葉面噴鈣對金絲小棗鈣素營養(yǎng)及果實品質(zhì)的影響

牛曉琳，馬文鳳，劉艷芳，陳桂敏，梁 軍，張宏彥

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)曲周實驗站，河北 曲周 057250；3.山東樂陵市農(nóng)業(yè)局，山東 樂陵 253600)

棗(ZiziphusjujubaMill)為鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(ZiziphusMill)植物。山東樂陵作為金絲小棗的主產(chǎn)地之一，迄今已有3 000多年的栽培歷史，金絲小棗因品質(zhì)優(yōu)良，在國內(nèi)外久負盛名，在當?shù)貜V為栽培，成為農(nóng)民收入的重要來源。但近年來，由于氣候變化，土壤及栽培管理技術(shù)等方面的問題，樂陵金絲小棗的品質(zhì)下降，尤其是生理病害導(dǎo)致的裂果、腐爛等問題嚴重，嚴重影響了樂陵金絲小棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)民增收[1]。2014年應(yīng)樂陵市政府邀請，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院在樂陵市建立了科技小院，圍繞金絲小棗優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)開展研究。生產(chǎn)調(diào)研[2]發(fā)現(xiàn)，當?shù)貤椶r(nóng)養(yǎng)分管理存在諸多問題，經(jīng)農(nóng)戶調(diào)研分析，鈣素養(yǎng)分缺乏是造成金絲小棗品質(zhì)差的關(guān)鍵因素。

大量研究發(fā)現(xiàn)，果實品質(zhì)與果樹鈣素養(yǎng)分含量狀況密切相關(guān)[3]；鈣是植物體必需的礦質(zhì)養(yǎng)分。鈣不僅是細胞壁和許多細胞器的構(gòu)成成分，參與維持細胞壁和質(zhì)膜穩(wěn)定，與果膠質(zhì)結(jié)合形成鈣鹽，增加原生質(zhì)彈性，增強細胞延伸性和耐壓力，而且在參與信號傳導(dǎo)等方面發(fā)揮著重要的作用。研究表明，鈣肥對果實生長發(fā)育的影響遠比氮、磷、鎂、鉀等養(yǎng)分的影響大[4]。果實對鈣的吸收主要發(fā)生在生長前期，果樹根系吸收的鈣主要依靠蒸騰液流從木質(zhì)部到達果實，但由于果柄中草酸鈣阻塞韌皮部等原因[5]，造成果實生長后期鈣素積累困難，隨果實不斷生長膨大，果實中鈣含量將出現(xiàn)明顯下降，因此，根外追肥成為果樹補充鈣肥的主要措施。果實采前進行鈣處理可以顯著促進果實生長發(fā)育，提高果實品質(zhì)，維持果實細胞壁等細胞器的結(jié)構(gòu)完整性[6]，保持果實采后硬度，降低果實貯藏期的腐爛率并控制其它生理性病害的發(fā)生程度[7-10]。通過葉面噴肥對果樹進行補鈣進而改善其鈣營養(yǎng)，預(yù)防因鈣缺乏而導(dǎo)致的生理病害發(fā)生的研究在很多果樹上已有相關(guān)報道，如噴施外源鈣劑有效降低了茶壺棗的裂果率并提高了棗的果實品質(zhì)[11]，噴施含鈣營養(yǎng)液能有效降低木棗裂果率，增加木棗果徑、單果重以及Vc含量[12]，外源噴施硝酸鈣能顯著降低駿棗裂果率，同時使果皮中鈣等礦質(zhì)元素含量增加[13]。但金絲小棗外源補鈣對其內(nèi)在品質(zhì)影響的研究內(nèi)容卻為數(shù)不多，且尚未形成有價值的理論指導(dǎo)。本試驗旨在研究葉面噴施鈣肥對金絲小棗果實和葉片鈣素營養(yǎng)及果實生長發(fā)育和品質(zhì)的影響，為金絲小棗高效補鈣技術(shù)的合理應(yīng)用提供實踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于山東省德州市樂陵市朱集鎮(zhèn)千畝棗園示范方，該區(qū)位于黃河下游沖積平原，地勢平坦，屬于暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，海拔10～12 m。試驗區(qū)大多為鹽堿土壤，土壤為中壤土或輕壤土，中性至堿性，pH值在7至8之間。年平均降水量為527 mm，年平均氣溫12.4℃，年平均日照時數(shù)2 701 h，日照率為61%，濕潤指數(shù)為0.27。

1.2 試驗設(shè)計

試驗試材為生長均一的20年生樂陵“金絲小棗”樹，株行距為2 m×3 m。噴施處理所用藥品均為99%分析純。分別選取清水對照(CK)、有機鈣(0.2%檸檬酸鈣)、無機鈣(0.2%硝酸鈣)進行葉面噴施[14]。選擇生長勢一致、生長健壯、無病蟲害的45棵金絲小棗樹，每5棵樹為一個處理，每個處理設(shè)3個重復(fù)。試驗開始于2016年7月，試驗期間共噴施4次，分別為幼果期(7月3日)、膨大期(7月31日)、白熟期(8月28日)、成熟期(9月25日)。噴施5 d后對葉片及果實進行采樣處理，在樹的東西南北4個方向各隨機選取一個代表性的枝條取樣，每棵樹取50個葉片，50個棗果帶回實驗室用于生理生化指標的測定。

1.3 測定項目與方法

葉片SPAD值：用葉綠素計SPAD-502plus葉綠素測定儀(日本)測定；

果實縱、橫徑：用游標卡尺測量果實橫縱徑，每個重復(fù)取100個果進行測量；

果形指數(shù)：果實縱徑/橫徑；

單果重：用電子天平測量；

產(chǎn)量：用電子秤測量(地上落果與收獲果實的總重量；由每棵樹的產(chǎn)量換算每公頃的產(chǎn)量，按每公頃600棵樹算)；

可溶性糖含量：采用蒽酮比色法測定；

氮含量：將葉片或果實粉碎，硫酸-高氯酸消煮后，用半微量凱氏定氮法測定；

鈣、鐵、鋅含量：將葉片或果實粉碎，硝酸-高氯酸消煮后，用電感耦合等離子光譜發(fā)生儀測定；

外觀品質(zhì)：根據(jù)果實表面光澤度、發(fā)病率、裂果率按照當?shù)厥袌鰧椃旨壍臉藴蔬M行分級，每個重復(fù)隨機選取100個果進行分級，分級指標如表1。

表1 果實外觀分級指標

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2013軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理；采用SAS 8.0系統(tǒng)分析軟件進行顯著性分析。不同小寫字母表示不同處理間差異顯著(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施不同鈣肥對金絲小棗葉片和果實鈣含量的影響

由圖1可以看出，葉片中鈣含量隨生育期的延長不斷增加，而果實中鈣含量則不斷降低，這與龔云池等[15]研究結(jié)果一致。棗樹的生長中心在新梢，養(yǎng)分的分配中心在于枝葉的形態(tài)建成，初生細胞的形成需要大量的鈣素營養(yǎng)。鈣作為細胞壁的構(gòu)成成分，還參與許多酶的調(diào)節(jié)作用，故葉片中鈣含量處于緩慢增長狀態(tài)。果實收獲后，樹體逐漸進入休眠狀態(tài)，大量養(yǎng)分由葉片向根莖、枝干轉(zhuǎn)移，鈣含量呈現(xiàn)降低趨勢[16]。果實的生長發(fā)育需要大量的鈣素養(yǎng)分，但由于鈣在植物體內(nèi)難移動的特點[5]，使得果實中的鈣含量不斷下降，再加上枝葉與果實對鈣的競爭，使得幼果含鈣量迅速下降。由圖1可以看出，噴施鈣肥顯著提高了葉片中的鈣含量，檸檬酸鈣與硝酸鈣之間無顯著性差異；噴施鈣肥后，果實發(fā)育初期鈣含量顯著高于對照，后期鈣含量雖有提高，但效果不顯著，可能是噴施鈣肥增大果實單果重的作用大于增大果實鈣含量的作用，從而造成不同處理果實鈣含量因“稀釋”效應(yīng)而差異逐漸減小。

圖1 噴施不同鈣肥對金絲小棗果實和葉片鈣含量的影響

2.2 噴施鈣素對葉片SPAD值和氮含量的影響

由圖2可知，隨果實生育期延長，葉片SPAD值不斷增大，白熟期以后逐漸趨于穩(wěn)定。葉面噴施鈣肥使得葉片SPAD值、葉片含氮量顯著提高(P<0.05)，噴檸檬酸鈣、硝酸鈣使葉片SPAD值分別提高4%和5.7%，使葉片含氮量分別提高15.9%和15.7%，檸檬酸鈣與硝酸鈣之間差異不顯著。噴施鈣肥增加葉片氮素含量和葉片SPAD值的原因可能是鈣促進了植株對氮素的吸收運轉(zhuǎn)，而氮素能夠促進葉綠素的合成。葉片葉綠素含量的增大進而使葉片光合作用提高[17]，這與王富林[18]的研究結(jié)果一致，大量研究也表明，鈣能促進果樹葉片葉綠素含量的增加，促進植物對氮的吸收[19-20]。

2.3 噴施鈣素對果徑、單果重的影響

由圖3可知，果實橫、縱徑隨果實生長不斷增大，噴施鈣肥顯著提高了金絲小棗果實橫、縱徑(P<0.05)，與對照相比，噴檸檬酸鈣、硝酸鈣使成熟期果實橫徑分別增大9%和6.2%，使果實縱徑分別增大9.2%和4.8%，且噴施檸檬酸鈣增大果實縱徑顯著高于噴施硝酸鈣處理；噴施鈣肥使果實果形指數(shù)顯著提高，噴檸檬酸鈣、硝酸鈣使成熟期果形指數(shù)分別較對照提高7.1%和4.8%，噴檸檬酸鈣與硝酸鈣之間差異不顯著；噴鈣肥均顯著提高了金絲小棗果實單果重，噴檸檬酸鈣、硝酸鈣使成熟期果實單果重分別增大了18%和7.7%，檸檬酸鈣與硝酸鈣之間無顯著性差異。噴鈣使果徑提高，單果重增大，可能是因為噴鈣后果實細胞壁延伸性增加，提高了細胞壁的可塑性，促進果實橫向、縱向生長，增大了細胞體積[21]，檸檬酸鈣處理果實縱徑顯著高于硝酸鈣處理，可能是因為有機鈣相對無機鈣更利于果實吸收[22]。

圖2 不同處理對金絲小棗葉片SPAD值、葉片含氮量的影響

圖3 不同處理對金絲小棗果徑、果形指數(shù)、單果重的影響

2.4 噴施鈣素對果實分級以及產(chǎn)量的影響

由圖4可知，本試驗中，噴檸檬酸鈣、硝酸鈣使得果實產(chǎn)量比對照分別提高4%、4.3%，但與對照之間差異不顯著。與對照相比，噴施檸檬酸鈣、硝酸鈣使金絲小棗一級果(優(yōu)質(zhì)果)比例分別提高43.4%和20.8%，均達到顯著性差異水平；噴鈣肥對金絲小棗二級果率的影響不明顯；噴鈣肥顯著降低了金絲小棗三級果和四級果(劣質(zhì)果)所占比例，其中噴檸檬酸鈣、硝酸鈣使得三級果比例分別下降66.7%和46.7%，且噴施檸檬酸鈣所占比例顯著低于硝酸鈣；噴檸檬酸鈣、硝酸鈣使得四級果比例分別下降64.7%和29.4%，檸檬酸鈣與硝酸鈣之間差異性不顯著。噴鈣能夠顯著提高優(yōu)質(zhì)果所占比例，同時降低劣質(zhì)果所占比例，這與溫明霞等[23]的研究結(jié)果一致，其機理在于鈣可能參與多種細胞代謝、生理調(diào)控活動，同時噴鈣使得樹體抵抗病蟲的能力加強[24]，噴鈣使得果實中乙烯含量減少，延長了果實的儲藏期，降低果實生理病害的發(fā)生[25]。

圖4 不同處理對金絲小棗產(chǎn)量和不同級別棗果比例的影響

2.5 噴施鈣素對果實鐵、鋅和可溶性糖含量的影響

Fe和Zn是對人體健康有益的微量元素，也是衡量金絲小棗品質(zhì)的重要指標。由圖5可知，噴施檸檬酸鈣、硝酸鈣使果實中Fe含量分別較對照提高5.2%和16.4%，但與對照之間的差異未達顯著性水平。噴施檸檬酸鈣、硝酸鈣使果實中Zn含量分別降低25%和1.4%，檸檬酸鈣與對照之間差異顯著，硝酸鈣與對照間差異不明顯。鐵含量的增加說明，濃度適宜的情況下，鈣肥能夠促進植株對鐵的吸收。噴鈣后鋅含量下降，并且檸檬酸鈣顯著降低了鋅含量，可能是鈣與鋅產(chǎn)生拮抗，阻礙植物對鋅的吸收。硝酸鈣中因為硝酸根離子的存在，抵消了因為鈣鋅拮抗導(dǎo)致鋅含量的下降[26]。因此在實際生產(chǎn)中，可考慮在噴施含鈣肥料的同時，補充鋅素養(yǎng)分的供應(yīng)。由圖5可知，噴施檸檬酸鈣、硝酸鈣使金絲小棗可溶性糖含量顯著提高，分別比對照增加15.4%和16%，噴檸檬酸鈣與噴硝酸鈣之間差異不顯著。鈣可提高果實成熟發(fā)育過程中的中性轉(zhuǎn)化酶活性，提高光合強度，促進果實中糖分的積累，有利于改善果實品質(zhì)[27]，適量補鈣能促進植株生長、提高植物光合作用、促進同化產(chǎn)物的合成與積累，進而促進植株體內(nèi)糖含量的增加[28]。鈣肥能夠顯著提高果實中可溶性糖含量也為其他研究所證實[29]。

圖5 不同處理對金絲小棗果實鐵、鋅和可溶性糖含量的影響

3 結(jié)論

本研究初步結(jié)果表明，噴施鈣肥可以顯著提高金絲小棗葉片和果實中Ca含量。噴施兩種鈣肥均使金絲小棗單果重、果徑以及果形指數(shù)顯著提高。同時，噴鈣后一級果比例顯著提高，劣質(zhì)果比例下降，以檸檬酸鈣效果較好。果實中可溶性糖含量也顯著提高，兩種鈣之間無顯著性差異，以硝酸鈣提高的比例更大。噴施檸檬酸鈣在提高果形指數(shù)及優(yōu)質(zhì)果比例方面效果好于硝酸鈣，但表現(xiàn)出降低果實鋅含量的趨勢，硝酸鈣在濃度適宜的情況下能夠提高果實產(chǎn)量以及可溶性糖含量，并促進果實對微量元素Fe、Zn的吸收。因此，為了提高金絲小棗果實的商品價值，延長其貯藏期，可適時選擇兩種鈣肥進行葉面噴施,在肥料中也可加入一定量的鋅。

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