不同早實(shí)核桃品種葉片礦質(zhì)元素含量變化及其與產(chǎn)量的關(guān)系

冀愛青， 朱 超， 彭功波， 李建中， 楊紅雁， 吳國良*

(1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西太谷 030801； 2河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河南鄭州 450002； 3登封市林業(yè)局，河南登封 452470；4河南省濟(jì)源市林業(yè)局，河南濟(jì)源 454650；5山西省晉中市氣象局，山西晉中 030600；6河南省果樹瓜類生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州 450002)

不同早實(shí)核桃品種葉片礦質(zhì)元素含量變化及其與產(chǎn)量的關(guān)系

冀愛青1,2,6， 朱 超2,6， 彭功波3， 李建中4， 楊紅雁5， 吳國良2,6*

(1山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西太谷 030801； 2河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，河南鄭州 450002； 3登封市林業(yè)局，河南登封 452470；4河南省濟(jì)源市林業(yè)局，河南濟(jì)源 454650；5山西省晉中市氣象局，山西晉中 030600；6河南省果樹瓜類生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南鄭州 450002)

早實(shí)核桃； 葉片； 礦質(zhì)元素； 年動(dòng)態(tài)變化； 產(chǎn)量

核桃(JuglansregiaL.)系胡桃科核桃屬多年生落葉果樹，又名胡桃、羌桃。50年代末開始內(nèi)地引種新疆早實(shí)核桃及隨后的新品種選育研究，使早實(shí)類核桃新品種成為我國核桃的主栽品種。近年來，在我國大面積發(fā)展的核桃品種中，絕大多數(shù)為早實(shí)類的品種。該類品種表現(xiàn)出早果豐產(chǎn)及易取仁等諸多優(yōu)點(diǎn)，但又存在水肥條件需求高和適應(yīng)性差的問題，若管理粗放，果園投入不足，就會(huì)造成核桃品質(zhì)低劣，更嚴(yán)重的是會(huì)在初果期樹體表現(xiàn)適應(yīng)性差而早衰[1-2]。因此，加強(qiáng)土肥水管理，提高早實(shí)核桃樹體營養(yǎng)水平和果實(shí)品質(zhì)迫在眉睫，故開展早實(shí)核桃樹體營養(yǎng)研究，對(duì)保證核桃樹體健壯、優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)尤為重要。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.2 測(cè)定方法

葉片殺青30 min，80℃烘干至恒重，粉碎，過60目(0.25 mm)篩，置于干燥器內(nèi)備用。用凱氏定氮法測(cè)定全N；釩鉬黃比色法測(cè)P；K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn用[日]島津AA-6200型原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用EXCEL和SPSS13.0軟件進(jìn)行方差分析和相關(guān)分析，所有結(jié)果均為兩年重復(fù)3次的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1不同早實(shí)核桃品種間葉片礦質(zhì)元素含量的變化

圖1 葉片礦質(zhì)元素含量在不同早實(shí)核桃品種中的變化Fig.1 Changes of the contents of mineral elements of leaves of different cultivars of early walnut [注(Note): XL—香玲Xiangling； LG—魯光Luguang； ZL1—中林1號(hào)Zhonglin 1； BF—薄豐Bofeng. 柱上不同小寫字母表示處理間差異達(dá)5% 顯著水平Different small letters above the bars mean significant among the treatments at 5% level.]

變異來源SourceofvarietyNPKCaMgFeMnCuZn品種Cultivar1378?359334491022?5121820216193??25191515采樣時(shí)期Samplingstage002031574?1056?61754140??3671??6853??6683??2247??

注(Note): *—

2.2不同早實(shí)核桃品種葉片中礦質(zhì)元素含量的年變化

4個(gè)早實(shí)核桃品種不同物候期的葉片中各元素含量的年變化趨勢(shì)見圖2。從圖2以看出，9種礦質(zhì)元素含量的變化趨勢(shì)表現(xiàn)為3種類型。

圖2 不同早實(shí)核桃品種葉片中9種礦質(zhì)元素含量的年動(dòng)態(tài)變化Fig.2 Dynamic changes of the contents of nine elements in leaves of different early walnut in a year [注(Note): LES—展葉期Leaf-expand stage; SRGS—新梢速長(zhǎng)期Shoot rapid-growing stage; FRES—果實(shí)膨大期Fruit rapid-expanding stage; SHS—硬核期Stone hardening stage; DPS—落葉前期Deciduous pro-stage.]

2)在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)，早實(shí)核桃葉片中Ca、 Mg、 Fe、 Mn含量的變化從4月20日到7月20日趨勢(shì)大體相似，呈有波動(dòng)的曲線上升，僅Mg含量在后期有一小幅度回落，整體上呈現(xiàn)前低后高的趨勢(shì)。從Ca、 Mg、 Fe、 Mn 4種營養(yǎng)元素的整體變化趨勢(shì)看，亦可確定其穩(wěn)定期為5月至7月。

3)葉片中Cu、 Zn含量呈波浪狀變化，整體變幅趨勢(shì)相似，但不同品種間有一定差別。葉片中Cu元素含量波動(dòng)較大，表現(xiàn)為前期高而后期低的趨勢(shì)，尤以薄豐在果實(shí)膨大期其含量最高；Zn含量呈現(xiàn)降升降的趨勢(shì)，香玲品種的Zn含量最高，變幅最大。綜合考慮，這2種養(yǎng)分元素的穩(wěn)定期應(yīng)在5月20日左右(新梢速長(zhǎng)期)。

由圖2還可看出，不同品種間的元素含量變化差異不是很大。N、 P、 K、 Ca、 Mg 5種元素的變化趨勢(shì)相似，品種間差異很小，而Fe、 Mn、 Cu、 Zn 4種元素的變化趨勢(shì)在品種間有一定差異。該結(jié)果說明在樹體養(yǎng)分穩(wěn)定期進(jìn)行營養(yǎng)診斷時(shí)，還要綜合考慮養(yǎng)分種類和品種類型等因素。

2.3早實(shí)核桃葉片中不同礦質(zhì)元素間的相關(guān)分析

探討核桃葉片中礦質(zhì)營養(yǎng)元素間的相互關(guān)系，對(duì)準(zhǔn)確進(jìn)行樹體營養(yǎng)診斷有重要意義，可防止片面孤立地以某種單一營養(yǎng)元素作為樹體營養(yǎng)指標(biāo)而造成誤判。不同早實(shí)核桃品種葉片中礦質(zhì)元素間的相關(guān)分析結(jié)果見表2。從表中可以看出，N、 P、 K含量變化之間均極顯著正相關(guān)；而N、 P分別與Ca、 Mg、 Mn、 Cu 4種元素含量變化間達(dá)到極顯著負(fù)相關(guān)，其中，Cu 與Ca、 Mg、 Mn含量的變化呈極顯著正相關(guān)，而Ca與Mn呈顯著正相關(guān)；K與Mg、 Mn、 Zn含量變化之間分別達(dá)到極顯著負(fù)相關(guān)、 顯著負(fù)相關(guān)、 極顯著正相關(guān)；而Fe與其它8元素之間的相關(guān)性均不顯著。因此可以認(rèn)為，N、 P、 K這3種礦質(zhì)營養(yǎng)元素彼此間存在增效作用，而Ca、 Mg、 Mn、 Cu對(duì)N、 P、 K均存在一定的拮抗作用。

表2 早實(shí)核桃葉片中的礦質(zhì)元素相互間的相關(guān)性Table 2 Correlation among the contents of mineral elements in walnut leaves

注(Note): *— <γ0.05=0.444, ** — <γ0.01=0.561, n=20.

2.4早實(shí)核桃葉片內(nèi)礦質(zhì)元素含量與產(chǎn)量的相關(guān)分析

研究的4個(gè)早實(shí)核桃品種香玲、 魯光、 中林1號(hào)和薄豐兩年的平均單株鮮果重分別為35.12、 30.26、 32.67、 10.18 kg/plant。通過對(duì)早實(shí)核桃所選定的前4個(gè)物候期葉片的礦質(zhì)元素含量的分析，分別求得4個(gè)物候期在兩年間葉片元素含量與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)(表3)，可以看出，早實(shí)核桃葉片N含量與產(chǎn)量?jī)H在展葉期相關(guān)性不顯著，其余的物候期均存在著(極)顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.819、 0.971和0.849；P含量在新梢速長(zhǎng)期和果實(shí)膨大期與產(chǎn)量的正相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平；在新梢速長(zhǎng)期葉片K含量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)，Ca、 Cu、 Zn含量分別呈顯著正相關(guān)；果實(shí)膨大期葉片Mg含量與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)；展葉期的Ca、 Cu含量與產(chǎn)量有極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；其余時(shí)期產(chǎn)量與其他元素含量的相關(guān)性未達(dá)顯著水平。

表3 不同采樣時(shí)期葉片礦質(zhì)元素含量與單株產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients of the contents of mineral elements and single plant yield of early walnutin different sampling stages

注(Note): *— <γ0.05=0.707, ** — <γ0.01=0.834， n=8.

3 討論與結(jié)論

果樹葉片中礦質(zhì)元素的累積量在整個(gè)生長(zhǎng)期不斷變化，且各元素在不同生長(zhǎng)期內(nèi)含量的動(dòng)態(tài)變化與生物量及產(chǎn)量密切相關(guān)[3,23-24]。本試驗(yàn)對(duì)不同品種早實(shí)核桃葉片中N、 P、 K、 Ca、 Mg、 Fe、 Cu、 Mn、 Zn 9種礦質(zhì)元素含量的變化及其與產(chǎn)量的關(guān)系的研究結(jié)果表明，不同早實(shí)核桃品種葉片中9種礦質(zhì)元素含量在生長(zhǎng)季的吸收積累有各自的特點(diǎn)且呈規(guī)律性變化，核桃葉片的9種礦質(zhì)元素含量與單株產(chǎn)量也有不同程度的相關(guān)性。

核桃葉片中礦質(zhì)元素含量在其不同的生長(zhǎng)發(fā)育期存在差異，這與在山楂研究上得出的結(jié)論相符[25]。在核桃開花前后， N、 P、 K含量在葉片內(nèi)積累迅速下降，主要原因是早實(shí)核桃的花量大、 坐果率高，前期器官的建造消耗了上年貯藏的營養(yǎng)。因此應(yīng)在注重秋季施基肥提高樹體貯藏養(yǎng)分積累的基礎(chǔ)上，在生長(zhǎng)期及時(shí)追肥以滿足新梢旺長(zhǎng)和開花的營養(yǎng)需求。從各元素間的相關(guān)性分析結(jié)果可知，N、 P、 K彼此間存在增效作用，而Ca、 Mg、 Mn、 Cu對(duì)N、 P、 K這3種元素均存在拮抗作用。在大量元素中Ca含量較高，微量元素中Fe的含量較高，這與前人在歐李等植物中礦質(zhì)元素的變化規(guī)律研究結(jié)果相一致[26]，由此可推斷核桃可能是喜Ca、 喜Fe樹種。由于葉片中各營養(yǎng)元素含量隨生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程的變化規(guī)律不完全一致，加之不同樹種和品種間存在差異[5,8]，因此，通過葉片營養(yǎng)元素分析確定樹體營養(yǎng)指標(biāo)時(shí)，選擇測(cè)定養(yǎng)分的穩(wěn)定期，才能保證樹體營養(yǎng)診斷結(jié)果的可靠性。如銀杏[15]、 蘋果[5,24]在春梢停止生長(zhǎng)后，葉片營養(yǎng)元素含量變化趨于緩和時(shí)是采集葉樣的適宜時(shí)期。趙明范[17]報(bào)道在核桃上葉片N、 P、 K 3種營養(yǎng)元素分析的適宜采樣時(shí)期為5月份，本試驗(yàn)與此相符，本試驗(yàn)結(jié)果還顯示元素測(cè)定的采樣時(shí)期可適當(dāng)放寬。

此外，不同植物基因型的差異會(huì)影響礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收和利用[5-6,8,27]，可能與品種本身及樹體生長(zhǎng)勢(shì)有關(guān)。試驗(yàn)供試的4個(gè)早實(shí)核桃品種葉片中N和Ca的吸收積累品種間的差異達(dá)到顯著水平，Mn的吸收積累差異達(dá)極顯著水平，對(duì)其它6種元素的吸收積累品種間差異不顯著。其原因可能與不同品種對(duì)這3種元素的需求量和利用效率存在差異有關(guān)。N、 P、 K、 Ca、 Mg在不同品種間的年季變化差異不大，而Fe、 Mn、 Cu、 Zn的變化趨勢(shì)品種間有一定差異。說明在樹體養(yǎng)分穩(wěn)定期進(jìn)行葉營養(yǎng)診斷時(shí)，還要綜合考慮養(yǎng)分及品種類型等因素。

核桃樹作為一種多年生的高大喬木，集中栽植必然會(huì)出現(xiàn)葉幕厚度與光合效率的問題，國外很早就開展了光照與核桃營養(yǎng)、 樹體發(fā)育及產(chǎn)量關(guān)系方面的研究[19-22]，但其品種類型屬于厚殼的晚實(shí)類。作為我國當(dāng)前生產(chǎn)上的主栽品種類型，早實(shí)類核桃樹整體營養(yǎng)水平，除了本文探討的礦質(zhì)元素水平外，利用冠層光譜特性開展光合效能研究也是需要考慮的問題[28]。這是因?yàn)樵鐚?shí)類核桃成花量大、 樹體養(yǎng)分需求量大，樹體對(duì)光照不良狀況比晚實(shí)類品種更為敏感，因此國內(nèi)也急需要深入開展有關(guān)研究。由于本試驗(yàn)僅在早實(shí)核桃的生長(zhǎng)期中間對(duì)葉片的9種營養(yǎng)元素進(jìn)行了初步的測(cè)定，今后還需要進(jìn)一步加強(qiáng)大田條件下早實(shí)核桃營養(yǎng)元素及其他因素對(duì)產(chǎn)量影響的研究，并分析其在核桃產(chǎn)量形成過程中的影響程度大小，為生產(chǎn)中早實(shí)核桃的栽培管理和科學(xué)施肥提供重要依據(jù)和指導(dǎo)。

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Relationshipbetweenyieldandmineralelementcontentsinleavesoffourearlywalnutcultivars

JI Ai-qing1,2,6, ZHU Chao2,6, PENG Gong-bo3, LI Jian-zhong4, YANG Hong-yan5, WU Guo-liang2,6*

(1CollegeofHorticulturalScience,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China; 2CollegeofHorticulturalScience,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China; 3DengfengForestryBureau,Dengfeng,Henan452470,China; 4JiyuanForestryBureau,Jiyuan,Henan454650,China; 5JinzhongCityMeteorologyBureau,Jinzhong,Shanxi030600,China; 6HenanKeyLaboratoryofFruitandCucurbitBiology,Zhengzhou450002,China)

The contents of mineral nutrition elements in the leaves of early walnut trees their correlation with yields were studied by comparing the four early cultivars in Jiyuan City in 2010 and 2011. The contents of N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn and Zn. In the leaves of four early walnut cultivars were determined at five phonological stages. The results show that the mean contents of nine nutrient elements are in order of Ca>N>Mg>P>K, Fe>Mn>Zn>Cu. In all the four cultivars, Mn contents show the maximum variations with a rang from 127.69 mg/kg to 169.53 mg/kg, and K show the minimum variation with a range from 2.19 mg/kg to 2.26 mg/kg. The contents of N, P and K are higher at the leaf-expanding stage (17.45 g/kg, 5.54 g/kg and 2.93 g/kg, respectively), and lower at the deciduous pro-stage (17.45 g/kg, 2.66 g/kg and 1.86 g/kg, respectively). The contents of Ca, Mg, Fe and Mn keep slow increasing, Cu and Zn chane slightly. Generally, the nutrient contents of walnut trees are stable from May to July. There are significantly positive correlations among N, P and K contents, but the cotents of N and P are significant negatiely correlate with those of Ca, Mg, Mn and Cu. The yields are significant corelated with the N, P and K contents in leaves at shoot rapid-growing stage, the correlation efficient are 0.819, 0.843 and 0.895 respectively, indicating the shoot rapid-growing stage the optimal leaf sampling time for nutrient diagnosis.

early fruiting walnut; leaf mineral elements; yield

2012-12-15接受日期2013-04-28

國家自然科學(xué)基金 (31171943)； 河南省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(92101110600)； 河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目(102102110178，112102110205)資助。

冀愛青(1976—)，女，山西壽陽人，博士研究生，講師，主要從事果樹種質(zhì)資源及栽培生理研究。E-mail：aiqingji2003@163.com * 通信作者 E-mail: wugood2002@yahoo.com.cn

S644.1.601

A

1008-505X(2013)05-1234-07