葡萄施硒的生理效应

2014-04-02 06:15:35孙聪伟杨丽丽魏建国宣立峰褚凤杰
河北林业科技 2014年1期
关键词:王海波叶面外源

孙聪伟,杨丽丽,陈 展,魏建国,宣立峰,褚凤杰

(石家庄果树研究所,河北 石家庄 050061)

硒(Se)作为人体必需的微量元素,是细胞中谷胱甘肽过氧化物酶的重要组成成分,也是酶家族活性部位的辅基,还被证实与人体的多种疾病有关。有研究表明硒在抗癌、清除体内自由基、抗膜脂过氧化、防止衰老、增强人体免疫机能等方面都有非常重要的作用。硒虽然不为植物体所必需,但通过硒肥提高作物品质和可食部分的硒含量,成为栽培学和研究保健食品的一项有意义的课题。

根据聚硒能力不同,一般把植物分为硒积聚植物、硒非积聚植物和富硫并高硒植物3种类型。葡萄属于硒非积聚植物。葡萄对硒的吸收可以通过根(土壤、土壤溶液等)、叶子(叶面施硒)等不同部位。本文就近年来葡萄施硒后的生理效应作一综述。

1 葡萄对外源硒的吸收和累积特性

低价态的4价硒和高价态的6价硒是作物吸收硒的主要形式。有研究表明,硒从根部到植株的运转及分配取决于植物吸收硒的状态,硒酸盐比亚硒酸盐和有机态硒更容易运转。这是因为亚硒酸盐更容易被土壤所吸附,也更容易累积在植物根部。但在田间喷施上由于6价硒必须先在叶中转化为2价硒再转化为有机硒,而4价硒不需要酶催化就能直接转化为有机硒,因此多选用亚硒酸盐作为硒肥。

在低硒土壤中,不施硒的条件下,葡萄体内硒含量很低,硒的累积顺序为根>叶>新梢>主蔓>果实。土壤施入亚硒酸钠溶液,能够提高葡萄各部位的硒含量,且各部位硒含量与外源硒施入量呈显著正相关。硒在各部位累积的顺序变为叶>根>新梢>果实>主蔓,说明硒优先运转到果实和叶片中。从花后到成熟葡萄叶片与叶柄硒含量均呈“升-降”变化趋势,单果硒含量持续升高,到果实成熟期又降低。但葡萄吸收硒后主要分布在根和叶片中,果实中累积的硒含量仍然不高。可见葡萄果实对硒的利用率较低。

不同栽培方式对硒的累积特性有影响。设施葡萄中土施亚硒酸钠后,硒的累积顺序由叶片>叶柄>果肉,变为果肉>叶片>叶柄,表明土施亚硒酸钠硒优先运转到果实中。设施葡萄施硒研究表明,果实中硒的积累与分布因施用方式不同而异。土壤施硒,硒在果实中优先累积到种子中,其次累积到果肉中,最后累积到果皮;而叶面喷施硒肥,硒在果实中优先累积到果皮中,其次累积到果肉中,最后才累积到种子。同时,叶面喷施的效果显著优于土壤施用的效果。

葡萄在发芽前就可通过叶面吸收转化外源硒,葡萄果实在生长的全过程中可以通过叶面吸收转化硒源。不同浓度的硒源对果实硒含量的趋势影响不同。在低浓度时,随着葡萄生长,果实中的硒含量呈一直下降趋势;中浓度和高浓度条件下,果实含量在坐果期最高,中果期下降到最低,至大果期上升到最高点,成熟期又下降。朱丽琴等认为,葡萄果实成熟时硒含量下降,可能是硒回流至树体所致。

2 外源硒对葡萄叶片生理特性的影响

施用氨基酸硒可显著提高叶片质量。郑晓翠在露地栽培巨峰葡萄上的研究表明,施用硒肥后,叶片的栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅海比、叶片厚度及比叶重值显著增加,叶片的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素(a+b)值也明显升高。叶面喷施氨基酸硒肥的巨峰叶片与土施氨基酸硒肥相比,栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片厚度、比叶重值、叶绿素a、叶绿素b及叶绿素(a+b)值显著增加。王海波在玫瑰香和威代尔葡萄上施用氨基酸硒叶面肥,得到了相似的结果。

3 外源硒对葡萄果实品质的影响

前人研究中,亚硒酸钠处理对单果鲜重、单果干重、可滴定酸的影响存在差异,可能与葡萄品种及施用浓度有关。朱丽琴对红地球葡萄研究表明:亚硒酸钠处理对单果质量、可滴定酸没有明显影响;郑晓翠在巨峰葡萄上的试验表明:氨基酸硒处理后,果粒纵径、横径、单粒质量、可滴定酸含量显著提高,王文举的研究表明:红地球葡萄经亚硒酸钠处理后果粒重增加,果实酸度降低。

可溶性固形物含量随施硒浓度的升高表现为先增高后降低的趋势,低浓度的硒可促进可溶性固形物的积累,但高浓度硒对果树机体产生毒害作用,降低了叶片光合作用,同化物的输入速率小于输出速率,淀粉水解加剧,导致糖类含量升高。外源硒还能改善葡萄果实外观,使果粒表面光洁度明显提高,并提高果实的成熟一致性。

4 外源硒对葡萄抗逆性的影响

红地球葡萄上的试验结果表明:高温胁迫下,亚硒酸钠溶液能显著提高果实组织内过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性,抑制丙二醛(MDA)的积累、增加脯氨酸的含量,提高了葡萄果实的耐热性。赤霞珠葡萄在水分胁迫下,进行亚硒酸钠处理后,叶片叶绿素、可溶性糖及脯氨酸含量提高,同时可以调节 SOD、POD、CAT、GSH-Px酶活性,降低MDA含量,抵御膜脂过氧化,提高了其抗旱性。

氨基酸硒处理可使巨峰葡萄SOD活性增强。适宜的硒浓度促进叶片中SOD和POD的活性,提高了叶片可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素含量,降低了叶片中脯氨酸、丙二醛含量,使树体保持较高抗氧化能力。硒肥处理后,葡萄叶片和果实中镉、铅和汞的蓄积量均有降低。氨基酸硒叶面肥处理玫瑰香,显著提高了其叶片的抗病能力,减少了喷药次数。同时能促进枝条成熟,进而提高枝条的越冬能力。

总之,葡萄虽为硒非积聚植物,但仍然可以通过外源硒补充植物体内的硒含量。外源硒能够影响葡萄叶片质量和果实品质,同时增强树体抗逆性。一般而言,适宜浓度的硒溶液对葡萄生理生长和营养生长均有积极作用。但是,硒对植物生理的调控和影响具有双重效应。在较高的外源硒处理浓度下,葡萄会出现微量元素过量所引起的毒害症状,如老叶病化等,造成植株正常的生长发育和生理活动受阻。因此,生产上要注意合理施用硒溶液浓度,保证优质果品生产。

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