高展，劉喜存，張玉紅，黃金華，朱紅彩，趙洋，劉震宇，胡寧，李棟，金玉蔓

（河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南新鄉(xiāng) 453000）

0 引言

硒是人體必需微量營(yíng)養(yǎng)元素，缺硒會(huì)影響人體健康。硒具有防治癌癥[1]、抑制腫瘤細(xì)胞鐵死亡以及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡[2]、預(yù)防地方性疾?。ㄈ缈松讲?、卡斯欽-貝克?。3]等作用。雖然人體對(duì)硒需求量有限，但是國(guó)內(nèi)有72%的缺硒地區(qū)，約7億人存在嚴(yán)重缺硒問(wèn)題。農(nóng)產(chǎn)品硒源是人體科學(xué)補(bǔ)硒的最佳選擇，當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)出眾多深受市場(chǎng)青睞的富硒農(nóng)產(chǎn)品，農(nóng)產(chǎn)品富硒化已得到較快發(fā)展[4]。

合理施硒是提高樹(shù)體果實(shí)含硒量、改善果實(shí)品質(zhì)的有效栽培措施，主要有土施、葉面噴施2 種，土施硒肥存在一定弊端。秦玉燕等[5]研究表明，在提高芒果葉片和果實(shí)含硒量方面，葉面噴硒提升幅度遠(yuǎn)超土施硒肥。土施硒肥較低的利用效率，可能會(huì)導(dǎo)致未被植物吸收利用的外源硒污染土壤或者地下水[6]。葉面噴施硒肥具有操作簡(jiǎn)單、植物吸收利用率高的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。戚霄晨等[7]研究表明，葉面施硒有提高甜櫻桃果實(shí)品質(zhì)、降低部分重金屬含量的作用。果樹(shù)不同發(fā)育期對(duì)硒的吸收能力不同，葡萄施硒后果實(shí)硒含量從花后到果實(shí)成熟期的變化趨勢(shì)是先升高后降低，并在果實(shí)膨大期達(dá)到峰值[8]。然而，施硒濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致果樹(shù)毒害，危害植株生長(zhǎng)，降低果實(shí)品質(zhì)[9]，因此對(duì)果樹(shù)噴施適宜濃度的硒肥尤為重要。植物對(duì)硒元素的吸收或富集能力因品種不同而有異，不同硒肥的施肥量應(yīng)因作物品種而定[10]。硒攝入過(guò)量對(duì)人體有害，因此生產(chǎn)富硒農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)符合富硒食品標(biāo)準(zhǔn)。

河南是國(guó)內(nèi)鮮食葡萄栽培的主產(chǎn)區(qū)之一[11]。近年來(lái)‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄在河南省的栽培面積快速擴(kuò)大，產(chǎn)銷兩旺[12]，已成為鮮食葡萄主栽品種[13]。在‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄栽培管理中噴施氨基酸富硒肥，是生產(chǎn)富硒‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄的一種有效方法，合理開(kāi)發(fā)生產(chǎn)富硒‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄具有提高其商品附加值、促進(jìn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益提升的重要現(xiàn)實(shí)意義。本試驗(yàn)比較分析避雨栽培下葉面噴施不同硒濃度氨基酸富硒肥對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄含硒量、果實(shí)品質(zhì)的影響，對(duì)果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，篩選在豫北地區(qū)避雨栽培富硒‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄較適的氨基酸富硒肥噴施方案，以期為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)富硒‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)園概況與試驗(yàn)材料

試驗(yàn)園位于河南省新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院綜合試驗(yàn)站。以樹(shù)勢(shì)一致的2 年生‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄為試驗(yàn)材料，采用Y型避雨棚架栽培，南北行向，單臂單層水平樹(shù)形修剪，株行距為1.2 m×2 m。試驗(yàn)田土質(zhì)為褐色土壤，pH 8.05。秋后果實(shí)采收后施有機(jī)肥3×104kg/hm2，滴灌，常規(guī)管理。

1.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

采用氨基酸型富硒營(yíng)養(yǎng)劑（中農(nóng)硒科富硒農(nóng)業(yè)技術(shù)研究院研發(fā)，硒含量≥40 g/kg，氨基酸≥100 g/kg）為硒源。設(shè)置硒濃度為10 mg/L(Se10)、20 mg/L(Se20)、30 mg/L(Se30)、40 mg/L(Se40)、50 mg/L(Se50)，等量清水為對(duì)照(CK)，共6個(gè)處理，每個(gè)處理選擇5株生長(zhǎng)正常的植株，在果實(shí)套袋后，分別于果實(shí)膨大期（謝花后15 d）開(kāi)始噴施，間隔15 d再噴施1次，共噴施2次。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，重復(fù)3次，供試單株為90株。噴施方法采用常量噴霧法，正反面均勻噴施以葉片滴水為度，噴施時(shí)間選擇無(wú)風(fēng)條件9:00以前進(jìn)行。于2021年9月1日采取適量葉片、枝條、成熟的果實(shí)，并將其放入箱中帶回進(jìn)行測(cè)定。

1.3 樣品采集與制備

1.3.1 葡萄各部位含硒量的測(cè)定在果實(shí)成熟期每個(gè)處理隨機(jī)選取5株，采其枝條，6～9 節(jié)位的葉片，果穗上、中、下部各取5粒果實(shí)，用原子熒光光譜法測(cè)定葡萄果實(shí)、葉片、枝條的含硒量。

1.3.2 果實(shí)外在品質(zhì)測(cè)定在果實(shí)成熟期每個(gè)處理在果穗上、中、下部各取5粒果實(shí)，用1/10000電子天平稱重即為單粒質(zhì)量。用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量稱重后的果?？v、橫徑。隨機(jī)摘取各處理中間部位的5個(gè)果穗，用電子天平稱重，取均值即為單穗質(zhì)量。果形指數(shù)以果實(shí)縱徑與果實(shí)橫徑的比值表示。

1.3.3 果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)測(cè)定在果實(shí)成熟期每個(gè)處理隨機(jī)摘取5個(gè)果穗，在果穗上、中、下部位各取5粒果實(shí)。使用氫氧化鈉溶液滴定法測(cè)定可滴定酸含量[14]，使用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量，使用鉬藍(lán)比色法測(cè)定維生素C含量，使用折光儀測(cè)定可溶性固形物含量，使用蒽酮比色法測(cè)定可溶性總糖含量[15]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 19.0進(jìn)行顯著性分析、主成分分析及聚類分析，其中顯著性分析使用Duncan’s多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面施硒對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄各部位含硒量的影響

由表1可知，隨葉面噴施富硒肥中硒含量的增加，‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄各部位的含硒量呈增加趨勢(shì)。Se10～Se50 的‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)、葉片、枝條中硒含量，分別為0.007～0.049、5.750～44.400、0.130～0.520 mg/kg。與對(duì)照相比，處理Se50的‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)含硒量由0 mg/kg提高至0.049 mg/kg，葉片、枝條中硒含量分別較對(duì)照提高110、13.44 倍。葉面噴施硒濃度與果實(shí)、葉片、枝條中硒含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.959、0.960和0.895。

表1 不同硒濃度處理對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄各部位含硒量的影響mg/kg

2.2 葉面施硒對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’果實(shí)外在品質(zhì)的影響

由表2可知，與對(duì)照相比，‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄的果粒質(zhì)量、單穗質(zhì)量在噴施硒肥的處理下整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，并在硒濃度為10 mg/L 的處理下達(dá)到最高值，分別是13.390 g、0.745 kg，較對(duì)照分別提高29.673% 、42.720%，差異顯著。

表2 不同硒濃度處理對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)外在品質(zhì)的影響

2.3 葉面施硒對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

由表3可知，不同硒濃度處理對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)具有一定的影響。其中，蛋白質(zhì)含量、維生素C含量、可溶性總糖隨施硒濃度的增加呈上升趨勢(shì)，且在噴施硒濃度為50 mg/L處理下達(dá)到最高值，分別為1.943 mg/(g·FW)、18.517 mg/(100 g·FW)、29.217%，較對(duì)照分別提高2.196 倍、1.107 倍、29.813%，差異顯著?？傻味ㄋ岷侩S施硒濃度的增加呈下降趨勢(shì)，且在噴施硒濃度為50 mg/L處理下降到最低值，為5.507%，較對(duì)照顯著降低17.275%。

表3 不同硒濃度處理對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.4 葉面施硒對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’果實(shí)含硒量和品質(zhì)影響的主成分分析

通過(guò)主成分分析，11項(xiàng)指標(biāo)提取出3個(gè)主成分，其成分載荷矩陣、特征值、貢獻(xiàn)率、累計(jì)貢獻(xiàn)率如表4 所示。前3個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到96.439%，可反映大部分原始信息。第1 主成分包括原始信息量的59.742%，與果實(shí)維生素C含量、可溶性固形物含量、可溶性總糖含量、果實(shí)含硒量有顯著的正相關(guān)。第2 主成分包括原始信息量的27.466%，與單穗質(zhì)量、果?？v徑、單粒質(zhì)量有顯著的正相關(guān)。第3 主成分包括原始信息量的9.231%，與果形指數(shù)有顯著的正相關(guān)。

表4 不同硒濃度處理下‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)含硒量和品質(zhì)主成分分析

通過(guò)主成分分析，可獲得6個(gè)處理在3個(gè)主成分上的得分，以3 個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重，計(jì)算主成分綜合模型，如式(1)。

式中，F(xiàn)表示綜合得分，x1表示果實(shí)含硒量，x2表示可滴定酸含量，x3表示可溶性固形物含量，x4表示蛋白質(zhì)含量，x5表示維生素C含量，x6表示可溶性總糖含量，x7表示單粒質(zhì)量，x8表示果?？v徑，x9表示果粒橫徑，x10表示果形指數(shù)，x11表示單穗質(zhì)量。

通過(guò)主成分綜合模型可計(jì)算出綜合主成分值。由表5可知，不同硒濃度處理下‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)品質(zhì)綜合得分由高到低的依次是Se50、Se40、Se30、Se20、Se10、CK。表明在豫北地區(qū)避雨栽培下，于‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)膨大期，在葉面噴施硒含量為10～50 mg/L的氨基酸富硒肥可以提高‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)品質(zhì)，其中硒含量為50 mg/L處理的果實(shí)品質(zhì)最好。

表5 綜合主成分值

2.5 葉面施硒對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’果實(shí)含硒量和品質(zhì)影響的聚類分析

采用離差平方和法進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如圖1 所示。在歐氏距10處，將6個(gè)硒濃度處理的‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄聚為3類。結(jié)合表5可知，主成分綜合排名在前4位的處理Se50、Se40、Se30、Se20被聚為第1類，第5位的處理Se10被聚為第2類，第6位的處理CK被聚為第3類，與主成分分析結(jié)果一致。

圖1 不同硒濃度處理下‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)含硒量和果實(shí)品質(zhì)的聚類分析

3 結(jié)論

葉面噴施氨基酸富硒肥是既可提高果實(shí)含硒量，又可改善果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)的有效方法。生產(chǎn)發(fā)展富硒農(nóng)產(chǎn)品，可有效提高經(jīng)濟(jì)作物的附加值。利用主成分和聚類分析對(duì)不同硒濃度處理下的‘陽(yáng)光玫瑰’果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，排名在前4 位的處理Se50、Se40、Se30、Se20 被聚為第1 類，排名在第6 位的處理CK被聚為第3類。因此，在綜合考量果實(shí)含硒量和果實(shí)品質(zhì)的情況下，建議在豫北地區(qū)避雨栽培下種植富硒‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄，可于果實(shí)膨大期（謝花后15 d）開(kāi)始噴施硒含量為50 mg/L 的氨基酸富硒肥，間隔15 d再噴施1次，共噴施2次。

4 討論

4.1 不同硒濃度處理對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄各部位含硒量的影響

根據(jù)聚硒能力的不同，植物可分為硒積聚植物、硒非積聚植物和富硫并高硒植物[16]。本試驗(yàn)中，葉面噴施硒濃度為50 mg/L 的氨基酸富硒肥，葡萄各部位所積累的硒含量依然較低，表明葡萄是硒非積聚植物，與朱麗琴等[11]研究的結(jié)果一致。本試驗(yàn)中使用葉面噴硒，‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)硒含量由0 mg/kg 提高至0.049 mg/kg，表明葉面噴硒可以有效提高葡萄果實(shí)硒含量。此外，葉面噴硒葡萄各部位硒含量排序?yàn)槿~片＞枝條＞果實(shí)，表明避雨栽培下葡萄吸收硒后優(yōu)先運(yùn)輸分布到葉片中，與朱麗琴等[11]的結(jié)論一致，與萬(wàn)海英等[17]、王海波等[18]的結(jié)果不一致，可能是施肥方式、葡萄栽培條件不一致。

4.2 不同硒濃度處理對(duì)‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)品質(zhì)的影響

糖對(duì)于葡萄果實(shí)品質(zhì)的形成起著關(guān)鍵作用，既影響果實(shí)的風(fēng)味和商品性，又可調(diào)控果實(shí)發(fā)育過(guò)程中多種物質(zhì)代謝[19]。硒肥可通過(guò)參與果樹(shù)生理代謝影響果實(shí)糖酸含量。低硒處理可以提高抗氧化酶活性，減緩葉片衰老及葉綠素降解[20]，硒還可通過(guò)帶有-SH 的膽色素原脫氨酶(PBGD)與γ-氨基乙酰丙酸脫水酶(ALAD)的互作調(diào)控葉綠素的合成[21]，提高光合作用，進(jìn)而促進(jìn)光合產(chǎn)物的積累，增加葡萄果實(shí)的含糖量。另外，酸性轉(zhuǎn)化酶(AI)是糖分積累的關(guān)鍵限制酶，施硒可以提高AI 活性，促進(jìn)葡萄果實(shí)糖分積累，減少可滴定酸[22]。本研究中，葉面噴硒可提高‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)可溶糖總糖含量，降低可滴定酸含量，硒肥對(duì)葡萄果實(shí)糖酸含量的調(diào)節(jié)作用與張欣等[23]的研究結(jié)果一致。

維生素C 是植物體內(nèi)重要的抗氧化劑，起著清除果實(shí)內(nèi)活性氧自由基的作用[24]。在抗氧化過(guò)程中，Vc在被氧化成脫氫抗壞血酸(DHA)后，能在谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)的參與下還原為Vc[25]，而硒是GSH-Px 酶系的組成成分，因此適量施硒可以提高葡萄果實(shí)Vc含量。本試驗(yàn)中，施硒處理的‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄果實(shí)維生素C 含量高于對(duì)照，且在50 mg/L 達(dá)到最高值，這與許真等[26]的結(jié)果一致。

蛋白質(zhì)是果實(shí)的重要營(yíng)養(yǎng)成分之一。硒進(jìn)入植物體內(nèi)后至少以2 種方式參與蛋白質(zhì)代謝。直接方式，硒可轉(zhuǎn)化成多種硒代氨基酸，如硒代半胱氨酸、硒代高胱氨酸，以原料形式參與硒蛋白質(zhì)的合成[27]；間接方式，硒作為一種tRNA核糖核酸鏈的必要組分，參與轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸，合成蛋白質(zhì)[28]。此外，硒是GSH-Px 的組成成分，GSH-Px 可以清除機(jī)體內(nèi)的過(guò)氧化氫(H2O2)、有機(jī)氫過(guò)氧化物及脂質(zhì)過(guò)氧化物，減少活性氧自由基對(duì)蛋白質(zhì)的氧化損傷[29]。適量施硒既可提高果實(shí)Vc 含量又可提高蛋白質(zhì)含量，因?yàn)閂c能在有氧代謝過(guò)程與活性氧（羥基自由基、超氧陰離子、單線態(tài)氧等）迅速反應(yīng)，去除活性氧[25]，保護(hù)蛋白質(zhì)免受氧化損傷。本研究中，硒處理組的葡萄果實(shí)蛋白質(zhì)含量高于對(duì)照，表明適量施硒可以提高葡萄果實(shí)蛋白質(zhì)含量，這與印寧等[30]的結(jié)果一致。

4.3 果實(shí)含硒量和品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

主成分分析和聚類分析是2種評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)常用的統(tǒng)計(jì)分析方法。林蟬蟬等[31]利用主成分和聚類分析，從12種紅色鮮食葡萄中篩選出4種適合楊凌地區(qū)栽培的紅色鮮食葡萄。王振龍等[32]通過(guò)主成分和聚類分析，綜合評(píng)價(jià)不同有機(jī)滴灌肥處理下釀酒葡萄與葡萄酒品質(zhì)狀況，從而篩選出最佳施肥方案。本試驗(yàn)基于主成分和聚類分析，對(duì)不同硒濃度處理下的‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，第1類聚集的4個(gè)處理與主成分綜合評(píng)價(jià)排名前4位的處理一致，第2類聚集的1 個(gè)處理及第3 類聚集的1 個(gè)處理與主成分綜合評(píng)價(jià)排名第5、6位的處理一致。聚類分析與主成分綜合得分排名結(jié)果一致，表明該評(píng)價(jià)模型具有科學(xué)性，可以利用其篩選出‘陽(yáng)光玫瑰’葡萄葉面噴施氨基酸富硒肥較適宜的硒濃度。