叶面喷施氨基酸钙对盐碱地‘北玺’葡萄光合作用和果实品质的影响*

李 萍，单守明，李映龙，刘成敏，平吉成

（宁夏大学农学院，银川 750021）

盐碱地由于高盐、高pH 值、土壤板结、肥力低下等问题，影响作物对养分的吸收和利用，抑制其生长发育和光合作用等生理过程，致使产量与品质下降[1-4]。通过土壤增施有机肥、使用土壤改良剂、合理的综合灌溉等农艺措施可有效地改善土壤环境，促进作物的生长发育、提高产量或品质[2-5]。钙元素在植物生长发育过程中起着重要的作用，参与植物信号转导、生长发育、光合作用、缓解盐胁迫等过程[6-9]。土壤增施钙肥或叶面喷施钙肥，可有效促进植物的生长发育及产量与品质的形成[1-5]。宁夏乃至西北地区酿酒葡萄园部分土壤盐碱化严重，抑制了葡萄的光合作用和生长发育、降低了产量与果实品质，且冬季植株也易遭受冻害[3,5]。为此，研究叶面喷施氨基酸钙对盐碱地条件下葡萄光合作用与果实品质的影响，对阐明外源钙对葡萄盐碱地栽培具有重要的指导意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况与试验材料

试验在宁夏银川市“宁夏现代农业综合开发工程技术研究中心”的酿酒葡萄示范园进行，土壤为淡灰钙土，土壤pH 值8.4，平均全盐含量3.5 g/kg，碱解氮含量7.65 mg/kg，有效磷含量12.11 mg/kg，速效钾含量95.32 mg/kg，有机质含量3.95 g/kg，碱化度57.3%。

选用生长势基本一致的5 年生‘北玺’（Vitis vinifera×Vitis amurensisL.cv.Beixi）酿酒葡萄为试材，行株距为3.0 m×0.75 m，常规管理，“厂”字架形，叶幕高度1.5 m。在2020 年葡萄谢花后10 d（6 月7 日）开始，各处理葡萄全株叶面均匀喷施15 kg 的Ca 含量分别为20 mg/L（T1）、40 mg/L（T2）、60 mg/L（T3）的氨基酸钙（氨基酸≥100 g/L，Ca≥30 g/L），对照（CK）喷施等量的蒸馏水，每隔30 d 喷施1 次，共喷施3 次。每个处理的面积为333.3 m2，随机区组设计，重复3 次。

1.2 测定方法

自首次处理后，每隔25 d，于10：00 采用GFS-3000 便携式光合仪测定葡萄枝蔓中部成熟叶片（自基部起第7 片叶）的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs），开放式气路，光照强度为1 200 μmol·m-1·s-1；同时采样，用于测定叶片相对电导率、丙二醛含量和比叶重等，共测定4 次。在9 月下旬葡萄成熟时采样，测定各处理果实的总糖、可滴定酸、花色苷、单宁和总酚含量[10-11]。

采用分光光度计法测定各处理叶片的叶绿素含量、1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶（Rubisco）活性和1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶活化酶（RCA）的活性[11-12]；利用凯氏定氮仪测定叶片中全氮含量；利用原子吸收分光光度计测定叶片中全钙含量[13]。

1.3 数据统计

采用Excel 2003、DPS 软件进行数据的统计处理和方差分析。

2 结果与分析

2.1 氨基酸钙对叶片全钙和全氮含量的影响

从图1 可以看出，各处理叶片中全钙含量在处理后0～100 d 时持续升高，100 d 内升高了1.7～2.3倍。处理后25～100 d，T1 处理叶片中全钙含量比CK 提高了15.7%～19.9%，差异显著；T2 和T3 处理的全钙含量分别比CK 提高了25.0%～31.1%和30.6%～38.3%，差异均极显著。处理后0～100 d，CK 叶片中全氮含量持续下降，100 d 内下降了31.9%。氨基酸钙处理后0～75 d，叶片中全氮含量升高了14.6%～24.2%。T1 处理叶片中全氮含量在50～100 d 时比CK 提高了27.3%～40.5%，差异极显著。在处理后25～100 d，T2 和T3 处理叶片中全氮含量分别比CK 提高了25.8%～48.7%和28.6%～56.3%，差异均极显著。

图1 氨基酸钙对叶片全钙和全氮含量的影响

2.2 氨基酸钙对叶片相对电导率和丙二醛含量的影响

由图2 可知，各处理叶片的相对电导率在0～50 d 下降了29.3%～55.2%，之后开始升高，第100 d 比第50 d 提高了79.3%～107.1%。氨基酸钙处理降低了葡萄叶片的相对电导率，在处理后50～75 d，T1 处理的相对电导率比CK 降低了15.8%～17.5%，差异显著。在处理后25～100 d，T2 和T3 处理的相对电导率分别比 CK 降低了 24.1%～36.6%和16.9%～20.9%，差异分别达到极显著和显著水平。在整个处理过程中，各处理叶片的丙二醛含量100 d内升高了2.7～3.4 倍。氨基酸钙处理降低了叶片的丙二醛含量，在25～100 d，T1 处理的丙二醛含量比CK 降低了15.2%～16.5%，差异显著；T2 和T3处理的丙二醛含量分别比CK 降低了23.0%～36.2%和20.2%～23.3%，差异均极显著。

图2 氨基酸钙对叶片相对电导率和丙二醛含量的影响

2.3 氨基酸钙对叶片比叶重和叶绿素含量的影响

由图3 可知，各处理叶片的比叶重在0～75 d 升高了22.7%～44.1%，之后略有下降。T2 处理的比叶重在25～100 d 时比CK 提高了15.1%～21.4%，差异显著。T3 处理的比叶重在50～75 d 时比CK 提高了15.1%～15.3%，差异显著。整个处理过程中，T1处理的比叶重与CK 差异不显著。各处理叶片的叶绿素含量在0～50 d 提高了13.0%～37.9%，之后开始缓慢下降。在25～100 d，T2 处理的叶绿素含量比CK 提高了19.5%～32.5%，差异显著或极显著。在50～75 d，T1 和T3 处理的叶绿素含量分别比CK 提高了14.4%～20.7%和19.2%～22.8%，差异均显著。

图3 氨基酸钙对叶片比叶重和叶绿素含量的影响

2.4 氨基酸钙对叶片光合作用的影响

由图4 可知，各处理叶片的Pn、Gs 在处理后0～50 d 分别升高了25.6%～58.8%和40.3%～88.1%，之后开始下降，第100 d 比第50 d 分别降低了56.9%～59.7%和49.7%～56.7%。氨基酸钙处理提高了叶片的Pn 和Gs，在处理后50～75 d，T1 处理叶片的Pn 和Gs 分别比CK 提高了15.7%～15.8%和18.4%～19.0%，差异显著。在处理后25～75 d，T2和T3 处理叶片的Pn 分别比CK 提高了21.7%～29.4%和14.1%～20.6%，差异均显著；T2 和T3 处理叶片的Gs 分别比CK 提高了25.2%～38.6%和15.9%～27.9%，差异分别达到极显著和显著水平。

图4 氨基酸钙对叶片Pn 和Gs 的影响

2.5 氨基酸钙对叶片光合作用关键酶活性的影响

由图5 可知，自处理后0～25 d，各处理叶片的Rubisco 活性升高了1.5～2.0 倍，之后开始下降，第100 d 的Rubisco 活性比第25 d 下降了43.3%～49.2%。在处理后25～100 d，T2 和T3 处理叶片的Rubisco 活性分别比CK 提高了35.6%～51.9%和18.6%～36.7%，差异分别达到显著和极显著水平。在处理后50～100 d，T1 处理的Rubisco 活性比CK提高了14.1%～15.7%，差异显著。

从图5 可以看出，各处理叶片的RCA 活性在处理后0～75 d 升高了88.5%～167.3%，之后开始下降，25 d 内RCA 活性下降了31.2%～39.1%。在处理后25～100 d，T2 处理叶片的RCA 活性比CK 提高了27.9%～64.2%，差异极显著；T3 处理叶片的RCA 活性比CK 提高了17.8%～39.6%，差异达到显著或极显著水平。在处理后25～50 d，T1 处理叶片的RCA 活性比CK 提高了29.2%～38.1%，差异极显著。

图5 氨基酸钙对叶片Rubisco 和RCA 活性的影响

2.6 氨基酸钙对果实品质的影响

氨基酸钙处理影响了采收期‘北玺’葡萄果实品质（表1）。在所有处理中，以T2 处理果实的平均单果重及总糖、花色苷、单宁、总酚含量最高，以T3 处理果实中可滴定酸含量最低。T2 处理果实的平均单果重和花色苷含量分别比CK 提高了11.8%和18.7%，差异均极显著；总糖、单宁、总酚含量均显著高于CK；可滴定酸含量比CK 降低了6.8%，差异显著。T3 处理果实中可滴定酸含量比CK 降低了10.6%，差异极显著；花色苷含量显著高于CK；其他品质指标与CK 差异均不显著。T1 处理各品质指标与CK 差异均不显著。

表1 氨基酸钙对果实品质的影响

3 讨论与结论

钙是植物体中重要的营养元素，参与调控生长发育、抵御生物和非生物胁迫等过程[6-8,14-15]。钙离子在植物体内移动性差，缺乏钙离子，则导致细胞功能紊乱，氮素含量降低、抗性下降[14-15]。钙离子可通过信号转导等途径调节细胞中的离子平衡，提高抗氧化酶系统的活性，稳定细胞的结构和功能，从而提高抗盐碱性[16-20]。叶面施肥可有效提高肥料利用率，特别是喷施移动性差的营养元素[21]。本研究结果表明，叶面喷施氨基酸钙显著提高了叶片中全钙的含量，使叶片的相对电导率显著降低、丙二醛含量显著下降，这表明，提高叶片中钙含量可以显著降低盐碱胁迫对‘北玺’葡萄叶片细胞膜的损伤，稳定细胞的结构与功能。

氨基酸钙既是钙肥又是氨基酸性氮肥，氮元素可提高叶片中叶绿素的含量和光合作用，促进植物的生长发育[18-22]。盐碱胁迫影响细胞的新陈代谢，导致细胞养分失衡，氮素含量下降[8,20]。本研究结果表明，氨基酸钙处理显著提高了叶片中全氮含量，使叶绿素含量、气孔导度、光合作用关键酶及净光合速率显著升高，叶片和果实中分配到更多的光合产物，比叶重和果实中总糖、花色苷、单宁、总酚含量显著升高，葡萄果实品质显著提高。因此，对宁夏乃至西北盐碱地中的酿酒葡萄园，生长季喷施适宜浓度（40 mg/L）的氨基酸钙，可通过提高叶片中全钙和全氮的含量，降低盐碱胁迫对叶片细胞的损伤，提高细胞的功能和光合作用关键酶活性来提高抗性，最终提高了果实品质。