不同砧木对设施葡萄果实硒养分吸收和利用的影响研究*

马玉全，王小龙，李玉梅，王孝娣，刘凤之，王海波

（中国农业科学院果树研究所，农业农村部园艺作物种质资源利用重点实验室，辽宁省落叶果树矿质营养与肥料高效利用重点实验室，辽宁兴城 125100）

近年来设施葡萄产业发展迅速，87-1 作为设施葡萄中的重要品种，具有耐弱光、耐贮运、抗性强等特点。砧木作为葡萄树体养分的运输通道，其对矿质元素代谢也起着极为重要的作用，可使树体表现出差异生长或果实品质与产量发生显著变化[1]，有研究表明，砧木对接穗的生长势、产量和果实品质[2-3]以及树体的营养吸收[4-6]、光合特性[7-8]、抗性[9]等方面均产生了影响。

硒（Se）是人类必需的微量元素之一，具有预防衰老和增强免疫力等多种生理功能[10-11]，人体内无法合成和储存硒，动物制品的硒利用率较低[12]，所需要的硒主要从蔬菜和水果中直接获取[13-14]。因此，富硒农产品的开发和利用成为科研的关注热点，提升作物可食用部位硒的利用成为生产中主要的追求目标[15]。富硒葡萄不仅可以提高葡萄的经济价值，还能提高营养价值[16]，在富硒葡萄的生产中主要是提高果实对硒养分的吸收利用。目前针对提升葡萄果实对硒的吸收利用的研究主要集中在外源施硒对葡萄果实硒养分利用的影响[17-18]，有关不同砧木对设施葡萄果实硒养分吸收利用的影响尚未见报道。为此，本研究以贝达、140R 等12 种砧木为试材嫁接设施葡萄87-1，于关键生育期对各砧穗组合进行整株取样，测定分析植株各器官的硒元素含量和累积量，研究不同砧木对87-1 葡萄果实硒元素吸收利用的影响，为富硒葡萄生产中设施葡萄87-1 砧木的选择和硒肥的施用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料及地点

试验于2020 年1 月至2021 年11 月在位于辽宁省兴城市的中国农业科学院果树研究所葡萄核心技术试验示范园（东经120.51°，北纬40.45°）中进行。供试材料为3 年生87-1 葡萄嫁接树，砧木分别为华葡1 号、贝达、SO4、5BB、225R、1103P、101-14、420A、110R、LOT、140R、34EM，采用盆栽处理，于2018 年5 月定植于日光温室内直径35 cm、深35 cm 的塑料盆中。其中日光温室东西走向，跨度7.5 m、高度4.2 m、长度70 m，覆盖PO 棚膜，12 月21 日开始升温，4 月14 日盛花，6 月30 日果实成熟，11 月3 日落叶。行株距2.0 m×0.8 m，树形采用单层水平龙干形，叶幕形采取V 形叶幕，其他管理同常规。试验前测定土壤肥力为碱解氮含量110.6 mg/kg，速效磷含量90.58 mg/kg，速效钾含量230.8 mg/kg，全硒含量0.36 mg/kg。

分别在萌芽前、初花前、转色前、采果后施用氨基酸水溶性硒肥。供试氨基酸硒肥由中国农业科学院果树研究所研制（在氨基酸母液中加入Na2SeO3，于70～80 ℃在pH 值6.5 条件下反应2 h），主要成分为氨基酸硒，液体肥硒元素含量为3%。采用土施硒肥的方式，硒施用量1 000 mg/hm2，将氨基酸硒肥兑入清水后，均匀施入植株中。

1.2 试验设计、测定项目和方法

对每个砧穗组合于萌芽前选择长势一致的植株编号标记，于萌芽期、始花期、末花期、种子发育期、果实转色期、果实成熟期和落叶期等7 个关键时期进行整株取样，每次取3 株，将树体解剖为花穗或果实和其他器官，并测定分析硒元素含量，计算不同生育阶段植株整体对硒的吸收即累积量。树体管理过程中修剪或疏除的各器官全部收集对应到相应植株。

将解剖的各器官样品按清水→洗涤剂→清水→1%盐酸→3 次去离子水顺序冲洗后，立即在105 ℃下杀青30 min，随后在80 ℃下烘干，不锈钢电磨粉碎后过60 目筛，装袋备用。硒元素含量采用水浴锅进行消解、原子荧光吸收进行测定[19]。

各器官元素累积量＝各器官元素浓度×对应器官干物质重量

单株元素累积量＝∑各器官元素累积量

某生育阶段元素累积量＝上一时期元素累积量－下一时期元素累积量

某器官元素吸收分配比率（%）＝（该器官单株元素需求量/全年单株元素需求量）×100

硒元素果实生产效率＝单株植株果实产量/单株植株硒元素年累积量[20]

1.3 数据处理

利用Excel 2010 软件对试验数据进行处理并作图，利用SAS 9.4 软件进行单因素方差分析（α＝0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同砧木对87-1葡萄果实及其他器官硒吸收分配规律的影响

从表1 可以看出，87-1 葡萄果实硒吸收分配比率较低，不同砧木对果实硒吸收分配比率有显著性影响。砧木华葡1 号的果实硒吸收分配比率最高，为3.72%；其次是砧木LOT、SO4、225R，果实硒吸收分配比率分别为3.65%、3.55%、3.38%，三者之间无显著差异；砧木贝达和110R 的果实硒吸收分配比率较低，分别为1.34%和1.07%，说明这2 种砧木嫁接后，果实的硒累积作用较低。而在其他器官的硒吸收分配规律中，不同砧木的硒吸收分配比率差异也较为显著。根和叶片作为主要的硒吸收器官，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，其次是砧木华葡1 号、225R、34EM。叶片中以砧木140R 的硒吸收分配比率最高，为68.54%；其次是砧木110R，为65.95%，这2 种砧木嫁接后，叶片成为硒的主要吸收器官。

表1 不同砧木对87-1 葡萄果实及其他器官硒吸收分配规律的影响

2.2 不同砧木对不同生育时期87-1 葡萄果实硒含量的影响

由表2 可知，各砧木的87-1 葡萄果实硒含量在生育期内整体呈先上升后下降的趋势，但生育期内果实硒含量动态变化规律并不一致，砧木华葡1号、SO4、5BB、110R、LOT、34EM 的果实硒含量在末花期达到最高，其他砧木的果实硒含量在种子发育期达到最大值。同一时期内，不同砧木的87-1 葡萄果实硒含量也表现出较大差异。初花期，以砧木140R 的果实硒含量最高，为0.321 mg/kg；以砧木225R 的果实硒含量最低，为0.098 mg/kg。末花期，除了砧木140R 的果实硒含量与上一时期持平外，其余砧木的果实硒含量均不同程度地增加，以砧木SO4 的果实硒含量最高，为0.436 mg/kg；其次是砧木华葡1 号、140R，果实硒含量分别为0.365、0.321 mg/kg；砧木101-14 的果实硒含量最低，为0.176 mg/kg。种子发育期，砧木贝达、225R、1103P、101-14、420A、140R 的果实硒含量迅速增加，其他砧木的果实硒含量开始下降，其中砧木140R 的果实硒含量最高，为0.491 mg/kg，砧木贝达、225R、1103P、101-14 的果实硒含量也均在0.30 mg/kg 以上，砧木华葡1 号、5BB、LOT 的果实硒含量均较低。种子发育期后各砧木的87-1 葡萄果实硒含量均呈下降趋势。果实转色期，以砧木110R 的果实硒含量最高，为0.191 mg/kg；砧木SO4 和34EM 的果实硒含量均较低，分别为0.063、0.061 mg/kg。果实成熟期，各砧木的87-1 葡萄果实硒含量差异较小，以砧木SO4 和华葡1 号的果实硒含量最高，分别为0.078 mg/kg 和0.076 mg/kg；其次是砧木101-14 和225R；以砧木贝达的果实硒含量最低，为0.028 mg/kg。

表2 不同砧木对不同生育时期87-1 葡萄果实硒含量的影响

2.3 不同砧木对各生育阶段87-1葡萄果实硒累积量的影响

从表3 可以看出，不同砧木的87-1 葡萄在各生育阶段果实的硒累积量差异显著。初花期至末花期阶段，砧木34EM 和225R 的硒累积量较高，分别为1.54 μg 和1.19 μg，其次是砧木LOT，砧木华葡1 号、SO4、420A 的硒累积量居中，砧木101-14的硒累积量最低。末花期至种子发育期阶段，不同砧木87-1 葡萄的硒累积量增加量提高，以砧木101-14 的硒累积量最高，为15.26 μg，显著高于其他砧木，其次是砧木140R 和34EM，砧木华葡1 号、5BB、110R、LOT 的硒累积量均显著低于其他砧木。种子发育期至果实转色期阶段，由于果实硒含量开始下降，果实干物质的累积速度小于果实硒累积速度，砧木贝达、SO4、225R、101-14、140R、34EM的硒累积量出现负增长，其他砧木的硒累积量仍继续增加，其中以砧木110R 的硒累积量最高。果实转色期至成熟期阶段，可能由于砧木110R 和1103P的果实硒含量下降明显，果实硒累积量减少，其他砧木的硒累积量均为正增长，其中以砧木SO4 的硒累积量最高，与其他砧木的差异达到显著水平，其次是砧木华葡1 号，砧木420A 和140R 的硒累积量较低。在整个生育期，各砧木的87-1 葡萄果实硒累积量比较中等，以砧木SO4 的硒累积量最高，其次是砧木华葡1 号和101-14，砧木110R 的硒累积量最低。

表3 不同砧木对各生育阶段87-1 葡萄果实硒累积量的影响

2.4 不同砧木对87-1葡萄果实硒生产效率的影响

果实硒生产效率是果实硒的吸收量向果实产量的转化效率。由图1 可知，不同砧木对87-1 葡萄果实硒生产效率的影响中，砧木101-14 的果实硒生产效率最高，显著高于其他砧木，其次是砧木140R 和LOT，砧木贝达、1103P、225R、420A、110R的果实硒生产效率均较低，尤其是砧木110R 的果实硒生产效率显著低于其他砧木。

图1 不同砧木对87-1 葡萄果实硒生产效率的影响

3 讨论与结论

研究表明，由于不同作物对硒的富集能力差异导致器官中硒的分配也存在差异[15]，砧木作为葡萄树体与土壤的营养运输通道，对矿质代谢起着极其重要的作用[21]。本试验中砧木对87-1 葡萄果实的硒吸收分配产生重要影响，砧木华葡1 号、SO4、225R和LOT 的果实硒吸收分配比率均显著高于其他砧木，其中以华葡1 号的果实硒吸收分配比率最高。整体来看，果实中硒累积量在葡萄整株的占比较低，主要以根系和叶片吸收为主，不同砧木嫁接可以有效调节硒在各器官中的分配，提升在果实中的分配比例。

不同砧木处理，果实矿质元素含量也表现出较大差异[22]。本研究中果实硒含量均是先升高后降低，随着果实成熟，果实内硒含量降低，朱丽琴等[23]认为可能是硒回流至树体所致。但不同砧木处理，果实硒含量的峰值出现时期不同，砧木华葡1 号、SO4、5BB、110R、LOT、34EM 的果实硒含量峰值均出现在末花期，而其余砧木的果实硒含量峰值均出现在种子发育期。同一时期内，不同砧木处理的果实硒含量也表现出显著差异。初花期砧木140R 的果实硒含量显著高于其他砧木，末花期以砧木SO4最高，种子发育期和果实转色期分别以砧木140R 和110R表现较好，在果实成熟期砧木SO4 的果实硒含量最高。

植物对环境中养分的吸收能力一般用吸收速率或累积量来表示[24]。本研究中不同生育阶段，不同砧木处理的87-1 葡萄果实硒累积量存在显著差异，砧木贝达、1103P、101-14、420A、140R 和34EM在末花期到种子发育期阶段的果实硒累积量较高，砧木华葡1 号、SO4、5BB、225R、LOT 对硒的吸收集中在果实转色期到成熟期阶段，砧木110R 则在种子发育期到果实转色期阶段，因此，在富硒果品生产中应根据嫁接砧木的不同，根据果实硒养分需求特点合理施用硒肥。在整株果实硒累积量的比较中，砧木SO4 果实硒吸收能力最强，果实硒累积量显著高于其他砧木。

果实生产效率是指果实产量占植株矿质元素年累积量的比值，表示植株对矿质元素的吸收量向果实产量的转化效率[25-26]。本研究中不同砧穗组合果实硒生产效率的高低体现了不同砧木对果实中硒转化利用效率的影响。砧木101-14 的果实硒生产效率处于较高水平，说明该砧木嫁接87-1 葡萄后具有较高的果实硒转化利用效率，有利于生产富硒果品。

不同砧木对设施葡萄果实硒养分吸收和利用的影响也与土壤情况、根际环境、水分灌溉等[27-28]有关，还需要进一步的研究。