不同鮮食葡萄品種葉片硒含量與果實品質的相關性研究*

李玉梅，王小龍，馬玉全，張藝燦，劉鳳之，王海波

（中國農業科學院果樹研究所，農業農村部園藝作物種質資源利用重點實驗室，遼寧省落葉果樹礦質營養與肥料高效利用重點實驗室，遼寧興城 125100）

植物葉片是吸收外界營養物質最為高效的組織，可以及時調控和反映植株的營養狀況，且葉片營養不僅反映了樹體營養水平，也反映了土壤養分的可利用效率[1]。所以葉片養分含量與果實品質之間有著密切的關系，前人關于葉片養分與果實品質的關系也進行了大量研究[2-4]。并且有研究發現，柑橘在某個特定時期，葉片養分含量與果實品質有較好的相關性[5]；Jivan 等[6]建立了通過蘋果葉片養分診斷預測蘋果果實品質的模型；以及目前應用較多的葉片營養診斷的方法組分營養診斷法（CND）也是通過利用葉片養分含量與果實品質的關系進行的。

隨著現代農業先進技術的發展，與傳統的通過刨樹、取土來測定樹體和土壤養分含量的方法相比，利用植物的光譜特性通過光譜技術對樹體養分狀況進行實時監測和定量估測是一種更為綠色低成本的方法[7-8]。在田間試驗條件下，光譜技術主要是通過采集植株冠層光譜數據，篩選特征光譜然后定量估測植株養分含量[9-12]。所以，結合光譜技術，通過葉片養分估測果實品質優劣將逐漸成為一種趨勢。硒是一種對植物生長發育不可或缺的非金屬礦質營養元素，在增強抗性[13]、促進生長發育[14]以及提高果實品質和營養特性[15]等方面有非常重要的作用，更是作為參與人體生命活動和維持健康必不可少的微量元素。而我國大部分地區都處于嚴重缺硒或低硒狀態[16]，且研究表明，植物性產品中所含硒的生物利用率高于無機硒鹽[17]，所以富硒農產品的生產則是缺硒地區補充硒水平的重要手段[18]，而農產品中自然硒含量的高低是富硒農產品生產的首要參考因素。因此，研究不同鮮食葡萄品種葉片中的自然硒含量，初步明確硒含量高低與果實品質的關系，可為生產富硒且優質的葡萄產品提供參考，以期為促進葡萄產業的發展以及提升國民的硒攝入水平作出貢獻。

1 材料與方法

1.1 采樣與檢測

選擇我國7 個葡萄主產區各自的主栽品種采集葉片。葡萄品種分別是紅地球（山西曲沃）、夏黑（湖北武漢）、巨峰（遼寧錦州）、白牛奶（河北張家口）、無核紅寶石（山東煙臺）、玫瑰香（天津）、無核白雞心（黑龍江大慶）。各試驗園均進行常規肥水管理，均沒有額外以土施或葉面噴施的方式補充硒肥，因此測定的葉片硒含量是葡萄樹體自然含硒量。

各品種于果實膨大期選擇長勢良好、無病蟲害且長勢基本一致的10 株樹采集其健康葉片，每株樹采集15 片葉，即每個品種共采集150 片葉。葉片采集后去除葉柄，依次用清水、洗滌劑、清水、1%鹽酸、3 次去離子水沖洗，隨后置于105 ℃烘箱中殺青30 min，然后溫度調節至80 ℃直至烘干，研磨粉碎后過60 目篩，保存待測。采用氫化物發生-原子熒光光譜法[19-20]測定硒元素含量。果實品質測定的指標是單粒重、可溶性固形物含量和糖酸比，單粒重通過電子天平稱量，可溶性固形物含量利用手持式折光儀測定，糖酸比是以果實可溶性糖（葡萄糖計）含量與可滴定酸（檸檬酸計）含量的比值計算得出。

1.2 數據統計

數據處理和統計分析采用Excel 2010 和SPSS 20.0 軟件，采用單因素（one-way ANOVA）和Duncan’s 法進行方差分析和多重比較（α＝0.05），利用Pearson 法對葉片硒含量和果實品質指標進行相關性分析（α＝0.05、α＝0.01）。采用DPS 數據處理系統對果實品質指標進行Topsis 綜合評價分析，而各品質指標所占權重采用的是李思佳[21]提供的國家葡萄產業技術體系經濟崗位通過對消費者和零售商的實際調研，然后利用層次分析法確定的值，即單粒重的權重是0.199 2，可溶性固形物含量和糖酸比的權重都是0.364 5。

2 結果與分析

2.1 葉片硒含量與果實品質指標分析

由表1 可知，我國葡萄主產區的7 個葡萄品種葉片自然含硒量總體在0.030～0.186 mg/kg 范圍內波動，平均值為0.063 mg/kg，處于唐玉霞等[22]研究的植物含硒量一般在0.02～1.00 mg/kg 范圍內。本研究中，葉片自然硒含量最高的品種是采樣于山西曲沃的紅地球，為0.186 mg/kg，且與其他6 個品種之間差異均顯著；無核白雞心的葉片硒含量為7 個品種中最低，為0.030 mg/kg。7 個葡萄品種的單粒重在3.260～10.206 g 范圍內，平均值為6.610 g，變異系數為38.463%；單粒重最大和最小的品種分別是紅地球和玫瑰香，分別為10.206 g 和3.260 g。不同葡萄品種的可溶性固形物含量也存在顯著差異，總體含量范圍是14.833%～20.209%，平均值為17.381%，變異系數為10.607%；7 個葡萄品種的可溶性固形物含量從高到低依次是無核紅寶石＞玫瑰香＞夏黑＞巨峰＞紅地球＞無核白雞心＞白牛奶，采樣于山東煙臺的無核紅寶石的可溶性固形物含量顯著高于其他6 個品種，為20.209%，而采樣于河北張家口的白牛奶的可溶性固形物含量只有14.833%，為7 個品種中最低。7 個葡萄品種中，夏黑的糖酸比最大，為147.119，且與其他6 個品種的糖酸比差異均顯著，而其余6 個品種的糖酸比無顯著差異。

表1 不同葡萄品種葉片硒含量和果實品質指標

2.2 果實品質指標的Topsis 綜合評價分析

由表2 可知，利用Topsis 綜合評價法對我國葡萄主產區的7 個葡萄品種的果實品質進行綜合評價發現，與最優向量距離（Di＋）較近且同時與最劣向量距離（Di－）最遠的品種有夏黑、白牛奶和紅地球；但與綜合向量距離（CI）最近的是采樣地位于湖北武漢的夏黑，綜合品質指數達到0.918。排名第1 的夏黑果實綜合品質最優，即從單粒重、可溶性固形物含量和糖酸比角度考慮果實綜合品質時夏黑表現最優；其次為紅地球、白牛奶、無核紅寶石、巨峰和玫瑰香，分別排第2～6 名；而采樣地為黑龍江大慶的無核白雞心的果實綜合品質表現最差，排名第7。表明從本研究的角度考慮果實綜合品質時，無核白雞心在我國水果市場上的總體競爭力與其他幾個品種相比較弱。

表2 不同葡萄品種果實品質綜合評價結果

2.3 葉片硒含量與果實品質的相關性分析

由表3 可知，葡萄葉片硒含量與果實品質有顯著相關性。在葉片硒含量與單粒重的相關關系上，夏黑和無核白雞心均呈現極顯著正相關，相關系數分別是0.801 和0.939，其他品種的相關性不顯著。巨峰的果實可溶性固形物含量和糖酸比與葉片硒含量呈現顯著和極顯著正相關關系，相關系數分別達0.807 和0.930。玫瑰香的葉片硒含量與果實可溶性固形物含量在0.05 水平相關系數達0.998。無核紅寶石的果實糖酸比與葉片硒含量表現為顯著正相關，相關系數為0.653。這說明葡萄葉片中的硒含量對果實品質在一定程度上有顯著影響，且二者之間的相關關系更傾向于正相關。

表3 葡萄葉片硒含量與果實品質的相關性

3 討論與結論

Hamilton 等[23]和李應生等[24]研究指出，通常情況下，植物的非可食用部位富硒能力強于可食用部位。所以，應用于葡萄上，即葉片富硒能力大于果實。本研究中7 個鮮食葡萄品種的葉片硒含量最高為0.186 mg/kg，硒含量在胡婷等[25]提出的我國各地方標準所規定的水果硒含量限定0.01～0.5 mg/kg 的安全范圍內，以及陳劍俠等[26]提出的葡萄中硒的最高理論限量0.4 mg/kg 的范圍內，且硒含量整體偏低。本研究中采樣于山西曲沃的紅地球葉片硒含量顯著高于其他品種，可能是因為山西省土壤的高含硒量[27]導致紅地球葉片的硒富集量高于其他品種。本研究對不同葡萄品種在分析單一果實品質指標的基礎上進行了客觀的綜合評價，前人關于綜合品質評價的研究也有不少，有關于野生株系果實綜合評價[28]、也有關于鮮食葡萄果實品質綜合分析[29-31]。但前人進行綜合評價時基本都是通過主成分分析篩選貢獻率高的主成分因子，再利用各因子的綜合得分對不同品種進行綜合分析，而本研究是利用Topsis 綜合評價法，對需要進行綜合評價的品質指標賦予一定權重后再進行分析。且各果實品質指標和其權重值的確定都是有消費者和零售商參與其中，是通過對其進行實地調研，以消費者和零售商的喜好和滿足市場需求為依據，確定的對單粒重、可溶性固形物含量[32]和糖酸比進行綜合評價分析；在使用層次分析法確定一級指標權重的基礎上，將調研結果進行統計分析確定二級指標的權重[21]。本研究得到的綜合果實品質表現最優的品種是夏黑，其次是紅地球，綜合品質表現最差的品種則是無核白雞心。前人針對不同農作物的葉片營養與其果實品質的關系做過很多研究，并且葉片養分含量與其果實品質也都表現出良好的相關性[2,5,33-34]，而本研究中葡萄葉片硒含量與果實品質也呈現出顯著相關性，與前人研究結果相似。且本研究中葉片采集選擇在果實膨大期，因為前人研究表明這一時期葡萄對養分的需求量最大且最穩定[35-36]，適宜進行樹體養分與果實品質關系的研究，因此本研究有望為今后在信息化的大數據時代利用植物的光譜特性，并通過光譜技術實時監測樹體養分狀況和定性預估果實品質，并及時做出相應施肥調整奠定基礎。

綜上所述，7 個鮮食葡萄品種的葉片富硒能力差異不大，且葉片含硒量整體不高，根據不同組織富硒能力特點初步推測我國鮮食葡萄果實硒含量沒有超過限定的安全范圍，且整體含量處于略低水平，但是否達到富硒[24-25]水平，還有待進一步對果實進行研究；且葉片的硒含量與果實品質有顯著正相關關系，初步得出在硒含量安全范圍內，果實品質隨葉片硒含量的升高而逐漸提升。