不同砧木對設(shè)施葡萄果實(shí)硒養(yǎng)分吸收和利用的影響研究*

馬玉全，王小龍，李玉梅，王孝娣，劉鳳之，王海波

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧省落葉果樹礦質(zhì)營養(yǎng)與肥料高效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧興城 125100）

近年來設(shè)施葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，87-1 作為設(shè)施葡萄中的重要品種，具有耐弱光、耐貯運(yùn)、抗性強(qiáng)等特點(diǎn)。砧木作為葡萄樹體養(yǎng)分的運(yùn)輸通道，其對礦質(zhì)元素代謝也起著極為重要的作用，可使樹體表現(xiàn)出差異生長或果實(shí)品質(zhì)與產(chǎn)量發(fā)生顯著變化[1]，有研究表明，砧木對接穗的生長勢、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)[2-3]以及樹體的營養(yǎng)吸收[4-6]、光合特性[7-8]、抗性[9]等方面均產(chǎn)生了影響。

硒（Se）是人類必需的微量元素之一，具有預(yù)防衰老和增強(qiáng)免疫力等多種生理功能[10-11]，人體內(nèi)無法合成和儲存硒，動(dòng)物制品的硒利用率較低[12]，所需要的硒主要從蔬菜和水果中直接獲取[13-14]。因此，富硒農(nóng)產(chǎn)品的開發(fā)和利用成為科研的關(guān)注熱點(diǎn)，提升作物可食用部位硒的利用成為生產(chǎn)中主要的追求目標(biāo)[15]。富硒葡萄不僅可以提高葡萄的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還能提高營養(yǎng)價(jià)值[16]，在富硒葡萄的生產(chǎn)中主要是提高果實(shí)對硒養(yǎng)分的吸收利用。目前針對提升葡萄果實(shí)對硒的吸收利用的研究主要集中在外源施硒對葡萄果實(shí)硒養(yǎng)分利用的影響[17-18]，有關(guān)不同砧木對設(shè)施葡萄果實(shí)硒養(yǎng)分吸收利用的影響尚未見報(bào)道。為此，本研究以貝達(dá)、140R 等12 種砧木為試材嫁接設(shè)施葡萄87-1，于關(guān)鍵生育期對各砧穗組合進(jìn)行整株取樣，測定分析植株各器官的硒元素含量和累積量，研究不同砧木對87-1 葡萄果實(shí)硒元素吸收利用的影響，為富硒葡萄生產(chǎn)中設(shè)施葡萄87-1 砧木的選擇和硒肥的施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及地點(diǎn)

試驗(yàn)于2020 年1 月至2021 年11 月在位于遼寧省興城市的中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所葡萄核心技術(shù)試驗(yàn)示范園（東經(jīng)120.51°，北緯40.45°）中進(jìn)行。供試材料為3 年生87-1 葡萄嫁接樹，砧木分別為華葡1 號、貝達(dá)、SO4、5BB、225R、1103P、101-14、420A、110R、LOT、140R、34EM，采用盆栽處理，于2018 年5 月定植于日光溫室內(nèi)直徑35 cm、深35 cm 的塑料盆中。其中日光溫室東西走向，跨度7.5 m、高度4.2 m、長度70 m，覆蓋PO 棚膜，12 月21 日開始升溫，4 月14 日盛花，6 月30 日果實(shí)成熟，11 月3 日落葉。行株距2.0 m×0.8 m，樹形采用單層水平龍干形，葉幕形采取V 形葉幕，其他管理同常規(guī)。試驗(yàn)前測定土壤肥力為堿解氮含量110.6 mg/kg，速效磷含量90.58 mg/kg，速效鉀含量230.8 mg/kg，全硒含量0.36 mg/kg。

分別在萌芽前、初花前、轉(zhuǎn)色前、采果后施用氨基酸水溶性硒肥。供試氨基酸硒肥由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所研制（在氨基酸母液中加入Na2SeO3，于70～80 ℃在pH 值6.5 條件下反應(yīng)2 h），主要成分為氨基酸硒，液體肥硒元素含量為3%。采用土施硒肥的方式，硒施用量1 000 mg/hm2，將氨基酸硒肥兌入清水后，均勻施入植株中。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)、測定項(xiàng)目和方法

對每個(gè)砧穗組合于萌芽前選擇長勢一致的植株編號標(biāo)記，于萌芽期、始花期、末花期、種子發(fā)育期、果實(shí)轉(zhuǎn)色期、果實(shí)成熟期和落葉期等7 個(gè)關(guān)鍵時(shí)期進(jìn)行整株取樣，每次取3 株，將樹體解剖為花穗或果實(shí)和其他器官，并測定分析硒元素含量，計(jì)算不同生育階段植株整體對硒的吸收即累積量。樹體管理過程中修剪或疏除的各器官全部收集對應(yīng)到相應(yīng)植株。

將解剖的各器官樣品按清水→洗滌劑→清水→1%鹽酸→3 次去離子水順序沖洗后，立即在105 ℃下殺青30 min，隨后在80 ℃下烘干，不銹鋼電磨粉碎后過60 目篩，裝袋備用。硒元素含量采用水浴鍋進(jìn)行消解、原子熒光吸收進(jìn)行測定[19]。

各器官元素累積量＝各器官元素濃度×對應(yīng)器官干物質(zhì)重量

單株元素累積量＝∑各器官元素累積量

某生育階段元素累積量＝上一時(shí)期元素累積量－下一時(shí)期元素累積量

某器官元素吸收分配比率（%）＝（該器官單株元素需求量/全年單株元素需求量）×100

硒元素果實(shí)生產(chǎn)效率＝單株植株果實(shí)產(chǎn)量/單株植株硒元素年累積量[20]

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2010 軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并作圖，利用SAS 9.4 軟件進(jìn)行單因素方差分析（α＝0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同砧木對87-1葡萄果實(shí)及其他器官硒吸收分配規(guī)律的影響

從表1 可以看出，87-1 葡萄果實(shí)硒吸收分配比率較低，不同砧木對果實(shí)硒吸收分配比率有顯著性影響。砧木華葡1 號的果實(shí)硒吸收分配比率最高，為3.72%；其次是砧木LOT、SO4、225R，果實(shí)硒吸收分配比率分別為3.65%、3.55%、3.38%，三者之間無顯著差異；砧木貝達(dá)和110R 的果實(shí)硒吸收分配比率較低，分別為1.34%和1.07%，說明這2 種砧木嫁接后，果實(shí)的硒累積作用較低。而在其他器官的硒吸收分配規(guī)律中，不同砧木的硒吸收分配比率差異也較為顯著。根和葉片作為主要的硒吸收器官，在整株硒吸收分配中占比最高。根系中以砧木LOT 的硒吸收分配比率最高，其次是砧木華葡1 號、225R、34EM。葉片中以砧木140R 的硒吸收分配比率最高，為68.54%；其次是砧木110R，為65.95%，這2 種砧木嫁接后，葉片成為硒的主要吸收器官。

表1 不同砧木對87-1 葡萄果實(shí)及其他器官硒吸收分配規(guī)律的影響

2.2 不同砧木對不同生育時(shí)期87-1 葡萄果實(shí)硒含量的影響

由表2 可知，各砧木的87-1 葡萄果實(shí)硒含量在生育期內(nèi)整體呈先上升后下降的趨勢，但生育期內(nèi)果實(shí)硒含量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律并不一致，砧木華葡1號、SO4、5BB、110R、LOT、34EM 的果實(shí)硒含量在末花期達(dá)到最高，其他砧木的果實(shí)硒含量在種子發(fā)育期達(dá)到最大值。同一時(shí)期內(nèi)，不同砧木的87-1 葡萄果實(shí)硒含量也表現(xiàn)出較大差異。初花期，以砧木140R 的果實(shí)硒含量最高，為0.321 mg/kg；以砧木225R 的果實(shí)硒含量最低，為0.098 mg/kg。末花期，除了砧木140R 的果實(shí)硒含量與上一時(shí)期持平外，其余砧木的果實(shí)硒含量均不同程度地增加，以砧木SO4 的果實(shí)硒含量最高，為0.436 mg/kg；其次是砧木華葡1 號、140R，果實(shí)硒含量分別為0.365、0.321 mg/kg；砧木101-14 的果實(shí)硒含量最低，為0.176 mg/kg。種子發(fā)育期，砧木貝達(dá)、225R、1103P、101-14、420A、140R 的果實(shí)硒含量迅速增加，其他砧木的果實(shí)硒含量開始下降，其中砧木140R 的果實(shí)硒含量最高，為0.491 mg/kg，砧木貝達(dá)、225R、1103P、101-14 的果實(shí)硒含量也均在0.30 mg/kg 以上，砧木華葡1 號、5BB、LOT 的果實(shí)硒含量均較低。種子發(fā)育期后各砧木的87-1 葡萄果實(shí)硒含量均呈下降趨勢。果實(shí)轉(zhuǎn)色期，以砧木110R 的果實(shí)硒含量最高，為0.191 mg/kg；砧木SO4 和34EM 的果實(shí)硒含量均較低，分別為0.063、0.061 mg/kg。果實(shí)成熟期，各砧木的87-1 葡萄果實(shí)硒含量差異較小，以砧木SO4 和華葡1 號的果實(shí)硒含量最高，分別為0.078 mg/kg 和0.076 mg/kg；其次是砧木101-14 和225R；以砧木貝達(dá)的果實(shí)硒含量最低，為0.028 mg/kg。

表2 不同砧木對不同生育時(shí)期87-1 葡萄果實(shí)硒含量的影響

2.3 不同砧木對各生育階段87-1葡萄果實(shí)硒累積量的影響

從表3 可以看出，不同砧木的87-1 葡萄在各生育階段果實(shí)的硒累積量差異顯著。初花期至末花期階段，砧木34EM 和225R 的硒累積量較高，分別為1.54 μg 和1.19 μg，其次是砧木LOT，砧木華葡1 號、SO4、420A 的硒累積量居中，砧木101-14的硒累積量最低。末花期至種子發(fā)育期階段，不同砧木87-1 葡萄的硒累積量增加量提高，以砧木101-14 的硒累積量最高，為15.26 μg，顯著高于其他砧木，其次是砧木140R 和34EM，砧木華葡1 號、5BB、110R、LOT 的硒累積量均顯著低于其他砧木。種子發(fā)育期至果實(shí)轉(zhuǎn)色期階段，由于果實(shí)硒含量開始下降，果實(shí)干物質(zhì)的累積速度小于果實(shí)硒累積速度，砧木貝達(dá)、SO4、225R、101-14、140R、34EM的硒累積量出現(xiàn)負(fù)增長，其他砧木的硒累積量仍繼續(xù)增加，其中以砧木110R 的硒累積量最高。果實(shí)轉(zhuǎn)色期至成熟期階段，可能由于砧木110R 和1103P的果實(shí)硒含量下降明顯，果實(shí)硒累積量減少，其他砧木的硒累積量均為正增長，其中以砧木SO4 的硒累積量最高，與其他砧木的差異達(dá)到顯著水平，其次是砧木華葡1 號，砧木420A 和140R 的硒累積量較低。在整個(gè)生育期，各砧木的87-1 葡萄果實(shí)硒累積量比較中等，以砧木SO4 的硒累積量最高，其次是砧木華葡1 號和101-14，砧木110R 的硒累積量最低。

表3 不同砧木對各生育階段87-1 葡萄果實(shí)硒累積量的影響

2.4 不同砧木對87-1葡萄果實(shí)硒生產(chǎn)效率的影響

果實(shí)硒生產(chǎn)效率是果實(shí)硒的吸收量向果實(shí)產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率。由圖1 可知，不同砧木對87-1 葡萄果實(shí)硒生產(chǎn)效率的影響中，砧木101-14 的果實(shí)硒生產(chǎn)效率最高，顯著高于其他砧木，其次是砧木140R 和LOT，砧木貝達(dá)、1103P、225R、420A、110R的果實(shí)硒生產(chǎn)效率均較低，尤其是砧木110R 的果實(shí)硒生產(chǎn)效率顯著低于其他砧木。

圖1 不同砧木對87-1 葡萄果實(shí)硒生產(chǎn)效率的影響

3 討論與結(jié)論

研究表明，由于不同作物對硒的富集能力差異導(dǎo)致器官中硒的分配也存在差異[15]，砧木作為葡萄樹體與土壤的營養(yǎng)運(yùn)輸通道，對礦質(zhì)代謝起著極其重要的作用[21]。本試驗(yàn)中砧木對87-1 葡萄果實(shí)的硒吸收分配產(chǎn)生重要影響，砧木華葡1 號、SO4、225R和LOT 的果實(shí)硒吸收分配比率均顯著高于其他砧木，其中以華葡1 號的果實(shí)硒吸收分配比率最高。整體來看，果實(shí)中硒累積量在葡萄整株的占比較低，主要以根系和葉片吸收為主，不同砧木嫁接可以有效調(diào)節(jié)硒在各器官中的分配，提升在果實(shí)中的分配比例。

不同砧木處理，果實(shí)礦質(zhì)元素含量也表現(xiàn)出較大差異[22]。本研究中果實(shí)硒含量均是先升高后降低，隨著果實(shí)成熟，果實(shí)內(nèi)硒含量降低，朱麗琴等[23]認(rèn)為可能是硒回流至樹體所致。但不同砧木處理，果實(shí)硒含量的峰值出現(xiàn)時(shí)期不同，砧木華葡1 號、SO4、5BB、110R、LOT、34EM 的果實(shí)硒含量峰值均出現(xiàn)在末花期，而其余砧木的果實(shí)硒含量峰值均出現(xiàn)在種子發(fā)育期。同一時(shí)期內(nèi)，不同砧木處理的果實(shí)硒含量也表現(xiàn)出顯著差異。初花期砧木140R 的果實(shí)硒含量顯著高于其他砧木，末花期以砧木SO4最高，種子發(fā)育期和果實(shí)轉(zhuǎn)色期分別以砧木140R 和110R表現(xiàn)較好，在果實(shí)成熟期砧木SO4 的果實(shí)硒含量最高。

植物對環(huán)境中養(yǎng)分的吸收能力一般用吸收速率或累積量來表示[24]。本研究中不同生育階段，不同砧木處理的87-1 葡萄果實(shí)硒累積量存在顯著差異，砧木貝達(dá)、1103P、101-14、420A、140R 和34EM在末花期到種子發(fā)育期階段的果實(shí)硒累積量較高，砧木華葡1 號、SO4、5BB、225R、LOT 對硒的吸收集中在果實(shí)轉(zhuǎn)色期到成熟期階段，砧木110R 則在種子發(fā)育期到果實(shí)轉(zhuǎn)色期階段，因此，在富硒果品生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)嫁接砧木的不同，根據(jù)果實(shí)硒養(yǎng)分需求特點(diǎn)合理施用硒肥。在整株果實(shí)硒累積量的比較中，砧木SO4 果實(shí)硒吸收能力最強(qiáng)，果實(shí)硒累積量顯著高于其他砧木。

果實(shí)生產(chǎn)效率是指果實(shí)產(chǎn)量占植株礦質(zhì)元素年累積量的比值，表示植株對礦質(zhì)元素的吸收量向果實(shí)產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率[25-26]。本研究中不同砧穗組合果實(shí)硒生產(chǎn)效率的高低體現(xiàn)了不同砧木對果實(shí)中硒轉(zhuǎn)化利用效率的影響。砧木101-14 的果實(shí)硒生產(chǎn)效率處于較高水平，說明該砧木嫁接87-1 葡萄后具有較高的果實(shí)硒轉(zhuǎn)化利用效率，有利于生產(chǎn)富硒果品。

不同砧木對設(shè)施葡萄果實(shí)硒養(yǎng)分吸收和利用的影響也與土壤情況、根際環(huán)境、水分灌溉等[27-28]有關(guān)，還需要進(jìn)一步的研究。