不同管理模式下紐荷爾臍橙微量元素的周年變化規(guī)律

張麗平 李碧嫻 管冠

摘要：采用隨機(jī)區(qū)組法對(duì)紐荷爾枳橙結(jié)果母枝上果實(shí)附近的越冬老葉及當(dāng)年生新葉進(jìn)行取樣，利用等離子體發(fā)射光譜儀ICP-MS測(cè)定了贛南紐荷爾枳橙葉片中鐵、錳、硼、鋅、銅5種微量元素的周年變化狀況。結(jié)果表明，不同管理模式下，精細(xì)管理園銅、硼含量均明顯高于粗放管理園。2個(gè)果園均存在鋅含量缺乏的狀況，粗放管理園硼缺乏，而精細(xì)管理園銅過(guò)量。不同年份間同一果園的葉片中元素含量存在差異。在整個(gè)年生長(zhǎng)周期中，錳、硼含量整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而鐵含量最終略微上升，鋅含量下降。含銅殺菌劑的使用導(dǎo)致葉片銅含量急劇上升后下降。根據(jù)土壤狀況及葉片元素的年均含量狀況，建議2個(gè)果園都增施有機(jī)肥及氮肥和磷肥，且潭東果園減少使用含銅殺菌劑，并適當(dāng)增施含鋅微肥;資源圃地區(qū)則應(yīng)適當(dāng)增施含鋅含硼微肥。依據(jù)周年含量變化規(guī)律確定合理補(bǔ)肥時(shí)期為果實(shí)采收后至開(kāi)花結(jié)果前。

關(guān)鍵詞：紐荷爾臍橙;微量元素;營(yíng)養(yǎng)元素;土壤基本性質(zhì);營(yíng)養(yǎng)診斷;周年變化;果園管理模式

中圖分類(lèi)號(hào)： S666.401 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2020）11-0128-06

收稿日期：2019-07-04

基金項(xiàng)目：江西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（編號(hào)：20161BBF60069）;國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31501717、31701871）。

作者簡(jiǎn)介：張麗平（1995—），女，江西贛州人，碩士研究生，研究方向?yàn)楦涕俚V質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與栽培生理。E-mail：zhangliping0412@163.com。

通信作者：周高峰，博士，講師，研究方向?yàn)楦涕俚V質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與栽培生理。E-mail：zhougaofeng428@163.com。 ?隨著贛南臍橙的發(fā)展和市場(chǎng)的擴(kuò)大，贛南地區(qū)已經(jīng)成為單一區(qū)域種植面積和年產(chǎn)量均居世界第1的臍橙主產(chǎn)區(qū)[1]。近年來(lái)，贛南臍橙生產(chǎn)上有機(jī)肥施用量越來(lái)越少，偏重施用氮、磷、鉀和硼等化肥，忽視鈣、鎂和鋅等肥料，導(dǎo)致樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)元素失衡，營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)量和缺乏問(wèn)題并存，葉片缺素黃化現(xiàn)象普遍存在[2-3]。臍橙的生長(zhǎng)過(guò)程中，肥料和養(yǎng)分含量的多少會(huì)影響果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)[4-5]。微量元素含量豐缺是影響臍橙生長(zhǎng)結(jié)果的重要因素之一[6-7]。從能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的角度考慮，生物肥料、化肥和微量元素肥料（簡(jiǎn)稱(chēng)微肥）的合理使用都是十分必要的。

臍橙對(duì)土壤中礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素的需求具有一定的季節(jié)性規(guī)律[8-10]，其自身生長(zhǎng)發(fā)育及開(kāi)花結(jié)實(shí)過(guò)程都容易導(dǎo)致植株養(yǎng)分的不平衡變化，尤其是在土壤營(yíng)養(yǎng)不全面的酸性紅壤中。合理的管理模式是提高果實(shí)產(chǎn)量的重要措施，不同管理模式常常導(dǎo)致水分、蟲(chóng)害等的改變，從而影響植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，進(jìn)而改變果實(shí)的品質(zhì)[11]。國(guó)內(nèi)外許多研究者對(duì)紐荷爾臍橙的土壤養(yǎng)分狀況和柑橘適宜養(yǎng)分狀況進(jìn)行了研究[12]，但由于管理模式的不同及季節(jié)的周期性變化，對(duì)臍橙養(yǎng)分的規(guī)律把握具有一定的盲目性，有關(guān)臍橙養(yǎng)分的報(bào)道主要集中在其含量的確定[13-14]及對(duì)果實(shí)的影響上[15]，缺乏對(duì)其管理模式和周年變化規(guī)律的深入研究。因此，深入了解不同管理模式下紐荷爾臍橙的周年養(yǎng)分規(guī)律，對(duì)指導(dǎo)不同管理模式下的果園施肥具有重要意義。

葉分析是建立在葉片元素含量、植物生長(zhǎng)和果實(shí)產(chǎn)量之間存在顯著的生物學(xué)關(guān)系的前提下來(lái)特征性預(yù)測(cè)肥料需求的手段[16]。在果樹(shù)的生長(zhǎng)過(guò)程中，葉片養(yǎng)分含量可以有效地反映果樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)狀況，因而利用葉分析結(jié)果來(lái)指導(dǎo)科學(xué)施肥已成為果樹(shù)生產(chǎn)中的重要手段之一。前人已采用葉分析法分析蘋(píng)果[17]、鴨梨[18]、獼猴桃[19]等多種水果的養(yǎng)分周年變化狀況。本試驗(yàn)以多年生紐荷爾臍橙為材料，用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）測(cè)定不同管理模式下紐荷爾臍橙葉片中多種微量礦物質(zhì)元素含量的周年變化，以了解紐荷爾臍橙在整個(gè)年生長(zhǎng)周期的微量元素變化狀況，為臍橙的生產(chǎn)施肥提供更加合理的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

對(duì)贛南師范大學(xué)種子資源圃及贛州市潭東果園2個(gè)果園的基本狀況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果如下：2個(gè)果園均位于贛州地區(qū)，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，通氣狀況良好，年平均氣溫為20 ℃左右，年均降水量約為1 340 mm，土壤均為紅壤，其中種子資源圃為種子保存粗放管理園，種植有各種不同品種的柑橘類(lèi)果樹(shù)，用于種子資源保存;潭東果園為常規(guī)生產(chǎn)型精細(xì)管理果園，主要種植大量用于生產(chǎn)銷(xiāo)售的紐荷兒臍橙。對(duì)2個(gè)果園中的0～30 cm土層進(jìn)行基本的土壤性質(zhì)測(cè)定，其中pH值采用starter 2100 pH計(jì)測(cè)定，有機(jī)質(zhì)含量測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法，堿解氮含量采樣堿解擴(kuò)散法測(cè)定，速效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定，速效鉀含量采用醋酸銨浸提-火焰光度法測(cè)定[20]，測(cè)定結(jié)果如表1所示。以魯劍巍等設(shè)定的柑橘園土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[21]作為參考可知，2果園土壤pH值均適宜臍橙生長(zhǎng)，但有機(jī)質(zhì)含量均偏低，速效鉀含量適中，潭東果園堿解氮、速效磷含量均缺乏，而資源圃果園堿解氮、速效磷含量均嚴(yán)重缺乏。

1.2 贛南臍橙葉片營(yíng)養(yǎng)診斷分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表

本試驗(yàn)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管理委員會(huì)備案公布的DB36/T 625—2011《贛南臍橙葉片營(yíng)養(yǎng)診斷技術(shù)規(guī)程》）為依據(jù)，將葉片元素含量分為5個(gè)等級(jí)（表2），作為本試驗(yàn)葉片營(yíng)養(yǎng)診斷分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與樣品采集

本試驗(yàn)以6年生枳[Poncirus trifoliata （L.） Raf.]砧紐荷爾臍橙（Citrus sinensis Osbeck cv. Newhall）為材料，進(jìn)行不同管理模式下樹(shù)體微量營(yíng)養(yǎng)元素周年需求規(guī)律研究。試驗(yàn)在贛南師范大學(xué)國(guó)家臍橙工程技術(shù)研究中心進(jìn)行，葉片采樣時(shí)間為2017年4—12月至2018年3—11月，采樣地點(diǎn)為贛南師范大學(xué)種子資源圃和贛州市潭東果園。

本試驗(yàn)主要采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各取10株生長(zhǎng)發(fā)育正常的6年生紐荷爾枳橙，其中5株1小區(qū)，掛牌取樣。從4月果樹(shù)大量開(kāi)花起開(kāi)始采集葉片，直至11、12月果實(shí)被采收完全后結(jié)束。葉片具體取樣時(shí)間為每月8日和23日左右，每年合計(jì)采集葉片18次，取樣時(shí)均選取生長(zhǎng)發(fā)育正常枝條上的葉片，從每株樹(shù)上各采集葉片40張，其中結(jié)果母枝上果實(shí)附近的越冬葉片為老葉，當(dāng)年生春梢葉為新葉，采樣時(shí)老葉和新葉各采集20張，分東南西北4方位采樣，每個(gè)方位5張，新老葉分開(kāi)存放。

1.4 樣品的保存

將采集好的葉片用超純水洗凈后，于105 ℃烘箱中殺青30 min，然后置于75 ℃恒溫烘箱中烘干，粉碎、過(guò)篩后置于干燥器中，恒溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5 測(cè)定及分析方法

儀器：starter 2100 pH計(jì)、ICP-MS（安捷倫7900）、MKII Chloride Analyzer 926等。試劑：四水硝酸鈣、硝酸鉀、磷酸二氫銨、七水硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉亞鐵、硼酸等。

柑橘鐵、錳、硼、鋅、銅、元素含量的測(cè)定參考Ou等的方法[22]進(jìn)行，并進(jìn)行適當(dāng)修改：將已經(jīng)粉碎的干樣粉末再次置于75 ℃恒溫烘箱中烘干過(guò)夜。稱(chēng)取葉片干樣粉末0.20 g左右，按編號(hào)置于石英坩鍋中，25個(gè)樣品為1組，其中1個(gè)樣品作為參照，所有參照稱(chēng)取同一個(gè)樣。將稱(chēng)好的葉片粉末放在電爐上加熱，待黑煙散盡即可取下，隨后放入馬弗爐中在500 ℃下灰化6 h，待爐溫降到室溫時(shí)用坩堝鉗取出，然后加入5%硝酸10 mL，靜置后用定量濾紙過(guò)濾，再裝入10 mL離心管中待測(cè)。采用等離子體發(fā)射光譜儀ICP-MS（安捷倫7900）測(cè)定待測(cè)液，計(jì)算后得到鐵、錳、硼、鋅、銅元素的含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同管理的模式下2個(gè)果園2017年與2018年的5種微量元素的年均狀況分析

由表3可知，潭東精細(xì)管理園的銅、硼元素含量均高于資源圃粗放管理園。2017年，潭東精細(xì)管理臍橙園與資源圃粗放管理臍橙園相比，老葉及新葉中鐵、錳、鋅含量相差較小，而新葉、老葉中銅、硼含量分別增加24.73、23.20、39.51、49.52 mg/kg，均超過(guò)資源圃果園含量的1倍以上。而在2018年，也出現(xiàn)了相類(lèi)似的情況，即潭東精細(xì)管理園與資源圃粗放管理園相比，鐵、錳、鋅含量差距較小，但銅、硼含量在新、老葉中分別高出18.84、10.31、65.80、6869 mg/kg，含量差距均較大。

對(duì)比表2中的元素診斷分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可知，在2017年和2018年2個(gè)年生長(zhǎng)周期中，潭東果園的老葉中鐵元素處于高量范圍值內(nèi)，潭東果園新葉及資源圃新葉中鐵年均含量均處于適量值范圍內(nèi)。2017年資源圃老葉鐵年均含量處于適量范圍內(nèi)，但2018年資源圃老葉處于高量狀態(tài);2個(gè)果園的老葉和新葉年均錳含量均處于適量值范圍內(nèi);銅含量在潭東地區(qū)的老葉、新葉中處于過(guò)量狀態(tài)，在資源圃老葉中均處于過(guò)量狀態(tài)，新葉中均處于適量狀態(tài);新葉、老葉中的鋅含量在潭東和資源圃2個(gè)果園均處于缺乏范圍內(nèi);硼含量在潭東地區(qū)的新葉、老葉中均處于適量范圍內(nèi)，在資源圃新老葉中均處于低量范圍。說(shuō)明潭東果園存在銅過(guò)量鋅缺乏的狀況，而資源圃地區(qū)存在缺鋅、缺硼問(wèn)題。贛南臍橙園的土壤主要為紅壤和黃壤，少量為紫色土，而在紅壤和黃壤中鋅含量低。上述結(jié)果與凌厲俐等的贛南臍橙果園普遍缺鋅，部分果園缺硼的調(diào)查結(jié)果[23]較為一致。

對(duì)比分析2017年與2018年各種元素的年均含量可知，潭東果園與資源圃新葉、老葉中鐵含量變化較為明顯，2018年較2017年分別增加了46%、9%和59%、12%;銅含量在潭東地區(qū)新、老葉中分別減少了17%、30%;硼含量在潭東地區(qū)新、老葉中分別增加了32%、10%，在資源圃新、老葉中分別降低了9%、30%。錳、鋅含量在2地新、老葉中含量變化大多小于5%，即含量變化較不明顯。

另外，由表3還可知，在2017、2018年測(cè)定的年均值中，潭東和資源圃2果園鐵含量在老葉中的年均值較新葉高出約90%、41%和71%、20%;錳含量在老葉中的年均值較新葉高出約36%、25%和30%、33%。在資源圃果園中，2年老葉銅含量均高于新葉68%左右，含量差距較為明顯。而在果園果實(shí)的年生長(zhǎng)周期中，老葉和新葉的鋅、硼含量差別不大，說(shuō)明鋅、硼在老葉和新葉中含量更為均衡。

2.2 不同管理模式下2個(gè)果園的5種微量元素周年變化規(guī)律狀況

2.2.1 鐵含量周年變化趨勢(shì) 由圖1可知，2018

年潭東和資源圃2個(gè)果園的新、老葉鐵含量總體略高于2017年。而在2017、2018年2個(gè)整年生長(zhǎng)周期內(nèi)，潭東和資源圃2個(gè)果園內(nèi)葉片中鐵含量整體變化趨勢(shì)較為接近，均表現(xiàn)為老葉中鐵含量整體呈波浪平穩(wěn)變化且幅度較小，在新葉中從3、4月的最小值隨著生長(zhǎng)時(shí)間的推移逐漸增長(zhǎng)，在8、9月達(dá)到峰值后下降。2017年，從最小值到峰值，潭東果園和資源圃新葉鐵含量分別增加了近1倍;從初花期開(kāi)始到采樣結(jié)束，新葉鐵含量在到達(dá)峰值后下降，潭東和資源圃2個(gè)果園新葉總體鐵含量分別增加了39%和78%。2018年，從最小值到峰值，潭東和資源圃2個(gè)果園新葉鐵含量分別增加了49%和19%;采樣結(jié)束時(shí)，潭東和資源圃2個(gè)果園新葉總體鐵含量分別增加了17%和14%。

2.2.2 錳含量周年變化趨勢(shì) 由圖2可知，在2017、2018年2個(gè)整年生長(zhǎng)周期內(nèi)，潭東和資源圃2個(gè)果園內(nèi)葉片錳含量均總體呈上升趨勢(shì)。從開(kāi)花期到采果期結(jié)束，2017年，潭東果園新、老葉中錳元素含量分別增加了54%和29%，資源圃新、老葉中錳元素含量分別增加了87%和46%;2018年，潭東果園新、老葉中錳元素含量分別增加了32%和49%，資源圃新、老葉中錳元素含量分別增加了58%和34%。

2.2.3 銅含量周年變化趨勢(shì) 由圖3可知，在2017、2018年2個(gè)整年生長(zhǎng)周期內(nèi)，潭東果園新葉、老葉中銅含量均出現(xiàn)在果實(shí)迅速膨大期疾速上升，而后迅速下降的情況，據(jù)調(diào)查得知，這是由于在精細(xì)管理的潭東果園中，為防治病蟲(chóng)害，果農(nóng)會(huì)在6、7月果實(shí)迅速膨大期大量噴灑含銅殺菌劑波爾多液，導(dǎo)致葉片中吸收并殘留了大量銅元素，因此出現(xiàn)銅含量非正常增長(zhǎng)的現(xiàn)象。之后隨著生長(zhǎng)期的推移，在雨水沖刷及營(yíng)養(yǎng)吸收等多種作用下，銅含量緩慢下降，最終趨于適宜。而在資源圃果園中，2年間老葉銅含量發(fā)生較為平穩(wěn)浮動(dòng)，新葉中則出現(xiàn)略微上升現(xiàn)象。

2.2.4 鋅含量周年變化趨勢(shì) 由圖4可知，在2017、2018年2個(gè)整年生長(zhǎng)周期內(nèi)，潭東、資源圃2個(gè)果園內(nèi)葉片鋅含量呈下降趨勢(shì)，2017年，鋅含量在潭東果園新、老葉中分別下降了24%和27%，在資源圃新、老葉中分別下降了36%和17%;2018年，鋅含量在潭東果園新、老葉中分別下降了27%

和29%，在資源圃新、老葉中分別下降了29%和24%。鋅在盛花期前累積，在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中不斷減少。鋅主要參與生長(zhǎng)素的合成及植物器官發(fā)育，并作為酶成分參與代謝及光合作用，因而在果樹(shù)的整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育與開(kāi)花結(jié)果過(guò)程中，被不斷消耗，因此含量整體減少。

2.2.5 硼含量周年變化趨勢(shì) 由圖5可知，在2017、2018年2個(gè)整年生長(zhǎng)周期內(nèi)，潭東果園新、老葉中硼含量總體呈上升趨勢(shì)，而在資源圃果園中，新、老葉硼含量較潭東果園均明顯降低且整體呈較為平穩(wěn)的浮動(dòng)。潭東地區(qū)2017、2018年新、老葉含量分別增加了22.15、13.36、57.92、27.91 mg/kg，資源圃果園2017、2018年新、老葉含量分別增加了604、7.77、3.07、1.25 mg/kg。硼元素對(duì)于蛋白質(zhì)的合成和生長(zhǎng)素的運(yùn)輸具有重要的作用，因而在果實(shí)不斷生長(zhǎng)壯大的過(guò)程中隨著蛋白質(zhì)含量的增加其含量不斷增加，而在果實(shí)迅速膨大期，其含量增加則更加明顯。

3 結(jié)論與討論

3.1 不同管理模式下葉片中部分元素含量存在較大差異

由以上分析可知，精細(xì)管理的潭東果園與粗放管理的資源圃果園之間葉片中鐵、錳、鋅含量差距較小，但精細(xì)管理園葉片中的銅、硼含量明顯高于粗放管理園。在近似的氣候下，精細(xì)的管理、合理的施肥打藥可以有效提高土壤肥力，增加土壤中肥力的基礎(chǔ)值，進(jìn)而改善果樹(shù)本身的營(yíng)養(yǎng)狀況，使得果樹(shù)更好地生長(zhǎng)，但如果潭東果園過(guò)多地噴施含銅殺菌劑可能造成單一元素過(guò)量，這不利于果樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)平衡。

3.2 不同年份間同一果園葉片中的元素含量存在差異

雖然同一果樹(shù)的年周期元素含量變化應(yīng)大致相似，但通過(guò)對(duì)比分析2017、2018年潭東果園與資源圃葉片中的鐵、鋅、硼含量可以看出，它們的波動(dòng)頻率和幅度均存在較大差異，說(shuō)明即使是在同一個(gè)果園的同一片果樹(shù)中，也可能由于樹(shù)體本身的差異或外界溫度、氣候、光照、降水、通氣等導(dǎo)致其營(yíng)養(yǎng)狀況差異，具體關(guān)系有待深入研究。

3.3 應(yīng)根據(jù)土壤狀況及葉片元素的年均含量狀況調(diào)整施肥

根據(jù)測(cè)定的2個(gè)果園的土壤基本性質(zhì)，建議潭東與資源圃2個(gè)果園都增施有機(jī)肥、氮肥和磷肥，以補(bǔ)充土壤養(yǎng)分基礎(chǔ)值。依據(jù)元素年均含量分析結(jié)果可知，潭東果園銅過(guò)量鋅缺乏，資源圃地區(qū)缺鋅缺硼。因而建議潭東果園減少使用含銅殺菌劑或者換用不含銅殺菌劑，并適當(dāng)增施含鋅微肥;資源圃地區(qū)則應(yīng)適當(dāng)增施含鋅含硼微肥。

3.4 依據(jù)周年含量變化規(guī)律確定施肥時(shí)期

在2年生長(zhǎng)周期中，錳、硼含量整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，鋅含量呈下降趨勢(shì)，鐵、銅含量出現(xiàn)平穩(wěn)變化或波浪型浮動(dòng)。含銅殺菌劑的使用導(dǎo)致葉片銅含量急劇上升后下降，說(shuō)明在果實(shí)的生長(zhǎng)期，部分葉片營(yíng)養(yǎng)可流向果實(shí)，因而建議在果實(shí)采收后至開(kāi)花結(jié)果期前進(jìn)行合理補(bǔ)肥，提高樹(shù)體自身養(yǎng)分水平，以促進(jìn)果樹(shù)多果高產(chǎn)。

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