張雪潔， 周 夢， 趙世宇， 仝璐遙， 楊天佑， 張 浩， 單長卷

(1.河南科技學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453003； 2.長江大學(xué)，湖北荊州 434023)

草莓是廣受歡迎的小漿果之一，其果實(shí)營養(yǎng)豐富，口味甜美，具有較高的經(jīng)濟(jì)價值和廣闊的商業(yè)前景。提升草莓果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益最大化，已成為近年來國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。光合作用是植物體內(nèi)最重要的生理活動，植物體內(nèi)絕大多數(shù)碳源均來源于光合作用。同時，大量研究表明，植物葉片光合作用的強(qiáng)弱程度，對植物果實(shí)的產(chǎn)量及品質(zhì)起到至關(guān)重要的作用。因此，提升植物葉片光合能力，對提高果實(shí)產(chǎn)量及改善品質(zhì)具有重要意義。

硒元素對植物生長發(fā)育，特別是在葉片光合作用方面，同樣可以起到促進(jìn)作用。馮濤等研究表明，通過根施硒肥，梨樹葉片凈光合速率、胞間CO濃度、蒸騰速率以及氣孔導(dǎo)度均得到顯著提升，同時，果實(shí)中可溶性糖、維生素C等含量也隨之提升。鐘松臻等研究表明，適宜濃度的亞硒酸鈉(NaSeO) 顯著提升了水稻葉片中光合色素含量及凈光合速率。郭美俊等通過對谷子葉片噴施NaSeO發(fā)現(xiàn)，其葉片葉綠素含量、凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率以及表觀電子傳遞速率等指標(biāo)均得到顯著提升，最終提升了谷子產(chǎn)量。筆者前期研究也表明，對草莓植株進(jìn)行氨基酸硒處理，草莓葉片光合色素含量、凈光合速率等指標(biāo)均顯著上升，進(jìn)而提高草莓果實(shí)產(chǎn)量和改善品質(zhì)。近年來，紅色零價態(tài)納米硒(SeNPs)的出現(xiàn)，在食品及醫(yī)療領(lǐng)域備受關(guān)注，由于納米硒活性高、無毒害、易吸收等優(yōu)勢，現(xiàn)已成為生物強(qiáng)化富硒的最佳選擇。目前，有關(guān)于硒元素調(diào)控植物葉片光合特性的研究已有相關(guān)報道，但有關(guān)于新型納米硒與草莓植株葉片光合生理特性的研究尚屬空白。因此，探究SeNPs對草莓葉片光合特性的影響，對其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

本研究2021年3—5月采用盆栽試驗(yàn)，以不同濃度納米硒(SeNPs)溶液對草莓植株進(jìn)行葉面噴施處理，測定果實(shí)生長發(fā)育3個時期(大果期、轉(zhuǎn)色期、成熟期)葉片光合生理參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)及葉綠素含量相對值(SPAD值)，同時測定果實(shí)糖度、單果質(zhì)量和植株總生物量，最終篩選合適的濃度，以期為SeNPs提升草莓光合能力和在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用材料為我國主栽品種章姬草莓幼苗，將幼苗定植于塑料盆內(nèi)，塑料盆規(guī)格為 14 cm×15 cm，容積約為2 L，每盆裝培養(yǎng)土2 kg。試驗(yàn)所用納米硒購買自上海四通納米技術(shù)港有限公司，納米硒粒子顆粒直徑在20～60 nm之間。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計

幼苗定植后，每盆澆水400 mL，置于室內(nèi)進(jìn)行緩苗處理。3 d后，選取長勢良好的幼苗置于人工物候箱中進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)期間，利用稱質(zhì)量法控制持水量在70%～75%之間。本研究共設(shè)置4個處理，即T1(10 mg/L)、T2(20 mg/L)、T3(40 mg/L) 3個濃度梯度SeNPs溶液處理以及對照組(CK)，其中對照組僅采用等量清水進(jìn)行處理。待草莓現(xiàn)蕾期開始，每8 d噴施1次，以葉面噴施的形式對草莓植株葉片進(jìn)行SeNPs處理，共噴施3次，每次每盆噴施溶液10 mL。每個處理15個重復(fù)，共計60盆。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

分別在大果期(花后18 d)、轉(zhuǎn)色期(花后 23 d)、成熟期(花后28 d)，選取葉片大小、葉齡相近，無損傷、病蟲害且完全展開的葉片進(jìn)行測定。

1.3.1 SPAD值 SPAD值以SPAD-502葉綠素含量測定儀進(jìn)行測定。

1.3.2 光合生理參數(shù) 采用Li-6800便攜式光合儀進(jìn)行測定，時間選在天氣晴朗的08：00—12：00。測定指標(biāo)包括凈光合速率()、蒸騰速率()、胞間CO濃度()、CO總導(dǎo)度(Gtc)、氣孔限制值()以及水分利用效率(WUE)。

1.3.3 葉綠素?zé)晒鈪?shù) 采用PAM-2500便攜式調(diào)制熒光儀進(jìn)行測定，所測定指標(biāo)包括PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)效率[Y(Ⅱ)]、PSⅡ最大光化學(xué)量子產(chǎn)額(/)、PSⅡ有效光化學(xué)量子產(chǎn)額(′/′)、表觀電子傳遞速率(ETR)、非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)、光化學(xué)淬滅系數(shù)()、快速光曲線初始斜率(alpha)以及最大電子傳遞速率(ETR)。

1.3.4 果實(shí)糖度、單果質(zhì)量、總生物量 果實(shí)糖度采用手持折光儀進(jìn)行測定，單果質(zhì)量采用電子天平進(jìn)行測定，植株總生物量以烘干法進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度Se0NPs溶液對不同生育時期草莓葉片相對葉綠素含量的影響

如圖1所示，不同濃度SeNPs對不同時期草莓葉片SPAD值的影響呈現(xiàn)相似的變化趨勢。在大果期，T1、T2、T3處理使SPAD值分別較對照組提升0.6%、2.3%、1.9%；在轉(zhuǎn)色期，T1、T2、T3處理使SPAD值分別較對照組提升1.8%、3.6%、1.4%；在成熟期，T1、T2、T3處理使SPAD值分別較對照組提升1.1%、3.5%、0.8%。各時期SPAD值均隨SeNPs濃度的升高呈現(xiàn)先升后降的變化趨勢，均以T2處理提升最為顯著。表明SeNPs顯著提升葉片的SPAD值。

2.2 不同濃度Se0NPs溶液對不同生育時期草莓葉片光合生理參數(shù)的影響

如圖2-A所示，在大果期，不同濃度SeNPs處理下葉片均較對照組顯著提升，T1、T2、T3處理分別提升19.2%、30.0%、23.5%，其中以T2處理提升最為顯著；在轉(zhuǎn)色期，不同濃度處理下葉片亦顯著高于對照，T1、T2、T3處理分別較對照組提升7.7%、15.4%、3.6%，其中以T2處理提升最為顯著，T1和T3處理間差異并不明顯；在成熟期，T1、T2處理均顯著高于對照組22.5%、39.9%，而T3處理則顯著低于對照組16.9%。表明SeNPs顯著提升大果期、轉(zhuǎn)色期草莓葉片，但在轉(zhuǎn)色期這種提升趨勢則會相對放緩，而在成熟期T1、T2處理下則顯著提升，而T3處理卻顯著下降。

如圖2-B所示，在大果期，各濃度SeNPs處理下葉片均較對照組顯著提升，T1、T2、T3處理分別較對照組提升23.0%、38.8%、26.1%，其中以T2處理提升最為顯著；在轉(zhuǎn)色期，各濃度處理葉片亦均顯著高于對照，T1、T2、T3處理分別較對照組提升26.3%、43.5%、6.2%，其中以T2處理提升最為顯著；而在成熟期，僅T1、T2處理顯著高于對照組29.4%、61.7%，而T3處理則顯著低于對照10.8%。表明SeNPs在大果期、轉(zhuǎn)色期顯著提升，而在成熟期僅提升T1、T2處理的，并顯著降低T3處理的。

如圖2-C所示，在大果期，各濃度SeNPs處理下葉片均較對照組顯著提升，T1、T2、T3處理分別較對照組提升3.3%、7.0%、5.5%，其中以T2處理提升最為顯著；而在轉(zhuǎn)色期，各濃度處理則較對照組顯著下降，T1、T2、T3處理分別較對照組下降13.7%、16.9%、10.1%，其中以T2處理下降最為顯著；在成熟期，各濃度處理下變化不一，T1、T2處理分別顯著高于對照組5.6%、10.6%，T3處理則顯著低于對照14.1%。表明SeNPs顯著提升大果期草莓葉片，以T2處理最為顯著，同時顯著降低轉(zhuǎn)色期的，以T2處理下降最為顯著，而在成熟期，T1、T2處理下顯著提升，而T3處理下該值則顯著降低。

如圖2-D所示，在大果期，各濃度SeNPs處理下葉片Gtc均得到顯著上升，T1、T2、T3處理分別較對照組提升33.9%、65.6%、48.9%，其中以T2處理上升最為顯著；在轉(zhuǎn)色期，不同濃度處理下該值則會顯著低于對照組，T1、T2、T3處理分別較對照組降低17.6%、28.1%、17.9%，其中亦以T2處理下降最為顯著；而在成熟期，各濃度處理下該值亦均顯著高于對照組，T1、T2、T3處理Gtc較對照組分別顯著提升36.7%、53.0%、17.9%。表明SeNPs能夠顯著提升草莓大果期和成熟期Gtc值，且均以T2處理提升最為顯著；SeNPs顯著降低轉(zhuǎn)色期的Gtc值。

如圖2-E所示，在大果期，各濃度SeNPs處理下葉片均出現(xiàn)顯著降低，T1、T2、T3處理分別較對照組降低11.9%、24.4%、17.8%，其中以T2處理下降最為顯著；在轉(zhuǎn)色期，各濃度處理下葉片值則出現(xiàn)顯著上升的趨勢，T1、T2、T3處理分別較對照組提升49.3%、68.8%、32.8%，其中以T2處理上升最為顯著；在成熟期，各濃度處理下的亦呈顯著下降趨勢，T1、T2、T3處理分別較對照組顯著降低18.1%、23.1%、5.1%，其中以T2處理下降最為顯著。表明SeNPs顯著降低大果期和成熟期草莓葉片值，均以T2處理最為顯著；顯著提升轉(zhuǎn)色期的值，且亦以T2處理最為顯著。

如圖2-F所示，不同濃度SeNPs對草莓葉片WUE產(chǎn)生較為相似的影響，各時期均呈單峰變化趨勢，即在T2處理達(dá)到峰值，隨之開始下降。在大果期，T1、T2、T3處理分別較對照組提升3.2%、6.3%、1.9%；在轉(zhuǎn)色期，T1、T2、T3處理分別較對照組提升17.3%、20.8%、1.9%；在成熟期，T1、T2、T3處理分別較對照組提升5.7%、14.7%、6.3%。表明SeNPs能夠顯著提升植株水分利用效率。

2.3 不同濃度Se0NPs溶液對不同生育時期草莓葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

如圖3-A所示，在大果期，各濃度SeNPs處理下Y(Ⅱ)均得到顯著提升，T1、T2、T3處理分別較對照組提升23.4%、30.3%、26.1%，其中以T2處理提升最為顯著；在轉(zhuǎn)色期，不同濃度處理下Y(Ⅱ)變化不一，T1、T2處理分別高于對照3.0%、7.1%，其中T2處理顯著高于對照組，T1處理則僅略高于對照，而T3處理卻顯著低于對照組8.6%；在成熟期，不同濃度處理下Y(Ⅱ)值均較對照組有所提升，T1、T2、T3處理分別較對照組提升4.6%、17.1%、2.3%，其中T2處理顯著高于對照組，T1、T3處理則僅略高于對照組。表明SeNPs提升了大果期、成熟期的Y(Ⅱ)值，且均以T2處理提升最為顯著，而在轉(zhuǎn)色期，T1、T2處理下該值會提升，以T2處理上升最為顯著，T3處理該值則會顯著降低。

如圖3-B所示，在大果期，各濃度SeNPs均顯著提升了/，T1、T2、T3處理下該值分別較對照組提升0.1%、1.0%、0.7%，其中以T2處理提升最為顯著；在轉(zhuǎn)色期，不同濃度處理下/變化不一，T1、T2處理分別較對照組提升0.3%、0.8%，而T3處理則顯著低于對照組0.7%；在成熟期，各處理變化趨勢與轉(zhuǎn)色期相似，T1、T2處理顯著高于對照組0.9%、0.5%，而T3處理則略低于對照組。表明SeNPs能夠提升大果期的/，而在轉(zhuǎn)色期、成熟期，T1、T2處理下該值顯著上升，T3處理則下降。

如圖3-C所示，在大果期，各濃度SeNPs處理下葉片′/′均得到顯著提升， T1、T2、T3處理分別較對照組顯著提升2.1%、2.7%、1.5%，其中以T2處理提升最為顯著；在轉(zhuǎn)色期，僅T1、T2處理下該值高于對照組6.7%、11.8%，其中以T2處理提升最為顯著，而T3處理則略低于對照組0.2%；在成熟期，各濃度處理下該值則呈現(xiàn)隨硒濃度上升而逐漸上升的趨勢，T1、T2、T3處理分別顯著高于對照組3.3%、4.2%、6.1%，其中以T3處理提升最為顯著。表明SeNPs提升了大果期、成熟期的′/′值，且這2個時期分別以T2、T3處理提升最為顯著，而在轉(zhuǎn)色期，僅T1、T2處理下該值得到提升，以T2處理最為顯著，T3處理下該值則會出現(xiàn)小幅度下降。

如圖3-D所示，在草莓大果期，各濃度SeNPs溶液處理下葉片ETR值會出現(xiàn)隨硒濃度提升不斷下降的變化趨勢，T1、T2、T3處理分別較對照組顯著降低1.7%、7.2%、10.2%，其中以T3處理下降最為顯著；在草莓轉(zhuǎn)色期，不同濃度處理下該值則會較對照組顯著提升，T1、T2、T3處理分別提升2.4%、9.6%、5.1%，其中以T2處理提升最為顯著；在草莓成熟期，不同濃度處理下該值亦較對照組有所提升，T1、T2、T3處理分別較對照組提升4.4%、17.1%、2.3%，其中T2處理顯著高于對照組，其他處理僅略高于對照組。表明SeNPs溶液處理會顯著降低大果期草莓葉片ETR值，以T3處理最為顯著，同時提升轉(zhuǎn)色期、成熟期葉片ETR值，且該2個時期均以T2處理提升最為顯著。

如圖3-E所示，在草莓大果期，各濃度SeNPs溶液處理下葉片NPQ值均較對照組顯著降低，T1、T2、T3處理分別降低17.8%、27.3%、23.4%，其中以T2處理下降最為顯著； 在草莓轉(zhuǎn)色期，不同處理葉片該值亦顯著低于對照，T1、T2、T3處理分別較對照組降低16.4%、22.4%、1.2%，亦以T2處理下降最為顯著；在草莓成熟期，T1、T2、T3處理葉片該值分別低于對照組10.7%、33.2%、25.7%，其中以T2處理下降最為顯著。表明SeNPs溶液處理會顯著降低各時期草莓葉片ETR值，且各時期均以T2處理下降最為顯著。

如圖3-F所示，在大果期，各濃度SeNPs處理下值均顯著高于對照組，T1、T2、T3處理分別較對照組提升19.5%、29.3%、22.7%，其中以T2處理提升最為顯著；在轉(zhuǎn)色期，T1、T2處理值均顯著高于對照，分別較對照組提升4.0%、9.7%，以T2處理提升最為顯著，而T3處理則較對照組顯著降低8.3%；在成熟期，不同濃度處理下該值變化趨勢與轉(zhuǎn)色期相似，即T1、T2處理較對照組顯著提升10.1%、16.2%，而T3處理則顯著低于對照組5.4%。表明SeNPs能夠提升大果期值，同時T1、T2處理會提升轉(zhuǎn)色期、成熟期的，而T3處理值在這2個時期則顯著下降，且均以T2處理提升最為顯著。

如圖3-G所示，草莓各時期各濃度SeNPs處理下葉片alpha值均較對照組有顯著提升。在大果期，T1、T2、T3處理分別較對照組提升8.7%、27.1%、17.0%；在轉(zhuǎn)色期，T1、T2、T3處理分別較對照組提升10.6%、23.6%、10.2%；在成熟期，T1、T2、T3處理分別較對照組提升7.1%、13.8%、28.9%，且各時期均以T2處理提升最為顯著。表明SeNPs能顯著提升各時期草莓葉片alpha值。

如圖3-H所示，草莓各時期各濃度SeNPs處理下葉片ETR值亦均較對照組有顯著提升。在大果期，T1、T2、T3處理分別較對照組提升10.8%、28.1%、23.8%；在轉(zhuǎn)色期，T1、T2、T3處理分別較對照組提升22.7%、28.7%、8.9%；在成熟期，T1、T2、T3處理分別較對照組提升42.8%、50.6%、10.9%，且各時期均以T2處理提升最為顯著。表明SeNPs能夠提升各時期草莓葉片ETR值。

2.4 不同濃度Se0NPs溶液對不同生育時期草莓果實(shí)單果質(zhì)量、糖度及植株總生物量的影響

相比對照組，SeNPs顯著提升各時期果實(shí)單果質(zhì)量，且各個時期均以T2處理提升最為顯著，T3處理次之，T1處理提升幅度最小(圖4-A)。此外，SeNPs處理下，各時期糖度及植株總生物量均呈現(xiàn)與單果質(zhì)量相似的變化趨勢，即先升高后降低，且均以T2處理效果最佳(圖4-B、圖4-C)。表明SeNPs能夠顯著提升不同生育時期草莓果實(shí)單果質(zhì)量、糖度及植株總生物量。

3 討論與結(jié)論

光合作用是植物有機(jī)物質(zhì)形成的基礎(chǔ)，與植物果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量的形成存在密切關(guān)系。因此，研究納米硒溶液對草莓葉片光合特性的影響，對進(jìn)一步探究其促進(jìn)草莓果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量提升的成因具有重要意義。目前，有關(guān)于納米態(tài)硒對植物光合特性影響的研究較少，關(guān)于納米硒調(diào)控草莓葉片光合特性的研究尚未見報道。本研究結(jié)果表明，葉面噴施SeNPs溶液處理能夠?qū)Σ煌龝r期草莓葉片不同光合指標(biāo)起到積極作用，從而提升草莓光合效率，進(jìn)而促進(jìn)植株干物質(zhì)、果實(shí)糖度的積累以及單果質(zhì)量的提升。

史麗娟等研究表明，亞硒酸鈉能夠提升各時期谷子葉片SPAD值，這與本研究結(jié)果基本一致。然而，趙雙玲等在水稻上的研究卻出現(xiàn)了相反的結(jié)果，這可能是由于硒的形態(tài)以及供試材料差異導(dǎo)致的。迄今有關(guān)于硒對草莓葉片SPAD影響的研究仍鮮有見報道，本研究結(jié)果表明，SeNPs能夠?qū)Σ煌龝r期草莓葉片的SPAD值起到顯著的提升作用，說明SeNPs能夠提升草莓葉片相對葉綠素含量，同時意味著SeNPs對植物氮素的吸收起到了一定促進(jìn)作用。有研究曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有機(jī)態(tài)硒(SeMet)能夠顯著提升不同生育時期草莓葉片中各種光合色素的含量，這也進(jìn)一步證實(shí)了硒對草莓葉片光合色素含量提升的有效性。造成這種現(xiàn)象的原因可能是由于硒的抗氧化作用延緩了葉綠體的衰老，同時亦有研究表明，硒能夠促進(jìn)植物對多個有益于葉綠素合成的微量元素的吸收。在這些生理作用下，草莓SPAD值得以提升，這也為草莓葉片光合效率的提升提供了基礎(chǔ)。

郭美俊等研究表明，硒能夠提升各時期谷子葉片Y(Ⅱ)、ETR、和的值；高尚等的研究中也曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有機(jī)態(tài)硒能夠顯著提升不同生育時期草莓葉片Y(Ⅱ)、′/′、/、ETR以及的值，同時顯著降低葉片NPQ值。本研究結(jié)果表明，除高濃度SeNPs處理外，適量濃度SeNPs處理能夠提升不同生育時期草莓葉片Y(Ⅱ)、/、′/′以及值，同時顯著降低不同生育時期葉片NPQ的值，這與先前的研究結(jié)果基本一致。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，SeNPs處理下轉(zhuǎn)色期、成熟期的草莓葉片ETR均有所提升，這與前人研究結(jié)果一致，但大果期葉片ETR值卻呈現(xiàn)隨硒濃度提升逐漸下降的變化趨勢，有關(guān)這種現(xiàn)象的原因還有待進(jìn)一步研究闡明。另外，本研究還發(fā)現(xiàn)，SeNPs處理能夠提升各時期葉片alpha和ETR的值，該2個指標(biāo)分別反映了葉片光能利用效率和最大電子傳遞速率，該2個指標(biāo)的提升進(jìn)一步證實(shí)了硒對葉片光能利用及電子傳遞能力的提升作用。上述現(xiàn)象說明SeNPs不僅提升了草莓葉片中光能及電子傳遞的能力及效率，同時還減少了能量損耗，從而達(dá)到提升葉片光合效率的目的。閆帥等研究表明，硒能夠改善植物葉片組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提升其光合能力，硒還會提升葉片光合色素的含量，保護(hù)光合系統(tǒng)不受傷害。這些都是本研究中葉片光合熒光參數(shù)指標(biāo)得到提升的原因。

蔡天革等研究表明，通過噴施適量的硒顯著提升了蕎麥葉片以及。本研究結(jié)果表明，經(jīng)過SeNPs處理后草莓葉片的及總體上呈現(xiàn)上升趨勢，這與前人研究結(jié)果基本一致，但在草莓成熟期，40 mg/L濃度SeNP處理草莓果實(shí)葉片的上述2個指標(biāo)則出現(xiàn)了顯著下降，這可能是由于過量的硒對草莓葉片造成了毒害，導(dǎo)致其光合系統(tǒng)受到損害，進(jìn)而導(dǎo)致光合能力的下降。此外，本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除高濃度處理外，草莓大果期、成熟期，硒對葉片光合能力的提升主要是依靠調(diào)控氣孔因素所導(dǎo)致的，而在轉(zhuǎn)色期則是由于非氣孔因素導(dǎo)致的，類似的現(xiàn)象在我們之前的研究中也有發(fā)現(xiàn)。造成這種現(xiàn)象的原因，很可能是由于草莓葉片在不同生育時期固有的生理活動差異導(dǎo)致的。武林楠等研究表明，硒能夠提升葡萄水分利用率，本研究表明SeNPs顯著提升不同生育時期草莓植株水分利用率，這與相關(guān)研究結(jié)果基本一致，造成這種現(xiàn)象的原因可能是因?yàn)镾eNPs對氣孔開放程度的提升，增加了CO通量，同時提升了葉片光合能力，最終導(dǎo)致更多干物質(zhì)的合成。