叶施有机硒肥对桃果实品质及蔗糖代谢的影响.pdf

北京农学院学报2 0 2 4，39（2）：36-41Journal of Beijing University of Agriculturehttp:/doi:10.13473/ki.issn.1002-3186.2024.0207叶施有机硒肥对桃果实品质及蔗糖代谢的影响顾子正1，汪达明1，董伊阳1，高小茜1，杨海清2*（1.北京农学院植物科学技术学院，北京10 2 2 0 6；2.北京市平谷区果品产业服务中心，北京10 12 0 0）摘要：【目的】寻找桃果实叶施有机硒肥最佳富硒方案。【方法】以桃品种黄金密4号”为试验材料，设置有机硒肥质量浓度梯度0 mg/L、30 m g/L、6 0 m g/L、9 0 m g/L、12 0 m g/L，在果实膨大期分别进行3次叶面喷施，测定桃果实硒含量、单果质量、果形指数、果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸、糖酸比、维生素C含量、蔗糖合成酶活性、蔗糖磷酸合成酶活性、酸性转化酶活性、中性转化酶活性。【结果】叶施有机硒肥后，桃果实的单果质量、果实硬度和可溶性固形物含量得到显著提高，但是维生素C含量整体低于对照组；SS、A I 活性增强，SPS、NI则活性降低；【结论】综合试验结果表明，有机硒肥处理能有效提高桃果实硒含量，改善桃果实的综合品质。关键词：桃；硒；果实；品质；蔗糖；代谢酶中图分类号：S662.1文章编号：10 0 2-318 6（2 0 2 4）0 2-0 0 36-0 6 文献标志码：AEffects of leaf application of organic selenium fertilizeron sucrose metabolism and fruit quality of peachGU Zizheng,WANG Daming,DONG Yiyang,GAO Xiaoxi,YANG Haiqing*(1.College of Plant Science and Technology,Beijing University of Agriculture,Beijing 102206,China;2.Beijing Pinggu Fruit Industry Service Center,Beijing 101200,China)Abstract:Objective To find the best selenium enrichment scheme of organic selenium fertilizer in peach fruit leaves.Meth-odsJ Peach variety Jinmi No.4 was used as experimental material,and the organic selenium fertilizer concentration gradientsof 0 mg/L,30 mg/L,60 mg/L,90 mg/L and 120 mg/L were set,and the leaves were sprayed three times during the fruit ex-pansion stage.Selenium content,single fruit mass,fruit shape index,fruit hardness,soluble solid,titrable acid,sugar-acidra-tio,vitamin C content,sucrose synthetase activity,sucrose phosphate synthetase activity,acid invertase activity,neutral in-vertase activity of peach fruit were determined.Results After organic selenium fertilizer was applied to leaves,the fruitweight,fruit hardness and soluble solid content of peach fruit were significantly increased.But the vitamin C content was lowerthan that of the control group.The activities of SS and AI were increased,while the activities of SPS and NI were decreased.Conclusion The comprehensive test results show that organic selenium fertilizer treatment can effectively increase the seleni-um content of peach fruit and improve the comprehensive quality of peach fruit.Keywords:peach;selenium;fruit quality;sucrose;metabolizing enzyme硒（Selenium)是人体必须的微量元素1。中国有大约三分之二的地区缺硒2 。人体无法直接吸收自然环境中存在的无机硒，可以吸收通过植物同化作用转化所得的有机硒。研究证明，对植物体施加外源硒肥增加植物中硒含量是一种安全高效的富收稿日期：2 0 2 3-12-2 0基金项目：现代化果园矮化密植技术集成及标准化栽培体系研发与示范应用（Z231100003723002）第一作者：顾子正（19 9 8 一），女，河北人，硕士研究生，研究方向：果树种质资源利用与创新，Tel：[phone]，E-mail:G通信作者：杨海清（19 7 8 一），内蒙古人，高级工程师，硕士，研究方向：果树栽培技术与植保技术研究推广，Tel：[phone],E-mail:硒方法3。但是过量施硒会导致环境污染甚至生物个体中毒现象。因此农业生产中确定安全高效的富硒方案十分重要。张绍鹏等发现叶面喷施硒肥相较于输液施硒更适用于桃树，并且有机硒肥在富2024年第2 期硒效果和食品安全性方面优于无机硒肥41。桃（Prunus persica）种植历史悠久，但如今市场上的桃果实口感风味却差强人意5。前人研究发现，在果实生长发育过程中适当施加外源硒可以显著提升果实品质。例如：通过在桃树上喷施液态氨基酸型硒肥，显著提高了桃果实中的维生素C含量、可溶性糖含量和糖酸比6 。糖是植物生长发育的原料，也是改善果实品质的关键，其种类、含量及配比与果实风味紧密相关。蔗糖是桃果实成熟时主要的糖类物质，其次为葡萄糖和果糖7。蔗糖是植物生长发育的重要化合物，是植物的能量载体8 。果实中蔗糖的代谢和积累主要与蔗糖酶系统中的关键酶类有关，主要包括蔗糖合成酶（SS)、蔗糖磷酸合成酶（SPS)、酸性转化酶(AI)和中性转化酶(Inv)四种9)。蔗糖合成酶存在于植物细胞质中，与其他相关酶协同作用，促使蔗糖进入代谢途径10。蔗糖磷酸合成酶的活性水平直接反映了植物的蔗糖合成能力11。蔗糖转化酶可以在植物体内催化分解蔗糖，得到葡萄糖和果糖。依据蔗糖分解时植物体内不同的pH值,可将蔗糖转化酶分成酸性转化酶和中性转化酶。二者在果实生长发育过程中作用不同，酸性转化酶的蔗糖分解能力小于中性转化酶12 。该研究以五年生黄金蜜4号为试验材料，通过不同质量浓度有机硒肥处理桃果实，测定果实品质指标，糖组分含量及蔗糖代谢酶活性的影响，从而获得最佳桃果实富硒方案，以期为桃产业提质增效提供一定的理论依据和技术支撑。1材料与方法1.1试验时间地点于2 0 2 2 年6 月至10 月在北京市平谷区刘家店镇寅洞村国桃基地（117 0 3 417 E40248797N)进行。1.2试验材料试验所用有机硒肥为卡洛欣有机富硒肥（杨凌领秀生物科学有限公司）。试验果园主栽品种是以毛桃 为砧木的5年生黄金密4号，试验所用桃树株行距为1m X 4m,树形为主干型,生长基本一致，管理水平良好。1.3试验方法1.3.1试验设计采用随机区组设计，单株小区，3次重复。有机硒肥质量浓度梯度分别为0 mg/L、30 mg/L、6 0 m g/L、9 0 m g/L、12 0 m g/L。在果实顾子正等：叶施有机硒肥对桃果实品质及蔗糖代谢的影响统计分析和可视化处理。2结果与分析2.1口叶施有机硒肥对桃硒含量的影响叶面喷施有机硒肥对桃果实中的硒含量影响显著（图1）。果实硒含量随各处理的浓度增高呈逐37膨大期进行，于2 0 2 2 年6 月2 5日进行第一次叶面喷施，每隔2 0 d喷施1次，共喷施3次。果实成熟后,每个处理组选取35个健康无损、大小均匀的果实。采收完毕后立即运送回实验室，用去离子水清洗晾干后开始实验指标测定。1.3.2试验方法测定桃果实的单果质量、纵横径，果形指数一果实纵径/果实横径，果实硬度；桃果实的可溶性固形物含量使用H-100型水果内部品质无损伤检测仪（北京北诚鸿业科技有限公司）进行测定；桃果实的可滴定酸含量利用NIRMagic3100手持式近红外光谱分析仪（北京晶欣科技有限公司)进行测定；糖酸比=可溶性糖/可滴定酸；维生素C含量用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定。随机取样3 个桃果实，分别采用蔗糖合成酶（SS）活性检测试剂盒（Solarbio，BC 0 58 5-10 0 T/48S,北京）、蔗糖磷酸合成酶（SPS)活性检测试剂盒（So la r b io,BC 0 6 0 5-10 0 T/48 S，北京）、酸性转化酶（A I）活性检测试剂盒（Solarbio，BC 0 56 5-10 0 T/48S,北京)和中性转化酶（NI)活性检测试剂盒（So-larbio，BC 0 57 5-10 0 T/48 S，北京）测定果实的SS、SPS、A I、NI 酶活性。桃果实糖组分测定方法参照刘玉莲等13 的方法并加以改进。将果实样品切成小块，用液氮研磨成粉末后称量0.5g，加人10 mL的8 0%乙醇水浴3 min后离心,取上清液于蒸发皿中。向剩余残渣中再加人10 mL的8 0%乙醇水浴2 0 min后离心，取上清液于蒸发皿中。再向剩余残渣中再加入10mL的8 0%乙醇水浴2 0 min后离心，取上清液于蒸发中。把合并后的上清液沸水蒸干后，用2 0 mL超纯水洗涤2 次定容至50 mL，取2 mL过LC-18固相萃取柱,弃掉最初1 mL，收集后面1mL并且用0.45m滤膜过滤，滤液上机高效液相色谱仪测定样品的糖组分含量。果实硒总含量参照食品安全国家标准食品中硒的测定GB5009.93一2 0 10 标准中规定的方法，利用氢化物原子荧光光谱法进行测定141.3.3统计分析采用Excel2019、O r ig in 2 0 2 3、IBMSPSS Statistics 26.0等软件对试验数据进行381.0 0.80.60.40.2e0.00不同小写字母表示处理间差异显著，P0.05，图2，图3，图4,表1同图1不同质量浓度有机硒肥处理对桃果实硒含量的影响Different lowercase letters indicate significant differencesbetween treatments,P0.05,as shown in Figure 2,Figure3,Figure4,andTable1Fig.1Effects of organic selenium fertilizer treatmentwith different mass concentrations on seleniumcontent in peach fruit250200e150100500Fig.2 Effects of organic selenium fertilizer treatment with different mass concentrations on external quality of peach fruit处理组果实硬度提升最为显著，各处理果实硬度相较0 mg/L分别提高了6.0 4%、2 8.19%、48.32%、75.17%。叶面施用不同浓度的有机硒肥对桃果实中可溶性固形物含量具有显著影响（图3）。随着处理浓度的升高，可溶性固形物呈现出先上升后下降的趋势,在6 0 mg/L浓度处理下达到了最高可溶物固形物含量为11.6 3%。叶面喷施有机硒肥对果实可滴定酸的影响较为明显（图3）。随着浓度的升高，果实可滴定酸含量呈先上升后下降的趋势，在120mg/L处理下相比0 mg/L处理降低了7.45%，在6 0 mg/L和9 0 mg/L处理下相比0 mg/L提高了51.2 3%和17.2 8%。叶面喷施有机硒肥对果实的糖酸比影响呈现先下降后上升的趋势（图3)。120mg/L处理后的果实糖酸比相比0 mg/L无显著差异,6 0 mg/L处理组相比0 mg/L显著降低了北京农学院学报步升高的趋势，在前3个浓度处理后之间均无显著差异且都达到陕西省地方标准富硒食品与其相关产品硒含量标准15 中规定的鲜水果指标（以质量计0.0 1 0.10 mg/kg），并且在12 0 mg/L处理下bd30Mass concentration/(mg/L)b030质量浓度Mass concentration/(mg/L)图2 不同质量浓度有机硒肥处理对桃果实外在品质的影响第39 卷硒含量达到了最大值0.8 9 0 mg/kg。2.2叶施有机硒肥对桃外在品质的影响不同处理对果实单果质量的影响较为明显（图6090质量浓度a60120dC901202）。相较0 mg/L，其余浓度处理下的果实单果质量均有显著提升，分别增加了2 0.6 7%、2 5.2 1%、12.53%、14.0 9%。就单果质量而言，6 0 mg/L浓度处理下对桃果实的单果质量提高最为明显。喷施有机硒肥对桃果实的果形指数影响整体并不显著（图2）,果实的果形指数均相比0 mg/L没有明显变化。2.3叶施有机硒肥对桃营养品质的影响叶面喷施有机硒肥后显著影响了桃果实的硬度（图3）。果实硬度随处理浓度的提升呈逐渐上升的趋势，整体变化幅度波动较大。其中12 0 mg/L1.2a1.00.80.60.40.20.029.75%。通过叶面喷施有机硒肥后对果实中维生素C含量的影响变化差异较大，部分降低了果实中的维生素C含量（图3）。除12 0 mg/L处理高于0mg/L处理以外,其他处理均相比0 mg/L处理维生素C含量有所下降，分别降低了42.55%、8.15%、34.01%。其中12 0 mg/L处理是经过处理后果实维生素C含量最高，其含量为3.0 6 mg/100g。2.4叶施有机硒肥对桃果实糖组分含量的影响表1展示了有机硒肥对桃果实中糖组分含量的影响。经过叶面喷施有机硒肥处理后果实内糖组分含量整体相比0 mg/L对照没有显著差异。其中经30 mg/L、9 0 m g/L、12 0 m g/L浓度处理后的桃果实蔗糖总含量相较0 mg/L略有下降，6 0 mg/L处理组变化不明显。葡萄糖含量和果糖含量相较0mg/L没有显著差异。总糖含量处理组整体低于0aa030质量浓度Mass concentration/(mg/L)60901202024年第2 期10.0r8.06.0d4.02.00.00Mass concentration/(mg/L)15.0ab12.0上C9.06.03.00.01.61.41.21.00.80.60.40.20.015.012.0a9.06.03.00.04.03.53.02.52.01.51.00.50.0图3不同质量浓度有机硒肥处理对桃果实营养品质的影响Fig.3Effects of organic selenium fertilizer treatmentwith different mass concentrations on nutritionalquality of peach fruit顾子正等：叶施有机硒肥对桃果实品质及蔗糖代谢的影响abd30质量浓度a士030质量浓度Mass concentration/(mg/L)a030质量浓度Mass concentration/(mg/L)b030质量浓度Mass concentration/(mg/L)ab0Mass concentration/(mg/L)39mg/L,其中30 mg/L处理组含量降低最为显著，达到了34.7 1%。2.5叶施有机硒肥对桃果实蔗糖代谢相关酶活性的影响如图4可见，施用有机硒肥处理后果实内蔗糖6090abd6090120bd6090C6090b3060质量浓度120120a120a90120合成酶活性有较为明显的增强效果。随着处理浓度的增高酶活性呈先升高后降低的趋势，处理后的果实 SS活性均强于0 mg/L处理，酶活性在 6 0mg/L处理下最强为19 6.40 10 U/g。有机硒肥对蔗糖磷酸合成酶的影响表现不一（图4)。SPS活性随处理浓度的增加呈先上升后下降的趋势，相比0mg/L处理SPS活性均有不同程度的增强,分别增强了6.35%、48.6 7%、30.2 9%、7.7 6%。不同有机硒肥处理对果实中酸性转化酶活性有显著的影响（图4)。各处理随浓度的上升，酶活性呈现出先升高后下降的趋势，在9 0 mg/L处理下酶活性最强为18.43102U/g。有机硒肥处理后对果实中性转化酶活性有不同程度抑制影响（图4）。各处理与0mg/L相比均有显著降低，NI活性分别降低49.25%、48.0 7%、2 6.0 1%以及35.11%。讨论和结论3.1不同有机硒肥处理对桃果实硒含量的影响众多的研究表明，对植物进行适宜浓度的外源施硒后可以显著的增加植物体的硒含量，当浓度过高时则会产生抑制作用16 。宁婵娟等的研究表明，对红富士苹果喷施3次10 0 mg/L亚硒酸钠后，显著提高了果实总硒含量为10.10 g/kgl17。李曦光等对新疆无刺丰沙棘进行叶面喷施亚硒酸钠后，发现其硒含量相比对照提升了10 倍18 。该试验结果显示，4种硒肥处理后，果实中硒含量相比0 mg/L处理有不同程度提高，这与前人的研究结果相一致，且均达到了陕西省地方标准富硒食品与其相关产品硒含量标准151中规定的鲜水果指标（以质量计0.0 10.10 mg/kg），达到了富硒效果。喷施3次12 0 mg/L有机硒肥后达到该硒肥处理的大硒含量为0.0 8 9 mg/kg，是对照处理的17.8 倍。3.2不同有机硒肥处理对桃果实品质的影响目前，国内外已有大量的研究显示，通过对叶面喷施硒肥的方式可以较为显著的改善果实品质。李亚敏等通过外源施用适宜浓度的亚硒酸钠溶液可以显著提高猕猴桃的单果重、可溶性固形物含量以及维生素C含量，改善了猕猴桃果实的品质19 慈琰雨等人发现，在红将军苹果生产中施加外源硒40Tab.1 Effects of organic selenium fertilizer treatment with different mass concentrations on the content of sugar components inpeach fruitmg/g质量浓度燕糖Mass concentration/(mg/L)Sucrose011.823.61a306.861.12b609.591.11ab907.481.62b1206.630.17b250a2001501005002520151050Fig.4Effects of different concentrations of organic selenium fertilizer treatment on sucrose metabolism related enzymeactivities inpeach fruit肥显著降低了果实的酸度，但是果实产量、可溶性固形物和维生素C含量都得到明显提升，显著改善了红将军果实的品质2 0 。该研究表明不同硒处理均能使桃果实中的营养品质发生不同程度的改变，其中单果重、横纵径以及果形指数的变化相比0mg/L并不显著,而果实硬度、维生素C含量以及糖酸比均相比Omg/L变化显著。与对照相比果实硬度、酸度、均有不同程度提高，维生素C含量整体低于对照组。施用有机硒肥减少了果实中维生素C含量，并且所有硒处理过的果实酸度也有较为明显的升高,果实糖酸比相对下降，与先前的研究结果有所不同。综上所述，适宜的硒肥浓度下会影响果实外观品质和内在的营养物质，因此在实际的生产北京农学院学报表1不同质量浓度的有机硒肥处理对桃果实中糖组分含量的影响葡萄糖果糖GlucoseFructose3.61 1.07a3.870.75a2.350.68a3.390.31a3.310.32a3.360.19a2.860.21a3.670.8a3.380.18a3.770.38a40a353025b20d15e100030质量浓度Mass concentration/(mg/L)aCCd0Mass concentration/(mg/L)图4不同质量浓度有机硒肥处理对桃果实蔗糖代谢相关酶活性的影响代谢相关酶活性的影响现有研究表明，不同种类的果实、不同品种的果实和同一种类的不同类型的果实，在糖积累方面差异明显2 1TL22。在果实生长发育和品质形成过程中，蔗糖作为主要的碳同化物贮藏形式和运输形式起着重要的调控作用2 3。桃果实中的蔗糖含量与总糖含量密切相关，其糖组分中含量最高的为蔗糖，含量最低的为山梨糖醇2 4。该试验也表明蔗糖是桃果实中的主要糖分，这与前人的研究结果相一致。并且发现施用硒肥后各个不同硒肥处理的蔗第39 卷总糖Total sugar19.35.39a12.62.04b16.261.59ab14.012.5ab13.780.72abbede60903060质量浓度120b90120012a(3/n.OT/AIANOe IN1086420操作过程中，应当根据适当的需求使用适宜的富硒方案，以获得相对高品质的果实。3.3不同有机硒肥处理对桃果实糖组分以及蔗糖30质量浓度Mass concentration/(mg/L)bd030质量浓度Mass concentration/(mg/L)606090901201202024年第2 期糖含量均有显著降低。通过对蔗糖代谢相关酶活性的测定，结果显示,有机硒肥处理下果实中的SS与 NI活性比 O mg/L处理有所增强,而 SPS与 AI活性则是略有降低，这可能是导致处理后蔗糖含量降低的原因。不同浓度的有机硒肥处理均能在一定程度上提高果实中硒的含量，影响桃的果实品质。不同浓度的有机硒肥处理可以通过改变果实硒含量来影响蔗糖代谢相关酶活性进而影响蔗糖及其他糖组分含量。综上所述，在桃果实生长发育期间叶面施用三次6 0 mg/L的有机硒肥处理能够达到富硒果实标准，能够改善果实的外在品质和营养品质，是较为适宜的桃果实富硒方案。参考文献：1李军，张忠诚.微量元素硒与人体健康.微量元素与健康研究2 0 11,2 8(5)：59-6 3.2王立平，刘永贤，李秀杰，等.我国富硒农产品标准的现状问题与对策J.农产品质量与安全，2 0 17（5）：2 4-2 7.3CHEN L,YANG F,XU J,Et al.Determination of seleniumconcentration of rice in china and effect of fertilization of sele-nite and selenate on selenium content of riceJ.Journal ofAgricultural&Food Chemistry,2002,50(18):5128-5130.4张绍鹏，董静洲，刘元杏，等.不同硒肥和施硒方式对桃品质及硒含量的影响J.北方园艺，2 0 2 1（18）：54-59.53王力荣.我国桃产业现状与发展建议J.中国果树，2 0 2 1(10):1-5.6王孝娣，刘凤之，郑晓翠，等.氨基酸硒液体肥在设施桃上的应用效果.中国土壤与肥料，2 0 13（2）：8 5-8 8.7姜凤超，王玉柱，孙浩元，等.桃果实细胞内糖酸分布对果实甜酸风味的影响J.西北植物学报，2 0 14，34（6）：12 2 7-12 32.8 刘洋，林希昊，姚艳丽，等.高等植物蔗糖代谢研究进展.中国农学通报，2 0 12,2 8（6）：145-152.9 张明方,李志凌.高等植物中与蔗糖代谢相关的酶J.植物生顾子正等：叶施有机硒肥对桃果实品质及蔗糖代谢的影响理学通讯，2 0 0 2（3）：2 8 9-2 9 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