施用多裂翅果菊秸秆对葡萄幼苗生长及硒富集的影响

　　摘 要：采用盆栽试验，研究施用多裂翅果菊秸秆对葡萄幼苗生长及硒富集的影响。结果表明，施用多裂翅果菊不同部位秸秆均降低了葡萄幼苗根系、茎秆和叶片的生物量，也降低了葡萄幼苗的光合色素(叶绿素 a、叶绿素 b 和类胡萝卜素)含量，其中，施用多裂翅果菊叶片秸秆的葡萄根系、茎秆和叶片的生物量分别较不施用秸秆对照降低了 29.76%、22.50%和 22.33%;施用多裂翅果菊不同部位秸秆均提高了葡萄幼苗超氧化物歧化酶活性，但对丙二醛含量的影响不显著，施用茎秸秆和叶片秸秆降低了过氧化物酶和过氧化氢酶活性;施用多裂翅果菊不同部位秸秆均提高了葡萄幼苗根系、茎秆和叶片的硒含量，其中，施用叶片秸秆葡萄幼苗根系、茎秆和叶片的硒含量分别较对照提高了 11.66%、22.99%和 23.35%。施用多裂翅果菊不同部位秸秆抑制了葡萄幼苗的生长，但促进了葡萄幼苗对硒的吸收与积累。

　　本文源自湖南农业大学学报(自然科学版) 2021-02-02《湖南农业大学学报》(自然科学版)(双月刊)创刊于1956年，是由湖南农业大学主办的农业类学术刊物，系美国CA、俄罗斯AJ、英国CABI、日本JST、中国CSCD、中国生物学文摘、中国农业文摘来源期刊和中国学术期刊(光盘版)、中国期刊网、“万方”、“维普”等全文上网数据库收录期刊;中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国农业核心期刊、中国期刊方阵“双百”期刊。

　　关 键 词：多裂翅果菊;秸秆;葡萄;生长;硒

　　中国是典型的缺硒国家，约有 72%的县级行政区域存在严重缺硒或低硒的情况[1]。聂继云等[2]调查了中国 6 种主要落叶果树的硒含量及膳食暴露情况，发现主栽果品的硒含量普遍较低，与杨龙彪等[3] 对市场上 24 个水果品种的研究结果相似，这些都表明中国富硒果树资源较为匮乏。通过适宜的农艺措施来增强果树的富硒能力，提高果品的附加价值，扩充生物硒库具有十分重要的现实意义。有研究[4]表明，葡萄在硒的作用下可表现出良好的生理效应。提高葡萄对硒的吸收不仅有利于生物硒含量的提升，还能有效改善果实品质，被认为是一种提高葡萄商品性的有效途径。鉴于此，笔者将富硒能力较强的植物多裂翅果菊(Pterocypsela laciniata) [5] 秸秆施用于土壤中，研究多裂翅果菊不同部位秸秆还田对葡萄硒富集特性的影响，以期筛选出既能促进葡萄生长，又能提高其硒含量的栽培模式，为富硒葡萄栽培提供参考。

　　1 材料和方法

　　1.1 供试材料

　　2018 年 12 月，于四川农业大学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，使扦插苗株高约 15 cm，并保留 1 个芽眼饱满的冬芽，芽上端 1.5 cm 处平剪，下端 45°斜剪，扦插于沙与珍珠岩质量比为 6∶4 的穴盘中，置于 25 ℃温室育苗，保持田间持水量为 40%。待葡萄幼苗长出新根后，移栽至无污染沙土中备用。

　　2019 年 4 月，于四川农业大学成都校区周围农田收集多裂翅果菊秸秆，拆分成根系、茎秆、叶片后洗净，并用去离子水冲洗 3 次，于 110 ℃杀青 15 min，80 ℃条件下烘干至恒重，剪至 1 cm 左右保存，备用。

　　供试土壤取自四川农业大学成都校区周围农田，基本理化性质为：pH 值 7.09，全氮 1.50 g/kg，全磷 0.76 g/kg，全钾 18.02 g/kg，碱解氮 94.82mg/kg，速效磷 6.30 mg/kg，速效钾 149.59 mg/kg[6]。供试土壤自然风干后碾碎，称取 3.0 kg 细土，装于 18 cm×15 cm(高×直径)的塑料盆内，加入 Na2SeO3 溶液，使土壤硒质量浓度为 10 mg/kg。保持土壤田间持水量的 80%，自然放置平衡 4 周，不定期翻土混合，使土壤充分混合均匀。

　　1.2 试验设计

　　2019年4月，将多裂翅果菊各部位秸秆分别施入含硒土壤，每盆6 g，与土壤充分混匀，浇水保持土壤湿润，平衡1周。5月，选取长势一致的葡萄幼苗移栽。试验设不施用秸秆(T0)、施用多裂翅果菊根系秸秆(T1)、施用多裂翅果菊茎秆秸秆(T2)和施用多裂翅果菊叶片秸秆(T3)等4个处理，每盆种植葡萄幼苗3株，每个处理重复3次。在自然条件下，于四川农业大学成都校区避雨棚内栽培，盆与盆之间的距离为15 cm，完全随机摆放，不定期浇水，保持土壤田间持水量的80%。整个生长过程中不定期交换盆与盆的位置以减弱边际效应的影响，并及时去除杂草，防治病虫害。

　　1.3 测定项目

　　2019年7月，摘取葡萄幼苗顶部幼嫩叶片，测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛含量[7]。选取从上往下第3 或第4片功能叶，分别测定其叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量[7]。之后，收获葡萄幼苗和土壤并分别封装。将葡萄幼苗拆分成根系、茎秆和叶片，用自来水分别洗净后，再用去离子水反复冲洗，于110 ℃ 杀青15 min，80 ℃烘干至恒重，称重，粉碎。样品经硝酸–高氯酸消煮，定容后，采用氢化物原子荧光光谱法[8]测定葡萄幼苗不同部位的硒含量。

　　1.4 数据处理

　　依据文献[9]，计算硒转运系数。采用 SPSS 13.0 统计软件，通过单向 ANOVA 和 Duncan 的多范围检验，在 P=0.05 置信水平下对试验结果进行统计分析。

　　2 结果与分析

　　2.1 施用多裂翅果菊秸秆对葡萄幼苗生物量的影响

　　由表 1 可知，施用多裂翅果菊不同部位秸秆，降低了葡萄幼苗各部位的生物量。葡萄幼苗根系、茎秆和叶片的生物量大小依次为 T0、T1、T2、T3。 T3 的葡萄根系、茎秆和叶片生物量分别较对照降低了 29.76%、22.50%和 22.33%。另外，施用多裂翅果菊不同部位秸秆均显著降低了葡萄幼苗的根冠比，其大小依次为 T0、T1、T3、T2。

　　2.2 施用多裂翅果菊秸秆对葡萄幼苗光合色素含量的影响

　　由表 2 可知，施用多裂翅果菊不同部位秸秆使葡萄幼苗叶片的光合色素含量均显著低于对照。葡萄幼苗叶绿素 a 和叶绿素 b 含量的大小依次为 T0、T1、T2、T3。T3 的葡萄幼苗叶绿素 a、叶绿素 b 和类胡萝卜素含量分别较对照降低了 29.66%、 33.49%和 31.71%。葡萄幼苗叶绿素 a/叶绿素 b 的大小依次为 T1、T3、T0、T2。

　　2.3 施用多裂翅果菊秸秆对葡萄幼苗的抗氧化酶活性及丙二醛含量的影响

　　由表 3 可知，施用多裂翅果菊不同部位秸秆提高了葡萄幼苗的 SOD 活性，其中 T1、T2 和 T3 分别较对照提高了 41.62%、10.71%、5.27%。葡萄幼苗的POD 及 CAT 活性大小依次为 T1、T2、T3。T3 的葡萄幼苗 POD 及 CAT 活性分别较对照降低了 16.29% 和 8.11%。与对照相比，施用多裂翅果菊不同部位秸秆对葡萄幼苗丙二醛含量的影响均不显著。

　　2.4 施用多裂翅果菊秸秆对葡萄幼苗硒含量和硒转运系数的影响

　　由表 4 可知，施用多裂翅果菊不同部位秸秆显著提高了葡萄幼苗各部位的硒含量。对葡萄幼苗各部位的硒含量的影响大小依次为 T3、T2、T1、T0。 T3 的葡萄幼苗根系、茎秆和叶片的硒含量分别较对照提高了 11.66%、22.99%和 23.35%。T2 和 T3 显著提高了葡萄幼苗的硒转运系数，T1 的影响不显著。

　　3 讨论与结论

　　已有的研究[10–11]表明，施用秸秆可以促进作物的生长，提高其光合色素含量和光合作用效率，同时也提高了土壤养分的利用率。但本试验结果表明， 施用多裂翅果菊不同部位秸秆降低了葡萄幼苗各部位的生物量和光合色素含量，可能是盆栽条件下，葡萄幼苗的根系生长受到限制，施用的多裂翅果菊秸秆在腐烂过程中产生的有机酸等[12]又抑制了葡萄幼苗的根系生长，从而造成葡萄幼苗的生物量和光合色素含量降低。

　　施用秸秆在一定程度上可以提高作物的抗氧化酶活性，进而促进作物的抗性[13–14]。本研究结果表明，施用多裂翅果菊不同部位秸秆提高了葡萄幼苗的 SOD 活性;施用多裂翅果菊茎秆和叶片秸秆降低了葡萄幼苗的 POD 和 CAT 活性。这可能与多裂翅果菊产生的化感物质[15]刺激不同的抗氧化酶活性有关。

　　植物体内硒含量的高低除了与自身吸收能力有关外，还与土壤中有效态硒含量有关[16]。土壤有效硒含量与土壤 pH 值有正相关关系[17]。本试验结果表明，施用多裂翅果菊不同部位秸秆提高了葡萄幼苗根系、茎秆和叶片的硒含量，其中以多裂翅果菊叶片秸秆处理的最高。这说明多裂翅果菊腐烂后形成的有机质可能提高了土壤的 pH 值[17]，从而提高了土壤有效硒含量，促进了葡萄幼苗对土壤硒的吸收。多裂翅果菊叶片秸秆的纤维素含量相对其茎秆和叶片的更低，腐熟更快，对土壤有效硒含量的提高幅度更大，因而处理的葡萄幼苗硒含量最高。

　　综上，施用多裂翅果菊不同部位秸秆促进了葡萄幼苗对土壤硒的吸收和积累，但在一定程度上抑制了葡萄幼苗的生长，可能与秸秆腐烂过程中产生的有机酸有关。提示在实际应用中施用腐熟后的多裂翅果菊秸秆，既促进葡萄的生长，又增加对土壤硒的吸收和积累。