石榴園土壤養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)的多元分析

孔婷婷， 劉愛華， 張靜文， 岳朝陽， 努爾古麗， ?？←?， 楊 健

(1.新疆林科院森林生態(tài)研究所，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆特色林果檢測中心 烏魯木齊 830000；3.新疆林業(yè)科學(xué)院 烏魯木齊 830000)

石榴園土壤養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)的多元分析

孔婷婷1， 劉愛華1， 張靜文1， 岳朝陽1， 努爾古麗1， 牛俊麗2， 楊 健3

(1.新疆林科院森林生態(tài)研究所，新疆 烏魯木齊 830000；2.新疆特色林果檢測中心 烏魯木齊 830000；3.新疆林業(yè)科學(xué)院 烏魯木齊 830000)

為探討石榴園土壤養(yǎng)分對果實(shí)品質(zhì)的影響，并為果園科學(xué)配方施肥提供參考依據(jù)，本研究對皮山縣皮亞曼石榴園的土壤養(yǎng)分和果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，應(yīng)用SPSS軟件進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析，篩選出影響果實(shí)品質(zhì)的主要土壤養(yǎng)分因子。結(jié)果表明，和田皮亞曼石榴果實(shí)Vc、可溶性糖、可溶性固形物含量均高于其他石榴產(chǎn)區(qū)，為優(yōu)質(zhì)甜石榴品種。土壤有機(jī)質(zhì)除與速效鉀和鋅外，與其他土壤礦質(zhì)元素均為正相關(guān)。果實(shí)Vc含量與土壤有效磷、鐵和錳含量呈正相關(guān)，與速效鉀呈負(fù)相關(guān)；可滴定酸含量與土壤錳呈正相關(guān)，與有機(jī)質(zhì)、全氮呈負(fù)相關(guān)；可溶性糖含量與土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和銅呈正相關(guān)；可溶性固形物含量與土壤速效鉀、全氮和鋅呈正相關(guān)。因此，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，適量增施氮、磷肥和微量元素，是提高當(dāng)?shù)毓麍@石榴果實(shí)品質(zhì)的重要措施。

皮亞曼石榴；土壤養(yǎng)分；果實(shí)品質(zhì)；多元分析

石榴(PunicaL.)為石榴科石榴屬落葉灌木或小喬木，是中亞古老果樹之一，遠(yuǎn)在2 000多年前新疆就已有了種植石榴的記載[1-2]。石榴果實(shí)色澤艷麗、味道甜酸、營養(yǎng)豐富，同時(shí)兼具生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、觀賞與保健等功能[3]。隨著南疆林果業(yè)的不斷發(fā)展和市場需求的增加，新疆石榴產(chǎn)業(yè)在近10年間得到了迅速發(fā)展，逐步成為促進(jìn)農(nóng)民增收的重要途徑。新疆南部的氣候條件利于石榴的生長發(fā)育，石榴的著色、含糖量等均優(yōu)于國內(nèi)其他地區(qū)[4-6]，尤其是皮山縣的皮亞曼石榴，是和田地區(qū)唯一獲得商標(biāo)注冊權(quán)的特色果品，享有很高知名度。但長期以來，新疆石榴種植普遍存在盲目施肥、隨意施肥的現(xiàn)象，影響了石榴產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的提高。土壤養(yǎng)分是皮亞曼石榴獲取所需礦質(zhì)營養(yǎng)的主要來源，礦質(zhì)營養(yǎng)又是果樹生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，所以土壤養(yǎng)分含量直接影響到樹體的生長發(fā)育、果實(shí)品質(zhì)以及果園的可持續(xù)發(fā)展[7-8]。國內(nèi)學(xué)者在土壤營養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系方面做了大量研究[8-10]，但有關(guān)土壤營養(yǎng)與石榴果實(shí)品質(zhì)關(guān)系的研究還未見報(bào)道。本研究通過對皮山縣皮亞曼石榴園土壤養(yǎng)分和果實(shí)品質(zhì)的調(diào)查分析，應(yīng)用典型相關(guān)分析和線性回歸分析的方法，探討土壤養(yǎng)分與石榴果實(shí)品質(zhì)的多元關(guān)系，找出影響果實(shí)品質(zhì)的主要土壤理化因子，對指導(dǎo)果園科學(xué)施肥、提高果實(shí)品質(zhì)、增加果農(nóng)收入以及保持果園可持續(xù)生產(chǎn)等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)皮山縣皮亞勒瑪鄉(xiāng)，屬暖溫帶大陸性干旱氣候，縣內(nèi)現(xiàn)有耕地2.13×103hm2，其中皮亞曼石榴種植面積達(dá)2 000 hm2，掛果面積1.53×103hm2，總產(chǎn)量達(dá)到6 500 t，人均純收入可達(dá)1.28萬元。采樣地點(diǎn)位于皮山縣皮亞勒瑪鄉(xiāng)蘭干村1小隊(duì)(N 37°16′30″，E 79°10′02″)和2小隊(duì)(N 37°17′22″，E 79°08′43″)，海拔1 360 m，土壤類型為砂土，灌溉方式為漫灌，選擇栽培管理相同、樹齡6 a以上的皮亞曼石榴園，分別采集土壤和果實(shí)樣品。

1.2采樣方法

土壤樣品：在皮亞勒瑪鄉(xiāng)選擇2塊樣地，按“S”形均勻布點(diǎn)，選擇9個(gè)樣株，每樣株按照東、南、西、北4個(gè)方向，此外，為避免誤差，再隨機(jī)選取1樣株按照東、南、西、北、東南、東北、西南、西北8個(gè)方向，分別采集0～20 cm和20～60 cm深度的土壤，濕樣不少于1.0 kg，共采集土樣176份，標(biāo)記后帶回，風(fēng)干、研磨、過篩備用。

圖1 樣株選取方法Fig.1 The method of selecting sample trees

果實(shí)樣品：在每株采樣樹的樹冠中部外圍東、南、西、北4個(gè)方向各取中等大小的皮亞曼石榴，重量不小于2.0 kg，混合為1個(gè)樣品，共采集果實(shí)樣品20份，標(biāo)記后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測。

1.3測定方法

土壤：分別采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法、凱氏定氮法、堿解擴(kuò)散法、NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法、中性乙酸銨浸提-原子吸收光譜法和二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提-原子吸收光譜法[11]，測定有機(jī)質(zhì)、全氮、速效氮、有效磷、速效鉀、有效硼、銅、鐵、鋅和錳的含量。

果實(shí)：Vc含量和可滴定酸度采用2,4-二硝基苯肼法測定；可溶性糖采用苯酚法測定；可溶性固形物采用折光儀進(jìn)行測定；果實(shí)礦質(zhì)元素鉀采用火焰發(fā)射光譜法，磷用鉬銻抗比色法，鈣、鎂、銅、鐵、鋅、錳等元素含量采用硝酸、高氯酸消化-原子吸收分光光度法進(jìn)行測定。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1果園果實(shí)品質(zhì)和果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)基本狀況

從表1可以看出，石榴果實(shí)Vc、可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物的平均含量分別為16.17%、0.07%、15.69%和16.47%，根據(jù)中國農(nóng)科院鄭州果樹研究所曹尚銀等[12]制定的石榴優(yōu)良品種的標(biāo)準(zhǔn)，皮亞曼石榴的可溶性糖(≥10%)和可溶性固形物(≥14%)含量達(dá)到了優(yōu)良品種的標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)中國鮮石榴質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[13]，酸度(≤0.4%)和可溶性固形物(≥15.5%)達(dá)到特級標(biāo)準(zhǔn)。果實(shí)礦質(zhì)元素磷、鉀、鈣、鎂、銅、鐵、鋅和錳的平均含量分別為51.83、1 844.79、1 824.63、281.76、0.40、6.87、3.57和51.83 mg·kg-1，其中鉀、鈣、鎂元素含量明顯高于其他地區(qū)石榴品種[14]。

表1 果園果實(shí)品質(zhì)和果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)基本狀況Table 1 Survey data of fruit quality and fruit mineral nutrients

2.2果園土壤養(yǎng)分基本狀況

試驗(yàn)石榴園土壤pH為7.4～8.6，偏堿性，石榴根區(qū)土壤速效氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、全氮、有效硼、銅、鐵、鋅和錳的平均含量分別為54.56、24.42、357.42 mg·kg-1、0.55%、0.07 %、1.40 mg·kg-1、0.58、3.96、0.52和4.31 mg·kg-1，根據(jù)第二次全國土壤普查養(yǎng)分劃分等級標(biāo)準(zhǔn)[11]和中國土壤養(yǎng)分微量元素分級標(biāo)準(zhǔn)[15]，土壤有效磷、速效鉀、有效硼和銅含量處于高或很高水平，鋅含量處于中等水平，而速效氮、全氮、有機(jī)質(zhì)、鐵和錳等含量處于低或很低水平。

表2 果園土壤養(yǎng)分基本狀況Table 2 Survey data of soil nutrients

2.3果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)元素與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析

石榴果實(shí)Vc含量與果實(shí)各礦質(zhì)元素間均為正相關(guān)，其中與鉀(r=0.707)、鈣(r=0.664)和錳(r=0.643)相關(guān)性較高；可滴定酸含量與果實(shí)各礦質(zhì)元素間均為負(fù)相關(guān)，其中與磷和鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān)、與銅和錳含量呈顯著負(fù)相關(guān)；可溶性糖含量與磷含量、鉀含量、鈣含量、鎂含量、銅含量和錳含量呈顯著正相關(guān)；可溶性固形物含量與果實(shí)鉀含量呈極顯著正相關(guān)，與磷、鎂、銅和鐵元素呈顯著正相關(guān)。

2.4石榴園土壤養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)因子的相關(guān)分析

果園土壤養(yǎng)分含量與樹體生長、產(chǎn)量增加和品質(zhì)提高有密切關(guān)系，果樹正常生長所需要的養(yǎng)分，主要是通過根從土壤中汲取的。從表4可以看出，除速效鉀和鋅外，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤各營養(yǎng)成分均呈顯著或極顯著正相關(guān)，其中與有效磷、有效硼、銅和錳的相關(guān)系數(shù)較高，分別為0.587、0.739、0.584和0.602，說明提高果園土壤有機(jī)質(zhì)含量可以增加土壤中各礦質(zhì)元素的含量；土壤礦質(zhì)元素間相關(guān)系數(shù)較大的有速效氮與全氮(r=0.561)、有效硼(r=0.546)和鐵(r=0.517)，全氮與有效硼(r=0.543)和鐵(r=0.611)，有效硼與鐵(r=0.629)，鐵與錳(r=0.641)。

表3 果實(shí)品質(zhì)與果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)的相關(guān)性Table 3 Correlation coefficient between fruit quality and fruit mineral nutrients

注：*表示在P<0.05水平上顯著相關(guān)，**表示在P<0.01水平上顯著相關(guān)。同下。

Note：* stands for significant difference atP<0.05 level, ** stands for significant differentce atP<0.01 level. The same as below.

表4 土壤養(yǎng)分含量間的相關(guān)性Table 4 Correlation coefficient among soil nutrients

由表5可知，Vc與土壤各養(yǎng)分含量間均為正相關(guān)，其中與有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、有效硼、鐵、鋅和錳的相關(guān)系數(shù)均大于0.6，且為極顯著正相關(guān)；可滴定酸與有機(jī)質(zhì)、速效氮、全氮和有效硼呈顯著負(fù)相關(guān)，與銅、鋅和錳呈顯著正相關(guān)；可溶性糖與速效鉀和錳呈顯著正相關(guān)，與有機(jī)質(zhì)、速效氮、全氮、有效硼和鐵呈極顯著正相關(guān)；可溶性固形物與速效氮、有效磷和全氮呈顯著正相關(guān)，與有機(jī)質(zhì)和有效硼呈極顯著正相關(guān)。不同土壤養(yǎng)分因子與果實(shí)之間的相關(guān)系數(shù)差異較大，說明土壤養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)間的關(guān)系較為復(fù)雜，并不能用簡單的相關(guān)性分析來說明，需要采用多元統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)一步探討其相關(guān)性。

2.5土壤養(yǎng)分對果實(shí)品質(zhì)影響的因子篩選和回歸方程建立

土壤養(yǎng)分之間既相互作用，又共同影響著果實(shí)品質(zhì)，簡單相關(guān)分析并不能準(zhǔn)確地反映土壤養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)之間的真實(shí)關(guān)系。因此在單因子分析的基礎(chǔ)上需要進(jìn)行多元統(tǒng)計(jì)分析。果園土壤養(yǎng)分和果實(shí)品質(zhì)是兩個(gè)不同的正態(tài)總體，果園土壤營養(yǎng)成分間的相關(guān)系數(shù)大于0.7(土壤有機(jī)質(zhì)與與有效硼間的相關(guān)系數(shù)0.739)，根據(jù)近代回歸分析理論[16]，若某一正態(tài)總體中，因子間的相關(guān)系數(shù)R≥0.7，在建立方程中易導(dǎo)致系數(shù)不穩(wěn)、方程系數(shù)符號相反或與生產(chǎn)實(shí)際不一致等問題。需要用主成分回歸、典型相關(guān)、零回歸等近代回歸方法建立方程。本研究應(yīng)用典型相關(guān)分析方法，以土壤有機(jī)質(zhì)(x1)、速效氮(x2)、有效磷(x3)、速效鉀(x4)、全氮(x5)、有效硼(x6)、銅(x7)、鐵(x8)、鋅(x9)和錳(x10)為一個(gè)總體，以果實(shí)Vc(y1)、可滴定酸(y2)、可溶性糖(y3)和可溶性固形物(y4)為另一個(gè)總體，依據(jù)典型相關(guān)系數(shù)的大小，結(jié)合石榴的需肥特性與統(tǒng)計(jì)分析特點(diǎn)篩選出了影響皮亞曼石榴果實(shí)品質(zhì)的土壤養(yǎng)分因子，建立了果實(shí)品質(zhì)與主要土壤養(yǎng)分因子的回歸方程(表6)。同時(shí)對回歸方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，差異均達(dá)到極顯著水平，表明建立的方程穩(wěn)定可靠。從影響果實(shí)品質(zhì)的主要土壤養(yǎng)分因子回歸系數(shù)來看，皮亞曼石榴Vc含量主要與鐵和錳呈正相關(guān)，同時(shí)還受到有效磷和速效鉀的共同影響；可滴定酸受有機(jī)質(zhì)、全氮和錳的影響，其中與有機(jī)質(zhì)和全氮含量呈負(fù)相關(guān)、與錳含量呈正相關(guān)；可溶性糖主要受到有機(jī)質(zhì)、全氮和銅的共同影響，其中與銅含量呈負(fù)相關(guān)；可溶性固形物與全氮含量、速效鉀含量和鋅含量呈正相關(guān)。

表5 土壤養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性Table 5 Correlation coefficients between soil nutrients and fruit quality

表6 影響果實(shí)品質(zhì)的主要土壤養(yǎng)分因子篩選和回歸方程建立Table 6 Selection of soil nutrient factors and establishment of regression equation affecting fruit quality

3 結(jié)論與討論

本研究從Vc、可滴定酸、可溶性糖、可溶性固形物等果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)對皮亞曼石榴進(jìn)行了測定分析和綜合評價(jià)。Vc是一種抗氧化物質(zhì)，有多種健腦強(qiáng)身的功效，皮亞曼石榴的Vc含量為16.17%，高于大多數(shù)石榴品種[14，17]；可溶性糖、可溶性固形物等是反應(yīng)石榴品質(zhì)的重要指標(biāo)，結(jié)合石榴優(yōu)良品種的標(biāo)準(zhǔn)[11]，皮亞曼石榴的可溶性糖和可溶性固形物含量均達(dá)到了優(yōu)良品種的標(biāo)準(zhǔn)；酸度和糖酸比是影響和決定果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的重要因素，皮亞曼石榴的糖酸比遠(yuǎn)大于40[18]，綜合以上因素，皮亞曼石榴是典型的優(yōu)質(zhì)甜石榴鮮食品種，前景廣闊。

土壤是果樹賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，土壤養(yǎng)分含量在很大程度上決定著石榴果實(shí)的生長發(fā)育和品質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)是衡量土壤肥力的基礎(chǔ)，增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量可以增強(qiáng)土壤的保肥性能、改善土壤物理性質(zhì)、促進(jìn)樹體養(yǎng)分的吸收。本研究中，土壤有機(jī)質(zhì)與大多數(shù)土壤礦質(zhì)元素間均為正相關(guān)，說明提高土壤有機(jī)質(zhì)含量可以增加土壤礦物質(zhì)含量，從而改善石榴果實(shí)品質(zhì)。前人研究表明[8-10]，僅用簡單的相關(guān)性分析不能反映土壤養(yǎng)分間的相互作用，就需要借助多元分析的方法探討土壤養(yǎng)分對果實(shí)品質(zhì)的影響。本研究也表明，石榴果實(shí)品質(zhì)是土壤養(yǎng)分諸多因子綜合作用的結(jié)果。在土壤養(yǎng)分和果實(shí)品質(zhì)的簡單相關(guān)分析中，有機(jī)質(zhì)、速效氮、有效磷、速效鉀、全氮含量均與果實(shí)Vc、可溶性糖和可溶性固形物正相關(guān)，與可滴定酸負(fù)相關(guān)。這與梁智等[19]通過平衡施肥試驗(yàn)得出果園適量施用N、P、K肥可提高石榴果實(shí)的可溶性固形物、總糖和Vc含量，降低可滴定酸含量的結(jié)果相吻合；與彭家成等[20]不同施肥處理對珍珠番石榴品質(zhì)影響的研究相似，增加氮肥施用量可增加果實(shí)可溶性固形物含量。在影響果實(shí)品質(zhì)的主要土壤養(yǎng)分因子的篩選中，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮與果實(shí)可滴定酸含量呈直線負(fù)相關(guān)，與可溶性糖含量呈直線正相關(guān)，全氮含量還與可溶性固形物含量呈直線正相關(guān)，說明適量有機(jī)質(zhì)和氮肥的施用，可以降低果實(shí)酸度，增加果實(shí)可溶性糖和可溶性固形物含量，提高果實(shí)品質(zhì)。土壤速效鉀含量與果實(shí)Vc含量呈直線負(fù)相關(guān)，與可溶性固形物含量呈直線正相關(guān)，石榴喜鉀，適量增施鉀肥有助于提高石榴果實(shí)營養(yǎng)。錳能促進(jìn)Vc的形成[21]，并能提高果實(shí)可滴定酸含量，可施用錳肥來抑制貯藏期間果實(shí)可滴定酸和Vc含量的下降[22]。

石榴園管理中盲目施肥的問題，不僅造成浪費(fèi)、環(huán)境污染等問題，還會(huì)導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)的下降。本研究結(jié)果表明，果實(shí)品質(zhì)特性受多個(gè)土壤養(yǎng)分因子的綜合作用，所以，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)果實(shí)品質(zhì)的需肥特性，考慮各種礦質(zhì)元素的相互影響，制定科學(xué)的平衡施肥方案，才能達(dá)到石榴優(yōu)質(zhì)高效的栽培目的。

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(責(zé)任編輯：李瑩)

Multivariateanalysisbetweenboilnutrientsandfruitqualitiesinpomegranateorchard

KONG Tingting1, LIU Aihua1, ZHANG Jingwen1, YUE Zhaoyang1, Nurgul1, NIU Junli2, YANG Jian3

(1.Institute of Forest Ecology, Xinjiang Academy of Forestry, Urumqi 830000, China; 2.Xinjiang Test Center of Special Forest Fruits, Urumqi 830000, China; 3.Xinjiang Academy of Forestry, Urumqi 830000, China)

To discuss the influence of soil nutrient status on fruit qualities and provide analysis reference for scientific fertilizer formulas of pomegranate orchard, the soil nutrients and fruit qualities of pyaman pomegranate from different orchards were measured, and canonical correlation analysis was performed with SPSS software to screen major soil nutrient elements affecting fruit qualities. The results showed that the pomegranate fruit quality indicators of Vc, soluble sugar and soluble solid content were higher than those in other pomegranate producing areas. So Pyaman pomegranate in Hetian region is a good-quality pomegranate variety. The soil organic matter (OM) had positive correlation with all soil mineral elements except available K and Zn. The Vc content had positive correlation with available P, Fe and Mn, and negative correlation with available K; Titratable acid content had positive correlation with Mn and negative correlation with OM and total nitrogen; Soluble sugar content had positive correlation with OM, total nitrogen and Cu; Soluble solid content had positive correlation with available K, total nitrogen and Zn. Therefore, increasing the content of soil OM, nitrogenous fertilizer, phosphate fertilizer and microelement appropriately, is an important measure to improve the pomegranate fruit quality of local orchard．

pomegranate; soil nutrients; fruit quality; multivariate analysis

S665.4

：A

2016-09-20

新疆自治區(qū)林業(yè)科技專項(xiàng)基金項(xiàng)目(20122015)

孔婷婷(1985-)，女，新疆石河子人，助理研究員，碩士研究生，主要從事林木有害生物方面的研究。

1000-2340(2017)03-0318-06