不同有機物料對庫爾勒香梨果實礦質(zhì)元素含量的影響

柴仲平，王雪梅，陳波浪，孫 霞，盛建東，盛立超

（1.新疆農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)與環(huán)境科學學院 烏魯木齊830052；2.新疆師范大學 地理科學與旅游學院 烏魯木齊830054）

庫爾勒香梨（Pyr us brestschneideri Rehd.）簡稱香梨，是新疆三大名優(yōu)瓜果特產(chǎn)之一［1－2］。香梨屬薔薇科、梨屬中的白梨系統(tǒng)，是新疆梨和西洋梨的自然雜交后代［3］，在新疆已有1 400～2 000年的種植歷史［4］，以皮薄肉細、汁多脆甜、香味濃郁而馳名國內(nèi)外，成為新疆南部重要的出口創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品之一。近年來隨著香梨栽培面積的不斷擴大，產(chǎn)量的大幅度提高和管理粗放嚴重影響了果實品質(zhì)，極大削弱了其在國際市場上的競爭力［5－6］。許多學者的研究表明，科學合理施肥是果樹樹體正常生長及生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品的重要基礎［7－11］。在目前大力推廣綠色食品和有機食品生產(chǎn)的發(fā)展趨勢下［12－14］，香梨有機物料的施用，對保證香梨生產(chǎn)中的無公害化和提高香梨的產(chǎn)量和品質(zhì)具有重大意義。本研究擬通過田間調(diào)控不同有機物料（生物黑炭和羊糞）的施用量，分析比較不同有機物料對香梨果實中主要礦質(zhì)元素含量的影響，探討庫爾勒香梨對不同有機物料的響應程度及其對環(huán)境變化的適應過程和機制，明確有機物料在香梨生產(chǎn)中的應用效果，為促進庫爾勒香梨的有機生產(chǎn)，產(chǎn)量提高和品質(zhì)改善提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于新疆庫爾勒市恰爾巴格鄉(xiāng)下和什巴格村5隊（41°48′21″N，86°04′22″E），海拔918.7 m，研究區(qū)地處天山南麓，塔里木盆地東北邊緣，位于孔雀河沖洪積平原上。屬暖溫帶大陸性干旱氣候，年平均氣溫14～15℃，年降水量50～55 mm，年最大蒸發(fā)為2 788.2 mm。年總輻射6 343 MJ／m2，日照時數(shù)2 889 h，≥0℃積溫為4 700℃，≥10℃積溫4 278℃，無霜期180～200 d。主導風向東北風，土壤類型主要為黏壤土，土壤中有機質(zhì)含量19.54 g／kg，堿解氮41.61 mg／kg，有效磷9.28 mg／kg，速效鉀198.22 mg／kg。

1.2 試驗材料與試驗設計

本研究以庫爾勒香梨為研究對象，選取具有代表性的低肥力果園一個，選擇兩種不同有機物料：商品有機肥（生物黑炭，有機碳含量401.5 g／kg）和農(nóng)家有機肥（羊糞，有機碳含量400 g／kg），每種有機物料設置3個不同施肥水平（不同有機物料在相同水平中有機碳含量相同），并設置對照區(qū)（CK），共設7個處理，具體試驗方案見表1。依據(jù)香梨果樹株行距的大小，每處理選取5～6棵果樹，每個處理重復3次，隨機排列。有機物料在秋季果實收獲后以環(huán)狀施肥法一次性施入果園，施肥深度為40～60 c m，香梨生育期施 N 300 kg／h m2，P2O5300 kg／h m2，K2O 60 kg／h m2。肥料選用尿素（含 N 46%）、重過磷酸鈣（含P2O546%）和硫酸鉀（含K2O 51%）。磷肥、鉀肥配合有機肥一次性全部基施，尿素的60%配合有機肥基施，剩余40%在膨果前期追施。采用常規(guī)灌溉方式，其它田間管理與當?shù)叵嗤９┰嚇浞N為20 a樹齡的香梨，嫁接砧木為杜梨（Pyr us betulif olia Bge.），株行距為5 m×6 m。各試驗小區(qū)土壤肥力、水分等條件相近，立地條件較為一致，樹木長勢良好。

表1 不同有機物料試驗方案

1.3 測定方法

于9月上旬香梨成熟期采收果實樣品。每處理選取3株香梨樹，在每株香梨樹上隨機取鮮果5個，將果實樣品帶回實驗室用自來水、去離子水沖洗干凈，并用不銹鋼刀剔除果核，把剩余部分切成小塊，然后置于60℃烘箱烘干。用天平稱取定量樣品，用體積為3∶1的濃硝酸—高氯酸進行消煮、定容。采用空氣—乙炔火焰原子吸收光譜法測定溶液中鈣、鎂、鐵、鋅、銅、錳、鈉含量［15］，各元素測定的具體工作條件見表2。

表2 原子吸收光譜儀工作條件

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Micr osoft Excel 2003和DPS 6.5數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對香梨果實中各種礦質(zhì)元素的含量指標進行處理與分析并完成制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機物料對香梨Ca、Mg含量的影響

Ca對果實成熟的關鍵因子乙烯的形成具有重要的影響［16－17］，在果實內(nèi)起著平衡生理活性的作用。成熟果實中的Ca含量相對較高時，可延長果實儲藏期，有效防止果實儲藏過程中的腐爛現(xiàn)象，改善果實保藏品質(zhì)。人體攝入Ca，豐富的鈣質(zhì)可以維持肌肉的伸縮性和心跳規(guī)律，維持毛細血管的正常滲透壓，還可以鎮(zhèn)定神經(jīng)，減輕失眠［18－19］。Mg通過影響植物對氮、磷、鉀肥的吸收和利用進而影響果實產(chǎn)量和品質(zhì)。適量的Mg可促進果實膨大，在一定程度上改善果實品質(zhì)［20］。人體攝入 Mg，能激活人體各種酶，抑制神經(jīng)的興奮性，對心臟功能和肌肉收縮過程具有特殊的作用［21－22］。不同有機物料處理下，香梨 Ca含量為755.38～813.90μg／g，最小值出現(xiàn)在不施有機物料（CK）的第1組處理中，最大值出現(xiàn)在羊糞施入量最高（羊糞3）的第7組處理中。Mg的含量為1 028.00～1 130.38μg／g，最小值出現(xiàn)在不施有機物料（CK）的第1組處理中，最大值出現(xiàn)在羊糞施入量最高（羊糞3）的第7組處理中。說明施用有機物料能明顯提高香梨Ca、Mg含量。同種有機物料處理下，香梨Ca、Mg含量相同，表現(xiàn)為：黑炭3＞黑炭2＞黑炭1＞CK，羊糞3＞羊糞2＞羊糞1＞CK，隨著有機物料施入量的增加，其提高效果越明顯。不同有機物料處理下香梨Ca、Mg含量也表現(xiàn)相同，表現(xiàn)為：羊糞3＞羊糞2＞羊糞1＞黑炭3＞黑炭2＞黑炭1＞CK，說明香梨Ca、Mg含量的施肥效應為：羊糞＞生物黑炭（圖1）。

圖1 不同有機物料處理下香梨的Ca、Mg含量

2.2 不同有機物料對香梨Fe、Zn含量的影響

果樹缺Fe會導致葉片失綠黃化，產(chǎn)量和品質(zhì)下降，嚴重影響果農(nóng)的經(jīng)濟收人［23］。人體攝入Fe，能促進血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素和其他酶系統(tǒng)的形成，起到幫助氧運輸?shù)淖饔茫?9］。Zn在植物體內(nèi)主要是作為酶的金屬活化劑，催化二氧化碳的水合作用，促進光合作用中二氧化碳的固定［20］。因此，Zn對碳水化合物的形成是具有重要作用。人體攝入Zn，對促進機體蛋白質(zhì)、核酸和胰島素的生成以及維持生殖腺的正常功能具有十分重要的作用［22］。不同有機物料處理下，香梨Fe的含量在63.55～73.24μg／g之間，最小值出現(xiàn)在不施有機物料（CK）的第1組處理中，最大值出現(xiàn)在羊糞施入量最高（羊糞3）的第7組處理中。Zn的含量在15.16～18.05μg／g之間，最小值出現(xiàn)在不施有機物料（CK）的第1組處理中，最大值出現(xiàn)在羊糞施入量最高（羊糞3）的第7組處理中。說明施用有機物料能明顯提高香梨Fe、Zn的含量。同種有機物料處理下，香梨Fe、Zn含量表現(xiàn)相同，為黑炭3＞黑炭2＞黑炭1＞CK，羊糞3＞羊糞2＞羊糞1＞CK，說明隨著有機物料施入量的增加，其提高效果越明顯。不同有機物料處理下，香梨Fe、Zn含量的表現(xiàn)也相同，為羊糞3＞羊糞2＞黑炭3＞羊糞1＞黑炭2＞黑炭1＞CK，說明香梨Fe、Zn含量的施肥效應為：羊糞＞生物黑炭（圖2）。

圖2 不同有機物料處理下香梨的Fe、Zn含量

2.3 不同有機物料對香梨Cu、Mn含量的影響

Cu參與植物體內(nèi)氮素的代謝，其含量與氮肥施用量密切相關［20］。Cu有利于植物生長發(fā)育，能提高植物的抗寒、抗旱、抗病能力。人體攝入的Cu參與造血，影響鐵的吸收、運送和利用，對細胞、呼吸、神經(jīng)和內(nèi)分泌均具有一定的作用［22］。Mn是植物體內(nèi)許多酶的活化劑，它能維持葉綠體結(jié)構(gòu)，直接參加光合作用的放氧過程，對植物體內(nèi)許多代謝過程產(chǎn)生影響［20］。人體攝入的Mn，與消除自由基、抗衰老、粘多糖的合成、鈣磷代謝、生殖與生長發(fā)育都有密切關系［22］。不同有機物料處理下，香梨Cu的含量在4.49～5.56μg／g之間，最小值出現(xiàn)在不施有機物料（CK）的第1組處理中，最大值出現(xiàn)在羊糞施入量最高（羊糞3）的第7組處理中。Mn的含量在7.67～10.01 μg／g之間，最小值出現(xiàn)在不施有機物料（CK）的第1組處理中，最大值出現(xiàn)在羊糞施入量最高（羊糞3）的第7組處理中。說明施用有機物料能明顯提高香梨Cu、Mn的含量。同種有機物料處理下，香梨Cu、Mn含量表現(xiàn)相同，表現(xiàn)為黑炭3＞黑炭2＞黑炭1＞CK，羊糞3＞羊糞2＞羊糞1＞CK，說明隨著有機物料施入量的增加，其提高效果越明顯。不同有機物料處理下，香梨Cu、Mn含量的表現(xiàn)也相同，為羊糞3＞羊糞2＞黑炭3＞羊糞1＞黑炭2＞黑炭1＞CK，說明香梨Cu、Mn含量的施肥效應為羊糞＞生物黑炭（圖3）。

2.4 不同有機物料對香梨Na含量的影響

Na是一種強力細胞賦活劑，與植物接觸后能迅速滲透到植物體內(nèi)，促進植物細胞的原生質(zhì)流動，提高細胞活力。它能加快生根速度，打破休眠，促進植物生長發(fā)育，防止落花落果，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)。還能提高植物抗病、抗旱、抗倒伏等抗逆能力［20］。人體攝入Na，能維持體內(nèi)的水平衡、滲透壓及酸堿平衡，并能加強肌肉的興奮性［19］。不同有機物料處理下，香梨Na的含量在50.17～76.12μg／g之間，最小值出現(xiàn)在不施有機物料（CK）的第1組處理中，最大值出現(xiàn)在羊糞施入量最高（羊糞3）的第7組處理中。說明施用有機物料能明顯提高香梨Na的含量。同種有機物料處理下，香梨Na含量表現(xiàn)為黑炭3＞黑炭2＞黑炭1＞CK，羊糞3＞羊糞2＞羊糞1＞CK，說明隨著有機物料施入量的增加，其提高效果越明顯。不同有機物料處理下，香梨Na含量表現(xiàn)為羊糞3＞羊糞2＞羊糞1＞黑炭3＞黑炭2＞黑炭1＞CK，說明香梨Na含量的施肥效應為：羊糞＞生物黑炭（圖4）。

圖3 不同有機物料處理下香梨的Cu、Mn含量

圖4 不同有機物料處理下香梨的Na含量

3 結(jié)論

庫爾勒香梨中的維生素及各種礦質(zhì)元素相當豐富，但其含量因生長環(huán)境不同而表現(xiàn)出一定的差異。香梨中礦質(zhì)元素的含量不僅取決于施肥，還取決于光、溫、水、氣等其他生境因子。本研究通過田間調(diào)控不同有機物料的施用量，分析比較了不同有機物料對香梨果實中礦質(zhì)元素含量的影響，結(jié)果表明，庫爾勒香梨果實中礦質(zhì)元素Ca，Mg，F(xiàn)e，Na的含量相對較高，而Zn，Cu，Mn的含量相對較低，與古麗巴哈爾·沙吾提［24］、任瑩瑩［25］的研究結(jié)果基本一致。不同有機物料處理對香梨果實中礦質(zhì)元素的含量產(chǎn)生了一定影響。與不施有機物料（CK）的第1組處理相比，施用有機物料能明顯提高香梨Ca，Mg，F(xiàn)e，Zn，Cu，Mn，Na的含量，而且隨著有機物料施入量的增加，其提高效果越明顯，施肥效應表現(xiàn)為：羊糞＞生物黑炭。

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