外源施硒對釀酒葡萄產量、品質及硒富集的影響

王 鵬,張耀中,阮向陽,冶 軍,侯振安,安軍妹

(1.石河子大學 農學院，新疆石河子 832003；2.紅花崗區農業農村局 土肥站，貴州遵義 563000)

硒是人和動物進行正常生命活動必不可少的元素，與人類健康緊密相聯[1]。缺硒會引起克山病、癌癥等疾病[2]。中國約70%的耕作地為缺硒土壤[3]。提高食物硒含量，是一種科學、安全的補硒途徑[4-5]。葡萄是經濟價值與營養價值并存的水果，當前葡萄與葡萄酒需求量逐漸增大。人們對于葡萄酒的需求逐漸趨于優質化、高端化，富硒葡萄酒能夠滿足人們的這一需求。因此，開發富硒釀酒葡萄從而實現人類飲食補硒有著深遠 意義。

在果樹栽培管理中，葉面噴施硒肥是生產富硒水果的有效途徑[6]。葉面噴硒具有用量低，利用率高，不污染環境等優點[7-8]。前人研究表明，葉面噴硒能夠提高作物可食用部位的硒含量[9-10]，同時也能提高產量和改善品質。研究均發現對大蒜和大豆等作物葉面噴施硒肥時能夠提高作物的硒質量分數[11-12]。也有研究報道，噴施一定量的硒肥可提升‘魏可’ ‘紅提’和‘夏黑’葡萄果實硒質量分數[13-15]。作物不同生長時期對硒的吸收能力不同，葡萄葉面噴施硒肥后其果實硒含量從花后到成熟期間表現為先升高后降低的趨勢，在果實膨大期達到最大值[16]。研究發現葉面噴施硒肥能提高葡萄的單株產量[17]。‘巨峰’葡萄施用氨基酸硒肥后，其果實單粒質量、可溶性糖、維生素C含量得到提高[18]；但也有研究報道葉面硒肥量過高會導致作物產量和品質降低的報道[19]。葉面噴施硒肥能夠使葡萄富硒，從而釀造出來的葡萄酒就能達到富硒效果。同時新疆又是全國葡萄種植和葡萄酒生產最重要的基地[20]，因此在新疆生產富硒釀酒葡萄從而釀造富硒葡萄酒十分有必要。通過研究釀酒葡萄果實膨大期(初期、中期和末期)葉面噴硒不同質量濃度硒肥以及硒肥噴施次數對葡萄產量、品質和果實硒質量分數的影響，確定釀酒葡萄外源硒適宜的噴施質量濃度、噴施時期和噴施次數，為富硒葡萄酒的生產提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和試驗地概況

試驗于2018年在新疆生產建設兵團第八師152團進行。供試釀酒葡萄品種為‘赤霞珠’，采用“廠”字形樹形，灌溉方式為溝灌。噴施的富硒葉面肥選取亞硒酸鹽(Na2SeO3)為硒源。供試土壤為灌耕灰漠土，其中土壤pH為7.7，有機質質量分數為16.37 g/kg，有效磷質量分數為13.37 mg/kg，速效鉀質量分數為200.17 mg/kg，全硒質量分數為0.52 mg/kg。

1.2 試驗設計

分為2個試驗。(1)噴施時期與質量濃度試驗：設置5個噴硒質量濃度，分別為清水對照(S0)、100 mg/L(S100)、150 mg/L(S150)、200 mg/L(S200)、300 mg/L(S300)。在果實膨大期初期(6月23日)、中期(7月9日)和末期(7月23日)分別進行葉面噴施硒肥。

(2)噴施次數試驗：設置噴硒質量濃度為150 mg/L，噴施次數分別為對照T0,1次(T1,膨大初期6月23日)，2次(T2,膨大初期(6月23日)日和中期(7月9日))，3次[T3,膨大初期(6月23日)、中期(7月9日)和末期(7月23日)]。

以上2個試驗每667 m2噴施富硒葉面肥60 L。在進行噴施硒肥時，用果袋套住葡萄果實部分，防止硒肥直接與果實部位接觸。由于硒肥滴落在土壤中量少且樹枝茂盛，硒肥不能滴在樹根附近，因此滴落在土壤中對果樹的影響可忽略不計。每個處理10棵葡萄樹，重復3次，噴施硒肥選在無大風和烈日氣象條件下進行。在9月上旬葡萄成熟期進行采樣，用冰壺帶回實驗室保存。

1.3 樣品處理及硒測定

將洗干凈的葡萄樣品果實部位分為葡萄籽粒、皮和果肉3個待測部分，分別測定3個部分的硒質量分數，3個部分相加得到總硒量。

全硒的測定：用天平稱取待測樣葡萄籽和皮0.10 g，用量筒精確量取10 mL果漿，將待測樣置于25 mL錐形瓶中，加入HNO3∶HClO4體積比為4∶1的混合酸10 mL，靜置過夜。通過砂浴鍋170 ℃加熱并及時補加混合酸，直至溶液呈清亮無色且同時有白色的煙冒出，再繼續加熱到溶液僅余約2 mL左右時，將其從砂浴鍋上取下使冷卻，然后加入6 mol/L的濃鹽酸10 mL，再將其放回砂浴鍋加熱至溶液呈清亮無色且同時有白色的煙冒出時取下、冷卻后通過定量濾紙過濾轉移至25 mL容量瓶中待測。測定用AFS-810原子熒光光譜儀測定硒的質量分數。

植物無機硒的測定：準確稱取0.10 g 樣品于有塞刻度試管中，加體積分數50%鹽酸溶液10 mL，超聲波混勻30 min 后，沸水浴加熱30 min，冷卻后用脫脂棉過濾。樣品消解及測定同上。植物全硒質量分數減去無機硒質量分數即為有機硒質量分數。

1.4 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 2010 軟件進行數據計算和制圖。采用SPSS 21.0統計分析軟件進行方差分析。采用單因素方差分析比較不同處理間 差異。

2 結果與分析

2.1 硒肥對‘赤霞珠’果實產量的影響

如表1所示，在果實膨大初期、中期和末期葉面噴施不同濃度的硒肥均能提高‘赤霞珠’果實的產量，且隨著硒肥濃度的增加，葡萄產量呈現先增加后降低的變化趨勢。在‘赤霞珠’的膨大初期增產效果最佳，當質量濃度為S100、S150、S200、S300時‘赤霞珠’的產量分別較對照處理顯著提高5.99%、8.11%、10.81%和9.4%。

隨著葡萄生長期的進行，葡萄產量的提高幅度依次降低，‘赤霞珠’產量的增加幅度大小為初期>中期>末期，且各個時期在噴硒質量濃度為S200時，葡萄的產量達到最大值。此時產量分別比對照顯著提高10.81%、9.45%和8.32%。由此得出果實膨大初期，葉面噴硒質量濃度為S200是‘赤霞珠’達到增產效果最佳的時期和濃度。

表1 葉面噴施硒肥對‘赤霞珠’產量的影響Table 1 Effect of foliar application of selenium on ‘Cabernet Sauvignon’ yield

注：同列數據后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Note：Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level. The same below.

2.2 硒肥對‘赤霞珠’果實品質的影響

如表2所示，當噴施硒肥質量濃度為S200時：在膨大初期，‘赤霞珠’的果實單粒質量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質量濃度分別比對照(S0)提高27.51%、16.95%、13.92%、14.77%和45.1%，可滴定酸比對照(S0)降低9.72%；在膨大中期，‘赤霞珠’的果實單粒質量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質量濃度分別比對照(S0)提高22.12%、17.24%、15.31%、 12.18%和 42.04%；在膨大末期，‘赤霞珠’的果實單粒質量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質量濃度分別比對照(S0)提高21.15%、14.10%、 13.71%、 19.96%和16.94%。可滴定酸在膨大初期和中期，當噴硒濃度為S100和S150時降低不顯著，當噴硒濃度為S200和S300時顯著降低，膨大末期噴施時降低不顯著。

膨大初期，噴施硒肥質量濃度為S200時‘赤霞珠’的果實單粒質量、橫徑、縱徑、可溶性固形物質量濃度和單寧質量分數均達到最大值，且此時的可滴定酸質量濃度顯著低于對照。綜上可以得出，在膨大初期，葉面噴硒肥質量濃度為S200時葡萄果實品質改善效果達到最佳。

表2 施用硒肥對赤霞珠果實品質的影響Table 2 Effect of application of selenium fertilizer on quality of Cabernet Sauvignon fruit

2.3 硒肥對‘赤霞珠’不同部位硒質量分數的 影響

如表3所示，在果實膨大的各個時期，與對照相比，葉面噴施不同濃度的硒肥均能顯著提高‘赤霞珠’葡萄籽、葡萄皮和葡萄果漿的硒質量分數，且與濃度成正比。在膨大初期，葉面噴硒濃度為S200與對照(S0)相比時，‘赤霞珠’的葡萄籽、葡萄皮和葡萄果漿的硒質量分數分別顯著增加 30.47 μg/kg、81.17 μg/kg和21.16 μg/kg。

噴硒質量濃度相同時，在初期，‘赤霞珠’不同部位的硒質量分數為皮>籽粒>果漿；在中期和末期，則為皮>果漿>籽粒。同一噴硒質量濃度處理時，葡萄籽的硒質量分數依次下降，分別為初期>中期>末期。質量濃度為S200時，在膨大初期和中期葡萄皮和葡萄果漿無顯著性變化但都顯著高于果實膨大末期。質量濃度為S300時，‘赤霞珠’葡萄籽、葡萄皮和葡萄果漿的硒質量分數在膨大初期達到了最值，均高于膨大中期和膨大末期，但此時會對葉面造成毒害，S300不宜采用。綜上可以得出果實膨大初期，硒質量濃度為S200時富硒效果最佳。

2.4 硒肥對‘赤霞珠’果實總硒質量分數影響

如圖1所示，在果實膨大初期、中期和末期葉面噴施不同質量濃度的硒肥均能顯著提高葡萄的總硒質量分數，且與硒質量濃度呈正比。當葉面噴施硒肥質量濃度為S100、S150、S200和S300時，此時‘赤霞珠’的總硒質量分數大小為初期>中期>末期，由此可見，膨大初期的富硒效果高于其他2個時期。在膨大初期，葉面噴硒質量濃度為S100、S150、S200和S300時，‘赤霞珠’的總硒質量分數分別比對照(S0)顯著提高47.94 μg/kg、88.05 μg/kg、132.22 μg/kg和155.34 μg/kg。綜上，可以得出膨大初期為葉面噴施硒肥的最適宜時期。

表3 赤霞珠果實不同部位的硒質量分數Table 3 Selenium mass fraction in different parts of Cabernet Sauvignon fruit

不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05) Different lowercase letters indicate significant differences between treatments at 0.05 level；下同 The same below

圖1 赤霞珠果實硒質量分數
Fig.1 Cabernet Sauvignon fruit selenium quality score

2.5 硒肥施用次數對‘赤霞珠’果實產量的影響

如圖2所示，與對照(T0)相比，在果實膨大期葉面噴施不同次數的硒肥(T1、T2和T3)均能顯著提高單位質量新鮮葡萄的產量，且隨著噴施次數的增加，‘赤霞珠’葡萄果實的產量也隨著增加。當葉面噴施硒肥次數為T1、T2和T3時，此時的果實產量分別比對照(T0)提高6.1%、 10.82%和9.41%。T2時，此時‘赤霞珠’葡萄果實的產量達到最大值。綜上可以得出，當葉面噴硒次數為T2時，‘赤霞珠’葡萄果實的增產效果 最佳。

圖2 赤霞珠果實產量Fig.2 Cabernet Sauvignon fruit yield

2.6 硒肥施用次數對‘赤霞珠’品質的影響

如表4所示，T1時，果實單粒質量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質量濃度分別比對照提高16.35%、12.29%、10.89%、8.05%和 18.78%，且可滴定酸下降6.94%。T2時，果實單粒質量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質量濃度分別比對照提高21.15%、16.48%、 14.93%、13.06%和39.39%，且可滴定酸下降 12.5%。T3時，果實單粒質量、橫徑、縱徑、可溶性固形物和單寧質量濃度分別比對照提高 18.2%、14.19%、12.77%、8.57%和25.71%，且可滴定酸下降8.3%。通過以上可以得出，當葉面噴施硒肥次數為T1、T2和T3時，均能夠改善葡萄果實品質，且當葉面噴施硒肥次數為T2時，最有利于葡萄果實品質的改善。

表4 硒肥施用次數對赤霞珠果實品質的影響Table 4 Effect of application of selenium fertilizer on quality of Cabernet Sauvignon fruit

2.7 硒肥施用次數對‘赤霞珠’不同部位硒質量分數的影響

如表5和表6所示，在果實膨大期，隨著葉面噴施硒肥次數的增加，‘赤霞珠’果實不同部位的全硒和有機硒質量分數也隨著增加。與對照相比，葉面噴施不同次數的硒肥均能顯著提高‘赤霞珠’不同部位的全硒和有機硒質量分數，且硒質量分數與噴硒次數成正比。硒肥施用次數為T3時，葡萄籽、葡萄皮和葡萄果肉的全硒質量分數和有機硒質量分數均達到了極大值，其質量分數分別為90.23 μg/kg、120.79 μg/kg、26.63 μg/kg和 70.45 μg/kg、71.56 μg/kg、20.16 μg/kg。

當葉面噴施硒肥次數分別為T1、T2和T3時，‘赤霞珠’的葡萄籽、葡萄皮和葡萄果漿的總硒和有機硒質量分數的大小均為皮>籽粒>果漿。

表5 赤霞珠果實不同部位的硒質量分數Table 5 Selenium mass fraction in different parts of Cabernet Sauvignon fruit

表6 赤霞珠果實不同部位的有機硒質量分數Table 6 Organic selenium content in different parts of Cabernet Sauvignon fruit

2.8 硒肥施用次數對‘赤霞珠’硒質量分數的影響

如表7所示，當噴施硒肥次數分別為T1、T2和T3時，均能顯著提高果實的總硒、有機硒和無機硒質量分數，硒質量分數與噴硒次數呈現正相關。T1時，果實的總硒、有機硒和無機硒質量分數分別比對照提高88.06 μg/kg、69.29 μg/kg和18.77 μg/kg。T2時，果實的總硒、有機硒和無機硒質量分數分別比對照提高158.51 μg/kg、 114.39 μg/kg和44.12 μg/kg。T3時，果實的總硒、有機硒和無機硒質量分數分別比對照提高了234.15 μg/kg、159.1 μg/kg和75.08 μg/kg。當葉面噴施硒肥次數為T1、T2和T3時，有機硒占比依次下降，分別為78.87%、 72.41%和 68.24%。

表7 赤霞珠果實硒質量分數Table 7 Cabernet fruit selenium quality score

3 討 論

本試驗表現，在‘赤霞珠’膨大期葉面噴施硒肥，均能改善葡萄果實品質及增加產量，此結論與寧嬋娟等[21]研究結果相一致。田間試驗觀察得出噴硒質量濃度為S300時，葡萄的葉面會有毒害現象，出現了黃色的灼燒斑點。這是由于噴施硒量過高導致的，質量濃度過高不利于葡萄的生長和果實品質的改善[22]，因此S300不利于在生產中進行推廣。噴施適宜的硒肥有利于葡萄的果實品質的改善，但當噴施濃度過高會導致作物中毒，不利于作物的生長。因此在實際的生產中，對不同類型的作物要選擇適宜的硒肥噴施量，這樣可以避免用量過多對作物造成傷害，同時也可以節約成本。

在對葡萄進行葉面噴施硒肥時，要滿足營養元素對作物的Bertrand規律，就是低濃度對作物的生長起到促進作用，而高濃度對作物的生長起到抑制作用[23]。本試驗得出噴施硒肥質量濃度為S200和噴施硒肥次數為T2時，葡萄果實產量達到最大值。在葉面噴施硒肥質量濃度從S100到S200和噴施次數從T1到T2時，果實產量顯著增加，但在S200到S300和噴施次數從T2到T3時，果實產量增加不明顯。此研究結果與他人對糜子、小麥的研究結果相一致[24-25]。對農作物進行葉面噴硒后能提高農作物的含硒量，其含量與噴硒量、生長期還有噴硒次數等有關[26]。葉面噴施的效果比基施更加明顯且投入更少更方便[27]。在膨大初期、中期和末期，噴施硒肥均能顯著提高‘赤霞珠’葡萄籽、皮、果肉以及總硒的質量分數，且與噴硒濃度成正比，這與王鵬等[28]的研究結果一致。隨著葡萄生育期的推進，同一噴硒質量濃度下葡萄籽粒硒質量分數是下降的，這主要是因為隨著葡萄生育期的推進，葡萄的籽粒逐漸生長發育完善，對營養元素的需求降低導致的。研究得出，不同生長時期富硒效果為膨大初期>中期>末期,這可能是由于葡萄在生長初期生長,對硒肥的吸收能力強,而隨著葡萄生長發育時期的進行,葡萄果實的生長發育逐漸完善,對營養元素的需求逐漸降低,對硒肥的吸收能力也逐漸下降所導致的，該研究結論與與劉秀桃等[29]研究結果一致。隨著葉面噴施硒肥濃度的增加，葡萄果實含量與總硒質量分數呈正相關的增加，此結論與高德凱等[30]對外源硒與冬瓜富集的研究結論相同。葉面硒肥價格高，從經濟角度考慮S200為最適噴硒質量濃度。

4 結 論

噴施適量的硒肥能夠改善葡萄果實品質、提高產量和果實硒質量分數。綜合葉面噴硒對釀酒葡萄產量、品質和硒富集量來考慮，得出果實膨大初期(6月23日)為最適噴施時期，200 mg/L為最適噴施質量濃度，2次(初期和中期)為最適噴施次數。