楊春雪，楊江山，豆鑫

（1.永登縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，甘肅蘭州 730300；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，甘肅蘭州 730070）

硒是生命必需的微量元素之一，是構(gòu)成含硒蛋白與含硒酶的重要組分，具有清除機(jī)體內(nèi)自由基、抗衰老、增強(qiáng)人體免疫力、拮抗重金屬毒性等生物功能[1]，其在植物生長(zhǎng)發(fā)育以及作為抗氧化劑調(diào)節(jié)植物抗逆性等方面發(fā)揮重要作用[2-3]。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)可以快速靈敏地反映光合作用的變化情況，可作為揭示植物光合作用和作物栽培管理水平的內(nèi)部探針，以及硏究植物光合生理的評(píng)價(jià)工具[4]。植物通過根或葉片吸收無機(jī)硒后，在葉綠體中轉(zhuǎn)化為硒代半胱氨酸、硒代蛋氨酸等有機(jī)硒，因此硒的代謝途徑與植物的葉綠體密切相關(guān)[5]。當(dāng)對(duì)植物施加不同濃度的硒時(shí)，會(huì)對(duì)植物光合作用產(chǎn)生不同程度的影響，適宜濃度硒顯著提高逆境脅迫下植株光合能力，維持光合機(jī)構(gòu)的穩(wěn)定性，緩解逆境脅迫對(duì)植物的傷害，并且能有效保護(hù)干旱脅迫植物PSⅡ活性。相反，當(dāng)硒濃度過高時(shí)會(huì)導(dǎo)致葉綠體結(jié)構(gòu)破壞加劇，并抑制光合作用[6-7]。前人研究發(fā)現(xiàn)，適量施硒可以提高冬棗、甜櫻桃、葡萄等的果實(shí)產(chǎn)量、可溶性固形物、可溶性糖、Vc含量[8-10]，顯著提高、小麥、玉米、桃等的硒含量[11-13]。

目前，關(guān)于硒對(duì)葡萄影響的研究多集中在植物生長(zhǎng)發(fā)育、果實(shí)品質(zhì)及富硒生產(chǎn)等方面，有關(guān)硒對(duì)葡萄葉片葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊戸r有報(bào)道。試驗(yàn)以3年生‘夏黑’葡萄為試材，研究外源硒處理對(duì)葡萄葉綠素?zé)晒馓匦约肮麑?shí)品質(zhì)的影響，探索外源硒調(diào)控葡萄光合生理的機(jī)制，為葡萄栽培中合理施硒提高光合效率及果實(shí)品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地簡(jiǎn)介

試驗(yàn)地位于蘭州市園藝場(chǎng)葡萄綜合試驗(yàn)站，北緯36°09′58.02″，東經(jīng)103°16′39.17″，平均海拔1700 m，全年日照數(shù)2608 h，均溫9.1 ℃，年均降水量353.9 mm，≥10 ℃有效積溫為3315 ℃，無霜期為160～180 d。土壤營養(yǎng)狀況見表1。

表1 葡萄綜合試驗(yàn)站試驗(yàn)園土壤養(yǎng)分基本情況Table 1 Basic conditions of soil nutrients of grape comprehensive test station

供試材料為3年生盛果期‘夏黑’葡萄，髙棚架形，常規(guī)管理水平。藥品為分析純亞硒酸鈉（Na2SeO3）。

1.3 試驗(yàn)處理

選取生長(zhǎng)勢(shì)一致、無病蟲害的植株，設(shè)置4個(gè)亞硒酸鈉處理。處理1（T1）：20 mg/L，處理（T2）：40 mg/L，處理3（T3）：60 mg/L，處理4（T4）：80 mg/L，以噴灑清水為對(duì)照（CK）。分別在葡萄開花期、坐果期、果實(shí)膨大期和轉(zhuǎn)色期全樹噴施一次，每處理5株，每次噴施5 L，3次重復(fù)。各處理田間統(tǒng)一管理。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 葉片葉綠素及熒光參數(shù)測(cè)定

葉綠素測(cè)定：于果實(shí)成熟期（7月中下旬）摘取新梢中部功能葉片，每處理5片葉，重復(fù)3次，用冰壺帶回實(shí)驗(yàn)室，用乙醇浸提法測(cè)定[14]。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)日變化：于晴天采用連續(xù)激發(fā)式熒光儀（Handy PEA，Hansatech，UK）測(cè)定[15]。取樹冠中上部枝條的功能葉片，暗適應(yīng)20 min，日變化測(cè)定從上午7:00到下午18:00，每小時(shí)測(cè)1次，重復(fù)3次。測(cè)定如下指標(biāo)：初始熒光（Fo）、最大熒光產(chǎn)量（Fm）、PSII初級(jí)光能轉(zhuǎn)換效率 [Fv/Fm＝1–(Fo/Fm)]、PSII潛在活性（Fv/Fo）。

1.4.3 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)

果實(shí)粒質(zhì)量用電子天平測(cè)量；可溶性固形物和有機(jī)酸用手持式糖酸一體機(jī)測(cè)定[16]；Vc用2,6-二氯靛酚鈉法[16]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2010及Origin 2017進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，并用SPSS 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞硒酸鈉對(duì)‘夏黑’葡萄葉片葉綠素的影響

適宜濃度亞硒酸鈉處理，可以提高‘夏黑’葡萄葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量，隨亞硒酸鈉濃度升高，葡萄葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量均呈先上升后下降的趨勢(shì)（圖1）。各處理Chla、Chlb、Chla＋Chlb以及類胡蘿卜素含量均高于對(duì)照，以T2處理效果最顯著，Chla、Chlb、Chla＋Chlb以及類胡蘿卜素含量分別較CK顯著提高了30.43%、29.03%、30.08%、47.83%。

圖1 亞硒酸鈉處理對(duì)夏黑葡萄葉片色素含量的影響Figure 1 Effect of sodium selenite on pigment content in'Summer Black' grape leaves

2.2 亞硒酸鈉對(duì)‘夏黑’葡萄葉片熒光參數(shù)的影響

如圖2所示，經(jīng)亞硒酸鈉處理后，其葉片的熒光參數(shù)基本與光強(qiáng)呈正相關(guān)，在中午13:00左右出現(xiàn)極值。Fo值隨著時(shí)間變化，各處理均呈先升高后降低的趨勢(shì)，最高值出現(xiàn)在13:00時(shí)，T3處理Fo值較7:00時(shí)增幅最大，增加了12.60%。而Fm、Fv/Fm、Fv/Fo參數(shù)變化趨勢(shì)與Fo相反，呈先降低后升高的變化趨勢(shì)，在午間12:00—13:00間出現(xiàn)最低值，其中T2處理Fm和Fv/Fo值均較7:00時(shí)降幅最小，分別降低11.80%和16.32%，T3處理Fv/Fm值降幅最小，為3.21%。

圖2 亞硒酸鈉對(duì)‘夏黑’葡萄葉片熒光參數(shù)的影響Figure 2 Effect of sodium selenite on Fo,Fm,Fv/Fm and Fv/Fo in 'Summer Black' grape leaves

由表2可知，T1、T2、T3處理顯著降低葉片F(xiàn)o日均值，較CK分別降低3.84%、5.95%、4.26%。T2處理顯著提高Fm日均值，較CK提高了3.29%。Fv/Fm、Fv/Fo日均值也是T2處理最為顯著，較CK分別提高1.57%、8.93%、9.29%。

表2 亞硒酸鈉對(duì)‘夏黑’葡萄葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)日均值影響Table 2 Effect of sodium selenite on chlorophyll fluorescence parameters daily mean of 'Summer Black' grape leaves

2.3 亞硒酸鈉處理對(duì)‘夏黑’葡萄品質(zhì)的影響

隨著亞硒酸鈉濃度的增大，‘夏黑’葡萄果實(shí)粒質(zhì)量、可溶性固形物、有機(jī)酸、Vc含量均呈先升高后降低的趨勢(shì)（表3）。粒質(zhì)量大小表現(xiàn)為T2＞T3＞T4＞T1＞CK，其中T2處理較CK顯著提高了8.81%；T1、T2、T3處理均顯著提高葡萄可溶性固形物含量，T1處理效果最好，較CK顯著提高了8.63%；T2、T3、T4處理均能顯著降低有機(jī)酸酸含量，其中T4效果最好，比CK顯著降低了3.48%；T1、T2、T3各處理固酸比分別較CK顯著提高了8.05%、6.14%和7.95%；T1、T2、T3處理Vc含量較CK顯著提高了5.30%、7.52%和7.60%?？紤]葡萄商品性狀綜合因子，符合大粒、酸甜適口、Vc含量高等要求，T2處理達(dá)到了最佳生產(chǎn)效果。

表3 亞硒酸鈉對(duì)葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響Table 3 Effects of sodium selenite treatment on 'Summer Black' grape quality

3 討論與結(jié)論

前人研究認(rèn)為，硒可以促進(jìn)植物對(duì)P、K、Ca、Mg、Mn、Zn、Mo等元素的吸收，而這些元素能夠作為重要的酶活性中心參與光合色素的生物合成[17-18]；同時(shí)，硒通過促進(jìn)呼吸速率和呼吸鏈的電子傳遞速率進(jìn)一步加速光合色素的生物合成[19]。鄭曉翠[20]、王海波[21]等研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸硒能夠顯著提高‘巨峰’‘玫瑰香’葡萄葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量，提高葉片凈光合速率，延緩葉片衰老。試驗(yàn)結(jié)果同樣表明，適宜濃度的亞硒酸鈉能夠明顯提高‘夏黑’葡萄葉片葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量及類胡蘿卜素，其中40 mg/L亞硒酸鈉處理效果最顯著。

葉綠素?zé)晒鈪?shù)能夠?qū)χ参矬w內(nèi)的光合器官運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行無損傷診斷，在逆境條件下可以反映葉片對(duì)光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換情況，估測(cè)PSⅡ反應(yīng)中心的受損程度。從試驗(yàn)中Fo和Fm分析發(fā)現(xiàn)，午間未施硒的‘夏黑’葡萄Fo增大及Fm降低，同時(shí)Fv/Fm、Fv/Fo下降，說明PSII光化學(xué)效率下降，是由于在中午高溫、強(qiáng)光及干旱等逆境條件造成電子在PSII供體側(cè)和受體側(cè)間的傳遞受阻，電子的傳遞能力降低，從而降低了光合色素將捕獲的光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的速度和效率，使葉片的光合效能下降。在亞硒酸鈉處理后，明顯緩解了環(huán)境因子造成的PSII電子傳遞阻力，提高了光合效率。下午隨溫度和光強(qiáng)降低，F(xiàn)o、Fm、Fv/Fm、Fv/Fo逐漸恢復(fù)，說明其PSII的功能下調(diào)是可逆的，這可能是植物避免午間高溫強(qiáng)光脅迫的自身保護(hù)方式[22]。試驗(yàn)中亞硒酸鈉各處理Fm、Fv/Fm、Fv/Fo降幅明顯低于對(duì)照，40 mg/L處理顯著提高Fm、Fv/Fm、Fv/Fo日均值。說明施硒能夠緩解或降低高溫、強(qiáng)光、干旱對(duì)植物光系統(tǒng)造成的傷害，提高葉綠素含量，進(jìn)而提高了植株的光合能力及葉綠素?zé)晒獍l(fā)射能力[23]。

適宜濃度的亞硒酸鈉可顯著提高‘夏黑’葡萄的粒質(zhì)量、可溶性固形物、固酸比和Vc含量，這與前人[24-25]的研究結(jié)果一致，說明亞硒酸鈉能夠提高果實(shí)產(chǎn)量，改善果實(shí)品質(zhì)。原理是亞硒酸鈉通過促進(jìn)葉片對(duì)葉綠素合成相關(guān)礦質(zhì)元素的吸收來提高葉綠素的合成水平，促進(jìn)光合作用及光合產(chǎn)物的積累，最終提高果實(shí)品質(zhì)[26]。

綜上，適宜濃度的亞硒酸鈉可以提高‘夏黑’葡萄葉綠素合成，緩解或降低逆境條件對(duì)植物光系統(tǒng)造成的傷害，提高了植株的光合能力，進(jìn)而提高葡萄果實(shí)品質(zhì)。以亞硒酸鈉濃度為40 mg/L時(shí)效果最佳，推薦在生產(chǎn)上參考應(yīng)用。