不同鲜食葡萄品种叶片硒含量与果实品质的相关性研究*

李玉梅，王小龙，马玉全，张艺灿，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）

植物叶片是吸收外界营养物质最为高效的组织，可以及时调控和反映植株的营养状况，且叶片营养不仅反映了树体营养水平，也反映了土壤养分的可利用效率[1]。所以叶片养分含量与果实品质之间有着密切的关系，前人关于叶片养分与果实品质的关系也进行了大量研究[2-4]。并且有研究发现，柑橘在某个特定时期，叶片养分含量与果实品质有较好的相关性[5]；Jivan 等[6]建立了通过苹果叶片养分诊断预测苹果果实品质的模型；以及目前应用较多的叶片营养诊断的方法组分营养诊断法（CND）也是通过利用叶片养分含量与果实品质的关系进行的。

随着现代农业先进技术的发展，与传统的通过刨树、取土来测定树体和土壤养分含量的方法相比，利用植物的光谱特性通过光谱技术对树体养分状况进行实时监测和定量估测是一种更为绿色低成本的方法[7-8]。在田间试验条件下，光谱技术主要是通过采集植株冠层光谱数据，筛选特征光谱然后定量估测植株养分含量[9-12]。所以，结合光谱技术，通过叶片养分估测果实品质优劣将逐渐成为一种趋势。硒是一种对植物生长发育不可或缺的非金属矿质营养元素，在增强抗性[13]、促进生长发育[14]以及提高果实品质和营养特性[15]等方面有非常重要的作用，更是作为参与人体生命活动和维持健康必不可少的微量元素。而我国大部分地区都处于严重缺硒或低硒状态[16]，且研究表明，植物性产品中所含硒的生物利用率高于无机硒盐[17]，所以富硒农产品的生产则是缺硒地区补充硒水平的重要手段[18]，而农产品中自然硒含量的高低是富硒农产品生产的首要参考因素。因此，研究不同鲜食葡萄品种叶片中的自然硒含量，初步明确硒含量高低与果实品质的关系，可为生产富硒且优质的葡萄产品提供参考，以期为促进葡萄产业的发展以及提升国民的硒摄入水平作出贡献。

1 材料与方法

1.1 采样与检测

选择我国7 个葡萄主产区各自的主栽品种采集叶片。葡萄品种分别是红地球（山西曲沃）、夏黑（湖北武汉）、巨峰（辽宁锦州）、白牛奶（河北张家口）、无核红宝石（山东烟台）、玫瑰香（天津）、无核白鸡心（黑龙江大庆）。各试验园均进行常规肥水管理，均没有额外以土施或叶面喷施的方式补充硒肥，因此测定的叶片硒含量是葡萄树体自然含硒量。

各品种于果实膨大期选择长势良好、无病虫害且长势基本一致的10 株树采集其健康叶片，每株树采集15 片叶，即每个品种共采集150 片叶。叶片采集后去除叶柄，依次用清水、洗涤剂、清水、1%盐酸、3 次去离子水冲洗，随后置于105 ℃烘箱中杀青30 min，然后温度调节至80 ℃直至烘干，研磨粉碎后过60 目筛，保存待测。采用氢化物发生-原子荧光光谱法[19-20]测定硒元素含量。果实品质测定的指标是单粒重、可溶性固形物含量和糖酸比，单粒重通过电子天平称量，可溶性固形物含量利用手持式折光仪测定，糖酸比是以果实可溶性糖（葡萄糖计）含量与可滴定酸（柠檬酸计）含量的比值计算得出。

1.2 数据统计

数据处理和统计分析采用Excel 2010 和SPSS 20.0 软件，采用单因素（one-way ANOVA）和Duncan’s 法进行方差分析和多重比较（α＝0.05），利用Pearson 法对叶片硒含量和果实品质指标进行相关性分析（α＝0.05、α＝0.01）。采用DPS 数据处理系统对果实品质指标进行Topsis 综合评价分析，而各品质指标所占权重采用的是李思佳[21]提供的国家葡萄产业技术体系经济岗位通过对消费者和零售商的实际调研，然后利用层次分析法确定的值，即单粒重的权重是0.199 2，可溶性固形物含量和糖酸比的权重都是0.364 5。

2 结果与分析

2.1 叶片硒含量与果实品质指标分析

由表1 可知，我国葡萄主产区的7 个葡萄品种叶片自然含硒量总体在0.030～0.186 mg/kg 范围内波动，平均值为0.063 mg/kg，处于唐玉霞等[22]研究的植物含硒量一般在0.02～1.00 mg/kg 范围内。本研究中，叶片自然硒含量最高的品种是采样于山西曲沃的红地球，为0.186 mg/kg，且与其他6 个品种之间差异均显著；无核白鸡心的叶片硒含量为7 个品种中最低，为0.030 mg/kg。7 个葡萄品种的单粒重在3.260～10.206 g 范围内，平均值为6.610 g，变异系数为38.463%；单粒重最大和最小的品种分别是红地球和玫瑰香，分别为10.206 g 和3.260 g。不同葡萄品种的可溶性固形物含量也存在显著差异，总体含量范围是14.833%～20.209%，平均值为17.381%，变异系数为10.607%；7 个葡萄品种的可溶性固形物含量从高到低依次是无核红宝石＞玫瑰香＞夏黑＞巨峰＞红地球＞无核白鸡心＞白牛奶，采样于山东烟台的无核红宝石的可溶性固形物含量显著高于其他6 个品种，为20.209%，而采样于河北张家口的白牛奶的可溶性固形物含量只有14.833%，为7 个品种中最低。7 个葡萄品种中，夏黑的糖酸比最大，为147.119，且与其他6 个品种的糖酸比差异均显著，而其余6 个品种的糖酸比无显著差异。

表1 不同葡萄品种叶片硒含量和果实品质指标

2.2 果实品质指标的Topsis 综合评价分析

由表2 可知，利用Topsis 综合评价法对我国葡萄主产区的7 个葡萄品种的果实品质进行综合评价发现，与最优向量距离（Di＋）较近且同时与最劣向量距离（Di－）最远的品种有夏黑、白牛奶和红地球；但与综合向量距离（CI）最近的是采样地位于湖北武汉的夏黑，综合品质指数达到0.918。排名第1 的夏黑果实综合品质最优，即从单粒重、可溶性固形物含量和糖酸比角度考虑果实综合品质时夏黑表现最优；其次为红地球、白牛奶、无核红宝石、巨峰和玫瑰香，分别排第2～6 名；而采样地为黑龙江大庆的无核白鸡心的果实综合品质表现最差，排名第7。表明从本研究的角度考虑果实综合品质时，无核白鸡心在我国水果市场上的总体竞争力与其他几个品种相比较弱。

表2 不同葡萄品种果实品质综合评价结果

2.3 叶片硒含量与果实品质的相关性分析

由表3 可知，葡萄叶片硒含量与果实品质有显著相关性。在叶片硒含量与单粒重的相关关系上，夏黑和无核白鸡心均呈现极显著正相关，相关系数分别是0.801 和0.939，其他品种的相关性不显著。巨峰的果实可溶性固形物含量和糖酸比与叶片硒含量呈现显著和极显著正相关关系，相关系数分别达0.807 和0.930。玫瑰香的叶片硒含量与果实可溶性固形物含量在0.05 水平相关系数达0.998。无核红宝石的果实糖酸比与叶片硒含量表现为显著正相关，相关系数为0.653。这说明葡萄叶片中的硒含量对果实品质在一定程度上有显著影响，且二者之间的相关关系更倾向于正相关。

表3 葡萄叶片硒含量与果实品质的相关性

3 讨论与结论

Hamilton 等[23]和李应生等[24]研究指出，通常情况下，植物的非可食用部位富硒能力强于可食用部位。所以，应用于葡萄上，即叶片富硒能力大于果实。本研究中7 个鲜食葡萄品种的叶片硒含量最高为0.186 mg/kg，硒含量在胡婷等[25]提出的我国各地方标准所规定的水果硒含量限定0.01～0.5 mg/kg 的安全范围内，以及陈剑侠等[26]提出的葡萄中硒的最高理论限量0.4 mg/kg 的范围内，且硒含量整体偏低。本研究中采样于山西曲沃的红地球叶片硒含量显著高于其他品种，可能是因为山西省土壤的高含硒量[27]导致红地球叶片的硒富集量高于其他品种。本研究对不同葡萄品种在分析单一果实品质指标的基础上进行了客观的综合评价，前人关于综合品质评价的研究也有不少，有关于野生株系果实综合评价[28]、也有关于鲜食葡萄果实品质综合分析[29-31]。但前人进行综合评价时基本都是通过主成分分析筛选贡献率高的主成分因子，再利用各因子的综合得分对不同品种进行综合分析，而本研究是利用Topsis 综合评价法，对需要进行综合评价的品质指标赋予一定权重后再进行分析。且各果实品质指标和其权重值的确定都是有消费者和零售商参与其中，是通过对其进行实地调研，以消费者和零售商的喜好和满足市场需求为依据，确定的对单粒重、可溶性固形物含量[32]和糖酸比进行综合评价分析；在使用层次分析法确定一级指标权重的基础上，将调研结果进行统计分析确定二级指标的权重[21]。本研究得到的综合果实品质表现最优的品种是夏黑，其次是红地球，综合品质表现最差的品种则是无核白鸡心。前人针对不同农作物的叶片营养与其果实品质的关系做过很多研究，并且叶片养分含量与其果实品质也都表现出良好的相关性[2,5,33-34]，而本研究中葡萄叶片硒含量与果实品质也呈现出显著相关性，与前人研究结果相似。且本研究中叶片采集选择在果实膨大期，因为前人研究表明这一时期葡萄对养分的需求量最大且最稳定[35-36]，适宜进行树体养分与果实品质关系的研究，因此本研究有望为今后在信息化的大数据时代利用植物的光谱特性，并通过光谱技术实时监测树体养分状况和定性预估果实品质，并及时做出相应施肥调整奠定基础。

综上所述，7 个鲜食葡萄品种的叶片富硒能力差异不大，且叶片含硒量整体不高，根据不同组织富硒能力特点初步推测我国鲜食葡萄果实硒含量没有超过限定的安全范围，且整体含量处于略低水平，但是否达到富硒[24-25]水平，还有待进一步对果实进行研究；且叶片的硒含量与果实品质有显著正相关关系，初步得出在硒含量安全范围内，果实品质随叶片硒含量的升高而逐渐提升。