施用多裂翅果菊秸稈對葡萄幼苗生長及硒富集的影響

　　摘 要：采用盆栽試驗，研究施用多裂翅果菊秸稈對葡萄幼苗生長及硒富集的影響。結(jié)果表明，施用多裂翅果菊不同部位秸稈均降低了葡萄幼苗根系、莖稈和葉片的生物量，也降低了葡萄幼苗的光合色素(葉綠素 a、葉綠素 b 和類胡蘿卜素)含量，其中，施用多裂翅果菊葉片秸稈的葡萄根系、莖稈和葉片的生物量分別較不施用秸稈對照降低了 29.76%、22.50%和 22.33%;施用多裂翅果菊不同部位秸稈均提高了葡萄幼苗超氧化物歧化酶活性，但對丙二醛含量的影響不顯著，施用莖秸稈和葉片秸稈降低了過氧化物酶和過氧化氫酶活性;施用多裂翅果菊不同部位秸稈均提高了葡萄幼苗根系、莖稈和葉片的硒含量，其中，施用葉片秸稈葡萄幼苗根系、莖稈和葉片的硒含量分別較對照提高了 11.66%、22.99%和 23.35%。施用多裂翅果菊不同部位秸稈抑制了葡萄幼苗的生長，但促進(jìn)了葡萄幼苗對硒的吸收與積累。

　　本文源自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版) 2021-02-02《湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報》(自然科學(xué)版)(雙月刊)創(chuàng)刊于1956年，是由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)主辦的農(nóng)業(yè)類學(xué)術(shù)刊物，系美國CA、俄羅斯AJ、英國CABI、日本JST、中國CSCD、中國生物學(xué)文摘、中國農(nóng)業(yè)文摘來源期刊和中國學(xué)術(shù)期刊(光盤版)、中國期刊網(wǎng)、“萬方”、“維普”等全文上網(wǎng)數(shù)據(jù)庫收錄期刊;中文核心期刊、中國科技核心期刊、中國農(nóng)業(yè)核心期刊、中國期刊方陣“雙百”期刊。

　　關(guān) 鍵 詞：多裂翅果菊;秸稈;葡萄;生長;硒

　　中國是典型的缺硒國家，約有 72%的縣級行政區(qū)域存在嚴(yán)重缺硒或低硒的情況[1]。聶繼云等[2]調(diào)查了中國 6 種主要落葉果樹的硒含量及膳食暴露情況，發(fā)現(xiàn)主栽果品的硒含量普遍較低，與楊龍彪等[3] 對市場上 24 個水果品種的研究結(jié)果相似，這些都表明中國富硒果樹資源較為匱乏。通過適宜的農(nóng)藝措施來增強(qiáng)果樹的富硒能力，提高果品的附加價值，擴(kuò)充生物硒庫具有十分重要的現(xiàn)實意義。有研究[4]表明，葡萄在硒的作用下可表現(xiàn)出良好的生理效應(yīng)。提高葡萄對硒的吸收不僅有利于生物硒含量的提升，還能有效改善果實品質(zhì)，被認(rèn)為是一種提高葡萄商品性的有效途徑。鑒于此，筆者將富硒能力較強(qiáng)的植物多裂翅果菊(Pterocypsela laciniata) [5] 秸稈施用于土壤中，研究多裂翅果菊不同部位秸稈還田對葡萄硒富集特性的影響，以期篩選出既能促進(jìn)葡萄生長，又能提高其硒含量的栽培模式，為富硒葡萄栽培提供參考。

　　1 材料和方法

　　1.1 供試材料

　　2018 年 12 月，于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)崇州科研示范基地收集 1 年生‘夏黑’扦插苗，采取沙藏法保存。 2019 年 2 月，取葡萄扦插苗，剪截，使扦插苗株高約 15 cm，并保留 1 個芽眼飽滿的冬芽，芽上端 1.5 cm 處平剪，下端 45°斜剪，扦插于沙與珍珠巖質(zhì)量比為 6∶4 的穴盤中，置于 25 ℃溫室育苗，保持田間持水量為 40%。待葡萄幼苗長出新根后，移栽至無污染沙土中備用。

　　2019 年 4 月，于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)周圍農(nóng)田收集多裂翅果菊秸稈，拆分成根系、莖稈、葉片后洗凈，并用去離子水沖洗 3 次，于 110 ℃殺青 15 min，80 ℃條件下烘干至恒重，剪至 1 cm 左右保存，備用。

　　供試土壤取自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)周圍農(nóng)田，基本理化性質(zhì)為：pH 值 7.09，全氮 1.50 g/kg，全磷 0.76 g/kg，全鉀 18.02 g/kg，堿解氮 94.82mg/kg，速效磷 6.30 mg/kg，速效鉀 149.59 mg/kg[6]。供試土壤自然風(fēng)干后碾碎，稱取 3.0 kg 細(xì)土，裝于 18 cm×15 cm(高×直徑)的塑料盆內(nèi)，加入 Na2SeO3 溶液，使土壤硒質(zhì)量濃度為 10 mg/kg。保持土壤田間持水量的 80%，自然放置平衡 4 周，不定期翻土混合，使土壤充分混合均勻。

　　1.2 試驗設(shè)計

　　2019年4月，將多裂翅果菊各部位秸稈分別施入含硒土壤，每盆6 g，與土壤充分混勻，澆水保持土壤濕潤，平衡1周。5月，選取長勢一致的葡萄幼苗移栽。試驗設(shè)不施用秸稈(T0)、施用多裂翅果菊根系秸稈(T1)、施用多裂翅果菊莖稈秸稈(T2)和施用多裂翅果菊葉片秸稈(T3)等4個處理，每盆種植葡萄幼苗3株，每個處理重復(fù)3次。在自然條件下，于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)避雨棚內(nèi)栽培，盆與盆之間的距離為15 cm，完全隨機(jī)擺放，不定期澆水，保持土壤田間持水量的80%。整個生長過程中不定期交換盆與盆的位置以減弱邊際效應(yīng)的影響，并及時去除雜草，防治病蟲害。

　　1.3 測定項目

　　2019年7月，摘取葡萄幼苗頂部幼嫩葉片，測定超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性及丙二醛含量[7]。選取從上往下第3 或第4片功能葉，分別測定其葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量[7]。之后，收獲葡萄幼苗和土壤并分別封裝。將葡萄幼苗拆分成根系、莖稈和葉片，用自來水分別洗凈后，再用去離子水反復(fù)沖洗，于110 ℃ 殺青15 min，80 ℃烘干至恒重，稱重，粉碎。樣品經(jīng)硝酸–高氯酸消煮，定容后，采用氫化物原子熒光光譜法[8]測定葡萄幼苗不同部位的硒含量。

　　1.4 數(shù)據(jù)處理

　　依據(jù)文獻(xiàn)[9]，計算硒轉(zhuǎn)運系數(shù)。采用 SPSS 13.0 統(tǒng)計軟件，通過單向 ANOVA 和 Duncan 的多范圍檢驗，在 P=0.05 置信水平下對試驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 施用多裂翅果菊秸稈對葡萄幼苗生物量的影響

　　由表 1 可知，施用多裂翅果菊不同部位秸稈，降低了葡萄幼苗各部位的生物量。葡萄幼苗根系、莖稈和葉片的生物量大小依次為 T0、T1、T2、T3。 T3 的葡萄根系、莖稈和葉片生物量分別較對照降低了 29.76%、22.50%和 22.33%。另外，施用多裂翅果菊不同部位秸稈均顯著降低了葡萄幼苗的根冠比，其大小依次為 T0、T1、T3、T2。

　　2.2 施用多裂翅果菊秸稈對葡萄幼苗光合色素含量的影響

　　由表 2 可知，施用多裂翅果菊不同部位秸稈使葡萄幼苗葉片的光合色素含量均顯著低于對照。葡萄幼苗葉綠素 a 和葉綠素 b 含量的大小依次為 T0、T1、T2、T3。T3 的葡萄幼苗葉綠素 a、葉綠素 b 和類胡蘿卜素含量分別較對照降低了 29.66%、 33.49%和 31.71%。葡萄幼苗葉綠素 a/葉綠素 b 的大小依次為 T1、T3、T0、T2。

　　2.3 施用多裂翅果菊秸稈對葡萄幼苗的抗氧化酶活性及丙二醛含量的影響

　　由表 3 可知，施用多裂翅果菊不同部位秸稈提高了葡萄幼苗的 SOD 活性，其中 T1、T2 和 T3 分別較對照提高了 41.62%、10.71%、5.27%。葡萄幼苗的POD 及 CAT 活性大小依次為 T1、T2、T3。T3 的葡萄幼苗 POD 及 CAT 活性分別較對照降低了 16.29% 和 8.11%。與對照相比，施用多裂翅果菊不同部位秸稈對葡萄幼苗丙二醛含量的影響均不顯著。

　　2.4 施用多裂翅果菊秸稈對葡萄幼苗硒含量和硒轉(zhuǎn)運系數(shù)的影響

　　由表 4 可知，施用多裂翅果菊不同部位秸稈顯著提高了葡萄幼苗各部位的硒含量。對葡萄幼苗各部位的硒含量的影響大小依次為 T3、T2、T1、T0。 T3 的葡萄幼苗根系、莖稈和葉片的硒含量分別較對照提高了 11.66%、22.99%和 23.35%。T2 和 T3 顯著提高了葡萄幼苗的硒轉(zhuǎn)運系數(shù)，T1 的影響不顯著。

　　3 討論與結(jié)論

　　已有的研究[10–11]表明，施用秸稈可以促進(jìn)作物的生長，提高其光合色素含量和光合作用效率，同時也提高了土壤養(yǎng)分的利用率。但本試驗結(jié)果表明， 施用多裂翅果菊不同部位秸稈降低了葡萄幼苗各部位的生物量和光合色素含量，可能是盆栽條件下，葡萄幼苗的根系生長受到限制，施用的多裂翅果菊秸稈在腐爛過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸等[12]又抑制了葡萄幼苗的根系生長，從而造成葡萄幼苗的生物量和光合色素含量降低。

　　施用秸稈在一定程度上可以提高作物的抗氧化酶活性，進(jìn)而促進(jìn)作物的抗性[13–14]。本研究結(jié)果表明，施用多裂翅果菊不同部位秸稈提高了葡萄幼苗的 SOD 活性;施用多裂翅果菊莖稈和葉片秸稈降低了葡萄幼苗的 POD 和 CAT 活性。這可能與多裂翅果菊產(chǎn)生的化感物質(zhì)[15]刺激不同的抗氧化酶活性有關(guān)。

　　植物體內(nèi)硒含量的高低除了與自身吸收能力有關(guān)外，還與土壤中有效態(tài)硒含量有關(guān)[16]。土壤有效硒含量與土壤 pH 值有正相關(guān)關(guān)系[17]。本試驗結(jié)果表明，施用多裂翅果菊不同部位秸稈提高了葡萄幼苗根系、莖稈和葉片的硒含量，其中以多裂翅果菊葉片秸稈處理的最高。這說明多裂翅果菊腐爛后形成的有機(jī)質(zhì)可能提高了土壤的 pH 值[17]，從而提高了土壤有效硒含量，促進(jìn)了葡萄幼苗對土壤硒的吸收。多裂翅果菊葉片秸稈的纖維素含量相對其莖稈和葉片的更低，腐熟更快，對土壤有效硒含量的提高幅度更大，因而處理的葡萄幼苗硒含量最高。

　　綜上，施用多裂翅果菊不同部位秸稈促進(jìn)了葡萄幼苗對土壤硒的吸收和積累，但在一定程度上抑制了葡萄幼苗的生長，可能與秸稈腐爛過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸有關(guān)。提示在實際應(yīng)用中施用腐熟后的多裂翅果菊秸稈，既促進(jìn)葡萄的生長，又增加對土壤硒的吸收和積累。