不同品種冬棗果實(shí)發(fā)育期內(nèi)氮磷鉀化學(xué)計(jì)量特征比較研究

張啟浩 宋愛(ài)云 董林水 劉京濤 陳紀(jì)香 朱曉蘭

摘要：試驗(yàn)以沾化冬棗主栽品種沾冬1號(hào)（一代冬棗）和沾冬2號(hào)（二代冬棗）為材料，測(cè)定冬棗幼果期和果實(shí)成熟期葉片及果實(shí)中氮、磷、鉀元素含量，并進(jìn)一步對(duì)比分析兩個(gè)主栽冬棗品種間化學(xué)計(jì)量特征的差異及不同元素指標(biāo)間的相關(guān)性。結(jié)果表明，冬棗幼果期和果實(shí)成熟期內(nèi)，沾冬2號(hào)葉片中N、P、K含量均高于沾冬1號(hào);幼果期冬棗果實(shí)中元素含量大小順序?yàn)镵>N>P，而葉片中則為N>K>P;成熟期冬棗果實(shí)和葉片中元素含量大小順序均為K>N>P。品種間比較表明，與幼果期相反，果實(shí)成熟期一代葉的N/P及K/P均低于二代葉，說(shuō)明果實(shí)發(fā)育后期沾冬2號(hào)葉片P及K的消耗速度快于沾冬1號(hào)。相關(guān)分析表明，N含量在葉片、果實(shí)間呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），K、P含量在葉片、果實(shí)間都呈顯著正相關(guān)。除果實(shí)K含量和葉片P含量相關(guān)性不明顯之外，其它指標(biāo)在果實(shí)和葉中的含量都呈現(xiàn)不同程度的相關(guān)性。沾冬1號(hào)和沾冬2號(hào)氮磷鉀化學(xué)計(jì)量特征存在一定的差異性，可為今后開(kāi)展科學(xué)定量施肥提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：冬棗;氮磷鉀;主栽品種;果實(shí)發(fā)育期;相關(guān)分析;化學(xué)計(jì)量

中圖分類號(hào)：S665.101文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2018）12-0068-05

冬棗（Zizyphus jujube Mill. cv. Zhanhua，Chinese winter jujube）是我國(guó)特有的優(yōu)良晚熟、鮮食棗品種[1-3]，因其品質(zhì)優(yōu)良且生長(zhǎng)適應(yīng)性強(qiáng)而在黃河三角洲地區(qū)被大面積推廣種植[3，4]。山東省濱州市沾化區(qū)是冬棗的核心產(chǎn)區(qū)，冬棗產(chǎn)業(yè)也是當(dāng)?shù)氐闹еa(chǎn)業(yè)之一。沾冬1號(hào)（一代冬棗）及沾冬2號(hào)（二代冬棗）是沾化地區(qū)的兩個(gè)主栽冬棗品種。這兩個(gè)品種在果形大小、口感及耐寒性等方面均存在較大差異[4，5]，它們?cè)诘租浀仍氐幕瘜W(xué)計(jì)量特征及其對(duì)肥料需求方面是否存在較大差異性，目前尚未研究清楚。在沒(méi)有充分掌握不同品種冬棗養(yǎng)分循環(huán)和化學(xué)計(jì)量特征前提下，將難以制定針對(duì)性的施肥管理措施。氮磷鉀元素是果樹(shù)正常發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其對(duì)棗樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育均起著非常關(guān)鍵的作用[6-8]。N/P比值可以作為植物生長(zhǎng)速率的衡量指標(biāo)，也可以作為起限制性作用的營(yíng)養(yǎng)元素指標(biāo)[9-11]。本試驗(yàn)以沾冬1號(hào)和沾冬2號(hào)兩個(gè)冬棗品種為材料，對(duì)冬棗幼果期及成熟期的葉片、果實(shí)氮磷鉀化學(xué)計(jì)量特征進(jìn)行對(duì)比研究，為進(jìn)一步闡明冬棗不同品種間養(yǎng)分循環(huán)特征差異性、制定不同品種施肥管理措施提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)地概況

濱州市沾化區(qū)位于山東省北部，徒駭河下游，渤海灣南岸，是黃河三角洲腹地，地理坐標(biāo)為北緯37°34′～38°11′，東經(jīng)117°45′～?118°21′。該地區(qū)地勢(shì)平坦，自西南向東北緩傾，海拔1.6～8.4 m。氣候?qū)儆诎敫珊蹬瘻貛|亞季風(fēng)區(qū)，年平均溫度12℃，歷年平均降水量610.3 mm。受大陸氣團(tuán)影響，表現(xiàn)出明顯的大陸性氣候特征[12，13]。

1.2?研究方法

1.2.1?樣品處理?試驗(yàn)樣品于2016年7—11月在濱州市沾化區(qū)馮家鎮(zhèn)冬棗園采集。該冬棗園主要栽培品種包括沾冬1號(hào)及沾冬2號(hào)，樹(shù)齡均為15年。分別于幼果期（7月20日）及果實(shí)成熟期（10月26日）采集樣品。在冬棗園內(nèi)，隨機(jī)選擇長(zhǎng)勢(shì)一致、無(wú)病蟲(chóng)害兩個(gè)品種棗樹(shù)各10棵作為取樣植株，掛標(biāo)簽作為固定取樣標(biāo)志。每次采樣在同一株棗樹(shù)的東、南、西、北、中五個(gè)方向同時(shí)采取葉片和果實(shí)，每個(gè)品種取樣5個(gè)重復(fù)，分別混合各作為一個(gè)樣品。采回的葉片和果實(shí)用超純水沖洗干凈，并將果實(shí)切片，置于烘箱中105℃殺青30 min，最后在75℃下烘干至恒重，粉碎后作為待測(cè)樣品。

1.2.2?元素測(cè)定?葉片及果實(shí)全P與全K含量采用硫酸-高氯酸消煮后，分別用鉬銻抗比色法和原子吸收分光光度法測(cè)定（日本島津AA-6800）;葉片及果實(shí)全N含量采用元素分析儀法進(jìn)行測(cè)定（VARIO EL III）。

1.3?數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 13.0及Microsoft Excel軟件進(jìn)行。

2?結(jié)果與分析

2.1?果實(shí)發(fā)育期內(nèi)不同品種冬棗葉片及果實(shí)NPK含量特征

2.1.1?幼果期不同品種冬棗葉片及果實(shí)NPK含量特征 幼果期冬棗果實(shí)中三大營(yíng)養(yǎng)元素含量為K>N>P，但葉片中則為N>K>P;這與王津娥、劉和等對(duì)菊水梨、蘋(píng)果的研究結(jié)果一致[14，15]。幼果期葉片P含量小于果實(shí)P含量，而葉片N及K含量均明顯高于果實(shí)。

幼果期沾冬1號(hào)冬棗果實(shí)（一代果）P含量和沾冬2號(hào)果實(shí)（二代果）P含量相近，分別為1.91 g/kg和1.94 g/kg;沾冬1號(hào)葉片（一代葉）P含量略低于沾冬2號(hào)葉片（二代葉），分別為1.26 g/kg和1.51 g/kg。幼果期一代果N含量和二代果相近，分別為14.87 g/kg和14.84 g/kg;一代葉N含量則略低于二代葉，分別為29.06 g/kg和33.57 g/kg。幼果期一代果K含量低于二代果，分別為16.42 g/kg和17.97 g/kg。一代葉K含量低于二代葉，分別為23.92 g/kg和27.23 g/kg?？傮w來(lái)看，幼果期沾冬2號(hào)葉片N及K含量均高于沾冬1號(hào)。

2.1.2?果實(shí)成熟期不同品種冬棗葉片及果實(shí)NPK含量特征 果實(shí)成熟期冬棗果實(shí)和葉片中元素含量大小順序均為K>N>P。與幼果期不同，果實(shí)成熟期葉片P含量略大于果實(shí)P含量;與幼果期相同，果實(shí)成熟期葉片N及K含量均明顯高于果實(shí)。

不同品種間對(duì)比表明，冬棗果實(shí)成熟期一代果P含量和二代果相近，分別為0.89、0.93 g/kg;一代葉P含量與二代葉也比較相近，分別為1.15 、1.07 g/kg。一代果N含量比二代果略高，分別為8.99、8.67 g/kg;一代葉N含量低于二代葉，分別為18.21、19.59 g/kg。一代果K含量和二代果相差不大，分別為8.70、8.69 g/kg;一代葉K含量低于二代葉，分別為21.70、22.65 g/kg。與幼果期相同，果實(shí)成熟期沾冬2號(hào)葉片N及K含量均明顯高于沾冬1號(hào)。

2.1.3?幼果期與果實(shí)成熟期NPK元素含量差異性分析 成熟期冬棗果實(shí)P含量較幼果期下降較多，二代果及一代果P含量與幼果期的比值分別為47.71%和46.50%。果實(shí)成熟期葉片較幼果期下降較少，二代葉及一代葉片P含量與幼果期的比值，分別為70.81%和91.42%。一代果K含量與二代果的比值分別為53.00%和48.32%;一代葉K含量比值為90.73%，而二代葉比值為83.16%。成熟期與幼果期果實(shí)及葉片N含量的比值均比較相近，一代果比值為60.43%，二代果比值為58.45%;一代葉比值為62.68%，二代葉比值為52.34%。與本研究結(jié)果類似，劉波等對(duì)文冠果的研究也表明生長(zhǎng)周期內(nèi)葉片的N、P、K含量均呈下降趨勢(shì)[16]。

成熟期冬棗果實(shí)NPK含量較幼果期含量下降約40%～50%;與果實(shí)不同，果實(shí)成熟期葉片N含量較幼果期下降40%左右，而葉片P含量?jī)H下降約10%～30%，葉片K含量也僅下降約10%～17%。沾冬2號(hào)與沾冬1號(hào)相比，其果實(shí)及葉片NPK含量在果實(shí)成熟期較幼果期均下降更多，說(shuō)明沾冬2號(hào)在果實(shí)發(fā)育期內(nèi)隨冬棗果實(shí)的不斷成熟，其葉片NPK養(yǎng)分消耗速度較沾冬1號(hào)更快一些。

2.2?果實(shí)發(fā)育期內(nèi)不同品種冬棗果實(shí)及葉片NPK化學(xué)計(jì)量研究

2.2.1?幼果期NPK元素計(jì)量比 在幼果期，一代葉N/P比值比二代葉高，分別為23.10、22.21，一代果和二代果比值比較相近，分別為7.79、7.64。N/K比值，一代果略高于二代果，分別為0.91和0.83，一代葉和二代葉的比值相近，分別為1.22和1.23。K/P比值，二代果高于一代果，分別為9.25和8.21;二代葉低于一代葉，分別為19.01和18.01?？傮w看來(lái)，葉片N/P及K/P比值均明顯高于果實(shí)相應(yīng)的計(jì)量比。

2.2.2?果實(shí)成熟期NPK元素計(jì)量比 果實(shí)成熟期N/P比值，二代葉比值高于一代葉，分別為18.30、15.84;一代果比值高于二代果，分別為10.13和9.16。果實(shí)成熟期N/K比值，一代果和二代果相似，分別為1.03和1.00;一代葉和二代葉比值也相近，分別為0.84和0.86。與幼果期不同，果實(shí)成熟期葉片N/K比值小于果實(shí)，這主要是由于葉片K含量下降速度與果實(shí)相比要小得多。K/P比值，一代果高于二代果，分別為9.82、9.37;二代葉高于一代葉，分別為21.16和18.87。品種間比較表明，果實(shí)成熟期一代果的N/P及K/P均略高于二代果;與幼果期相反，果實(shí)成熟期一代葉的N/P及K/P均低于二代葉，說(shuō)明果實(shí)發(fā)育后期沾冬2號(hào)葉片P及K的消耗速度快于沾冬1號(hào)。

2.2.3?幼果期與果實(shí)成熟期NPK元素計(jì)量比差異性分析?為了比較果實(shí)和葉片NPK元素計(jì)量比在果實(shí)發(fā)育不同階段的差異性和動(dòng)態(tài)變化，以沾冬1號(hào)為例對(duì)幼果期及果實(shí)成熟期的NPK元素計(jì)量比進(jìn)行比較分析。果實(shí)成熟期冬棗果實(shí)N/P及K/P均較幼果期有所增高，這主要是成熟期冬棗果實(shí)P含量下降幅度較大所致。果實(shí)成熟期葉片N/P較幼果期下降幅度較大，幼果期為23.10，而果實(shí)成熟期為15.84。而葉片K/P在上述兩個(gè)果實(shí)發(fā)育期內(nèi)則比較相近，說(shuō)明葉片K與P含量下降比例比較接近。而果實(shí)與葉片N/K比值在上述兩個(gè)果實(shí)發(fā)育期內(nèi)均比較接近，均為1.0左右，幼果期及成熟期果實(shí)分別為0.91、1.03，而幼果期及成熟期葉片分別為1.22、0.84，可以看出，不同時(shí)期果實(shí)及葉片中N、K含量值相對(duì)比較接近。

2.3?冬棗果實(shí)及葉片NPK元素相關(guān)性分析

從表1中可以看出，果實(shí)NPK元素含量相互之間均呈極顯著正相關(guān);而葉片NP含量之間及PK含量之間也呈極顯著正相關(guān)，而N與K含量之間呈顯著正相關(guān)。

葉片N含量與果實(shí)NPK含量也均呈極顯著正相關(guān);葉片P含量與果實(shí)N含量呈極顯著正相關(guān)，與果實(shí)P含量呈顯著正相關(guān)，而與K含量相關(guān)不顯著;葉片K含量與果實(shí)NPK含量均為顯著正相關(guān)關(guān)系。

3?討論與結(jié)論

本試驗(yàn)以沾化冬棗主栽品種沾冬1號(hào)及沾冬2號(hào)為材料，對(duì)兩個(gè)冬棗品種不同果實(shí)發(fā)育期內(nèi)葉片及果實(shí)NPK化學(xué)計(jì)量特征及其差異性進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果表明：

（1）在冬棗幼果期及果實(shí)成熟期，兩品種果實(shí)NPK含量差異均較小，但是，同時(shí)期內(nèi)沾冬2號(hào)葉片NPK含量均略高于沾冬1號(hào)。

（2）冬棗幼果期果實(shí)中元素含量大小順序?yàn)镵>N>P，而葉片中則為N>K>P。成熟期冬棗果實(shí)及葉片中元素含量大小順序?yàn)镵>N>P。說(shuō)明果實(shí)成熟期葉片N元素相對(duì)于K素而言其含量水平較幼果期下降較多。

（3）冬棗幼果期與果實(shí)成熟期NPK含量差異性分析表明，成熟期冬棗果實(shí)NPK含量較幼果期均下降40%～50%;與果實(shí)不同，成熟期葉片N含量較幼果期下降40%左右，而葉片P含量?jī)H下降約10%～30%，葉片K含量也僅下降10%～17%。

（4）冬棗幼果期及成熟期果實(shí)及葉片NPK化學(xué)計(jì)量分析表明，果實(shí)N/P比值范圍為7.64～10.13，而葉片N/P范圍則為15.84～23.10;果實(shí)K/P范圍為8.21～9.82，而葉片K/P范圍則為18.01～21.16;果實(shí)N/K范圍為0.83～1.03，葉片N/K范圍為0.84～1.23。由上可知，冬棗果實(shí)發(fā)育期內(nèi)，果實(shí)與葉片的N/P及K/P比值差異較大，而兩者之間的N/K比值差異則相對(duì)較小。另外，成熟期冬棗果實(shí)N/P及K/P均較幼果期有所增高，這主要是由于成熟期果實(shí)P含量下降幅度較大所致。果實(shí)成熟期冬棗葉片N/P較幼果期則出現(xiàn)較大幅度下降，而葉片K/P在兩個(gè)時(shí)期內(nèi)則差異較小，說(shuō)明葉片K與P含量下降比例比較接近。

任書(shū)杰等對(duì)中國(guó)東部南北樣帶森林生態(tài)系統(tǒng)的102種優(yōu)勢(shì)植物葉片的化學(xué)計(jì)量特征進(jìn)行了研究，結(jié)果表明N/P的變化范圍為1.5～21.2，其算術(shù)平均值則分別為11.5[17];張海鑫等對(duì)黃土高原子午嶺林區(qū)的側(cè)柏、油松、遼東櫟、刺槐的生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征研究表明，這幾種樹(shù)葉片的N/P 值均小于14[18]。對(duì)比可知，冬棗葉片N/P值明顯高于自然植被的平均值。

（5）冬棗果實(shí)與葉片NPK相關(guān)分析表明，果實(shí)NPK含量相互之間均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系;而葉片NPK含量相互之間也多存在顯著正相關(guān)關(guān)系。

葉片NPK含量與果實(shí)NPK含量的相關(guān)分析表明，只有葉片P含量與果實(shí)K含量之間不存在顯著相關(guān)性。

本研究表明，在果實(shí)發(fā)育期內(nèi)，兩個(gè)沾化冬棗主栽品種的NPK化學(xué)計(jì)量特征存在一定差異性;其中，沾冬2號(hào)葉片NPK含量在各階段內(nèi)均略高于沾冬1號(hào)。果實(shí)成熟期冬棗葉片N相對(duì)于K、P元素其含量水平下降幅度更大。果實(shí)發(fā)育期內(nèi)，冬棗果實(shí)與葉片的NPK含量存在一定的比例關(guān)系，并在不同發(fā)育階段內(nèi)存在一定的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。

參?考?文?獻(xiàn)：

[1]?馬慶華，李永紅，梁麗松，等.冬棗優(yōu)良單株果實(shí)品質(zhì)的因子分析與綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，43（12）：2491-2499.

[2]?潘瑩，許經(jīng)偉.冬棗多糖的分離純化及抗氧化活性研究[J].食品科學(xué)，2016，37（13）：89-94.

[3]?芮玉奎，申琳，生吉萍.冬棗果實(shí)中微量元素和重金屬含量研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2008，28（8）：1928-1930.

[4]?宋愛(ài)云，董林水，劉京濤，等.冬棗結(jié)果枝葉與營(yíng)養(yǎng)葉化學(xué)計(jì)量特征比較研究[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，39（4）：662-668.

[5]?沈俊嶺，許耘碩，張強(qiáng)，等.無(wú)紡布果袋對(duì)‘沾冬2號(hào)冬棗和普通冬棗果實(shí)品質(zhì)及礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收的影響[J].北方園藝，2016（23）：39-43.

[6]?柴仲平，王雪梅，孫霞，等.水氮耦合對(duì)灰棗中礦質(zhì)元素含量的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，24（2）：640-643.

[7]?姜沛沛，曹揚(yáng)，陳云明，等.陜西省3種主要樹(shù)種葉片、凋落物和土壤N、P化學(xué)計(jì)量特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2017，37（2）：443-454.

[8]?張亞鴿，史彥江，吳正保，等.基于主成分分析的棗園土壤肥力綜合評(píng)價(jià)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，29（5）： ?1156-1160.

[9]?Zechmeister-Boltenstern S，Keiblinger K M，Mooshammer M， et al.The application of ecological stoichiometry to plant-microbial-soil organic matter transformations[J]. Ecological Monographs，2015，85：133-155.

[10]Güsewell S. N∶P ratios in terrestrial plants： variation and functional significance[J]. New Phytologist，2004，164：243-266.

[11]Kirkby C A， Richardson A E， Wade L J， et al.Carbonnutrient stoichiometry to increase soil carbon sequestration[J]. Soil Biology and Biochemistry，2013，60：77-86.

[12]陳印平，鮮紀(jì)紳，董艷霞，等.沾化冬棗栽培區(qū)土壤營(yíng)養(yǎng)條件研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（21）：6503-6504.

[13]王存龍，劉華峰，夏學(xué)齊，等.沾化冬棗產(chǎn)地土壤元素分布特征及其對(duì)冬棗品質(zhì)的影響[J].物探與化探，2012，36（4）：641-645，650.

[14]王津娥，胡征令，吳順?lè)?，?菊水梨枝、葉、果中氮、磷、鉀、鈣、鎂營(yíng)養(yǎng)元素年周期變化的研究[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，1994（3）：114-116.

[15]劉和，楊佩芳，古潤(rùn)澤，等. 短枝型蘋(píng)果葉片及果實(shí)內(nèi)氮磷鉀含量研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，1997，12（3）：126-130.

[16]劉波，王力華，陰黎明，等.兩種林齡文冠果葉N、P、K的季節(jié)變化及再吸收特征[J].生態(tài)學(xué)雜志，2010，29（7）：1270-1276.

[17]任書(shū)杰，于貴瑞，姜春明，等.中國(guó)東部南北樣帶森林生態(tài)系統(tǒng)102個(gè)優(yōu)勢(shì)種葉片碳氮磷化學(xué)計(jì)量學(xué)統(tǒng)計(jì)特征[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，23（3）：581-586.

[18]張海鑫，曾全超，安韶山，等.黃土高原子午嶺林區(qū)主要林分生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[J].自然資源學(xué)報(bào)，2017，32（6）：1043-1052.