钛肥对2个葡萄品种生理及光合特性的影响

刘磊，王贝贝，江文，李鹏，孙蕊，王羽淑，张雪微，骆建霞，通信作者



钛肥对2个葡萄品种生理及光合特性的影响

刘磊1，王贝贝1，江文2，李鹏2，孙蕊1，王羽淑1，张雪微1，骆建霞1，通信作者

（1. 天津农学院园艺园林学院，天津 300384；2. 天津樱桃谷农业科技发展有限公司，天津 301908）

以‘弗雷’和‘金手指’葡萄为试材进行喷施钛肥试验，了解钛肥对其生理和光合特性的影响以及钛肥适宜的施用浓度。结果表明：喷施钛肥能够显著提高葡萄叶片中的淀粉含量、POD活性、色素含量、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）和气孔导度（C）。‘弗雷’和‘金手指’2个品种在可溶性糖、淀粉含量、色素含量、抗氧化酶活性及光合特性等指标上存在显著差异，且对不同浓度钛肥处理的响应不一致。综合各指标以及隶属函数分析认为，喷施钛肥有利于改善葡萄的生理及光合特性，‘弗雷’品种适宜喷施的浓度为2 200倍液，‘金手指’为700倍液。

钛肥；葡萄；生理及光合特性；隶属函数

果树的正常生长发育需要大量元素和微量元素，随着科学的发展和测试手段的提高，更多的微量元素逐渐被人们认识并在园艺作物中得到应用。钛肥是20世纪90年代由北京有色金属研究院研制、生产的新型微肥产品，主要成份是钛（Ti）和抗坏血酸化合（鳌合）物，成份含量Ti 5%、Vc 18.3%、NH4Cl 19%，商品名称‘泰宝’[1]。研究报道，钛肥能够促进果树生长、促进养分吸收和运转、提高叶绿素含量、果树产量以及促进酶的活性[2]。陈松[3]通过研究认为，喷施钛肥可以使元帅系苹果平均单果重量增加36%，郑来宽[4]认为喷施钛肥使大枣平均单果重量增加19%。郭宝林等[5]、高德良等[6]分别以‘先锋’葡萄和‘玫瑰香’葡萄为试材进行根外喷施钛肥，研究了钛对葡萄产量和品质的影响。

‘弗雷’为早熟、红色、品质极优的无核葡萄品种；‘金手指’为欧美杂交种葡萄，果粒金黄色，长圆弓形，适栽区域广，且具有一定观赏价值。这2个品种均是近些年来在生产中被关注及应用的新品种，在露地和设施条件下广为栽培。据目前报道，关于‘弗雷’和‘金手指’葡萄的研究主要集中在在引种、病害防治、树体营养等方面，李小红等[7]和昌云军等[8]进行了‘金手指’引种试验；边凤霞等[9]对石河子垦区主栽鲜食葡萄品种‘弗雷’开展了葡萄霜霉病的定点监测调查；姜继元等[10]以进入盛果期的‘弗雷’为材料，研究了叶片和叶柄中不同生育期N、P、K的含量。然而尚未见到钛肥对‘弗雷’、‘金手指’葡萄品种生理及光合特性影响的研究，而钛肥对不同葡萄品种的生长发育作用可能存在差异。本试验通过对‘弗雷’、‘金手指’葡萄品种在不同浓度钛肥处理下的可溶性糖含量、淀粉含量、抗氧化酶活性、色素含量、光合特性等指标进行测定，探讨钛肥对2个葡萄品种生理及光合特性的影响及使用的适宜浓度，以期为钛肥在葡萄生产中的应用提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

以扦插繁殖的4年生‘弗雷’、‘金手指’葡萄品种为试材，于展叶期喷施1次钛肥，间隔2周后，即开花初期再喷1次。钛肥由北京万春金太科技发展有限公司研制、生产，有机钛≥4 g/L。设置浓度为700倍液、1 500倍液和2 200倍液，以喷等量清水为对照，喷施程度为淋洗状。于喷后60～65 d时于新梢中部，随机取有代表性、成熟的健康叶片进行各项生理及光合指标测定，生理指标的测定每个处理取25～30片叶，光合指标的测定每个处理取12片叶。

1.2 指标测定

蒽酮法[11]测定可溶性糖含量；氯化硝基四氮唑蓝法[11]测定超氧化物歧化酶（SOD）活性；愈创木酚法[11]测定过氧化物酶（POD）活性；乙醇提取法[11]测叶绿素（Chl）、类胡萝卜素含量（Car）。于晴天10：00—12：00用CI-340手持式光合仪（美国生产）测定叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（E）、气孔导度（C）、胞间二氧化碳浓度（intCO2）。

1.3 试验数据分析

利用SPSS统计软件（17.0版）对试验数据进行统计分析，SSR法进行差异比较。

隶属函数值：＝（i-min）/（max-min）

式中：i为指标测定值；min、max为参试材料中某一指标的最小值、最大值。

2 结果与分析

2.1 两个葡萄品种生理及光合特性的比较

对‘弗雷’、‘金手指’两个葡萄品种的生理生化及光合特性等指标进行比较分析，结果见表1。

表1 两个葡萄品种的生理及光合特性

注：表中同列不同大写英文字母表示差异极显著（＜0.01），小写英文字母表示差异显著（＜0.05），下同

由表1可以看出，‘金手指’的可溶性糖含量、淀粉含量、SOD活性、叶绿素、类胡萝卜素含量、气孔导度极显著或显著高于‘弗雷’，而‘弗雷’的POD活性极显著高于‘金手指’，蒸腾速率显著高于‘金手指’。2个品种Pn和intCO2则表现为差异不显著。2个葡萄品种在生理及光合特性上的这种差异，反映了品种特性，是2个葡萄品种为保证其正常生长发育所做出的生理响应差异。

2.2 钛肥对葡萄生理及光合特性的影响

对不同浓度钛肥处理下葡萄的生理生化及光合特性等指标进行分析，结果见表2和表3。

表2 不同浓度钛肥作用下葡萄生理特性的表现

表3 不同浓度钛肥作用下葡萄光合特性表现

由表2可以看出，喷施钛肥后，葡萄叶片中可溶性糖含量极显著下降，但淀粉含量和POD活性随钛肥浓度增加而显著或极显著增加，在700倍浓度时最高，SOD活性变化则相对较小。表3数据显示，与对照相比，喷施不同浓度钛肥后，叶绿素含量、类胡萝卜素含量、E、C、intCO2未发生显著变化，但不同浓度钛肥可使葡萄叶片Pn显著增加。上述结果反映了不同浓度的钛肥对葡萄生理生化及光合特性的影响存在差异。

2.3 不同葡萄品种对钛肥处理的生理及光合特性响应

不同浓度钛肥处理后，对‘弗雷’和‘金手指’葡萄品种的生理及光合特性指标进行测定分析，结果表明，葡萄品种与钛肥使用浓度对可溶性糖含量、淀粉含量、抗氧化酶活性、色素含量、光合特性等指标存在显著的交互作用，其分析结果见表4。

表4 不同浓度钛肥对葡萄品种生理及光合特性的影响

从表4可以看出，‘弗雷’的可溶性糖含量在各浓度处理下无显著变化，而‘金手指’则表现为显著下降。喷施700倍液后，‘金手指’淀粉含量极显著增加，‘弗雷’变化则相对较小。从抗氧化酶活性看，‘弗雷’POD活性极显著增加而‘金手指’的变化较小。‘弗雷’在喷施2 200倍液后，SOD活性极显著增加，而‘金手指’极显著下降。‘弗雷’在各钛肥处理下叶绿素含量、类胡萝卜素含量、Pn、C和intCO2浓度未发生显著变化，而‘金手指’的类胡萝卜素含量和intCO2浓度未发生显著变化，但其叶绿素含量、Pn、C 显著或极显著上升。分析可知，2个品种的生理及光合特性指标对不同浓度钛肥的反应有较大差异。

2.4 隶属函数分析

从单一生理及光合指标来反应钛肥对2个品种的影响，效果片面、不客观，应综合各指标的分析结果对钛肥作用的效果给予评价。隶属函数分析即为一种综合各指标对植物特性进行评价的方法。因此，对‘弗雷’和‘金手指’葡萄品种的各测试指标进行隶属函数分析，结果见表5和表6。

隶属函数平均值越大，说明钛肥对葡萄生理及光合作用的影响效果越好。从表5和表6可以看出，2个葡萄品种隶属函数分析的结果有较大差异。‘弗雷’喷施较低浓度的钛肥（2 200倍液）效果最好，而‘金手指’则表现为喷施高浓度钛肥（700倍液）效果最好，说明了葡萄品种不同对钛肥浓度的响应不同。

表5 ‘弗雷’葡萄品种的隶属函数分析

表6 ‘金手指’葡萄品种的隶属函数分析

3 讨论与结论

微量元素对保证果树的正常生长发育和保持果园的优质稳产起到重要作用[12-14]。钛肥作为一种新型微肥，在果树生产中受到了重视和研究。多数报道认为，钛肥能够促进果树生长、促进养分吸收和运转、提高产量[2]。高德良等[6]研究发现，‘玫瑰香’葡萄施用钛肥（北京有色金属研究总院提供，代号Ts-2）后，能促进叶片对Ca等矿质养分的吸收，增加叶片干物质积累，提高叶片含糖量。本试验中，‘弗雷’的可溶性糖含量在钛肥处理下无显著变化，‘金手指’则表现为显著下降。但从淀粉含量来看，喷施700倍液钛肥后，2个品种的淀粉含量有显著或极显著提高。淀粉是转化为糖的基础物质，而淀粉和糖在生长生育期的转化是变化的。本试验可溶性糖含量测定结果与高德良等[6]研究结果的不一致，可能与葡萄品种、测定时期以及钛肥产品不同等因素有关[2]。但总体看，喷施钛肥具有提高‘弗雷’和‘金手指’叶片中碳水化合物的作用。

Pais I[15]报道，用钛溶液处理小麦和玉米种子，其幼苗的过氧化氢酶活性分别提高了55%和60%，过氧化物酶活性分别提高了47.6%和4.5%；黄万荣等[16]试验则表明，喷施0.21 mmol/L钛溶液，草莓的过氧化氢酶活性提高了10.2%，说明钛肥能够激活植物体内酶活性，促进生理代谢。本试验经钛肥处理后，‘弗雷’的POD活性和SOD活性均极显著增加，而‘金手指’的POD活性变化较小，SOD活性表现为极显著下降。‘弗雷’的表现与Pais I[15]研究结果一致，而‘金手指’的表现则可能与葡萄品种不同有关。POD和SOD活性对植物影响的作用是多方面的，主要作用之一是清除生物活细胞中的超氧阴离子，防止细胞膜脂过氧化，是植物应对细胞膜脂过氧化的一个重要防御系统。马旭俊等[17]报道称，氧离子的产生与消除处于动态平衡状态，SOD活性除了消除超氧离子存在，还可能参与渗透调节功能，维持细胞正常活动。因此，保持较高的抗氧化酶活性，有利于使植物处于良好的生理环境，从而保证植物的正常生长发育。

郭宝林等[5]报道，喷施钛肥（北京农学院园艺系提供，代号Ts-2）后，可以提高‘先锋’葡萄叶片中的叶绿素含量；高德良等[6]报道，用0.21 mmol/L喷施‘玫瑰香’葡萄，其叶绿素含量最多可增加36.9%，光合速率最多提高26.3%。说明钛肥能够增加植物色素含量和提高光合速率，从而增强光合作用并增加光合产物。本试验中，‘弗雷’在各钛肥处理下叶绿素含量、类胡萝卜素含量和Pn变化不显著，而‘金手指’则表现为类胡萝卜素含量变化不显著，但叶绿素含量、Pn显著或极显著增加，此结果与其淀粉含量上升相吻合，说明对于‘金手指’来讲，喷施钛肥可以提高叶绿素含量和Pn，积累较多的碳水化合物，这与郭宝林等[5]、高德良等[6]的研究结果一致。而‘弗雷’色素含量及Pn在各浓度钛肥处理下未发生显著改变的结果，说明葡萄品种不同对钛肥的光合响应存在差异。

综合各指标以及隶属函数分析的结果认为，喷施钛肥有利于改善葡萄的生理及光合特性；葡萄品种不同，使用钛肥的适宜浓度不同，‘弗雷’适宜喷施的浓度为2 200倍液，‘金手指’为700倍液。

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责任编辑：杨霞

Effects of Titanium Fertilizer on Physiological and Photosynthetic Characteristics of Two Grape Cultivars

LIU Lei1, WANG Bei-bei1, JIANG Wen2, LI Peng2, SUN Rui1, WANG Yu-shu1, ZHANG Xue-wei1, LUO Jian-xia1,Corresponding Author

（1. College of Horticulture and Landscape, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China; 2. Tianjin Cherry Valley Agricultural Technological Development Co.Ltd, Tianjin 301908, China）

‘Frey’ and ‘Golden Finger’ grapes were sprayed with titanium fertilizer in the experiment to test effects of the fertilizer on physiological and photosynthetic characteristics of the grapes, and to find out appropriate concentration of titanium fertilizer applied for the grapes. The results showed that starch content, POD activity, pigment content, net photosynthetic rate (Pn), transpiration rate (E) and stomatal conductance (C) of the leaves were increased significantly.There were significant differences between ‘Frey’ and ‘Golden Finger’ in aspect of soluble sugar, starch content, pigment content, antioxidant enzyme activities and photosynthetic characteristics. The two cultivars didn’ t have the same response to the treatment of titanium fertilizer with different concentrations. The comprehensive analysis of the indexes and the membership function showed that the application of titanium fertilizer was beneficial to improve physiological and photosynthetic characteristics of the grapes, and dilution with water in 2 200 times was the suitable concentration of the fertilizer for ‘Frey’ and that in 700 times for ‘Golden Finger’ .

titanium fertilizer; grape; physiological and photosynthetic characteristics; membership function

1008-5394（2017）03-0006-05

S663.1；S601

A

2016-12-01

天津市财政局农业综合开发项目（2012）

刘磊（1992-），女，天津宝坻人，硕士在读，主要从事果树栽培技术研究。E-mail：1847103978@qq.com。

骆建霞（1957-），女，河北涿州人，教授，学士，主要从事园艺植物资源及其适应性研究。E-mail：tjluojianxia@126.com。