抗蒸腾剂对‘美乐’葡萄叶片生理指标及果实品质的影响

2018-10-07白洁洁杨文莉王振平

中外葡萄与葡萄酒 2018年5期

白洁洁，杨文莉，王振平*

（宁夏大学农学院，宁夏银川 750021）

近年来，随着全球气候的变化、人口的增加和环境污染，导致可供利用的水资源越来越少，全球近70%淡水资源用于农业灌溉。宁夏属于干旱、半干旱地区，常规的灌溉方式不仅需要大量的人力物力，而且费用昂贵，工序繁琐，研究有效的节水方式迫在眉睫[1]。

化学节水抗旱技术是防旱抗旱系统的重要组成部分，化学覆盖剂、保水剂、抗旱种衣剂、抗蒸腾剂等的开发研究取得良好进展，为防旱抗旱工作做出了较大的贡献[2]，其中抗蒸腾剂在农作物[3-4]、果树[5-6]、蔬菜[7-8]及花卉[9-10]等方面应用范围比较广，在提高光合速率、降低蒸腾强度、减轻干旱胁迫、提高农作物产量和果蔬品质、延长鲜切花的保鲜期等方面取得一定的成果，但在葡萄方面的研究应用比较少[11]，对果实品质的研究未见报道。本试验以8年生‘美乐’（Merlot）品种为试材，研究不同浓度的抗蒸腾剂对葡萄叶片生理指标及果实品质的影响，选出适宜‘美乐’葡萄生长的抗蒸腾剂浓度，为宁夏酿酒葡萄栽培提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2017年4～10月在宁夏农垦集团玉泉营农场国家葡萄产业水分生理与节水栽培岗位实验基地进行。该地位于北纬38°14′25″、东经106°01′43″，土质为砂壤土。以8年生‘美乐’葡萄为试材，东西行向定植，株行距0.5 m×3 m，“厂”字形整形，产量为5000 kg/hm2。

中威快活林抗蒸腾剂：由河南中威高科技化工有限公司生产，主要成分为黄腐酸，含量40%。

1.2 试验设计

共设5个处理，在4～8月田间统一管理，于‘美乐’葡萄转色后的8月30日17∶30在叶片正反两面均匀喷中威抗蒸腾剂，喷施浓度分别为1.0 mL/L（T1）、1.5 mL/L（T2）、2.0 mL/L（T3）、2.5 mL/L（T4），以清水作对照（CK）。在喷施后1、4、7、10、13 d田间随机取10片叶子和300粒果实，立即用液氮冷冻，置于-80 ℃超低温冰箱保存备用。每个处理为30株长势一致的葡萄树，试验期间不进行灌溉。

1.3 测定指标及测定方法

使用压力室法测定叶片水势，在喷施抗蒸腾剂后1、4、7、10、13 d早上5∶00随机采摘各处理葡萄树上部展开叶片，及时进行测定。每个处理重复5次。

使用叶绿素测定仪（SPAD-502）测定叶绿素相对含量；主要抗旱生理指标测定方法参照高俊凤[12]植物生理学实验指导。脯氨酸（Pro）测定用酸性茚三酮比色法，丙二醛（MDA）测定采用硫代巴比妥酸显色法，超氧化物歧化酶（SOD）测定采用氮蓝四唑（NBT）法[12]。总酸测定采用NaOh滴定法[13]；花色苷测定采用盐酸-甲醇提取比色法[14]；还原糖测定采用菲林试剂滴定法；单宁测定采用福林丹尼斯法[15]；总酚测定采用福林酚法[16]。

1.4 数据处理

采用Microsoft office Excel 2007、DPS 7.05及Origin Pro8软件进行数据处理及分析（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 对葡萄叶片黎明前水势（Ψb）的影响

喷施不同浓度的抗蒸腾剂后‘美乐’葡萄叶片Ψb的变化如图1所示。喷施抗蒸腾剂后，葡萄叶片Ψb呈“S”形变化趋势。喷施抗蒸腾剂后1 d，各处理水势较CK差异不显著，在1～4 d各处理均呈下降的趋势，抗蒸腾剂效果不明显；4～7 d，4个浓度处理的叶片Ψb呈上升的趋势；7 d以后，T1、T2和T3的Ψb缓慢下降，T4在10 d后缓慢下降，而CK一直处于下降趋势。试验说明，喷施各浓度的抗蒸腾剂提高了‘美乐’叶片水势。

2.2 对葡萄叶片叶绿素相对含量的影响

图1 不同浓度中威对‘美乐’葡萄叶片黎明前水势的影响Figure 1 Effects of different concentrations of Zhongwei on the pre-dawn water potential of 'Merlot' grapevine leaves

不同抗蒸腾剂对‘美乐’葡萄叶片叶绿素相对含量的影响如表1所示。在喷施抗蒸腾剂后1、4、7、13 d时喷施不同浓度的抗蒸腾剂与CK相比差异不显著，10 d时，CK叶绿素相对含量为43.26，T2为46.93，T2显著高于CK，但与其他处理差异不显著。

2.3 对葡萄叶片游离脯氨酸（Pro）含量的影响

喷施不同浓度抗蒸腾剂后‘美乐’葡萄叶片内游离脯氨酸含量的变化如图2所示。与CK相比，喷施不同浓度抗蒸腾剂的处理下Pro含量有不同程度提高，各处理中Pro含量随抗蒸腾剂喷施天数的延长先升后降。喷后1 d，各处理中Pro含量与CK相比差异不显著，7～13 d，T2处理下Pro含量明显高于其他处理。

2.4 对葡萄叶片丙二醛（MDA）含量的影响

不同浓度抗蒸腾剂对‘美乐’葡萄叶片MDA含量的影响如图3所示。MDA含量随喷施抗蒸腾剂后的天数增加而缓慢增加，喷施不同浓度的抗蒸腾剂后，各处理的MDA含量都低于对照，7 d时与对照相比，T1、T2、T3、T4分别下降了13%、30%、21%、6%。T2处理效果显著低于其他处理。

2.5 对‘美乐’葡萄叶片中超氧化物歧化酶（SOD）的影响

图2 对‘美乐’葡萄叶片游离脯氨酸含量的影响Figure 2 Effects of Zhongwei on free proline content in leaves of 'Merlot' grapevine at different concentrations

表1 喷施不同浓度中威对‘美乐’葡萄叶片叶绿素相对含量的影响Table 1 Effects of different concentrations of Zhongwei on chlorophyll relative content in leaves of 'Merlot' grapevine

不同浓度抗蒸腾剂对‘美乐’葡萄叶片SOD活性的影响如4图所示，不同浓度的抗蒸腾剂总体上提高了SOD的活性，浓度过高效果不明显甚至降低SOD的活性。在7 d时，T2处理的叶片SOD活性与CK相比提高12.5%，效果显著。抗蒸腾剂处理10 d后SOD活性降低，可能与植株对逆境的适应性及自身保护机制衰退有关。

2.6 对葡萄果实中花色苷含量的影响

图3 对‘美乐’葡萄叶片丙二醛含量的影响Figure 3 Effects of anti-transpiration agent on malondialdehyde content in leaves of 'Merlot' grapevine

图4 不同浓度中威对‘美乐’葡萄叶片SOD活性的影响Figure 4 Effects of different concentrations of Zhongwei on SOD activity in leaves of 'Merlot' grapevine

不同浓度抗蒸腾剂对葡萄果实中花色苷含量的影响如图5所示，总花色苷含量总体上呈现上升下降再缓慢上升的趋势，低浓度提高花色苷的含量，高浓度降低了花色苷的含量。处理7 d时，与对照相比，T1和T2分别提高了5.23%、7.89%，T3和T4处理下分别降低4.12%和9.4%。

2.7 对‘美乐’葡萄果实中总酚的影响

不同浓度中威抗蒸腾剂对‘美乐’葡萄果实中总酚的影响如图6所示，果实总酚含量随抗蒸腾剂处理后的时间延长而降低。T2和T3处理下葡萄果实总酚含量较CK低，其中T2处理下最显著，抗蒸腾剂降低了葡萄果实中的总酚含量，可能与光合作用受阻相关，抗蒸腾剂对葡萄果实酚类物质具有抑制作用。

2.8 对‘美乐’葡萄果实中单宁的影响

不同浓度中威抗蒸腾剂对‘美乐’葡萄果实中单宁的影响如图7所示。随着喷施抗蒸腾剂时间的延长，各处理葡萄果实中单宁含量呈先下降后上升再缓慢下降的趋势，喷施抗蒸腾剂后1 d、4 d喷施抗蒸腾剂的各处理的葡萄果实中单宁含量与CK相比，差异显著，13 d单宁含量CK＞T1＞T3＞T2＞T4。试验结果表明，喷施不同浓度的抗蒸腾剂降低了葡萄果实中的单宁含量。

图5 不同浓度中威对‘美乐’葡萄总花色苷的影响Figure 5 Effect of different concentrations of Zhongwei on total anthocyanin in 'Merlot' grapevine

图6 不同浓度中威对‘美乐’葡萄总酚含量的影响Figure 6 Effect of Zhongwei at different concentrations on the total phenol content of 'Merlot' grapevine

图7 不同浓度中威对‘美乐’葡萄单宁含量的影响Figure 7 Effects of different concentrations of Zhongwei on tannin content of 'Merlot' grapevine

图8 不同浓度中威对‘美乐’葡萄总酸含量的影响Figure 8 Effect of different concentrations of Zhongwei on the total acid content of 'Merlot' grapevine

2.9 对‘美乐’葡萄果实中总酸的影响

总酸含量是葡萄品质重要指标之一，对葡萄酒的生理和生物稳定性也具有重要的意义。不同浓度中威抗蒸腾剂对‘美乐’葡萄果实中总酸的影响如图8所示。随着喷施抗蒸腾剂时间的延长，葡萄果实中总酸含量总体上呈先下降、上升再下降的趋势，T1、T2处理下总酸含量低于CK，T3、T4高于CK。试验表明，喷施低浓度的抗蒸腾剂降低总酸的含量，高浓度的抗蒸腾剂则抑制了总酸的降解。

2.10 对‘美乐’葡萄果实中还原糖的影响

不同浓度的中威抗蒸腾剂对‘美乐’葡萄还原糖的影响如图9所示。各处理的还原糖含量总体上低于CK，喷施抗蒸腾剂7 d时，T1处理下葡萄果实中还原糖含量高于CK。试验结果表明，喷施抗蒸腾剂的浓度越高对葡萄果实中还原糖合成的抑制作用越强。

图9 不同浓度中威对‘美乐’葡萄还原糖含量的影响Figure 9 The effect of different concentrations of Zhongwei on the content of reducing sugar in 'Merlot' grapevine

3 讨论

利用Ψb可以反应植物的水分匮乏情况。Elman等[17]研究认为，葡萄Ψb是评价葡萄水分胁迫的最佳方法，其中，当-0.4 MPa≥Ψb≥-0.6 MPa时，葡萄处于中度胁迫；当-0.2 MPa≥Ψb≥-0.4 MPa时，葡萄处于轻度胁迫。本试验中喷施不同浓度的抗蒸腾剂7 d时，4个处理处于轻度胁迫，CK处于中度胁迫，较CK的叶片水势明显升高，与王永吉等[18]喷施抗蒸腾剂能够提高叶水势，降低干旱胁迫的研究结果一致。

植株叶片颜色是反应植物健康状况和营养状况的指标之一，其中以叶绿素为主要色素成分，其含量的高低可在一定程度上反映出光合作用水平[19]。潘宏兵、张胜等[5,20]研究表明，喷施抗蒸腾剂可延缓干旱胁迫条件下叶绿素的降解，适宜的浓度显著提高叶绿素含量。本试验中，‘美乐’转色后喷施抗蒸腾剂10 d时，0.15 mL/L处理的叶绿素含量较CK显著提高，其他处理较CK差异不显著。但是喷施抗蒸腾剂总体较CK无显著差异，可能与喷施抗蒸腾剂有效时间较短、喷施次数较少有关。

Pro、MDA和SOD是准确评价抗蒸腾剂效果的主要抗逆指标。Pro大量积累，不仅起到渗透调节作用，还因其水合能力强而减少水分丢失[20]。MDA含量的多少能够反映干旱胁迫造成的伤害程度[1]。SOD是一种重要的抗氧化剂，对干旱敏感。本试验中，0.15 mL/L处理对‘美乐’葡萄叶片中的Pro含量有明显的提高，试验表明适宜浓度的抗蒸腾剂能够提高Pro的含量[21]。MDA含量随喷施抗蒸腾剂后的天数增加而缓慢增加，喷施不同浓度的抗蒸腾剂后，各处理的MDA均低于对照，0.15 mL/L效果最明显，与苏文锋等[22]研究结果一致。较低浓度的抗蒸腾剂能够有效减缓干旱胁迫下植物叶片MDA含量的上升，从而缓解干旱胁迫对植物的影响。SOD活性整体呈先上升再下降的趋势，0.15 mL/L处理下SOD活性与CK相比提高12.5%，与张志杰等[23]研究结果一致。抗蒸腾剂处理10 d后，Pro含量降低，SOD活性减弱，高浓度的抗蒸腾剂对Pro、MDA、SOD效果不理想，可能与植株对逆境的适应性及自身保护机制衰退有关。

糖、酸和总酚等含量的高低是评价果实品质的重要指标。李继东等[24]研究表明，抗蒸腾剂能够提高果实品质。本试验中，低浓度（1.0 mL/L和1.5 mL/L）抗蒸腾剂提高了果实总花色苷的含量，降低了总酸的含量，高浓度的抗蒸腾剂会抑制酸的降解，使得总酸含量较高。喷施不同浓度抗蒸腾剂降低了总酚和单宁含量。