不同砧木對設(shè)施葡萄果實硒養(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)資源利用重點實驗室，遼寧省落葉果樹礦質(zhì)營養(yǎng)與肥料高效利用重點實驗室，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、抗性強等特點。砧木作為葡萄樹體養(yǎng)分的運輸通道，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，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[15]。富硒葡萄不僅可以提高葡萄的經(jīng)濟價值，還能提高營養(yǎng)價值[16]，在富硒葡萄的生產(chǎn)中主要是提高果實對硒養(yǎng)分的吸收利用。目前針對提升葡萄果實對硒的吸收利用的研究主要集中在外源施硒對葡萄果實硒養(yǎng)分利用的影響[17-18]，有關(guān)不同砧木對設(shè)施葡萄果實硒養(yǎng)分吸收利用的影響尚未見報道。為此，本研究以貝達、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 試驗材料及地點

試驗于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)科學院果樹研究所葡萄核心技術(shù)試驗示范園（東經(jīng)120.51°，北緯40.45°）中進行。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、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 試驗設(shè)計、測定項目和方法

對每個砧穗組合于萌芽前選擇長勢一致的植株編號標記，于萌芽期、始花期、末花期、種子發(fā)育期、果實轉(zhuǎn)色期、果實成熟期和落葉期等7 個關(guān)鍵時期進行整株取樣，每次取3 株，將樹體解剖為花穗或果實和其他器官，并測定分析硒元素含量，計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行消解、原子熒光吸收進行測定[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＝上一時期元素累積量－下一時期元素累積量

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

硒元素果實生產(chǎn)效率＝單株植株果實產(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 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理并作圖，利用SAS 9.4 軟件進行單因素方差分析（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 葡萄果實硒吸收分配比率較低，不同砧木對果實硒吸收分配比率有顯著性影響。砧木華葡1 號的果實硒吸收分配比率最高，為3.72%；其次是砧木LOT、SO4、225R，果實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；砧木貝達和110R 的果實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期87-1 葡萄果實硒含量的影響

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

表2 不同砧木對不同生育時期87-1 葡萄果實硒含量的影響

2.3 不同砧木對各生育階段87-1葡萄果實硒累積量的影響

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)育期至果實轉(zhuǎn)色期階段，由于果實硒含量開始下降，果實干物質(zhì)的累積速度小于果實硒累積速度，砧木貝達、SO4、225R、101-14、140R、34EM的硒累積量出現(xiàn)負增長，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。果實轉(zhuǎn)色期至成熟期階段，可能由于砧木110R 和1103P的果實硒含量下降明顯，果實硒累積量減少，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。在整個生育期，各砧木的87-1 葡萄果實硒累積量比較中等，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 葡萄果實硒累積量的影響

2.4 不同砧木對87-1葡萄果實硒生產(chǎn)效率的影響

果實硒生產(chǎn)效率是果實硒的吸收量向果實產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率。由圖1 可知，不同砧木對87-1 葡萄果實硒生產(chǎn)效率的影響中，砧木101-14 的果實硒生產(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、1103P、225R、420A、110R的果實硒生產(chǎn)效率均較低，尤其是砧木110R 的果實硒生產(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)運輸通道，對礦質(zhì)代謝起著極其重要的作用[21]。本試驗中砧木對87-1 葡萄果實的硒吸收分配產(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 號的果實硒吸收分配比率最高。整體來看，果實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，提升在果實中的分配比例。

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

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 葡萄果實硒累積量存在顯著差異，砧木貝達、1103P、101-14、420A、140R 和34EM在末花期到種子發(fā)育期階段的果實硒累積量較高，砧木華葡1 號、SO4、5BB、225R、LOT 對硒的吸收集中在果實轉(zhuǎn)色期到成熟期階段，砧木110R 則在種子發(fā)育期到果實轉(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)果實硒養(yǎng)分需求特點合理施用硒肥。在整株果實硒累積量的比較中，砧木SO4 果實硒吸收能力最強，果實硒累積量顯著高于其他砧木。

果實生產(chǎn)效率是指果實產(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產(chǎn)量的轉(zhuǎn)化效率[25-26]。本研究中不同砧穗組合果實硒生產(chǎn)效率的高低體現(xiàn)了不同砧木對果實中硒轉(zhuǎn)化利用效率的影響。砧木101-14 的果實硒生產(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)，還需要進一步的研究。