23日)日和中期(7月9日))，3次[T3,膨大初期(6月23日)、中期(7月9日)和末期(7月23日)]。

以上2個試驗每667 m2噴施富硒葉面肥60 L。在進(jìn)行噴施硒肥時，用果袋套住葡萄果實部分，防止硒肥直接與果實部位接觸。由于硒肥滴落在土壤中量少且樹枝茂盛，硒肥不能滴在樹根附近，因此滴落在土壤中對果樹的影響可忽略不計。每個處理10棵葡萄樹，重復(fù)3次，噴施硒肥選在無大風(fēng)和烈日氣象條件下進(jìn)行。在9月上旬葡萄成熟期進(jìn)行采樣，用冰壺帶回實驗室保存。

1.3 樣品處理及硒測定

將洗干凈的葡萄樣品果實部位分為葡萄籽粒、皮和果肉3個待測部分，分別測定3個部分的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)，3個部分相加得到總硒量。

全硒的測定：用天平稱取待測樣葡萄籽和皮0.10 g，用量筒精確量取10 mL果漿，將待測樣置于25 mL錐形瓶中，加入HNO3∶HClO4體積比為4∶1的混合酸10 mL，靜置過夜。通過砂浴鍋170 ℃加熱并及時補加混合酸，直至溶液呈清亮無色且同時有白色的煙冒出，再繼續(xù)加熱到溶液僅余約2 mL左右時，將其從砂浴鍋上取下使冷卻，然后加入6 mol/L的濃鹽酸10 mL，再將其放回砂浴鍋加熱至溶液呈清亮無色且同時有白色的煙冒出時取下、冷卻后通過定量濾紙過濾轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中待測。測定用AFS-810原子熒光光譜儀測定硒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

植物無機硒的測定：準(zhǔn)確稱取0.10 g 樣品于有塞刻度試管中，加體積分?jǐn)?shù)50%鹽酸溶液10 mL，超聲波混勻30 min 后，沸水浴加熱30 min，冷卻后用脫脂棉過濾。樣品消解及測定同上。植物全硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)減去無機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)即為有機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Microsoft Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)計算和制圖。采用SPSS 21.0統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行方差分析。采用單因素方差分析比較不同處理間 差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 硒肥對‘赤霞珠’果實產(chǎn)量的影響

如表1所示，在果實膨大初期、中期和末期葉面噴施不同濃度的硒肥均能提高‘赤霞珠’果實的產(chǎn)量，且隨著硒肥濃度的增加，葡萄產(chǎn)量呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢。在‘赤霞珠’的膨大初期增產(chǎn)效果最佳，當(dāng)質(zhì)量濃度為S100、S150、S200、S300時‘赤霞珠’的產(chǎn)量分別較對照處理顯著提高5.99%、8.11%、10.81%和9.4%。

隨著葡萄生長期的進(jìn)行，葡萄產(chǎn)量的提高幅度依次降低，‘赤霞珠’產(chǎn)量的增加幅度大小為初期>中期>末期，且各個時期在噴硒質(zhì)量濃度為S200時，葡萄的產(chǎn)量達(dá)到最大值。此時產(chǎn)量分別比對照顯著提高10.81%、9.45%和8.32%。由此得出果實膨大初期，葉面噴硒質(zhì)量濃度為S200是‘赤霞珠’達(dá)到增產(chǎn)效果最佳的時期和濃度。

表1 葉面噴施硒肥對‘赤霞珠’產(chǎn)量的影響Table 1 Effect of foliar application of selenium on ‘Cabernet Sauvignon’ yield

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note：Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level. The same below.

2.2 硒肥對‘赤霞珠’果實品質(zhì)的影響

如表2所示，當(dāng)噴施硒肥質(zhì)量濃度為S200時：在膨大初期，‘赤霞珠’的果實單粒質(zhì)量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質(zhì)量濃度分別比對照(S0)提高27.51%、16.95%、13.92%、14.77%和45.1%，可滴定酸比對照(S0)降低9.72%；在膨大中期，‘赤霞珠’的果實單粒質(zhì)量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質(zhì)量濃度分別比對照(S0)提高22.12%、17.24%、15.31%、 12.18%和 42.04%；在膨大末期，‘赤霞珠’的果實單粒質(zhì)量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質(zhì)量濃度分別比對照(S0)提高21.15%、14.10%、 13.71%、 19.96%和16.94%。可滴定酸在膨大初期和中期，當(dāng)噴硒濃度為S100和S150時降低不顯著，當(dāng)噴硒濃度為S200和S300時顯著降低，膨大末期噴施時降低不顯著。

膨大初期，噴施硒肥質(zhì)量濃度為S200時‘赤霞珠’的果實單粒質(zhì)量、橫徑、縱徑、可溶性固形物質(zhì)量濃度和單寧質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到最大值，且此時的可滴定酸質(zhì)量濃度顯著低于對照。綜上可以得出，在膨大初期，葉面噴硒肥質(zhì)量濃度為S200時葡萄果實品質(zhì)改善效果達(dá)到最佳。

表2 施用硒肥對赤霞珠果實品質(zhì)的影響Table 2 Effect of application of selenium fertilizer on quality of Cabernet Sauvignon fruit

2.3 硒肥對‘赤霞珠’不同部位硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的 影響

如表3所示，在果實膨大的各個時期，與對照相比，葉面噴施不同濃度的硒肥均能顯著提高‘赤霞珠’葡萄籽、葡萄皮和葡萄果漿的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)，且與濃度成正比。在膨大初期，葉面噴硒濃度為S200與對照(S0)相比時，‘赤霞珠’的葡萄籽、葡萄皮和葡萄果漿的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別顯著增加 30.47 μg/kg、81.17 μg/kg和21.16 μg/kg。

噴硒質(zhì)量濃度相同時，在初期，‘赤霞珠’不同部位的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為皮>籽粒>果漿；在中期和末期，則為皮>果漿>籽粒。同一噴硒質(zhì)量濃度處理時，葡萄籽的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次下降，分別為初期>中期>末期。質(zhì)量濃度為S200時，在膨大初期和中期葡萄皮和葡萄果漿無顯著性變化但都顯著高于果實膨大末期。質(zhì)量濃度為S300時，‘赤霞珠’葡萄籽、葡萄皮和葡萄果漿的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)在膨大初期達(dá)到了最值，均高于膨大中期和膨大末期，但此時會對葉面造成毒害，S300不宜采用。綜上可以得出果實膨大初期，硒質(zhì)量濃度為S200時富硒效果最佳。

2.4 硒肥對‘赤霞珠’果實總硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響

如圖1所示，在果實膨大初期、中期和末期葉面噴施不同質(zhì)量濃度的硒肥均能顯著提高葡萄的總硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)，且與硒質(zhì)量濃度呈正比。當(dāng)葉面噴施硒肥質(zhì)量濃度為S100、S150、S200和S300時，此時‘赤霞珠’的總硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小為初期>中期>末期，由此可見，膨大初期的富硒效果高于其他2個時期。在膨大初期，葉面噴硒質(zhì)量濃度為S100、S150、S200和S300時，‘赤霞珠’的總硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對照(S0)顯著提高47.94 μg/kg、88.05 μg/kg、132.22 μg/kg和155.34 μg/kg。綜上，可以得出膨大初期為葉面噴施硒肥的最適宜時期。

表3 赤霞珠果實不同部位的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 3 Selenium mass fraction in different parts of Cabernet Sauvignon fruit

不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05) Different lowercase letters indicate significant differences between treatments at 0.05 level；下同 The same below

圖1 赤霞珠果實硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)
Fig.1 Cabernet Sauvignon fruit selenium quality score

2.5 硒肥施用次數(shù)對‘赤霞珠’果實產(chǎn)量的影響

如圖2所示，與對照(T0)相比，在果實膨大期葉面噴施不同次數(shù)的硒肥(T1、T2和T3)均能顯著提高單位質(zhì)量新鮮葡萄的產(chǎn)量，且隨著噴施次數(shù)的增加，‘赤霞珠’葡萄果實的產(chǎn)量也隨著增加。當(dāng)葉面噴施硒肥次數(shù)為T1、T2和T3時，此時的果實產(chǎn)量分別比對照(T0)提高6.1%、 10.82%和9.41%。T2時，此時‘赤霞珠’葡萄果實的產(chǎn)量達(dá)到最大值。綜上可以得出，當(dāng)葉面噴硒次數(shù)為T2時，‘赤霞珠’葡萄果實的增產(chǎn)效果 最佳。

圖2 赤霞珠果實產(chǎn)量Fig.2 Cabernet Sauvignon fruit yield

2.6 硒肥施用次數(shù)對‘赤霞珠’品質(zhì)的影響

如表4所示，T1時，果實單粒質(zhì)量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質(zhì)量濃度分別比對照提高16.35%、12.29%、10.89%、8.05%和 18.78%，且可滴定酸下降6.94%。T2時，果實單粒質(zhì)量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質(zhì)量濃度分別比對照提高21.15%、16.48%、 14.93%、13.06%和39.39%，且可滴定酸下降 12.5%。T3時，果實單粒質(zhì)量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質(zhì)量濃度分別比對照提高 18.2%、14.19%、12.77%、8.57%和25.71%，且可滴定酸下降8.3%。通過以上可以得出，當(dāng)葉面噴施硒肥次數(shù)為T1、T2和T3時，均能夠改善葡萄果實品質(zhì)，且當(dāng)葉面噴施硒肥次數(shù)為T2時，最有利于葡萄果實品質(zhì)的改善。

表4 硒肥施用次數(shù)對赤霞珠果實品質(zhì)的影響Table 4 Effect of application of selenium fertilizer on quality of Cabernet Sauvignon fruit

2.7 硒肥施用次數(shù)對‘赤霞珠’不同部位硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

如表5和表6所示，在果實膨大期，隨著葉面噴施硒肥次數(shù)的增加，‘赤霞珠’果實不同部位的全硒和有機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)也隨著增加。與對照相比，葉面噴施不同次數(shù)的硒肥均能顯著提高‘赤霞珠’不同部位的全硒和有機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)，且硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)與噴硒次數(shù)成正比。硒肥施用次數(shù)為T3時，葡萄籽、葡萄皮和葡萄果肉的全硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)和有機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到了極大值，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為90.23 μg/kg、120.79 μg/kg、26.63 μg/kg和 70.45 μg/kg、71.56 μg/kg、20.16 μg/kg。

當(dāng)葉面噴施硒肥次數(shù)分別為T1、T2和T3時，‘赤霞珠’的葡萄籽、葡萄皮和葡萄果漿的總硒和有機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的大小均為皮>籽粒>果漿。

表5 赤霞珠果實不同部位的硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 5 Selenium mass fraction in different parts of Cabernet Sauvignon fruit

表6 赤霞珠果實不同部位的有機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 6 Organic selenium content in different parts of Cabernet Sauvignon fruit

2.8 硒肥施用次數(shù)對‘赤霞珠’硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

如表7所示，當(dāng)噴施硒肥次數(shù)分別為T1、T2和T3時，均能顯著提高果實的總硒、有機硒和無機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)，硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)與噴硒次數(shù)呈現(xiàn)正相關(guān)。T1時，果實的總硒、有機硒和無機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對照提高88.06 μg/kg、69.29 μg/kg和18.77 μg/kg。T2時，果實的總硒、有機硒和無機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對照提高158.51 μg/kg、 114.39 μg/kg和44.12 μg/kg。T3時，果實的總硒、有機硒和無機硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比對照提高了234.15 μg/kg、159.1 μg/kg和75.08 μg/kg。當(dāng)葉面噴施硒肥次數(shù)為T1、T2和T3時，有機硒占比依次下降，分別為78.87%、 72.41%和 68.24%。

表7 赤霞珠果實硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)Table 7 Cabernet fruit selenium quality score

3 討 論

本試驗表現(xiàn)，在‘赤霞珠’膨大期葉面噴施硒肥，均能改善葡萄果實品質(zhì)及增加產(chǎn)量，此結(jié)論與寧嬋娟等[21]研究結(jié)果相一致。田間試驗觀察得出噴硒質(zhì)量濃度為S300時，葡萄的葉面會有毒害現(xiàn)象，出現(xiàn)了黃色的灼燒斑點。這是由于噴施硒量過高導(dǎo)致的，質(zhì)量濃度過高不利于葡萄的生長和果實品質(zhì)的改善[22]，因此S300不利于在生產(chǎn)中進(jìn)行推廣。噴施適宜的硒肥有利于葡萄的果實品質(zhì)的改善，但當(dāng)噴施濃度過高會導(dǎo)致作物中毒，不利于作物的生長。因此在實際的生產(chǎn)中，對不同類型的作物要選擇適宜的硒肥噴施量，這樣可以避免用量過多對作物造成傷害，同時也可以節(jié)約成本。

在對葡萄進(jìn)行葉面噴施硒肥時，要滿足營養(yǎng)元素對作物的Bertrand規(guī)律，就是低濃度對作物的生長起到促進(jìn)作用，而高濃度對作物的生長起到抑制作用[23]。本試驗得出噴施硒肥質(zhì)量濃度為S200和噴施硒肥次數(shù)為T2時，葡萄果實產(chǎn)量達(dá)到最大值。在葉面噴施硒肥質(zhì)量濃度從S100到S200和噴施次數(shù)從T1到T2時，果實產(chǎn)量顯著增加，但在S200到S300和噴施次數(shù)從T2到T3時，果實產(chǎn)量增加不明顯。此研究結(jié)果與他人對糜子、小麥的研究結(jié)果相一致[24-25]。對農(nóng)作物進(jìn)行葉面噴硒后能提高農(nóng)作物的含硒量，其含量與噴硒量、生長期還有噴硒次數(shù)等有關(guān)[26]。葉面噴施的效果比基施更加明顯且投入更少更方便[27]。在膨大初期、中期和末期，噴施硒肥均能顯著提高‘赤霞珠’葡萄籽、皮、果肉以及總硒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，且與噴硒濃度成正比，這與王鵬等[28]的研究結(jié)果一致。隨著葡萄生育期的推進(jìn)，同一噴硒質(zhì)量濃度下葡萄籽粒硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)是下降的，這主要是因為隨著葡萄生育期的推進(jìn)，葡萄的籽粒逐漸生長發(fā)育完善，對營養(yǎng)元素的需求降低導(dǎo)致的。研究得出，不同生長時期富硒效果為膨大初期>中期>末期,這可能是由于葡萄在生長初期生長,對硒肥的吸收能力強,而隨著葡萄生長發(fā)育時期的進(jìn)行,葡萄果實的生長發(fā)育逐漸完善,對營養(yǎng)元素的需求逐漸降低,對硒肥的吸收能力也逐漸下降所導(dǎo)致的，該研究結(jié)論與與劉秀桃等[29]研究結(jié)果一致。隨著葉面噴施硒肥濃度的增加，葡萄果實含量與總硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)的增加，此結(jié)論與高德凱等[30]對外源硒與冬瓜富集的研究結(jié)論相同。葉面硒肥價格高，從經(jīng)濟角度考慮S200為最適噴硒質(zhì)量濃度。

4 結(jié) 論

噴施適量的硒肥能夠改善葡萄果實品質(zhì)、提高產(chǎn)量和果實硒質(zhì)量分?jǐn)?shù)。綜合葉面噴硒對釀酒葡萄產(chǎn)量、品質(zhì)和硒富集量來考慮，得出果實膨大初期(6月23日)為最適噴施時期，200 mg/L為最適噴施質(zhì)量濃度，2次(初期和中期)為最適噴施次數(shù)。