葉面施硒對‘陽光玫瑰’葡萄硒含量及果實品質(zhì)的影響

高展，劉喜存，張玉紅，黃金華，朱紅彩，趙洋，劉震宇，胡寧，李棟，金玉蔓

（河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453000）

0 引言

硒是人體必需微量營養(yǎng)元素，缺硒會影響人體健康。硒具有防治癌癥[1]、抑制腫瘤細(xì)胞鐵死亡以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡[2]、預(yù)防地方性疾病（如克山病、卡斯欽-貝克?。3]等作用。雖然人體對硒需求量有限，但是國內(nèi)有72%的缺硒地區(qū)，約7億人存在嚴(yán)重缺硒問題。農(nóng)產(chǎn)品硒源是人體科學(xué)補硒的最佳選擇，當(dāng)前，國內(nèi)外已開發(fā)出眾多深受市場青睞的富硒農(nóng)產(chǎn)品，農(nóng)產(chǎn)品富硒化已得到較快發(fā)展[4]。

合理施硒是提高樹體果實含硒量、改善果實品質(zhì)的有效栽培措施，主要有土施、葉面噴施2 種，土施硒肥存在一定弊端。秦玉燕等[5]研究表明，在提高芒果葉片和果實含硒量方面，葉面噴硒提升幅度遠(yuǎn)超土施硒肥。土施硒肥較低的利用效率，可能會導(dǎo)致未被植物吸收利用的外源硒污染土壤或者地下水[6]。葉面噴施硒肥具有操作簡單、植物吸收利用率高的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用。戚霄晨等[7]研究表明，葉面施硒有提高甜櫻桃果實品質(zhì)、降低部分重金屬含量的作用。果樹不同發(fā)育期對硒的吸收能力不同，葡萄施硒后果實硒含量從花后到果實成熟期的變化趨勢是先升高后降低，并在果實膨大期達(dá)到峰值[8]。然而，施硒濃度過高會導(dǎo)致果樹毒害，危害植株生長，降低果實品質(zhì)[9]，因此對果樹噴施適宜濃度的硒肥尤為重要。植物對硒元素的吸收或富集能力因品種不同而有異，不同硒肥的施肥量應(yīng)因作物品種而定[10]。硒攝入過量對人體有害，因此生產(chǎn)富硒農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)符合富硒食品標(biāo)準(zhǔn)。

河南是國內(nèi)鮮食葡萄栽培的主產(chǎn)區(qū)之一[11]。近年來‘陽光玫瑰’葡萄在河南省的栽培面積快速擴(kuò)大，產(chǎn)銷兩旺[12]，已成為鮮食葡萄主栽品種[13]。在‘陽光玫瑰’葡萄栽培管理中噴施氨基酸富硒肥，是生產(chǎn)富硒‘陽光玫瑰’葡萄的一種有效方法，合理開發(fā)生產(chǎn)富硒‘陽光玫瑰’葡萄具有提高其商品附加值、促進(jìn)社會效益和經(jīng)濟(jì)效益提升的重要現(xiàn)實意義。本試驗比較分析避雨栽培下葉面噴施不同硒濃度氨基酸富硒肥對‘陽光玫瑰’葡萄含硒量、果實品質(zhì)的影響，對果實品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，篩選在豫北地區(qū)避雨栽培富硒‘陽光玫瑰’葡萄較適的氨基酸富硒肥噴施方案，以期為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)富硒‘陽光玫瑰’葡萄提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗園概況與試驗材料

試驗園位于河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗站。以樹勢一致的2 年生‘陽光玫瑰’葡萄為試驗材料，采用Y型避雨棚架栽培，南北行向，單臂單層水平樹形修剪，株行距為1.2 m×2 m。試驗田土質(zhì)為褐色土壤，pH 8.05。秋后果實采收后施有機肥3×104kg/hm2，滴灌，常規(guī)管理。

1.2 試驗方案設(shè)計

采用氨基酸型富硒營養(yǎng)劑（中農(nóng)硒科富硒農(nóng)業(yè)技術(shù)研究院研發(fā)，硒含量≥40 g/kg，氨基酸≥100 g/kg）為硒源。設(shè)置硒濃度為10 mg/L(Se10)、20 mg/L(Se20)、30 mg/L(Se30)、40 mg/L(Se40)、50 mg/L(Se50)，等量清水為對照(CK)，共6個處理，每個處理選擇5株生長正常的植株，在果實套袋后，分別于果實膨大期（謝花后15 d）開始噴施，間隔15 d再噴施1次，共噴施2次。試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，重復(fù)3次，供試單株為90株。噴施方法采用常量噴霧法，正反面均勻噴施以葉片滴水為度，噴施時間選擇無風(fēng)條件9:00以前進(jìn)行。于2021年9月1日采取適量葉片、枝條、成熟的果實，并將其放入箱中帶回進(jìn)行測定。

1.3 樣品采集與制備

1.3.1 葡萄各部位含硒量的測定在果實成熟期每個處理隨機選取5株，采其枝條，6～9 節(jié)位的葉片，果穗上、中、下部各取5粒果實，用原子熒光光譜法測定葡萄果實、葉片、枝條的含硒量。

1.3.2 果實外在品質(zhì)測定在果實成熟期每個處理在果穗上、中、下部各取5粒果實，用1/10000電子天平稱重即為單粒質(zhì)量。用游標(biāo)卡尺分別測量稱重后的果?？v、橫徑。隨機摘取各處理中間部位的5個果穗，用電子天平稱重，取均值即為單穗質(zhì)量。果形指數(shù)以果實縱徑與果實橫徑的比值表示。

1.3.3 果實內(nèi)在品質(zhì)測定在果實成熟期每個處理隨機摘取5個果穗，在果穗上、中、下部位各取5粒果實。使用氫氧化鈉溶液滴定法測定可滴定酸含量[14]，使用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定可溶性蛋白質(zhì)含量，使用鉬藍(lán)比色法測定維生素C含量，使用折光儀測定可溶性固形物含量，使用蒽酮比色法測定可溶性總糖含量[15]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 19.0進(jìn)行顯著性分析、主成分分析及聚類分析，其中顯著性分析使用Duncan’s多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面施硒對‘陽光玫瑰’葡萄各部位含硒量的影響

由表1可知，隨葉面噴施富硒肥中硒含量的增加，‘陽光玫瑰’葡萄各部位的含硒量呈增加趨勢。Se10～Se50 的‘陽光玫瑰’葡萄果實、葉片、枝條中硒含量，分別為0.007～0.049、5.750～44.400、0.130～0.520 mg/kg。與對照相比，處理Se50的‘陽光玫瑰’葡萄果實含硒量由0 mg/kg提高至0.049 mg/kg，葉片、枝條中硒含量分別較對照提高110、13.44 倍。葉面噴施硒濃度與果實、葉片、枝條中硒含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.959、0.960和0.895。

表1 不同硒濃度處理對‘陽光玫瑰’葡萄各部位含硒量的影響mg/kg

2.2 葉面施硒對‘陽光玫瑰’果實外在品質(zhì)的影響

由表2可知，與對照相比，‘陽光玫瑰’葡萄的果粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量在噴施硒肥的處理下整體呈增長趨勢，并在硒濃度為10 mg/L 的處理下達(dá)到最高值，分別是13.390 g、0.745 kg，較對照分別提高29.673% 、42.720%，差異顯著。

表2 不同硒濃度處理對‘陽光玫瑰’葡萄果實外在品質(zhì)的影響

2.3 葉面施硒對‘陽光玫瑰’果實內(nèi)在品質(zhì)的影響

由表3可知，不同硒濃度處理對‘陽光玫瑰’葡萄果實內(nèi)在品質(zhì)具有一定的影響。其中，蛋白質(zhì)含量、維生素C含量、可溶性總糖隨施硒濃度的增加呈上升趨勢，且在噴施硒濃度為50 mg/L處理下達(dá)到最高值，分別為1.943 mg/(g·FW)、18.517 mg/(100 g·FW)、29.217%，較對照分別提高2.196 倍、1.107 倍、29.813%，差異顯著?？傻味ㄋ岷侩S施硒濃度的增加呈下降趨勢，且在噴施硒濃度為50 mg/L處理下降到最低值，為5.507%，較對照顯著降低17.275%。

表3 不同硒濃度處理對‘陽光玫瑰’葡萄果實內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.4 葉面施硒對‘陽光玫瑰’果實含硒量和品質(zhì)影響的主成分分析

通過主成分分析，11項指標(biāo)提取出3個主成分，其成分載荷矩陣、特征值、貢獻(xiàn)率、累計貢獻(xiàn)率如表4 所示。前3個主成分的累計貢獻(xiàn)率達(dá)到96.439%，可反映大部分原始信息。第1 主成分包括原始信息量的59.742%，與果實維生素C含量、可溶性固形物含量、可溶性總糖含量、果實含硒量有顯著的正相關(guān)。第2 主成分包括原始信息量的27.466%，與單穗質(zhì)量、果?？v徑、單粒質(zhì)量有顯著的正相關(guān)。第3 主成分包括原始信息量的9.231%，與果形指數(shù)有顯著的正相關(guān)。

表4 不同硒濃度處理下‘陽光玫瑰’葡萄果實含硒量和品質(zhì)主成分分析

通過主成分分析，可獲得6個處理在3個主成分上的得分，以3 個主成分所對應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重，計算主成分綜合模型，如式(1)。

式中，F(xiàn)表示綜合得分，x1表示果實含硒量，x2表示可滴定酸含量，x3表示可溶性固形物含量，x4表示蛋白質(zhì)含量，x5表示維生素C含量，x6表示可溶性總糖含量，x7表示單粒質(zhì)量，x8表示果?？v徑，x9表示果粒橫徑，x10表示果形指數(shù)，x11表示單穗質(zhì)量。

通過主成分綜合模型可計算出綜合主成分值。由表5可知，不同硒濃度處理下‘陽光玫瑰’葡萄果實品質(zhì)綜合得分由高到低的依次是Se50、Se40、Se30、Se20、Se10、CK。表明在豫北地區(qū)避雨栽培下，于‘陽光玫瑰’葡萄果實膨大期，在葉面噴施硒含量為10～50 mg/L的氨基酸富硒肥可以提高‘陽光玫瑰’葡萄果實品質(zhì)，其中硒含量為50 mg/L處理的果實品質(zhì)最好。

表5 綜合主成分值

2.5 葉面施硒對‘陽光玫瑰’果實含硒量和品質(zhì)影響的聚類分析

采用離差平方和法進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖1 所示。在歐氏距10處，將6個硒濃度處理的‘陽光玫瑰’葡萄聚為3類。結(jié)合表5可知，主成分綜合排名在前4位的處理Se50、Se40、Se30、Se20被聚為第1類，第5位的處理Se10被聚為第2類，第6位的處理CK被聚為第3類，與主成分分析結(jié)果一致。

圖1 不同硒濃度處理下‘陽光玫瑰’葡萄果實含硒量和果實品質(zhì)的聚類分析

3 結(jié)論

葉面噴施氨基酸富硒肥是既可提高果實含硒量，又可改善果實內(nèi)在品質(zhì)的有效方法。生產(chǎn)發(fā)展富硒農(nóng)產(chǎn)品，可有效提高經(jīng)濟(jì)作物的附加值。利用主成分和聚類分析對不同硒濃度處理下的‘陽光玫瑰’果實品質(zhì)進(jìn)行綜合評價，結(jié)果表明，排名在前4 位的處理Se50、Se40、Se30、Se20 被聚為第1 類，排名在第6 位的處理CK被聚為第3類。因此，在綜合考量果實含硒量和果實品質(zhì)的情況下，建議在豫北地區(qū)避雨栽培下種植富硒‘陽光玫瑰’葡萄，可于果實膨大期（謝花后15 d）開始噴施硒含量為50 mg/L 的氨基酸富硒肥，間隔15 d再噴施1次，共噴施2次。

4 討論

4.1 不同硒濃度處理對‘陽光玫瑰’葡萄各部位含硒量的影響

根據(jù)聚硒能力的不同，植物可分為硒積聚植物、硒非積聚植物和富硫并高硒植物[16]。本試驗中，葉面噴施硒濃度為50 mg/L 的氨基酸富硒肥，葡萄各部位所積累的硒含量依然較低，表明葡萄是硒非積聚植物，與朱麗琴等[11]研究的結(jié)果一致。本試驗中使用葉面噴硒，‘陽光玫瑰’葡萄果實硒含量由0 mg/kg 提高至0.049 mg/kg，表明葉面噴硒可以有效提高葡萄果實硒含量。此外，葉面噴硒葡萄各部位硒含量排序為葉片＞枝條＞果實，表明避雨栽培下葡萄吸收硒后優(yōu)先運輸分布到葉片中，與朱麗琴等[11]的結(jié)論一致，與萬海英等[17]、王海波等[18]的結(jié)果不一致，可能是施肥方式、葡萄栽培條件不一致。

4.2 不同硒濃度處理對‘陽光玫瑰’葡萄果實品質(zhì)的影響

糖對于葡萄果實品質(zhì)的形成起著關(guān)鍵作用，既影響果實的風(fēng)味和商品性，又可調(diào)控果實發(fā)育過程中多種物質(zhì)代謝[19]。硒肥可通過參與果樹生理代謝影響果實糖酸含量。低硒處理可以提高抗氧化酶活性，減緩葉片衰老及葉綠素降解[20]，硒還可通過帶有-SH 的膽色素原脫氨酶(PBGD)與γ-氨基乙酰丙酸脫水酶(ALAD)的互作調(diào)控葉綠素的合成[21]，提高光合作用，進(jìn)而促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累，增加葡萄果實的含糖量。另外，酸性轉(zhuǎn)化酶(AI)是糖分積累的關(guān)鍵限制酶，施硒可以提高AI 活性，促進(jìn)葡萄果實糖分積累，減少可滴定酸[22]。本研究中，葉面噴硒可提高‘陽光玫瑰’葡萄果實可溶糖總糖含量，降低可滴定酸含量，硒肥對葡萄果實糖酸含量的調(diào)節(jié)作用與張欣等[23]的研究結(jié)果一致。

維生素C 是植物體內(nèi)重要的抗氧化劑，起著清除果實內(nèi)活性氧自由基的作用[24]。在抗氧化過程中，Vc在被氧化成脫氫抗壞血酸(DHA)后，能在谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)的參與下還原為Vc[25]，而硒是GSH-Px 酶系的組成成分，因此適量施硒可以提高葡萄果實Vc含量。本試驗中，施硒處理的‘陽光玫瑰’葡萄果實維生素C 含量高于對照，且在50 mg/L 達(dá)到最高值，這與許真等[26]的結(jié)果一致。

蛋白質(zhì)是果實的重要營養(yǎng)成分之一。硒進(jìn)入植物體內(nèi)后至少以2 種方式參與蛋白質(zhì)代謝。直接方式，硒可轉(zhuǎn)化成多種硒代氨基酸，如硒代半胱氨酸、硒代高胱氨酸，以原料形式參與硒蛋白質(zhì)的合成[27]；間接方式，硒作為一種tRNA核糖核酸鏈的必要組分，參與轉(zhuǎn)運氨基酸，合成蛋白質(zhì)[28]。此外，硒是GSH-Px 的組成成分，GSH-Px 可以清除機體內(nèi)的過氧化氫(H2O2)、有機氫過氧化物及脂質(zhì)過氧化物，減少活性氧自由基對蛋白質(zhì)的氧化損傷[29]。適量施硒既可提高果實Vc 含量又可提高蛋白質(zhì)含量，因為Vc能在有氧代謝過程與活性氧（羥基自由基、超氧陰離子、單線態(tài)氧等）迅速反應(yīng)，去除活性氧[25]，保護(hù)蛋白質(zhì)免受氧化損傷。本研究中，硒處理組的葡萄果實蛋白質(zhì)含量高于對照，表明適量施硒可以提高葡萄果實蛋白質(zhì)含量，這與印寧等[30]的結(jié)果一致。

4.3 果實含硒量和品質(zhì)綜合評價

主成分分析和聚類分析是2種評價果實品質(zhì)常用的統(tǒng)計分析方法。林蟬蟬等[31]利用主成分和聚類分析，從12種紅色鮮食葡萄中篩選出4種適合楊凌地區(qū)栽培的紅色鮮食葡萄。王振龍等[32]通過主成分和聚類分析，綜合評價不同有機滴灌肥處理下釀酒葡萄與葡萄酒品質(zhì)狀況，從而篩選出最佳施肥方案。本試驗基于主成分和聚類分析，對不同硒濃度處理下的‘陽光玫瑰’葡萄進(jìn)行綜合評價。結(jié)果表明，第1類聚集的4個處理與主成分綜合評價排名前4位的處理一致，第2類聚集的1 個處理及第3 類聚集的1 個處理與主成分綜合評價排名第5、6位的處理一致。聚類分析與主成分綜合得分排名結(jié)果一致，表明該評價模型具有科學(xué)性，可以利用其篩選出‘陽光玫瑰’葡萄葉面噴施氨基酸富硒肥較適宜的硒濃度。