納米零價(jià)鐵對(duì)武威產(chǎn)區(qū)黑比諾葡萄新梢和葉片生長(zhǎng)及光合特性的影響

曾寶珍　成永娟　車?yán)蚶颉罹瓴”R世雄　梁國(guó)平　吳志國(guó)　趙毅　毛娟

摘? ? 要：【目的】探究葉面噴施不同濃度的納米零價(jià)鐵肥對(duì)河西走廊武威產(chǎn)區(qū)黑比諾葡萄植株光合特性及生長(zhǎng)發(fā)育的影響?！痉椒ā恳愿拭C武威市依諾酒莊的黑比諾釀酒葡萄為材料，設(shè)置5個(gè)不同質(zhì)量濃度納米零價(jià)鐵肥噴施處理T1（5 mg·L-1）、T2（10 mg·L-1）、T3（15 mg·L-1）、T4（20 mg·L-1）、T5（25 mg·L-1）和1個(gè)清水噴施作為對(duì)照（CK），噴施時(shí)間6月18日開始，每隔15 d噴一次，共5次，每個(gè)處理選取長(zhǎng)勢(shì)良好、整齊一致的葡萄樹植株54株，試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，測(cè)定其葉片SPAD值、葉面積、新梢長(zhǎng)度和粗度、葉片熒光參數(shù)等指標(biāo)。【結(jié)果】噴施不同濃度的納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄植株新梢基部粗度、節(jié)間長(zhǎng)度、葉綠素相對(duì)含量以及葉面積均具有促進(jìn)作用。此外，處理較CK相比，葉片光合作用和光能吸收與傳遞作用明顯增加，且能不同程度地增加葡萄葉片的SPAD值，且以T5（25 mg·L-1）處理最佳；各處理葉片初始熒光（F0）隨著納米零價(jià)鐵肥噴施呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)；其次，葉面噴施不同濃度納米零價(jià)鐵肥可不同程度地提高葉片實(shí)際光化學(xué)效率（花后60～90 d）、光化學(xué)淬滅系數(shù)（花后30～45 d）、電子傳遞速率（花后60～90 d）、凈光合速率（花后45～90 d）和氣孔導(dǎo)度，說明葉面噴施納米零價(jià)鐵肥可增強(qiáng)黑比諾釀酒葡萄的光合活性，提高其葉片PSⅡ光能轉(zhuǎn)化效率和光能利用率，降低通過非光化學(xué)途徑的能量耗散，最終增加積累的光合產(chǎn)物。【結(jié)論】噴施適宜濃度的納米零價(jià)鐵肥能顯著提升植株葉片光合熒光參數(shù)、葉綠素相對(duì)含量、新梢基部粗度、節(jié)間長(zhǎng)度等，對(duì)凈光合速率、蒸騰速率有促進(jìn)作用，以25 mg·L-1（T5）質(zhì)量濃度處理效果最佳。

關(guān)鍵詞：黑比諾葡萄；納米零價(jià)鐵；光合熒光；植株生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S663.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009-9980（2024）03-0481-13

Effects of nano zero-valent iron on the growth and photosynthetic characteristics of the new shoots and leaves of Pinot Noir in Wuwei production area

ZENG Baozhen1， CHENG Yongjuan1， CHE Lili1， YANG Juanbo1， LU Shixiong1， LIANG Guoping1， WU Zhiguo2， ZHAO Yi3， MAO Juan1*

（1College of Horticulture， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， Gansu， China; 2School of Physical Science and Technology， Lanzhou University， Lanzhou 730070， Gansu， China; 3Institute of Nanomaterials Application Technology， Gansu Academy of Sciences Lanzhou 730070， Gansu， China）

Abstract： 【Objective】 This study focused on the grape variety Pinot Noir， predominantly cultivated in the Wuwei area of Gansu Province. The primary objective was to analyze the potential of nano zero-valent iron （NZFI） in enhancing grape growth through foliar spraying on the top traditional fertilization practices. The research specifically examined the impact of foliar spraying with varying concentrations of nano zero-valent Fe fertilizer on the photosynthetic characteristics， as well as the growth and development of new shoots and leaves of Pinot Noir in the arid region of Gansu Hexi Corridor. The study aimed to identify the optimal concentration of nano zero-valent Fe for grapevine growth. The ultimate goal was to enhance the physiological attributes of wine grapes， increase yields， and improve quality. Additionally， by establishing a reliable scientific foundation for the judicious application of nano zero-valent iron fertilizer， this research endeavors to facilitate the sustainable growth of the wine grape industry. 【Methods】 This experiment was conducted in 2021 at Enuo Winery， Wuwei city， Gansu province （102°82′26″ E， 37°18′06″ N）. The vineyard utilized the east-west-oriented single-armed hedgerow cultivation method， adopting a model characterized by “deep ditching， shallow planting， and mechanization”. The soil in the vineyard was neutral to weakly alkaline sandy loam， with an average annual rainfall of 150-247 mm， an average annual sunshine hours of 2 876.9 h， an average annual temperature of 7.1 ℃， an average annual precipitation of 123 mm， and a substantial temperature difference between day and night， reaching approximately 15 ℃ in the summer， with a hydrothermal coefficient of ＜1.5. Throughout the trial period， irrigation adhered to the guidelines of the “Drip Irrigation Quota for Brewing Grapes in Wuwei”. Routine management operations， including bud wiping， tying， tendril removal， weeding， etc.， followed the production management calendar. The experiment employed a randomized block design， using 4-year-old field grown Pinot Noir plants as the test material. Six treatments were applied： five different concentrations of nano iron fertilizer spray treatments （T1： 5 mg·L-1， T2： 10 mg·L-1， T3： 15 mg·L-1， T4： 20 mg·L-1， T5： 25 mg·L-1）， utilizing ultrasonic vibration （100 W， 40 kHz） to disperse nano zero-valent iron particles into de-ionized water， uniformly sprayed on the fruit and foliage， with vines sprayed clear water serving as the control （CK）. Each treatment consisted of fifty-four vine plants with robust growth and neat appearance， and the experiment was organized into three replications. The spraying commenced on June 18， and the fertilizer was applied every 15 days for a total of five times. Various indicators， including leaf SPAD value， leaf area， length and thickness of the new shoots， and leaf fluorescence parameters， were determined. 【Results】 Upon analyzing the experimental outcomes， diverse promoting effects on the basal roughness， internode length， relative chlorophyll content， and leaf area of the new shoots were observed with the foliar application of different concentrations of nano zero-valent iron fertilizer. The highest basal roughness and internode length of the new shoots were achieved by T5 treatment. Additionally， in comparison to the control group （CK）， this treatment not only significantly enhanced leaf photosynthesis， light energy absorption， and transmission but also increased the SPAD value of the leaves to varying extents， reaching its peak at 60 days after flowering. Further examination of the impact of nano zero-valent iron on the dynamic changes in grape leaf SPAD value revealed that within seven days of continuous application， the leaf SPAD values exhibited a gradual increasing trend. The results demonstrated that spraying nano zero-valent iron was conducive to a rapid increase in the relative chlorophyll content of grape leaves. Spraying nano zero-valent iron fertilizer was effective in increasing the leaf area of grapes and enhancing the basal roughness of grape branches， with a concentration of 25 mg·L-1 （T5） being the most effective. The initial fluorescence （F0） of the leaves from each treatment exhibited a pattern of initial decrease followed by an increase with the increase in concentrations of nano zero-valent iron fertilizer applied， reaching the lowest point 60 days after flowering. Nano zero-valent iron treatment reduced the initial fluorescence in grape leaves to varying degrees. Spraying nano zero-valent iron fertilizer increased the Fv/Fm of grape leaves to varying extents， showing an initial increase and subsequent decrease with the growth and development of grape. At 30 days after flowering， the Fv/Fm in T3， T4 and T5 were 1.78%， 35.71% and 32.14% higher than in CK （0.60）， respectively， while the Fv/Fm of the other treatments was lower than CK. At 45 days after flowering， the Fv/Fm of T3， T4， and T5 were all higher than that of CK. At 60 days after flowering， the Fv/Fm in all treatments was higher than that in CK. After 90 days of flowering， the T4 treatment resulted in the highest Fv/Fm. Moreover， foliar spraying of nano zero-valent iron fertilizer improved the electron transfer rate of grape leaves to varying degrees. After 75 days of flowering， the electron transfer efficiency in the treated plants reached its maximum value， with T5 being the highest at 52.73， which was 89.2% higher than CK （27.87）. After 45 days of flowering， spraying nano zero-valent iron enhanced the photochemical quenching coefficient to varying extents， with T5 treatment showing the best effect. The non-photochemical quenching coefficient exhibited an initial increase and subsequent decrease with the growth and development of grape berries. After 30 days of flowering， the non-photochemical quenching coefficient in T1 was the highest （0.66）. Spraying nano zero-valent iron increased the net photosynthetic rate of leaves to varying extents. At 30 days after flowering， T2， T3， T4， and T5 treatments were all higher than CK. Spraying nano zero-valent iron on the leaves enhanced the stomatal conductance and transpiration of grape leaves， promoting the efficiency of photosynthesis. 【Conclusion】 Spraying appropriate concentrations of nano zero-valent iron fertilizer significantly enhanced plant leaf photosynthetic performance， increased relative chlorophyll content， basal thickness of the new shoots， and internode length， with the best effect of the treatment at the concentration of 25 mg·L-1 （T5）.

Key words： Pinot Noir grape; Nano zero valent iron; Photosynthetic fluorescence; Plant growth

鐵是植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中重要的礦物營(yíng)養(yǎng)元素之一[1]，主要以Fe3+離子的形式存在于土壤中，被植物吸收利用的效率較低[2]。當(dāng)葡萄植株體內(nèi)鐵含量較低時(shí)，新梢和幼葉均會(huì)出現(xiàn)失綠黃化；缺鐵嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致葉片光合作用、呼吸作用、蒸騰作用均受到抑制[3]，同化作用降低或停止，植株?duì)I養(yǎng)不良，樹體生長(zhǎng)緩慢，對(duì)葡萄的品質(zhì)及產(chǎn)量都有極大的影響[1]。河西走廊作為我國(guó)重要的釀酒葡萄產(chǎn)區(qū)，近年來葡萄種植面積和葡萄酒產(chǎn)量不斷增加。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，釀酒葡萄種植施肥以傳統(tǒng)的大量元素肥料為主，忽視了微量元素的投入[4]，且該區(qū)域以堿性土壤為主，其中的礦質(zhì)元素被葡萄吸收的有效性較低，使原本總量就不足的各類元素很難滿足樹體和果實(shí)正常生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)需求，極易出現(xiàn)因缺鐵造成的葉片黃化，從而制約釀酒葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

納米粒子是指尺寸小于100 nm的材料[5]。納米材料在植物科學(xué)中具有重要的應(yīng)用，如在植物基因工程中，納米材料被用作載體，將質(zhì)粒和蛋白質(zhì)輸送到整株植物中。隨著綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)肥料導(dǎo)致的環(huán)境污染以及生產(chǎn)成本的增加等問題已逐漸凸顯[6]。而納米肥料、納米保鮮材料、納米農(nóng)藥等的應(yīng)用極大促進(jìn)了農(nóng)業(yè)發(fā)展和環(huán)境改良。納米肥料是以納米材料為基礎(chǔ)，結(jié)合化工技術(shù)進(jìn)而聚合成的全新肥料，包括結(jié)構(gòu)肥料和控釋肥料[7]。研究發(fā)現(xiàn)，鎂元素的納米材料能夠促進(jìn)種子萌發(fā)，促進(jìn)玉米幼苗的生長(zhǎng)和提高光合效率[8-9]。Itroutwar等[10]分別對(duì)納米氧化鋅處理過的小麥和水稻種子進(jìn)行了田間研究，發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)不僅能提高作物產(chǎn)量，還能提高糧食營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，并有助于糧食生物強(qiáng)化。納米四氧化三鐵可以作為花生的有效鐵源，能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高光合效率、抗氧化防御功能和植物鐵含量[11]。

納米零價(jià)鐵（nanoscale zero-valent iron，NZVI）是把鐵原子按照納米級(jí)別逐一疊加形成的鐵，具有相對(duì)比表面積大、反應(yīng)活性高的特點(diǎn)，粒徑一般維持在l～100 nm之間，具有納米材料的特殊金屬性能[12]，還具有超強(qiáng)吸附能力，強(qiáng)還原性，極易被氧化，常被作為特殊的催化劑和還原劑。前人研究發(fā)現(xiàn)，納米零價(jià)鐵對(duì)植物的萌發(fā)和生長(zhǎng)有明顯的生物效應(yīng)，不僅會(huì)刺激花生的生長(zhǎng)，還會(huì)穿透花生種子增加水分的吸收[13]。張瑩等[14]的研究結(jié)果表明，0.5 g·L-1納米零價(jià)鐵可以促進(jìn)擬南芥根系的伸長(zhǎng)，促進(jìn)效率為150%～200%。由此可見，納米材料在對(duì)種子活力的提升、植株生長(zhǎng)及生理反應(yīng)中都有積極的效果。目前在釀酒葡萄栽培方面的研究多集中于穴施、滴施、樹干注射的方式來補(bǔ)充樹體生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素，而對(duì)納米零價(jià)鐵促進(jìn)其葉片熒光特性和樹體生長(zhǎng)發(fā)育方面的研究仍較少。

施鐵肥改善果樹黃化問題的研究多集中在蘋果、鮮食葡萄、梨棗等果樹上[15]，對(duì)釀酒葡萄的研究較少，且施肥方式以穴施、滴施、樹干注射為主。筆者在本研究中以納米零價(jià)鐵作為鐵源，采用葉面噴施的方式進(jìn)行葡萄植株補(bǔ)鐵，旨在分析納米零價(jià)鐵的應(yīng)用可能性，并找出針對(duì)葡萄生長(zhǎng)最合適的納米零價(jià)鐵濃度，探究不同濃度鐵肥噴施對(duì)河西走廊武威產(chǎn)區(qū)釀酒葡萄的葉片熒光特性和樹體生長(zhǎng)發(fā)育指標(biāo)的提升效果，為科學(xué)施用納米零價(jià)鐵肥和改善果實(shí)品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2021年在甘肅省武威市依諾酒莊進(jìn)行（東經(jīng)102°82′26″，北緯37°18′06″），采用東西朝向的單臂籬架栽培方式，基地采用“深溝、淺栽、機(jī)械化”模式。園區(qū)土壤為中性到弱堿性沙壤土，年均降水量為247 mm，年均日照時(shí)數(shù)為2 876.9 h，年均氣溫7.1 ℃。在試驗(yàn)期間，灌水量及灌溉時(shí)間嚴(yán)格按照“武威釀造葡萄滴灌配水定額”進(jìn)行，常規(guī)生產(chǎn)管理按照管理日歷進(jìn)行抹芽、綁縛、去卷須、除草等。供試園區(qū)土壤（0～60 cm土層）理化性狀為：pH 7.88、有機(jī)質(zhì)含量（w，后同）6.37 mg·kg-1，速效氮含量87.23 mg·kg-1，速效磷含量20.35 mg·kg-1，速效鉀含量108.32 mg·kg-1。土壤中（0～60 cm土層）礦質(zhì)元素基本含量：全鈣含量66.23 g·kg-1、全鎂含量10.28 g·kg-1、全鐵含量14.39 g·kg-1、全錳含量280.55 mg·kg-1、全銅含量8.05 mg·kg-1、全鋅含量48.65 mg·kg-1。

1.2 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以4年生黑比諾大田葡萄苗為試驗(yàn)材料。試驗(yàn)共設(shè)6個(gè)處理：5個(gè)不同濃度（ρ，后同）納米鐵肥噴施處理5 mg·L-1（T1）、10 mg·L-1（T2）、15 mg·L-1（T3）、20 mg·L-1（T4）、25 mg·L-1（T5），以噴施清水為對(duì)照（CK）。利用超聲振動(dòng)（100 W 40 kHz）將納米零價(jià)鐵顆粒（甘肅谷碩納米農(nóng)業(yè)科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)）分散到去離子水中，均勻噴施在葉面上。每個(gè)處理選取長(zhǎng)勢(shì)良好、無病蟲害、整齊一致的葡萄樹54株，試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，噴施時(shí)間6月18日（花后15 d）開始，每隔15 d噴1次，共施肥5次。

1.3 測(cè)定方法及計(jì)算公式

新梢基部粗度：采用游標(biāo)卡尺測(cè)量。

節(jié)間長(zhǎng)度：采用卷尺從基部向上第2～3節(jié)的節(jié)間長(zhǎng)度開始測(cè)量。

葉片SPAD值測(cè)定：在每個(gè)處理帶有標(biāo)簽的植株上隨機(jī)選取15片功能葉，隨機(jī)選取3個(gè)不同部位（上、中、下）于09：00—11：00采用手持托普TYS-B便攜式SPAD葉綠素含量測(cè)定儀（浙江托普）（精度為±1.0 SPAD單位）測(cè)量葉片SPAD值，每個(gè)葉片測(cè)定3次。

葉面積：使用作物葉片形態(tài)測(cè)定儀TPYX-A（浙江聚能儀器有限公司），隨機(jī)選取各處理功能葉附近的30片葉進(jìn)行測(cè)定。

葉片熒光參數(shù)：選取葡萄功能葉附近的葉片，將葉片充分暗適應(yīng)30 min后，用JUNIOR-PAM葉綠素?zé)晒鉁y(cè)定儀（Walz公司，德國(guó)）在同一片葉子上測(cè)定其光合系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡ）的主要參數(shù)，獲取的參數(shù)主要包括初始熒光（F0）、最大熒光（Fm）、最大光合效率（Fv/Fm）、光化學(xué)淬滅（qP）、非光化學(xué)淬滅（NPQ）、電子傳遞速率（ETR）、實(shí)際光化學(xué)效率（ΦPSⅡ）熒光參數(shù)，3次重復(fù)。

光合作用相關(guān)參數(shù)于晴天10：00左右進(jìn)行，每處理隨機(jī)選取6個(gè)結(jié)果枝，選擇果穗以上1～2節(jié)位的葉片，使用Li-6400型光合儀（河南?？浦悄芑萍加邢薰荆┰谧匀还庠聪聹y(cè)定凈光合速率（Pn）、胞間CO2濃度（Ci）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和蒸騰速率（Tr）。在噴施納米零價(jià)鐵當(dāng)天測(cè)定新梢基部粗度、葉片SPAD值和葉面積，每隔15 d測(cè)定1次，共測(cè)定5次。

葉片SPAD值動(dòng)態(tài)變化：于花后31 d至37 d選擇相同葉片并標(biāo)記，連續(xù)測(cè)定葉片SPAD值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用Origin 2021軟件繪圖，使用SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，采用單因素方差分析（One Way ANOVA）進(jìn)行方差分析和多重比較，顯著性水平為p＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉面積、葉片SPAD值、新梢節(jié)間長(zhǎng)度和基部粗度的影響

2.1.1 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉面積的影響 由表1可知，各處理葉面積均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)?；ê?0 d時(shí)，各處理的葉面積由大到小依次為T5＞T4＞T3＞T2＞T1＞CK，分別較CK增加了28.94%、22.55%、16.47%、10.7%和5.21%；花后75 d時(shí)，T5處理的葉面積最大，T4處理的次之?；ê?0 d至75 d，各處理的葡萄葉面積均大于CK，說明噴施納米零價(jià)鐵有利于葡萄葉面積的增大。

2.1.2? ? 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉片SPAD值的影響? ? 表2結(jié)果表明，葉片SPAD值呈現(xiàn)先加速增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)?；ê?0 d時(shí)，T3的SPAD值最大，與CK呈顯著差異；花后45 d時(shí)，T5的SPAD達(dá)到最大，較CK（41.97）顯著提高了15.96%，而較T1顯著提高了10.04%；花后60 d時(shí)，T5的葉片SPAD值為50.50，較CK顯著提高了16.89%；花后75 d，各處理的葉片SPAD值均顯著高于CK；結(jié)果表明噴施納米零價(jià)鐵有利于增加葡萄葉片葉綠素相對(duì)含量。

2.1.3? ? 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉片SPAD值動(dòng)態(tài)變化的影響? ? 進(jìn)一步分析納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉片SPAD值動(dòng)態(tài)變化的影響，結(jié)果顯示在噴施納米零價(jià)鐵的7 d內(nèi)，葉片SPAD值呈現(xiàn)逐漸增長(zhǎng)的趨勢(shì)，各處理較CK均有明顯的增長(zhǎng)（表3）。花后31 d時(shí)，T5的SPAD值最大，為45.32，各處理與CK均無顯著差異；花后32 d時(shí)，各處理SPAD值由大到小依次為T5＞T4＞T3＞T1＞CK＞T2?；ê?5 d，T4處理達(dá)到最大值50.78，較CK顯著提高了16.28%?；ê?7 d，T5葉片SPAD值為52.36，較CK顯著提高了22.14%。以上結(jié)果表明噴施納米零價(jià)鐵有利于短期內(nèi)葡萄葉片葉綠素相對(duì)含量的快速增加。

2.1.4? ? 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄新梢節(jié)間長(zhǎng)度和粗度的影響? ? 由表4可知，噴施納米零價(jià)鐵有利于葡萄新梢節(jié)間長(zhǎng)度的增加，花后30 d，T2處理新梢節(jié)間長(zhǎng)度最大，為41.27 mm?；ê?5 d，T5處理新梢節(jié)間長(zhǎng)度最大，為49.73 mm?；ê?0 d，各處理由大到小依次為T5（55.70 mm）＞T2（52.33 mm）＞T3（51.17 mm）＞T4（49.73 mm）＞CK（49.30 mm）＞T1（48.80 mm）?；ê?5 d，各處理節(jié)間長(zhǎng)均大于CK，T5和T2處理與CK差異顯著?；ê?0 d，各處理增量減小，T5較CK顯著增加了16.66%，較花后15 d增加了47.75%。

由表5可知，各處理枝條的基部粗度呈不同程度的增長(zhǎng)趨勢(shì)。花后45 d時(shí)，T5的基部粗度最大，為14.00 mm，T4次之，為13.20 mm，分別較CK（12.97 mm）增加了7.94%和1.77%?；ê?0 d時(shí)，基部粗度由大到小依次為T5＞T4＞T3＞CK（13.27 mm）＞T2＞T1；花后75 d時(shí)，T5處理的基部粗度最大，為14.33 mm，T1的最小，為12.43 mm。花后90 d時(shí)，T5的基部粗度最大，為14.47 mm，T4次之，且T1比CK小0.93 mm。以上結(jié)果表明，噴施納米零價(jià)鐵，有利于葡萄枝條基部粗度的增加，但差異不顯著。

2.2 納米零價(jià)鐵對(duì)葉片熒光參數(shù)的影響

2.2.1? ? 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉片初始熒光（F0）和實(shí)際光化學(xué)效率的影響? ? 分析葉片初始熒光（F0）的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各處理葉片的初始熒光隨著葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育呈先降低后升高的趨勢(shì)，在花后60 d或75 d達(dá)到最低（圖1-A）?；ê?0 d，各處理初始熒光值在516.00～563.67之間，各處理與CK無顯著差異?；ê?5 d，各處理間初始熒光由大到小依次為T1＞T2＞T3＞T5＞T4，較CK分別降低了2.17%、2.23%、10.09%、14.85%和14.5%，其中T1、T2與CK無顯著差異，T3、T4、T5與CK呈顯著差異。花后60 d，CK的初始熒光值最大，為472.67，T5最小，為289.00。花后75 d，各處理的初始熒光值由大到小依次為CK（467.67）＞T4（336.70）＞T3（336.67）＞T5（331.67）＞T1（291.33）＞T2（243.67），各處理與CK呈顯著差異。由此可知，納米零價(jià)鐵處理可不同程度地降低葡萄葉片內(nèi)的初始熒光。

此外，由圖1-B可知，噴施適宜濃度的納米零價(jià)鐵肥可不同程度地提高花后60～90 d葡萄葉片的實(shí)際光化學(xué)效率?；ê?0 d，T4處理的效果最好；花后45 d，T1和T2處理的實(shí)際光化學(xué)效率低于CK，T4處理顯著高于CK?；ê?0 d，各處理實(shí)際光化學(xué)效率均高于CK，分別較CK（0.43）增加了4.65%、11.63%、13.95%、48.84%和37.21%?；ê?5 d，各處理由大到小依次為T4＞T5＞T3＞T2＞T1＞CK?；ê?0 d，T4處理的最大熒光實(shí)際光化學(xué)效率最大，為0.52，比CK（0.37）顯著增加了40.54%。

2.2.2? ? 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉片PSⅡ最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）的影響? ? 由圖2-A可知，除T4和T5處理外，其他各處理葉片的PSⅡ最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）隨葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育呈先升后降的趨勢(shì)?；ê?0 d，T3、T4和T5的Fv/Fm均高于CK，分別較CK（0.60）提高了1.78%、35.71%和32.14%，而其他處理Fv/Fm均低于CK；花后45 d，T3、T4、T5的Fv/Fm均顯著高于CK，花后60 d，各處理的Fv/Fm均顯著高于CK；花后90 d，T4處理的Fv/Fm最大，T2、T3、T4、T5均顯著高于CK，T1處理顯著低于CK。

葉面噴施納米零價(jià)鐵均能不同程度地提高花后60～90 d葡萄葉片電子傳遞速率（圖2-B）?；ê?0 d，各處理的電子傳遞速率由大到小依次為T1＞T2＞T4＞T3＞T5，其中T1和T2高于CK，T3、T4、T5均低于CK?；ê?0 d，各處理電子傳遞效率增長(zhǎng)迅速，增長(zhǎng)率分別為CK（27.44%）、T1（106.31%）、T2（64.76%）、T3（86.84%）、T4（139.8%）、T5（207.43%）?；ê?5 d，各處理電子傳遞效率均達(dá)到最大值，且T5最大，為52.73，比CK（27.87）顯著提高89.2%?；ê?0 d，T2、T3、T4處理均顯著高于CK、T1、T5處理。

2.2.3? ? 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉片光化學(xué)淬滅系數(shù)（qP）和非光化學(xué)淬滅系數(shù)（qN）的影響? ? 由圖3-A可知，噴施納米零價(jià)鐵能夠不同程度地提高花后45 d葉片光化學(xué)淬滅系數(shù)，其中以T5處理的效果最佳?；ê?0 d，各處理葉片光化學(xué)淬滅系數(shù)均高于CK?；ê?5 d，T5處理的qP最大，為0.8，較CK顯著提高了48.15%；T4處理次之，為0.74，比CK顯著提高了25.24%。花后60 d，T1、T2和T3處理的qP均高于CK，分別比CK提高了2.90%、11.59%和5.80%。花后75 d和90 d，各處理的qP由大到小依次為T2＞T3＞T1＞T4＞T5，均與CK差異不顯著。

圖3-B表明，葉片非光化學(xué)淬滅系數(shù)隨著葡萄的生長(zhǎng)發(fā)育呈先升后降的趨勢(shì)?；ê?0 d，T1處理的葉片非光化學(xué)淬滅系數(shù)最高，為0.66，其余各處理在0.48～0.57之間?；ê?5 d，各處理均高于CK，分別比CK提高了9.38%、14.06%、21.88%、25.00%、28.13%，均有利于葡萄葉片qN的提高，以T5處理最佳。花后60 d，T2、T3處理的qN較CK分別降低了5.48%、4.05%?；ê?5 d，各處理由大到小依次為T4（0.94）＞T1（0.87）=T5（0.87）＞CK（0.84）＞T3（0.81）＞T2（0.8）?；ê?0 d，各處理葉片非光化學(xué)淬滅系數(shù)相比于花后75 d開始下降，各處理與CK差異不顯著。

2.3 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉片光合特性的影響

2.3.1? ? 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉片凈光合速率和氣孔導(dǎo)度的影響? ? 由圖4-A可知，噴施納米零價(jià)鐵能夠不同程度地提高葉片的凈光合速率?；ê?0 d，T2、T3、T4、T5處理均高于CK，以T5處理最高。花后45 d，各處理凈光合速率均大于CK，由大到小依次為T5＞T4＞T3＞T2＞T1，分別較CK提高35.13%、34.39%、24.37%、21.41%、5.38%?；ê?0 d，T5處理最高，為14.39 μmol·m-2·s-1?；ê?5～90 d，各處理均顯著高于CK，以T5處理最高。

通過分析葡萄植株葉片氣孔導(dǎo)度的變化發(fā)現(xiàn)，葉面噴施納米零價(jià)鐵可以不同程度地提高葡萄葉片的氣孔導(dǎo)度（圖4-B）?；ê?0 d，各處理的氣孔導(dǎo)度在0.07～0.09之間?；ê?5 d，各處理氣孔導(dǎo)度均無明顯變化?；ê?0 d，CK、T1、T2氣孔導(dǎo)度增加，增長(zhǎng)率分別為16.67%、28.57%、12.5%?；ê?5 d，各處理氣孔導(dǎo)度均出現(xiàn)明顯下降，CK、T1、T2、T3、T4、T5比花后60 d分別下降133.3%、125.0%、125.0%、80.0%、60.0%、80.0%?；ê?0 d，氣孔導(dǎo)度降低到生育期最低值，在0.03～0.04之間，各處理與CK差異不顯著。

2.3.2? ? 納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉片胞間CO2濃度和蒸騰速率的影響? ? 由圖5-A可知，花后30 d，各處理葉片的胞間CO2濃度均小于CK，但差異不顯著?；ê?5 d，各處理均大于CK，T1、T2、T3、T4、T5較CK分別增長(zhǎng)了0.98%、6.48%、11.06%、9.39%、14.56%?；ê?0 d，以T4處理最大?；ê?5 d，各處理葉片的胞間CO2濃度均達(dá)到最大值，各處理與CK差異不顯著，且T2最大，為386 μmol·mol-1，比CK高7.62%。

圖5-B結(jié)果顯示，花后30 d，各處理的蒸騰速率由高到低依次為T4＞T5＞T3＞T2＞T1。花后45 d，各處理變化較小，T4處理葉片蒸騰速率達(dá)到生長(zhǎng)期最大值，為5.08 mol·m-2·s-1，較CK顯著提高45.56%?；ê?0 d，各處理間無顯著差異。花后75 d，各處理葉片蒸騰速率出現(xiàn)明顯下降，其中T3較CK降低了1.17%?；ê?0 d，各處理均高于CK，其中T4和T5處理較CK顯著提高66.67%和71.93%。

2.4 不同納米零價(jià)鐵處理下對(duì)新梢和葉片生長(zhǎng)及光合特性影響的主成分分析

通過對(duì)黑比諾葡萄新梢和葉片生長(zhǎng)及光合特性共13項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如表6所示。共提取出2個(gè)主成分，各個(gè)主成分的特征值均大于1，且這2個(gè)主成分的累積方差貢獻(xiàn)率為90.63%，說明釀酒葡萄黑比諾的2個(gè)主成分總體上可以反映出各指標(biāo)的大部分信息。對(duì)黑比諾葡萄新梢和葉片生長(zhǎng)及光合特性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得出綜合評(píng)價(jià)方程，結(jié)果如表6所示，黑比諾葡萄的綜合得分排名由高到低依次為T5＞T4＞T3＞T2＞T1＞CK，根據(jù)得分高、處理效果好的原則，各處理表現(xiàn)為：T5處理效果最佳，T4次之，說明葉面噴施納米零價(jià)鐵質(zhì)量濃度為25 mg·L-1（T5）效果最佳。

3 討 論

鐵作為一種必需的微量元素，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的生理作用，如促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育、光合作用以及葉綠素的合成[16]。目前，納米零價(jià)鐵在植物中被廣泛研究，噴施納米零價(jià)鐵在植物中的促進(jìn)作用主要集中在以下幾個(gè)方面：改善土壤環(huán)境、促進(jìn)根系生長(zhǎng)、增強(qiáng)植物免疫力、促進(jìn)植物光合作用、促進(jìn)植物營(yíng)養(yǎng)吸收。其中，路軻[17]研究發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)?shù)臐舛认?，納米零價(jià)鐵能夠促進(jìn)植物葉片的葉面積增加。Rokonuzzaman等[18]也發(fā)現(xiàn)，在噴施適宜濃度的納米零價(jià)鐵后，會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生積極的作用。在本研究中，花后30 d至75 d期間，經(jīng)過納米零價(jià)鐵處理的葡萄植株葉面積明顯大于對(duì)照（CK），這說明納米零價(jià)鐵的噴施有助于增大葡萄葉片的表面積。此外，納米零價(jià)鐵的噴施還促使葡萄枝條基部變粗和節(jié)間伸長(zhǎng)，其中以T5（25 mg·L-1）處理效果最佳。這一研究結(jié)果與前人的研究結(jié)果一致。

植物體中有大約90%的干物質(zhì)積累都是由光合作用產(chǎn)生的[19]，且葉綠素在光合作用中起著非常關(guān)鍵的作用，它的含量能夠反映出植株對(duì)外部光照的適應(yīng)性和光合作用的強(qiáng)度，高的葉綠素含量有助于維持高的光合速度，從而提高植株的光合速率[20-21]。前人研究發(fā)現(xiàn)，噴施納米零價(jià)鐵對(duì)植物的光合作用有明顯的促進(jìn)作用[22]。高圓圓[23]研究了納米零價(jià)鐵對(duì)小麥作物的影響，結(jié)果表明，開始階段納米零價(jià)鐵對(duì)小麥的發(fā)芽率、植株生長(zhǎng)和葉綠素含量均無影響，經(jīng)過5 d的水溶性培養(yǎng)后，小麥的抗氧化酶活性顯著增強(qiáng)，明顯促進(jìn)了小麥的生長(zhǎng)。在本研究中，與對(duì)照相比，各處理均顯著增加了花后45～90 d葡萄葉片的SPAD值。此外，連續(xù)噴施納米零價(jià)鐵對(duì)葡萄葉片SPAD值日變化也有影響，噴施7 d內(nèi)各處理SPAD增量明顯，增速較快，尤其T5（25 mg·L-1）處理效果最佳。

植物體內(nèi)的葉綠素?zé)晒鈪?shù)可以用來指示植物體內(nèi)光合產(chǎn)物的吸收、轉(zhuǎn)化和生理狀態(tài)的變化。這些變化不僅會(huì)影響碳循環(huán)的動(dòng)態(tài)平衡，還會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起到重要的作用[24-26]。葉綠素?zé)晒獗粡V泛用于指示光合細(xì)胞對(duì)環(huán)境脅迫的響應(yīng)[27]，能夠反映光系統(tǒng)對(duì)光能的吸收和傳遞能力[28-30]。在葉綠素?zé)晒鈪?shù)中，F(xiàn)v/Fm（PSⅡ最大光能轉(zhuǎn)換效率）值越大，表示PSⅡ光能轉(zhuǎn)化效率越高，其PSⅡ活性越強(qiáng)[31]。實(shí)際光化學(xué)效率指的是在葉片吸收的光能中，用于光合電子轉(zhuǎn)移的能量占比高低。實(shí)際光化學(xué)效率通常意味著高光合效率，具體包含了高效的光子吸收和電子轉(zhuǎn)移[32]，用于暗反應(yīng)中碳同化的能量。PSⅡ功能降低，實(shí)際光化學(xué)效率也隨之下降。光合電子傳遞效率（ETR）主要反映了實(shí)際光照條件下的表觀電子傳遞效率[33]。qP是光合作用導(dǎo)致的光化學(xué)淬滅系數(shù)，它反映了PSⅡ天線色素在光合電子轉(zhuǎn)移過程中所吸收的光能所占的比例[34]。NPQ指的是PSⅡ天然色素吸收的不能用于光合電子轉(zhuǎn)移，而以熱能的形式耗散掉的光能部分，它反映了光系統(tǒng)對(duì)過剩光能的耗散能力[35]。本研究中，不同時(shí)期葉面噴施不同濃度納米零價(jià)鐵肥均可不同程度提高葉片實(shí)際光化學(xué)效率（花后60～90 d）、光化學(xué)淬滅系數(shù)（花后30～45 d）、電子傳遞速率（花后60～90 d），說明葉面噴施納米零價(jià)鐵肥可增強(qiáng)黑比諾釀酒葡萄的光合活性，提高其葉片PSⅡ光能轉(zhuǎn)化效率和光能利用率，降低通過非光化學(xué)途徑的能量耗散，最終增加積累的光合產(chǎn)物。

光合作用不僅受葉片葉綠素含量的影響，也受氣孔因素的影響，通過增加葡萄葉片的氣孔密度和開度，減少葉片的氣孔阻力，從而增加葉片的氣孔導(dǎo)度和凈光合速率，而且蒸騰速率的改變與氣孔的改變存在著一定的聯(lián)系[36]。前人研究表明，葉片中鐵元素的含量與凈光合速率和蒸騰速率存在相關(guān)性[37]。氣孔是植物葉片與外界氣體進(jìn)行交換的主要組織結(jié)構(gòu)，控制著CO2的進(jìn)出以及植物葉片的蒸騰作用，從而影響植物的光合速率[38]。與此同時(shí)，植物的蒸騰作用是植物體內(nèi)水分循環(huán)的重要過程之一，而植物體內(nèi)的鐵含量對(duì)蒸騰作用也有一定影響。因此，增加土壤中的可溶性鐵含量可能會(huì)提高植物的蒸騰速率[39]。本研究結(jié)果表明，葉面噴施適宜質(zhì)量濃度（25 mg·L-1）納米零價(jià)鐵有助于提高葡萄葉片的蒸騰速率。缺鐵還會(huì)導(dǎo)致葉片失綠和葉片光合作用效率下降，影響葉片的功能[40]。而納米零價(jià)鐵顆粒具有較大的比表面積，能夠更好地與土壤接觸，增加土壤中的可溶性鐵含量，能提高植物對(duì)鐵的吸收能力，從而影響植物的光合作用[41]。作為植物微量元素供應(yīng)源，納米零價(jià)鐵促進(jìn)了光合作用過程中所需的營(yíng)養(yǎng)元素供應(yīng)，提高植物的養(yǎng)分吸收能力，從而提高凈光合速率。此外，納米零價(jià)鐵還能增加葉綠素含量[42]，促進(jìn)氮的吸收和利用，提升光能的吸收和利用效率，進(jìn)而提高凈光合速率[43]。本研究結(jié)果與前人研究結(jié)果基本一致。

4 結(jié) 論

噴施適宜濃度的納米零價(jià)鐵肥能顯著提升植株葉片光合熒光參數(shù)、葉綠素相對(duì)含量、新梢基部粗度、節(jié)間長(zhǎng)度等，對(duì)凈光合速率、蒸騰速率的提高有促進(jìn)作用，以25 mg·L-1（T5）質(zhì)量濃度處理效果最佳。

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