云南冰糖橙葉片礦質(zhì)元素含量與果實(shí)品質(zhì)關(guān)聯(lián)性分析

周先艷，朱春華，高俊燕，朱德玉，張曉梅，李進(jìn)學(xué)*，岳建強(qiáng)*

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所，云南 瑞麗 678600；2.德宏師范高等專科學(xué)校，云南 芒市 678400)

0 引言

礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)是果樹生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)提高的物質(zhì)基礎(chǔ)，葉片中礦質(zhì)元素含量高低反映果樹的營(yíng)養(yǎng)狀況，且葉片的礦質(zhì)元素含量與果實(shí)品質(zhì)密切相關(guān)[1-3]。眾多學(xué)者探討了礦質(zhì)元素含量與果實(shí)品質(zhì)間的關(guān)系，所得結(jié)果差異較大，這可能與果樹種類、砧木類型、品種差異、土壤質(zhì)地、水肥條件及栽培管理技術(shù)等因素相關(guān)[4-7]。通過葉片礦質(zhì)元素含量，我們不僅可以監(jiān)測(cè)樹體對(duì)養(yǎng)分的吸收利用狀況，更能直接地探索出礦質(zhì)元素生理和產(chǎn)量、品質(zhì)形成的規(guī)律，指導(dǎo)果樹栽培的合理施肥、平衡施肥。一些學(xué)者在對(duì)蜜桔、臍橙、椪柑、錦橙等柑桔類果樹葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的規(guī)律研究中發(fā)現(xiàn)：不同種類柑橘、甚至不同品種對(duì)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收和利用能力并不相同，而且礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)不同柑橘果實(shí)的品質(zhì)指標(biāo)的影響也有差異。因此，探明柑橘葉片礦質(zhì)元素含量與果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系，可以通過葉片礦質(zhì)元素含量來調(diào)節(jié)所需養(yǎng)分，進(jìn)而提升果實(shí)品質(zhì)[8-11]。

近年來，云南冰糖橙種植面積不斷擴(kuò)大，目前達(dá)6000多hm2，是我國(guó)冰糖橙主栽產(chǎn)地之一，但在產(chǎn)區(qū)還存在果實(shí)大小不均一，果實(shí)整體品質(zhì)不高等問題，這些問題是否與果園營(yíng)養(yǎng)供給及生產(chǎn)中施肥情況有關(guān)系尚未見報(bào)道。以往對(duì)于柑橘礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域的研究，大部分集中在營(yíng)養(yǎng)與施肥對(duì)果樹生長(zhǎng)發(fā)育、葉片營(yíng)養(yǎng)元素、果實(shí)發(fā)育與品質(zhì)形成等方面，也有部分學(xué)者分析了各礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性[12-13]。然而，對(duì)于冰糖橙葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性的研究幾乎沒有報(bào)道。本研究是在前人研究的基礎(chǔ)上，應(yīng)用相關(guān)性分析探討了冰糖橙葉片礦質(zhì)元素含量與幾個(gè)主要品質(zhì)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性，旨在為云南冰糖橙補(bǔ)充養(yǎng)分、提高果實(shí)品質(zhì)等提供理論依據(jù)和指導(dǎo)方案。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料于2016年12月取自玉溪新平縣水塘鎮(zhèn)、者竜鄉(xiāng)、漠沙鎮(zhèn)、嘎灑鎮(zhèn)的15個(gè)具有代表性冰糖橙園，果實(shí)和葉片同時(shí)取樣。冰糖橙園樹齡6～8年，常規(guī)田間管理，生長(zhǎng)發(fā)育正常。葉片樣品選擇于樹冠中部外側(cè)的東、南、西、北 4 個(gè)方位生長(zhǎng)中等的當(dāng)年生冰糖橙的營(yíng)養(yǎng)性春梢自頂部數(shù)第2、3片葉(完整無病蟲葉)，采集30片葉混合成1份樣品，每個(gè)園區(qū)重復(fù)采集3份樣品。將采下的葉片迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，按自來水→0.1%中性洗滌劑溶液→自來水→0.1% HCl溶液→去離子水順序漂洗后，于105 ℃恒溫殺青30 min，再于65 ℃條件下烘干至恒重，粉碎，放于蔭涼干燥處保存?zhèn)溆?。果?shí)采樣從各個(gè)園區(qū)冰糖橙樹冠外圍采取大小相對(duì)一致的10個(gè)果實(shí)混為1份樣品，每個(gè)園區(qū)重復(fù)采3份樣品。果實(shí)樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后立即進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)分析。

1.2 樣品測(cè)定

1.2.1 葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的測(cè)定 氮、磷、鉀的測(cè)定：采用HNO3-HClO4消煮，并用FLAstar3000流動(dòng)分析儀測(cè)定；鈣、鎂的測(cè)定：采用1N中性醋酸銨浸提，按原子吸收分光光度法測(cè)定；鐵、錳、銅、鋅的測(cè)定：采用DTPA浸提，按原子吸收分光光度法測(cè)定[14]。

1.2.2 果實(shí)品質(zhì)測(cè)定方法 對(duì)果實(shí)進(jìn)行單果重、果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑及果汁可溶性固形物、可滴定酸測(cè)定。可溶性固形物采用手持糖度計(jì)測(cè)定，可滴定酸用手持糖酸一體機(jī)測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003軟件和 SPSS 22.0軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 冰糖橙葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量分析

如表1所示，不同冰糖橙園區(qū)冰糖橙葉片的礦質(zhì)元素含量變異較大，變異系數(shù)在8.51%～116.90%，其中鋅、錳和銅的變異系數(shù)較大。冰糖橙的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)各種礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的需求不同，因此對(duì)每一種礦質(zhì)元素在葉片中變異的反應(yīng)也不一樣。參考已報(bào)道的甜橙、椪柑、蜜桔等柑桔葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量及豐缺評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[15-17]，比較不同冰糖橙園區(qū)礦質(zhì)元素含量的豐缺情況，發(fā)現(xiàn)不同冰糖橙園區(qū)的冰糖橙葉片的Cu元素含量變異最大，其次是Mn含量。15個(gè)園區(qū)的大中量元素中，以N元素平均含量最高，Ca次之，P含量最低。14個(gè)園區(qū)都存在N含量超標(biāo)的現(xiàn)象，1個(gè)處于適量范圍；9個(gè)園區(qū)P處于超量，1個(gè)處于不足，5個(gè)處于適宜范圍；7個(gè)園區(qū)K含量超量，1個(gè)不足，7個(gè)處于適宜范圍；Ca和Mg元素含量處于不足和適量范圍，8個(gè)園區(qū)Ca含量不足，5個(gè)園區(qū)Mg元素缺乏，其余在適宜范圍內(nèi)。在所測(cè)微量元素中，以Mn元素平均含量最高，Cu含量最低。Fe和Mn元素均處于超量和適宜范圍，14個(gè)園區(qū)Fe元素超量，9個(gè)園區(qū)Mn元素超量，其余處于適量范圍；14個(gè)園區(qū)Zn含量不足，1個(gè)處于適宜范圍；Cu元素含量5個(gè)園區(qū)超量，5個(gè)園區(qū)不足，5個(gè)園區(qū)在適宜范圍。綜合調(diào)查園區(qū)，大部分園區(qū)冰糖橙葉片大量元素N、P、K，微量元素Fe、Mn超標(biāo)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，而Ca、Mg、Zn元素含量很多冰糖橙園區(qū)處于不足水平。因此，不同土壤條件和栽培管理水平園區(qū)的冰糖橙葉片礦質(zhì)元素含量差異較大，且不同礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量變異不同，對(duì)豐缺程度也有很大的影響。

2.2 冰糖橙果實(shí)品質(zhì)分析

表 2顯示的是15個(gè)冰糖橙果園的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)，從表2中可以看出，不同冰糖橙園區(qū)的果實(shí)品質(zhì)存在一定差異，其中以TSS/TA的變異程度最大，變異系數(shù)為36.72%，可滴定酸和單果重次之，果形指數(shù)的變異程度最小，變異系數(shù)為3.80%。

表1 冰糖橙葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量的狀況

表2 冰糖橙果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)狀況

2.3 果實(shí)礦質(zhì)元素與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)分析

由表3可知，冰糖橙葉片礦質(zhì)元素含量相互影響。各個(gè)元素之間存在一定的相關(guān)性，其中N與K含量呈極顯著正相關(guān)(0.797**，P<0.01)，與Ca含量呈顯著負(fù)相關(guān)(-0.580*，P<0.05)；P與Mn含量呈顯著負(fù)相關(guān)(-0.556*，P<0.05)； Ca與Fe含量呈顯著正相關(guān)(0.517*，P<0.05)。

由表 4可知，冰糖橙果實(shí)品質(zhì)與葉片礦質(zhì)元素含量存在一定的相關(guān)性。其中果實(shí)可溶性固形物與N(-0.596*)和K(-0.605*)含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)；可滴定酸與N(0.588*)和K(0.623*)含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與Mg含量呈顯著負(fù)相關(guān)(-0.558*，P<0.05)；果實(shí)TSS/TA與N(-0.569*)和K(-0.624*)含量呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，與Mg(0.549*)和Zn(0.535*)含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05)。此外，冰糖橙的果實(shí)品質(zhì)與各礦質(zhì)元素都存在一定相關(guān)性，只是未達(dá)到顯著性水平。

3 討論

近年來，云南冰糖橙種植面積不斷擴(kuò)大，已成為主要高原特色產(chǎn)業(yè)。目前國(guó)外已普遍推行 PFS果園精確化施肥技術(shù)，以果樹的葉片、土壤營(yíng)養(yǎng)測(cè)定及樹相診斷，建立了精準(zhǔn)控制推薦平衡施肥技術(shù)體系，有效提高化肥使用效率和產(chǎn)量及果實(shí)品質(zhì)[18]。但云南冰糖橙產(chǎn)區(qū)對(duì)冰糖橙葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)規(guī)律研究幾乎沒有報(bào)道，及時(shí)了解和掌握葉片營(yíng)養(yǎng)狀況，對(duì)平衡施肥，提高果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量具有重大意義。

表3 冰糖橙葉片礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性分析

注：“*” 代表在0.05水平上相關(guān)顯著，“**”代表在0.01水平上相關(guān)顯著。下同。

表4 冰糖橙葉片礦質(zhì)元素含量與果實(shí)品質(zhì)相關(guān)性分析

礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量對(duì)冰糖橙果實(shí)品質(zhì)至關(guān)重要，其含量是影響冰糖橙果實(shí)品質(zhì)的重要因素之一。從調(diào)查不同果實(shí)品質(zhì)冰糖橙園區(qū)葉片的各種礦質(zhì)元素含量來看，不同品質(zhì)園區(qū)葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)顯示了較大的變異，葉片的 N、P、K、Fe、Mn多數(shù)園區(qū)處于超量，較多園區(qū)的葉片Ca和Zn缺乏或不足， 部分園區(qū)Mg、Cu 含量低于適宜水平。礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素過量或不足均會(huì)對(duì)果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生不利影響[19]。

研究表明，過量的N元素會(huì)使果汁含量降低，TSS含量減少，維生素C含量降低等[20-21]；過量補(bǔ)充鉀元素會(huì)使果實(shí)酸度增加、TSS含量減少[22-23]。本研究所分析的大部分園區(qū)冰糖橙葉片N、P、K含量處于超量范圍；相關(guān)性分析顯示，葉片中礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)N元素含量均與果實(shí)TSS、TSS/TA呈顯著負(fù)相關(guān)，N元素、K元素含量均與可滴定酸呈顯著正相關(guān)；葉片礦質(zhì)元素之間存在協(xié)同或拮抗的作用，例如N與K含量呈極顯著正相關(guān)，與Ca含量呈顯著負(fù)相關(guān)；P與Mn含量呈顯著負(fù)相關(guān)；K與Fe含量呈顯著負(fù)相關(guān)，因此過量的N、P、K含量會(huì)影響冰糖橙對(duì)中微量元素的吸收。如過量施K會(huì)通過抑制鎂吸收間接導(dǎo)致可溶性固形物含量的減少，這是由于K與Mg間具有顯著的拮抗作用[15]。因此，在云南冰糖橙產(chǎn)區(qū)應(yīng)注意合理施用N、P、K肥。

中量元素也是果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)提高不可缺少的營(yíng)養(yǎng)元素。Mg元素能促進(jìn)碳水化合物的合成，并使單糖轉(zhuǎn)化為蔗糖；缺乏Mg元素會(huì)降低柑橘果實(shí)品質(zhì)，顯著減少TSS含量，顯著增高檸檬酸含量[25]。本試驗(yàn)1/3的果園冰糖橙葉片存在鎂缺乏或不足問題，且Mg含量與TSS/TA含量呈顯著正相關(guān)，與可滴定酸呈顯著負(fù)相關(guān)。這與廖育林等[26]在椪柑上的研究結(jié)果相似。此外，試驗(yàn)結(jié)果表明，云南玉溪冰糖橙產(chǎn)區(qū)53.3%的果園葉片Ca元素缺乏或不足，而葉片Ca元素含量與果實(shí)品質(zhì)雖無顯著相關(guān)性，但其也會(huì)影響其它元素的吸收。因此，要合理補(bǔ)充鈣鎂元素。

微量元素也是影響柑橘產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素[27-28]。試驗(yàn)結(jié)果表明，云南玉溪冰糖橙產(chǎn)區(qū)大部分果園葉片鐵和錳過量，近1/3果園葉片銅缺乏或不足，且93.3%的果園存在鋅的缺乏或不足。冰糖橙葉片銅缺乏會(huì)導(dǎo)致冰糖橙果心周圍流膠、果小、皮硬、易裂、低坐果率及潰瘍病的發(fā)生，因此，為防止缺銅有必要適當(dāng)噴布銅制劑。柑橘缺Zn是世界上普遍發(fā)生的一種失調(diào)癥，玉溪冰糖橙果園93%以上存在鋅營(yíng)養(yǎng)缺乏，而生產(chǎn)上極少關(guān)注鋅肥。但研究表明，缺Zn會(huì)導(dǎo)致柑橘果小汁少，降低維生素C含量[29]。葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)Zn與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析表明，Zn與TSS/TA呈顯著正相關(guān)，缺Zn會(huì)導(dǎo)致果實(shí)糖度降低。因此，應(yīng)重視玉溪冰糖橙果園葉片Zn、Cu的缺乏或不足問題。

綜上所述，冰糖橙果實(shí)的外觀和內(nèi)部品質(zhì)的形成是由各種元素協(xié)同調(diào)控的。因此，生產(chǎn)上必須注意控制 N、P和 K 肥的施用量，適量補(bǔ)充Mg、Zn、Ca、Cu肥。

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