噴施鐵和有機(jī)酸防治菠蘿葉片黃化及其對(duì)產(chǎn)量的影響研究

陳菁+孫光明+石偉琦+冼皚敏+杜麗清

噴施鐵和有機(jī)酸防治菠蘿葉片黃化

及其對(duì)產(chǎn)量的影響研究①

陳菁1)②孫光明1,2)③石偉琦1)冼皚敏1)杜麗清1)

(1 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所/

海南省熱帶作物營養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室廣東湛江 524091

2 海南省菠蘿種質(zhì)創(chuàng)新與利用工程技術(shù)研究中心廣東湛江 524091)

摘要采用大田試驗(yàn)方法，以中國菠蘿主栽品種‘巴厘為試材，研究了葉面噴施檸檬酸、硫酸亞鐵、硫酸亞鐵+檸檬酸、檸檬酸鐵、檸檬酸鐵銨對(duì)菠蘿葉片總鐵、活性鐵、葉綠素含量及菠蘿生長和產(chǎn)量影響，為防治菠蘿葉片黃化提供依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，6.67%硫酸亞鐵溶液、0.2%檸檬酸溶液pH值均在2.80以下，葉面噴施酸性溶液提高了菠蘿葉片活性鐵、葉綠素含量，能促進(jìn)菠蘿生長，提高菠蘿產(chǎn)量；檸檬酸鐵在常溫下難溶于水，對(duì)提高菠蘿葉片活性鐵、葉綠素含量及促進(jìn)菠蘿生長和提高產(chǎn)量效果不顯著；檸檬酸鐵銨、檸檬酸+硫酸亞鐵都能顯著提高菠蘿葉片全鐵、活性鐵及葉綠素含量，增加菠蘿葉片數(shù)、D葉長度、寬度及產(chǎn)量，能有效防治菠蘿葉片黃化。

關(guān)鍵詞菠蘿 ；鐵 ；有機(jī)酸 ；黃化 ；產(chǎn)量

分類號(hào)S688.3

Effects of Spraying Fe and Organic Acids on Controlling Etiolation

and Yields of Pineapple

CHEN Jing1)SUN Guangming1,2)SHI Weiqi1)XIAN Aimin1)DU Liqing1)

(1 South Subtropical Crops Research Institute / Hainan Key Laboratory of Tropical Crops Nutrition,CATAS，Zhanjiang，Guangdong524091

2 Hainan Provincial Engineering Research Center for Pineapple Germplasm Innovation and Utilization,Zhanjiang，Guangdong524091)

AbstractIn this work, the effects of foliar spraying of citric acid, ferrous sulfate, iron (III) citrate, ammonium ferric citrate, and ferrous sulfate + citric acid on the contents of total Fe, active iron and chlorophyll, as well as the growth and yield of pineapple were investigated. The results showed that foliar spraying of 6.67% ferrous sulfate and 0.2% citric acid solution, with pH values at below 2.80, both significantly increased the content of active iron and chlorophyll, as well promoted the growth and yield of pineapple. Iron (III) citrate was poorly solution in water at room temperature, and foliar spraying Iron(III) citrate did not significantly increased the content of active iron and chlorophyll, as well promoted the growth and yield of pineapple. Foliar spraying of ammonium ferric citrate and ferrous sulfate + citric acid significantly improved the contents of the total iron, active iron and chlorophyll in pineapple leaves, as well increased the number of leaves, the length and breadth of D leaves and yields, which effectively prevented etiolation symptom of pineapple leaves.

Keywordspineapple ; iron ; organic acid ; etiolation ; yield

菠蘿(Ananas comosus L. Merr)又名鳳梨，屬鳳梨科鳳梨屬草本植物，原產(chǎn)南美洲[1]。中國是世界第四大菠蘿生產(chǎn)國。中國菠蘿大多在秋冬季節(jié)種植，在低溫干旱的冬春季節(jié)中國菠蘿普遍出現(xiàn)葉片黃化現(xiàn)象，這嚴(yán)重影響菠蘿生長和產(chǎn)量。導(dǎo)致黃化的因素很多，如不良生態(tài)因子(如土壤pH值過高、低溫、高溫、干旱)[2]、缺乏與葉綠素合成的有關(guān)營養(yǎng)元素(如N，S、Fe缺乏)[3]、營養(yǎng)元素不平衡(如P、Ca、Mn、Zn、Cu過多)[2,4-5]等。在堿性或石灰性土壤上缺乏有效鐵是菠蘿葉片黃化的主要原因之一[6]。酸性土壤鐵含量特別是有效鐵含量普遍較高。關(guān)于酸性土壤上冬春季節(jié)菠蘿葉片的黃化，張江周等[7]認(rèn)為干旱是原因之一，灌水能減少黃化。生產(chǎn)上常用高濃度硫酸亞鐵進(jìn)行葉面噴施防治菠蘿葉片黃化，有一定效果，但其防治效果不是很理想。這說明雖然酸性土壤有效鐵含量較高，但由于冬春季節(jié)低溫干旱影響菠蘿對(duì)鐵的吸收和轉(zhuǎn)移，缺鐵仍然是酸性土壤冬春季菠蘿葉片黃化的重要原因。本研究通過噴施不同溶解性鐵化合物及能活化植物體內(nèi)鐵的物質(zhì)——酸，進(jìn)行菠蘿葉片黃化防治及提高產(chǎn)量試驗(yàn)，以探討中國冬春季菠蘿葉片黃化機(jī)理、篩選經(jīng)濟(jì)和防治效果好的藥物，為菠蘿葉片黃化防治及提高菠蘿產(chǎn)量提供技術(shù)支撐。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣東省雷州市豐收糖業(yè)有限公司華建隊(duì)，其土壤理化性質(zhì)如下：粘土，pH值4.36，有機(jī)質(zhì)23.2 mg/g，全氮1.06 mg/g，堿解氮106 mg/kg，速效磷23.4 mg/kg，速效鉀116 mg/kg，有效鐵14.7 mg/kg。

1.1.2試驗(yàn)材料

以中國主栽菠蘿品種‘巴厘為試驗(yàn)材料，托苗，株高約30～35 cm，鮮重約為240 g。

1.2方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)6個(gè)處理，3次重復(fù)(3個(gè)區(qū)組)，區(qū)組內(nèi)各處理隨機(jī)排列，各小區(qū)面積為66.67 m2(植400株菠蘿)。處理1：清水；處理2：0.2%檸檬酸；處理3：6.67%一水硫酸亞鐵；處理4：0.4%水硫酸亞鐵+0.2%檸檬酸；處理5：0.78%五水檸檬酸鐵；處理6：0.78%檸檬酸鐵銨。處理1～6分別表示對(duì)照、酸、硫酸亞鐵、硫酸亞鐵+酸、檸檬酸鐵、檸檬酸鐵銨。處理4、5、6純鐵含量均為0.13%，各處理均在種植后1個(gè)月進(jìn)行葉面噴施，每次每公頃葉面分別噴施675～900 kg上述各處理溶液，每月噴施一次，共噴施6次。

1.2.2項(xiàng)目測(cè)定

測(cè)定各處理pH值、溶解性能；植后4個(gè)月和7個(gè)月分別取菠蘿D葉綠色部位中部進(jìn)行總鐵、活性鐵及葉綠素含量測(cè)定，并在植后7個(gè)月測(cè)定各處理菠蘿D葉葉長、葉寬、葉片數(shù)；菠蘿成熟時(shí)測(cè)定各小區(qū)產(chǎn)量。

(1)pH值測(cè)定：用電位法測(cè)定[8]。(2)溶解度：目測(cè)各處理在自來水中溶解情況。(3)葉片活性Fe含量測(cè)定：將葉片鮮樣切碎后按1 g鮮樣加10 mL HCl(1 mol/L)的比例進(jìn)行浸提(連續(xù)振蕩5 h)，過濾后用ICP測(cè)定[9]。(4)總鐵含量測(cè)定：定量稱取烘干樣品， 在電爐上預(yù)灰化后經(jīng)500℃干灰化，加入1.2 mol/L HCL溶解后， 用ICP測(cè)定[8]。(5)葉綠素含量測(cè)定：葉片鮮樣用丙酮浸提，然后用紫外分光光度計(jì)測(cè)定[10]。

1.2.3數(shù)據(jù)處理

運(yùn)用Microsoft Excel 2003、SPSS13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1鐵和有機(jī)酸水溶液pH值及溶解度

0.2%檸檬酸溶液、 6.67%一水硫酸亞鐵溶液、0.4%水硫酸亞鐵+0.2%檸檬酸溶液pH值都很低，低于2.8，屬強(qiáng)酸范圍，而對(duì)照、檸檬酸鐵pH值屬中性范圍，檸檬酸鐵銨溶液則呈弱酸性。在溶解性方面，6.67%一水硫酸亞鐵溶液出現(xiàn)大量沉淀，難溶于水，檸檬酸鐵微溶于水，也出現(xiàn)大量沉淀，而硫酸亞鐵+檸檬酸和檸檬酸鐵銨則可溶于水(表1)。

2.2噴施鐵和有機(jī)酸對(duì)菠蘿葉片鐵及葉綠素含量的影響

結(jié)果表明(表2)，植后4個(gè)月(葉面噴施3次)，硫酸亞鐵+酸、檸檬酸鐵銨處理的菠蘿D葉總鐵含量、活性鐵含量、葉綠素含量遠(yuǎn)高于其他處理，酸、硫酸亞鐵處理的菠蘿D葉活性鐵含量、葉綠素含量又顯著高于對(duì)照和檸檬酸鐵處理，而酸、硫酸亞鐵處理間沒有顯著差異。

植后7個(gè)月各處理結(jié)果與植后4個(gè)月結(jié)果一致(表2)。菠蘿葉片活性鐵及葉綠素含量都是硫酸亞鐵+酸、檸檬酸鐵銨處理的最高；其次為酸、硫酸亞鐵處理；以對(duì)照、檸檬酸鐵處理的為最低。酸、硫酸亞鐵處理的總鐵含量雖然與對(duì)照、檸檬酸鐵沒有顯著差異，但其活性鐵、葉綠素含量卻顯著高于對(duì)照、檸檬酸鐵處理。在常溫下，檸檬酸鐵難溶于水，其水溶液屬中性范圍，葉面噴檸檬酸鐵溶液的菠蘿D葉總鐵、活性鐵、葉綠素含量與對(duì)照(噴清水)間沒有顯著差異，這說明只有溶解于水的鐵化合物才能提高菠蘿葉片鐵和葉綠素含量，在生產(chǎn)中常采用高濃度硫酸亞鐵溶液(6.67%水溶液)，由于硫酸亞鐵在水中很快出現(xiàn)沉淀，因而葉面噴施硫酸亞鐵的作用主要是提供H+，而不是提供鐵營養(yǎng)元素。采用可溶于水的檸檬酸鐵銨、檸檬酸+硫酸亞鐵防治菠蘿葉片黃化效果明顯好于生產(chǎn)上常用硫酸亞鐵。

2.3噴施鐵和有機(jī)酸對(duì)菠蘿生長和產(chǎn)量影響

表3結(jié)果表明，硫酸亞鐵+酸、檸檬酸鐵銨處理的菠蘿D葉葉長、葉寬、葉片數(shù)、產(chǎn)量都顯著高于其他處理，酸、硫酸亞鐵處理的菠蘿D葉葉長、葉寬、葉片數(shù)、產(chǎn)量顯著高于對(duì)照和檸檬酸鐵處理。與其他處理相比，噴施硫酸亞鐵+酸、檸檬酸鐵銨顯著提高菠蘿葉片總鐵、活性鐵、葉綠素含量，因而促進(jìn)菠蘿生長。與對(duì)照和檸檬酸鐵相比，噴施酸、硫酸亞鐵顯著提高了活性鐵、葉綠素含量，因而也促進(jìn)了菠蘿生長。陳業(yè)淵等[11]研究表明，菠蘿果重與菠蘿植株重量呈正相關(guān)，本研究中促進(jìn)菠蘿生長(增加葉片數(shù)、葉片寬、葉片長度)的相關(guān)處理(硫酸亞鐵+酸、檸檬酸鐵銨、酸、硫酸)都提高了菠蘿產(chǎn)量，但以硫酸亞鐵+酸、檸檬酸鐵銨處理的效果最好。

3討論與結(jié)論

(1)酸性土壤菠蘿缺鐵主要原因

植物葉片缺鐵黃化是石灰性土壤或堿性土壤的普遍現(xiàn)象[12]，其主要原因是石灰性土壤或堿性土壤有效鐵較少或土壤中HCO3-影響植物鐵的吸收、利用，從而造成缺鐵[2]。酸性土壤有效鐵含量普遍較高，植物一般不易發(fā)生缺鐵癥狀。中國菠蘿種植區(qū)域土壤為酸性土壤，其土壤鐵含量特別是有效鐵含量普遍較高，但中國菠蘿葉片在冬春季節(jié)普遍發(fā)生黃化現(xiàn)象，通過葉面噴施可溶性鐵、酸試驗(yàn)可知，中國菠蘿產(chǎn)區(qū)大面積菠蘿葉片黃化主要是由于菠蘿葉片活性鐵含量過低而造成的，灌水有利于減少黃化[7]，可能與菠蘿在濕潤條件下其對(duì)鐵的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)增強(qiáng)有關(guān)。此外，酸性土壤上錳含量過高(錳礦附近土壤)或大量施用磷肥也會(huì)造成植物葉片缺乏活性鐵而黃化[2,13]。中國菠蘿大多種植在缺水丘陵坡地，在冬春季節(jié)，低溫干旱氣候條件不但不利于菠蘿吸收土壤中的鐵，而且易使菠蘿葉片葉綠體分解，葉綠體分解后鐵不能被新葉重新利用，因而造成菠蘿缺鐵黃化。

(2)酸性對(duì)菠蘿葉片黃化影響

有研究表明[14]，酸或質(zhì)外體酸化能活化植物體內(nèi)貯藏性鐵，促使植物葉綠素合成，減輕植物黃化癥狀。本研究表明，葉面噴施檸檬酸顯著提高菠蘿葉片活性鐵、葉綠素含量，促進(jìn)菠蘿生長，提高菠蘿產(chǎn)量。生產(chǎn)中常用的高濃度硫酸亞鐵含酸較高，對(duì)防治菠蘿葉片黃化有一定的效果，但與檸檬酸相比，噴施硫酸亞鐵的菠蘿在葉片葉綠素含量、生長和產(chǎn)量上均沒有顯著差異，因而菠蘿生產(chǎn)中常使用硫酸亞鐵噴施葉面可能主要是利用這種物質(zhì)中的酸。

(3)適宜的菠蘿缺鐵黃化防治技術(shù)

防治植物缺鐵黃化技術(shù)有改良土壤酸堿度、土壤施用鐵肥、樹木注射鐵制劑及葉面噴施鐵肥等，中國菠蘿種植區(qū)域?yàn)樗嵝酝寥溃溆行цF含量較高，而且菠蘿種植密度大(37 500～60 000株/hm2)，注射式施用鐵肥耗工較多，因此，葉面噴施鐵肥是最為有效的補(bǔ)充鐵肥的手段。葉面噴施鐵肥種類有硫酸亞鐵(包括七水硫酸亞鐵、一水硫酸亞鐵)、檸檬酸鐵、檸檬酸鐵銨、氨基酸螯合鐵、腐殖酸鐵、EDTA鐵，EDDHA鐵等。李大祥等[15]研究表明，葉面噴施EDTA鐵、EDDHA鐵對(duì)植物缺鐵黃化有較好的防治效果，但成本太高，難以在生產(chǎn)上大面積推廣應(yīng)用[16]。黃腐酸鐵肥效果好于硫酸亞鐵[17]，但需要用硝酸、草炭作為原料，使用不方便。氨基酸螯合鐵常用作種肥[18]或飼料、食品添加劑[19]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，常溫下由于檸檬酸鐵、硫酸亞鐵難溶于水，因而其防治效果較差。檸檬酸+硫酸亞鐵處理不僅能提供H+，活化了菠蘿植株體內(nèi)貯藏的鐵，而且硫酸亞鐵加檸檬酸后，變?yōu)榭扇軤顟B(tài)，能為菠蘿植株提供可吸收的亞鐵離子，檸檬酸也可以作為鐵載體把鐵運(yùn)輸?shù)街参锷L需要的部位。檸檬酸鐵銨雖然不能提供H+，但其提供的銨能使菠蘿葉片細(xì)胞質(zhì)外體酸化[15]，此外檸檬酸鐵銨也完全可溶，能提供亞鐵離子，從而滿足菠蘿生長對(duì)鐵營養(yǎng)元素的需要，因而檸檬酸+硫酸亞鐵和檸檬酸鐵銨對(duì)菠蘿葉片黃化都有較好的防治效果。從配方成本角度考慮，以檸檬酸+硫酸亞鐵價(jià)格最便宜，且配制簡便，值得在菠蘿產(chǎn)區(qū)推廣應(yīng)用。

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