廣西柑橘葉片微量營養(yǎng)元素含量狀況研究

張超博，易曉曈，李有芳，陳香玲，劉升球，付行政，凌麗俐，彭良志*

（1 西南大學(xué)/中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院柑桔研究所，重慶 400712；2 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，廣西南寧 530007；3 廣西特色作物研究院，廣西桂林 541004；4 四川省內(nèi)江市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，內(nèi)江 641000）

廣西壯族自治區(qū)地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖，雨量充足，柑、橘、橙、柚、檸檬等柑橘品種均可種植，自古以來就是天然的柑橘生長適宜區(qū)[1-3]。2012年沃柑的引進(jìn)，更推動(dòng)了廣西柑橘產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展[4-5]，農(nóng)業(yè)部官網(wǎng)公開數(shù)據(jù)顯示，截至2016年年底，廣西柑橘種植面積達(dá)37萬公頃，位居全國第二，產(chǎn)量578.2萬噸，位列全國第一。但柑橘面積的快速擴(kuò)張，導(dǎo)致栽培技術(shù)跟不上，產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)較多問題[6]，如品種結(jié)構(gòu)相對單一[7]，生產(chǎn)上偏重氮磷鉀化肥的施用[8]，微量元素尤其是硼肥的盲目施用較嚴(yán)重，果園單產(chǎn)低、品質(zhì)良莠不齊[9]。其中，以微量元素失衡問題比較突出，田間觀察即可發(fā)現(xiàn)葉片硼中毒或缺鋅出現(xiàn)花斑葉。然而，長期以來對廣西柑橘樹體微量元素營養(yǎng)狀況沒有系統(tǒng)研究和評價(jià)，不利于柑橘施肥技術(shù)的改進(jìn)，特別是不利于化肥減施技術(shù)的實(shí)施，這也是導(dǎo)致目前廣西柑橘化肥利用率不高的重要原因之一。為此，本研究以廣西壯族自治區(qū)15個(gè)柑橘主產(chǎn)縣(區(qū))的207個(gè)代表性果園的柑橘葉片為研究對象，探討廣西柑橘樹體微量元素含量狀況和分布特征，為柑橘化肥減施增效和高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 葉片樣品的采集和前處理

試驗(yàn)于2017年8～10月在廣西壯族自治區(qū)15個(gè)柑橘主產(chǎn)縣(區(qū))選取207個(gè)代表性果園進(jìn)行葉片采集，主要品種為砂糖橘、沃柑、金橘和茂谷柑，每個(gè)橘園采集1個(gè)葉片樣品，共采集葉片樣品207個(gè)。15個(gè)采樣縣(區(qū))為全州縣、永?？h、荔浦縣、陽朔縣、富川縣、興安縣、靈川縣、鐘山縣、武鳴縣、德?？h、來賓市、西鄉(xiāng)塘區(qū)、隆安縣、馬山縣和上林縣。每個(gè)采樣橘園按“Z”形隨機(jī)選取20～30棵樹，在每株樹的東南西北四個(gè)方位、高1.5～2.0 m處，采集當(dāng)年生春梢營養(yǎng)枝頂部向下的第3片葉，每株采8片或16片葉，每個(gè)橘園采葉片樣120～160片。采集的葉片裝入有孔的干凈塑料袋內(nèi)，置于有冰塊的保溫泡沫箱中帶回實(shí)驗(yàn)室，參照莊伊美方法[10]經(jīng)過清洗、滅酶、75℃恒溫烘干、粉碎、干燥、裝瓶密封后保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 葉片營養(yǎng)元素含量測定

Fe、Mn、Zn和Cu含量按LY/T 1270-1999方法[11]，經(jīng)硝酸-高氯酸消解后，采用AA-800原子吸收分光光度計(jì)(Perkin Elmer公司)進(jìn)行測定。B含量按LY/T 1273-1999方法[11]，經(jīng)干灰化法，用TU-1901紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)在430 nm波長下測定。

1.3 葉片營養(yǎng)元素含量分級

綜合美國柑橘葉片營養(yǎng)分級標(biāo)準(zhǔn)和前人的相關(guān)研究成果[10,12-13]，將葉片F(xiàn)e、Mn、Zn、Cu和B按元素含量劃分為5個(gè)等級(表1)。

表1 廣西柑橘葉片微量元素分級標(biāo)準(zhǔn)(mg/kg)Table1 Standards for classification of micro-elements of citrus leaves in Guangxi

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均由Excel和SPSS19.0軟件進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉片F(xiàn)e含量狀況

廣西壯族自治區(qū)柑橘葉片的Fe含量在37.9～278.5 mg/kg 之間，平均為(99.6 ± 36.1)mg/kg。Fe含量在不足(低于適量，下同)、適量、超標(biāo)(高于適量，下同)的樣本數(shù)分別占總樣本數(shù)的11.6%、67.6%、20.8%。大部分柑橘園葉片F(xiàn)e含量處于適量水平。

由表2可知，F(xiàn)e含量不足果園分布在全州縣、荔浦縣、陽朔縣、興安縣、靈川縣、德?？h和西鄉(xiāng)塘區(qū)。其中全州縣、德保縣、陽朔縣和興安縣Fe含量不足的程度較嚴(yán)重，所占比例分別為33.3%、55.6%、28.6%和28.6%。而永?？h、來賓市、西鄉(xiāng)塘區(qū)、隆安縣、馬山縣Fe含量超標(biāo)的比例較高，全部超過40%。

2.2 葉片Mn含量狀況

葉片Mn含量主要處于適量水平，其分布范圍在13.5～588.6 mg/kg之間，平均為(79.4 ± 67.9)mg/kg(表3)。Mn含量不足、適量、超標(biāo)的樣本數(shù)分別占總樣本數(shù)的5.3%、72.5%、22.2%。

由表3可知，Mn含量不足的果園僅在荔浦縣、靈川縣、德?？h、隆安縣和馬山縣，所占比例分別為20.8%、50.0%、11.1%、11.1%和16.7%。15個(gè)采樣縣區(qū)中有13個(gè)縣區(qū)存在Mn含量超標(biāo)的果園，永福縣、陽朔縣、富川縣、鐘山縣、靈川縣、來賓市、隆安縣和馬山縣Mn超標(biāo)程度較為嚴(yán)重，都超過25%。

2.3 葉片Zn含量狀況

葉片存在較嚴(yán)重的Zn含量不足現(xiàn)象，其含量在5.4～68.2 mg/kg 之間，平均為(20.1 ± 7.2)mg/kg。Zn含量不足、適量、超標(biāo)的樣本數(shù)分別占總樣本數(shù)的84.1%、15.9%、0.0%，即大部分柑橘園葉片Zn含量處于不足狀態(tài)。

表4表明，每個(gè)采樣區(qū)縣的柑橘葉片Zn含量不足的比例均很高，全州縣、富川縣、興安縣、靈川縣、德?？h、隆安縣、馬山縣和上林縣的葉片樣本Zn含量不足的比例均達(dá)到100%，其余采樣區(qū)縣的不足比例都在50%以上，僅有永?？h、荔浦縣、鐘山縣、武鳴縣、來賓市和西鄉(xiāng)塘區(qū)橘園Zn含量的適量水平比例稍高，分別為33.3%、20.8%、42.9%、24.2%、40.0%和22.2%。

表2 廣西柑橘葉片的鐵含量狀況Table2 Fe contents in citrus leaves in Guangxi

表3 廣西柑橘葉片的錳含量狀況Table3 Mn contents in citrus leaves in Guangxi

表4 廣西柑橘葉片的鋅含量狀況Table4 Zn contents in citrus leaves in Guangxi

2.4 葉片Cu含量狀況

葉片Cu含量在1.2～196.1 mg/kg之間，平均為(18.8 ± 30.3)mg/kg。Cu含量不足、適量、超標(biāo)的樣本數(shù)分別占總樣本數(shù)的33.3%、34.8%、31.9%，大約各占總樣本數(shù)的1/3。

全州縣、荔浦縣、靈川縣和德?？h葉片樣品Cu含量主要處于不足水平，所占比例均超50%以上；永?？h、陽朔縣、興安縣、鐘山縣和馬山縣葉片樣品Cu含量適量比例在50%以上；富川縣、武鳴縣、來賓市、西鄉(xiāng)塘區(qū)、隆安縣和上林縣葉片樣品Cu含量主要處于超標(biāo)水平，超標(biāo)比例分別為75.0%、63.6%、50.0%、88.9%、100%和50.0%；其中鐘山縣、西鄉(xiāng)塘區(qū)、隆安縣、馬山縣和上林縣的葉片樣品Cu含量全部處于適量或超標(biāo)水平(表5)。

2.5 葉片B含量狀況

葉片B含量主要處于適量或超標(biāo)水平，其分布范圍在32.9～281.1 mg/kg之間，平均為(111.3 ±40.2)mg/kg。B含量不足、適量、超標(biāo)的樣本數(shù)分別占總樣本數(shù)的0.5%、41.5%、58.0%。

表6顯示，僅永福縣有少量柑橘園葉片B含量為不足水平，占3.7%，其他采樣縣區(qū)的葉片B含量全部處于適量或超標(biāo)水平。全州縣、陽朔縣、鐘山縣、德?？h和上林縣柑橘園葉片B含量主要處于適量水平，所占比例分別為76.2%、57.1%、57.1%、55.6%和70.0%。永?？h、荔浦縣、興安縣、武鳴縣、來賓市、西鄉(xiāng)塘區(qū)、隆安縣和馬山縣柑橘園葉片B含量主要處于超標(biāo)水平，所占比例分別為81.5%、95.8%、57.1%、54.6%、60.0%、55.6%、77.8%和66.7%。

2.6 廣西柑橘葉片微量元素含量相關(guān)性分析

表7顯示，葉片F(xiàn)e與Zn含量呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，與 B 含量呈顯著正相關(guān)(P＜0.05)；葉片Mn含量與Zn含量呈極顯著正相關(guān)；葉片Cu含量與B含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。除葉片Mn含量與B含量、葉片Cu含量與B含量為負(fù)相關(guān)以外，其余微量元素之間均為正相關(guān)。

3 討論

微量營養(yǎng)元素在柑橘樹體內(nèi)的含量遠(yuǎn)低于大中量營養(yǎng)元素，但對柑橘的產(chǎn)量和品質(zhì)有著不可替代的作用[14-15]。而柑橘葉片營養(yǎng)元素的豐缺又與土壤、施肥量和施肥方式等密切相關(guān)[16-17]。目前對廣西柑橘葉片營養(yǎng)診斷的研究少，并且已有的研究采樣地域范圍小、樣本量較少、測定微量元素少(3～4個(gè))[9,18-20,25,27]，缺乏系統(tǒng)性的研究。近十年來廣西柑橘品種、種植區(qū)域和面積發(fā)生很大變化，例如，沙糖橘和沃柑成了主栽品種，很多香蕉園、桉樹林和稻田被改建成柑橘園，但近十年未見有關(guān)廣西柑橘營養(yǎng)狀況的研究報(bào)道。

表5 廣西柑橘葉片的銅含量狀況Table5 Cu contents in citrus leaves in Guangxi

表6 廣西柑橘葉片的硼含量狀況Table6 B contents in citrus leaves in Guangxi

表7 廣西柑橘葉片微量元素豐缺相關(guān)性分析Table7 Correlation analysis of trace elements in citrus leaves in Guangxi

本研究結(jié)果表明，廣西柑橘葉片鐵含量、錳含量大部分處于適量水平，適量比例分別占總樣本數(shù)的67.6%和72.5%，含量不足的比例僅分別為11.6%和5.3%，這與陳桂芬等[19]的廣西主產(chǎn)區(qū)85份椪柑葉片鐵含量較為豐富和曾林芳等[20]的富川60份臍橙葉片鐵錳含量大多數(shù)處于適量至高量范圍的結(jié)果基本相同，這可能是由于南方土壤多為紅黃壤，酸性較強(qiáng)，土壤有效鐵、有效錳含量較高的原因。Mn含量超標(biāo)的橘園占22.2%，有13個(gè)縣區(qū)出現(xiàn)Mn含量超標(biāo)的橘園，其中永?？h、陽朔縣、富川縣、鐘山縣、靈川縣、來賓市、隆安縣和馬山縣Mn超標(biāo)較為嚴(yán)重，都超過25%，除土壤酸性原因外，還可能與當(dāng)?shù)馗涕偕a(chǎn)上使用代森錳鋅等含錳殺菌劑較多有關(guān)[21]。

前人報(bào)道，重慶、江西、湖北、浙江等地柑橘普遍缺Zn嚴(yán)重[13,22-24]，2006～2009年報(bào)道廣西局部地區(qū)調(diào)查的柑橘缺鋅比例為44%～100%[9,18-20,25]。本研究在廣西主產(chǎn)區(qū)多樣本的分析發(fā)現(xiàn)，雖然十多年過去了，但廣西柑橘葉片缺鋅依然嚴(yán)重，不足比例高達(dá)84.1%(低量44.5%、缺乏39.6%)，這除了與紅黃壤有效鋅含量低[26]有關(guān)外，還與這些年柑橘生產(chǎn)上施用化肥為主、不重視有機(jī)肥施用和鋅肥的補(bǔ)充有很大關(guān)系。本研究發(fā)現(xiàn)廣西柑橘葉片銅含量波動(dòng)最大，不足、適量、超標(biāo)大約各占三分之一，銅超標(biāo)比例較高的有富川縣、武鳴縣、來賓市、西鄉(xiāng)塘區(qū)、隆安縣和上林縣。余紅兵等[18]報(bào)道桂西北柑橘園土壤缺銅比例高達(dá)99.2%；黃玉溢等[27]研究了廣西柑橘園土壤、葉片和根中銅的含量，發(fā)現(xiàn)橘園耕層土壤有效銅含量隨園齡的增加而增加，主要原因是生產(chǎn)上頻繁大量使用波爾多液等含銅殺菌劑來防治潰瘍病[28]。富川縣主栽品種為感潰瘍病的甜橙，武鳴縣、來賓市、西鄉(xiāng)塘區(qū)和隆安縣主栽品種為感潰瘍病的沃柑，生產(chǎn)上頻繁使用銅制劑防治潰瘍病，這應(yīng)是導(dǎo)致這些縣區(qū)葉片銅超標(biāo)的主要原因；而其余縣主栽品種是較抗?jié)儾〉纳疤情?、溫州蜜柑、金柑等品種，生產(chǎn)上銅制劑應(yīng)用少，導(dǎo)致銅不足的果園比例高。

前人研究認(rèn)為，廣西10個(gè)柑橘園葉片全部缺硼[9]。但從本研究結(jié)果看，廣西大部分柑橘葉片硼含量處于適量和超標(biāo)水平，硼超標(biāo)比例較高的是永?？h、荔浦縣、興安縣、武鳴縣、來賓市、西鄉(xiāng)塘區(qū)、隆安縣和馬山縣，這些縣區(qū)的土壤幾乎全是缺硼或低硼[29]的紅壤、黃壤，葉片硼超標(biāo)的原因主要是近年來我國柑橘生產(chǎn)上硼肥的推廣應(yīng)用得到較好普及[30-31]。廣西柑橘生產(chǎn)上已普遍施用硼肥，但硼是柑橘最敏感的營養(yǎng)元素，適宜范圍窄，缺乏時(shí)葉脈腫大破裂，過量時(shí)葉片黃化、落葉、僵果[31-33]，從本試驗(yàn)結(jié)果看，硼超標(biāo)比例高的縣區(qū)需要重視硼過量施用問題，防止中毒。

柑橘葉片營養(yǎng)元素之間的相關(guān)性受土壤酸堿度、土壤有機(jī)質(zhì)含量、營養(yǎng)元素的化學(xué)特性、砧木對營養(yǎng)元素吸收轉(zhuǎn)運(yùn)特性、元素間的拮抗、協(xié)同效應(yīng)和施肥等諸多因素影響[10,34]。而微量元素間的相關(guān)性又因葉面肥及含銅、錳、鋅等殺菌劑的使用而更為復(fù)雜。本研究結(jié)果表明，葉片F(xiàn)e含量與葉片Zn含量呈極顯著正相關(guān)，與葉片B含量呈顯著正相關(guān)；葉片Mn含量與葉片Zn含量呈極顯著正相關(guān)；葉片Cu含量與葉片B含量呈極顯著負(fù)相關(guān)。

近年廣東柑橘遭受黃龍病重創(chuàng)，與之毗鄰的廣西成為柑橘擴(kuò)種的重點(diǎn)地區(qū)，追求快速擴(kuò)大產(chǎn)量，導(dǎo)致品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化程度低。很多種植者隨意或憑經(jīng)驗(yàn)大量施用化肥，導(dǎo)致營養(yǎng)元素的豐缺失衡。通過葉片營養(yǎng)診斷指導(dǎo)施肥是科學(xué)高效的柑橘施肥技術(shù)，已在發(fā)達(dá)國家普及，成效顯著。我國近十多年來在重慶、江西、湖北、福建等地也得到較好推廣應(yīng)用，但廣西等其他大部分柑橘產(chǎn)區(qū)尚處于空白或起步狀態(tài)。因此，通過葉片營養(yǎng)診斷，摸清各地柑橘樹體營養(yǎng)狀況，由此制定出科學(xué)合理的施肥方法，是減少化肥用量、提高肥效和提高產(chǎn)量和質(zhì)量的重要途徑。

4 結(jié)論

廣西柑橘園樹體Fe、Mn、Zn、Cu和B營養(yǎng)元素豐缺失衡較明顯。其中葉片F(xiàn)e和Mn含量適宜比例最高，不足比例分別為11.6%、5.3%，超標(biāo)比例分別為20.8%、22.2%。缺Zn果園多且普遍，每個(gè)采樣區(qū)縣的柑橘葉片Zn含量處于不足的比例均很高。葉片銅含量波動(dòng)最大，不足、適量、超標(biāo)約各占1/3。葉片B含量超標(biāo)果園比例最大，達(dá)58.0%。大部分柑橘園微量元素豐缺并存，養(yǎng)分平衡狀況較差，5 種(Fe、Mn、Zn、Cu、B)和 4 種(Fe、Mn、Zn、Cu、B中的4種)微量元素含量均處于適宜水平的果園比例僅分別為0.5%和13.0%，生產(chǎn)上需重視微量元素的補(bǔ)充與平衡，補(bǔ)充Zn肥、控制B肥施用、注意含Cu藥劑的施用。

致謝：在葉片樣品采集過程中，得到廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所陳東奎、黃其椿、李果果、廖惠紅、王茜、趙洪濤和廣西特色作物研究院鄧崇嶺、陳傳武、李賢良、牛英，以及15個(gè)采樣縣(區(qū))行業(yè)主管部門、果園主等相關(guān)人員的支持和協(xié)助，在此一并表示感謝。