養(yǎng)分補償對紅壤退化地東魁楊梅果實內(nèi)在品質(zhì)的影響

李麗紅，林 強，林文俊，陳世品，馮麗貞*，張思庭

（1.福建農(nóng)林大學林學院，福州 350002；2.福建省水土保持試驗站，福州 350003）

楊梅（Myrica rubra）屬于楊梅科（Myricaceae）楊梅屬（Myrica Linn.）植物，是我國南方重要的經(jīng)濟和生態(tài)樹種，在國外分布極少，且果形小，品質(zhì)遠不及中國[1]。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有楊梅栽培品種有305個，東魁（Myrica rubra cv.Dongkui）是果實最大的楊梅品種，在全國栽培面積最大，占栽培總面積的20%[2]。楊梅風味獨特，富含營養(yǎng)元素，有著極高的藥用保健價值[3-6]；果實中花色苷也含量豐富，可開發(fā)作純天然抗氧化劑[7]；楊梅樹體強健、根系發(fā)達，能有效地攔截雨水，減少雨水對地面的沖刷，且其菌根能固氮，是生態(tài)經(jīng)濟型的水土保持優(yōu)良樹種[1]。近年來，由于我國重點調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結構，加強山區(qū)綜合開發(fā)，楊梅產(chǎn)業(yè)在我國南方發(fā)展速度迅猛，種植面積不斷擴大[8-9]。但到目前為止對楊梅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，栽培管理技術的研究極少見[10]。楊梅一直以來被認定為耐瘠樹種，故傳統(tǒng)栽培管理較為粗放，缺乏對楊梅栽培的養(yǎng)分補償研究，致使在楊梅生產(chǎn)上出現(xiàn)較為嚴重的缺肥或施肥不當?shù)默F(xiàn)象[10-11]。這不僅影響到了楊梅產(chǎn)量和果實品質(zhì)，而且破壞了土壤結構，還對生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的污染。福建省長汀縣水土流失較為嚴重，當?shù)乩脳蠲分卫?，有效改善了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。隨著楊梅種植面積不斷擴大，改善品質(zhì)的問題也受到廣泛關注[12-14]。據(jù)長汀縣河田鎮(zhèn)車寮村近年東魁楊梅產(chǎn)量統(tǒng)計，300多hm2楊梅林一年總產(chǎn)量僅10萬kg左右，平均每株產(chǎn)量約10 kg。另外，果實個體偏小，甜度不夠?qū)е落N售困難，加上果園一般管理的人力物資投入成本較高，每年經(jīng)濟損失高達幾千萬元。可見在實際生產(chǎn)管理中，大部分楊梅林依舊停留在過去傳統(tǒng)的栽培模式上，果農(nóng)僅憑自身經(jīng)驗管理楊梅，未對當?shù)貤蠲返纳砩鷳B(tài)適應性作研究。有鑒于此，本試驗以福建省長汀縣東魁楊梅為試驗材料，在了解當?shù)貣|魁楊梅的栽培情況及對林下土壤養(yǎng)分分析的基礎上，通過不同的養(yǎng)分補償處理，分析楊梅果實品質(zhì)對養(yǎng)分補償?shù)捻憫?，篩選出最佳養(yǎng)分補償配方，解決楊梅林產(chǎn)量不高和品質(zhì)低劣等問題，為提高我省貧瘠山地楊梅產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益，改善楊梅產(chǎn)量和品質(zhì)提供技術支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在福建省長汀縣河田鎮(zhèn)車寮村楊梅園內(nèi)年均氣溫17.5～18.8℃，平均年無霜期260 d，平均年日照時數(shù)1 924.6 h，≥10℃有效積溫為4 100～4 650℃，年平均降雨量為1 700 mm，降雨多集中于5—7月。該地以低山、丘陵地貌為主，海拔約在300～500 m。園內(nèi)試驗區(qū)坡向為東向，坡度40°，土壤為山地紅壤，成土母巖屬粗晶花崗巖，土層雖然深厚，但結構疏松，含砂量大，結構不良，是南方水土流失較為嚴重的土壤類型。土壤中0～40 cm土層有機質(zhì)含量為14.21 g/kg，全氮含量為0.884 g/kg，全磷含量為0.407 g/kg，全鉀含量為7.451 g/kg，速效氮含量為70.65 mg/kg，速效磷含量為69.08 mg/kg，速效鉀含量為111.61 mg/kg?？梢娡寥乐腥退傩р涴B(yǎng)分含量均低于楊梅樹對土壤養(yǎng)分的需求標準[15]，因此需及時對楊梅林進行養(yǎng)分補償，提高楊梅林產(chǎn)量和果實品質(zhì)。

1.2 試驗材料

供試楊梅園樹齡為13年生，品種樹勢強健，樹木經(jīng)矮化管理，樹高約為2.4～3.1 m，冠幅東西徑約為 5.0～6.6 m、南北徑約為 4.8～6.0 m，株行距為（5.3～6.8）m×（6.4～6.9）m。園內(nèi)楊梅果實在 6月上旬成熟，果色紫紅，成熟果實口感略酸。

試驗中所使用的復合肥由史丹利化肥股份有限公司生產(chǎn)的硫酸鉀型復合肥料（N+P2O5+K2O≥45%），菌肥由ETS（天津）生物科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)（有效活菌數(shù)5 000萬個/g，有機質(zhì)≥45%，N+P2O5+K2O≥6%），磷肥由山東陽光化肥有限公司生產(chǎn)的農(nóng)用級“沃能牌”磷酸二氫鉀（KH2PO4含量≥98%）。

1.3 研究方法

1.3.1 養(yǎng)分補償方式

試驗地水土流失較為嚴重，土壤均質(zhì)性很高。為了消除坡向、坡位和坡度等環(huán)境因子的影響，試驗地選擇充分考慮了環(huán)境因子均質(zhì)性之外，試驗對象選擇長勢一致、種植密度一致、往年結果量較一致的個體，使重復小區(qū)的研究背景基本能保持一致。如圖1所示，在楊梅園此坡面上于同一高度上選擇了位置并列的3個試驗重復區(qū)（A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)），去除邊際效應，在每個試驗區(qū)內(nèi)均包含從山頂至山腳方向3棵×5列，共15棵樹，3次重復共45棵樹（數(shù)字1～45為試驗楊梅樹編號）。

圖1 試驗地設計圖Figure 1 The design of experimental area

根據(jù)挖根探查，楊梅根幅一般不超過樹冠冠幅。為了避開交叉影響、減少肥料對根系的損傷，施肥位置均在樹冠滴水線以內(nèi)，2次施肥位置錯開，既達到全園翻土的目的，又促進根的生長。本試驗設置5個施肥處理（見表1），施肥時間分春肥和壯果肥。春肥在2016年1月19日施，施肥方式采用條狀溝施，在每棵樹東西兩側的樹冠滴水線內(nèi)挖4個40 cm×30 cm×30 cm的坑進行施肥再覆土。壯果肥在2016年5月10日施，由于磷肥肥效慢，本次磷肥采用兌水向葉面噴施的方式，磷肥:水=1:300，其余施肥方式與施春肥相同。

1.3.2 取樣方法

于楊梅果實成熟時（2016年6月5日）分別采摘3個區(qū)內(nèi)不同處理中長勢一致的楊梅樹，在候選樹體的不同方向及不同高度上采摘10顆成熟果實，裝入自封袋，貼上標簽標記好采樣楊梅樹編號及采樣日期。包裝采用泡沫箱加冰塊的方式，及時運回實驗室測定品質(zhì)。

1.3.3 果實內(nèi)在品質(zhì)測定

本試驗中楊梅果實內(nèi)在品質(zhì)檢測指標包含可溶性固形物、總糖、還原性糖、總酸、蛋白質(zhì)、維生素C、鉀、鈣。其中，①可溶性固形物:采用手持式糖度計測定[16]。②總糖:采用蒽酮比色法測定[17]。③還原性糖:采用斐林氏容量法測定[18]。④總酸:采用氫氧化鈉滴定法測定[19]。⑤維生素C:采用2，6-二氯靛酚滴定法測定[17]。⑥蛋白質(zhì):采用國標GB 5009.5-2010標準測定。⑦鉀采用國標GB/T 5009.91-2003標準測定。⑧鈣:采用鹽酸浸提原子吸收法測定。以上指標每處理重復3次。

1.3.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

本試驗取3組重復的平均值，利用SPSS 21對不同養(yǎng)分補償下楊梅內(nèi)在品質(zhì)進行單因素方差分析和主成分分析，并利用Excel繪制圖表。

表1 養(yǎng)分補償方案設計Table 1 The experiment design of nutrient compensation

2 結果與分析

2.1 楊梅果實可溶性固形物、糖和總酸對養(yǎng)分補償?shù)捻憫?/h3>

對楊梅林進行不同養(yǎng)分補償，我們發(fā)現(xiàn)處理Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ對可溶性固形物積累有顯著效果，處理Ⅰ、Ⅳ對果實總糖作用明顯，4個處理組對總酸均有較大影響。其中可溶性固形物在處理Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ含量分別為12.9%、12.3%、12.1%，較不施肥分別提高16.2%、10.8%、8.1%；總糖在Ⅰ、Ⅳ中分別是CK的1.26倍、1.24倍，但處理Ⅱ、Ⅲ對總糖影響不大。雖然總糖含量在施肥處理有增加趨勢，但各處理對可溶性糖含量效果不明顯；總酸是檢驗果實口感風味的重要指標[20]，不同養(yǎng)分補償對果實總酸有明顯降低作用，由圖2可以看出，處理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的果實總酸含量分別降低了32.2%、26.4%、23.1%、22.7%，其中處理Ⅰ降酸效果最顯著，可見施硫酸鉀型復合肥（處理Ⅰ）能有效提高楊梅口感。

2.2 楊梅果實蛋白質(zhì)對養(yǎng)分補償?shù)捻憫?/h3>

養(yǎng)分補償后對楊梅果實蛋白質(zhì)指標進行差異分析（圖3），處理Ⅰ、Ⅳ對提高蛋白質(zhì)含量的效果最明顯，分別提高了33.3%、12.8%，然而處理Ⅱ、Ⅲ對提高蛋白質(zhì)含量影響不大。說明在不同養(yǎng)分補償中施硫酸鉀型復合肥（處理Ⅰ）、菌肥+磷肥復合肥（處理Ⅳ）可以顯著提高果實中蛋白質(zhì)的含量。

圖2 楊梅果實可溶性固形物、糖、總酸對養(yǎng)分補償?shù)捻憫狥igure 2 Response of soluble solids、sugar and total acid of Myrica rubra to nutrient compensation

圖3 楊梅果實蛋白質(zhì)對養(yǎng)分補償?shù)捻憫狥igure 3 Response of Myrica rubra fruit protein to nutrient compensation

2.3 楊梅維生素C、鉀、鈣元素對養(yǎng)分補償?shù)捻憫?/h3>

經(jīng)過不同養(yǎng)分補償后，我們檢測了果實中維生素C、鉀、鈣元素方面的差異（圖4），楊梅果實中的維生素C在處理中含量大小分別為Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ＞Ⅳ＞Ⅴ，其中處理Ⅲ是CK的1.1倍；由圖可見鉀、鈣元素在各處理均有較大提升，以處理Ⅳ效果最佳。

圖4 楊梅果實維生素、鉀、鈣對養(yǎng)分補償?shù)捻憫狥igure 4 Responses of vitamins、kalium and calcium in Myrica rubra to nutrient compensation

2.4 主成分分析

本試驗中8個果實品質(zhì)指標具有不同的衡量標準，對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，計算特征值、方差貢獻率以及各指標的相關關系。如表2所示，顯示KMO值為0.585，在Bartlett球形度檢驗中P值＜0.03，綜合兩個指標，說明變量之間存在相關性可進行后續(xù)分析。表3中特征值3.317、1.603、1.188均大于1，提取前3個特征值的主成分，其累積貢獻率達76.36%，表明提取的前3個主成分可以基本反映8個指標的所有信息，能在一定程度上說明施肥的綜合影響。通過主成分分析得到最佳施肥方式排序為硫酸鉀型復合肥＞菌肥+磷肥＞菌肥＞磷肥＞不施肥。

表2 養(yǎng)分補償對果實品質(zhì)影響的主成分分析KMO和Bartlett的檢驗Table 2 Tests on KMO and Bartlett of principal component analysis for effect of nutrient compensation on fruit quality

3 討論與結論

楊梅單株產(chǎn)量不高、品質(zhì)不穩(wěn)定是我國楊梅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要問題[21]。本試驗對長汀縣紅壤退化地東魁楊梅進行不同養(yǎng)分補償后果實內(nèi)在品質(zhì)研究。結果表明養(yǎng)分補償可以提高楊梅果實中可溶性固形物、總糖、蛋白質(zhì)、維生素C、鉀、鈣這些營養(yǎng)物質(zhì)的含量，并且對降低果實中總酸含量的效果達到顯著差異，但是對提高果實中還原糖含量無明顯意義。可溶性固形物包括糖、酸、維生素、礦物質(zhì)元素等，其在處理Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ中呈顯著差異，而總糖、總酸、蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)元素的變化情況與之大致相同，可見本試驗結果的合理性。

硫酸鉀型復合肥對提高楊梅果實中可溶性固形物、總糖、蛋白質(zhì)含量效果最佳，對降低果實中總酸含量的作用最顯著。雖然硫酸鉀型復合有效的改善果實口感風味，但長期反復施硫酸鉀型復合肥會導致土壤的板結與酸化，因此需權衡復合肥的施用量和施用時間，在不破壞土壤營養(yǎng)結構的前提下達到改善果實品質(zhì)效果最大化。微生物肥料是指某類微生物或復合微生物菌劑與有機肥或無機肥共同作用的一類菌肥[22]。這類菌肥可改良土壤，加強農(nóng)作物對營養(yǎng)的吸收，減少病蟲害和提高作物的品質(zhì)[23-24]。其應用在蘋果、梨、獼猴桃、香蕉和黃瓜、西瓜均有報道[25-28]。但本試驗中單施菌肥對提高楊梅果實品質(zhì)效果不是最佳，這可能是因為菌肥的作用機制是通過增加土壤微生物數(shù)量使土壤中微生物的活性增加，土壤中營養(yǎng)元素可以更快地被循環(huán)和利用[29]，而福建省長汀縣水土流失較為嚴重，土壤貧瘠，不像氮磷鉀肥可以直接被果樹吸收利用，因此菌肥的施用量、肥效快慢和肥效時間有待進一步研究。維生素在人體維持正常機能的過程中是必不可缺的，試驗結果表明，維生素C含量在施磷肥后最高。磷肥施用量過少會不利于楊梅花芽的分化，影響產(chǎn)量；過多則會導致結果過多，果樹不堪重負而品質(zhì)下降，全樹出現(xiàn)畸形果。因此，倘若磷肥施用量控制得當，可以很好地提高果實中維生素C的含量；菌肥+磷肥復合肥在本試驗中比單施菌肥和磷肥的綜合效果更佳，這主要是因為磷肥易導致土壤固化，造成土壤板結，影響根系生長，而菌肥卻可以改良、活化土壤，二者中和后有利于楊梅樹體營養(yǎng)吸收，但這一作用機制還有待深入探究。

表3 養(yǎng)分補償對果實品質(zhì)影響的主成分分析的特征值和方差貢獻率Table 3 Eigenvalues and variance contribution ratios of principal component analysis for effect of nutrient compensation on fruit quality

表4 不同養(yǎng)分補償果實品質(zhì)的各主成分、綜合得分及排序Table 4 The main components，comprehensive scores and ranking of fruit quality compensated by different nutrients

綜上所述，養(yǎng)分補償種類、時間及養(yǎng)分補償方式不同，對增加楊梅產(chǎn)量，提升果實品質(zhì)有重要意義，但不同果實品質(zhì)指標的衡量標準不一，本試驗在不同養(yǎng)分補償后對果實品質(zhì)進行主成分分析得出施用硫酸鉀型復合肥效果最佳。由于時間、環(huán)境等因素限制，本試驗未能測試采后肥和冬肥對楊梅產(chǎn)業(yè)的影響，后續(xù)我們將補充施肥次數(shù)，設置不同施肥梯度，以篩選出高效的養(yǎng)分補償方式及補償量，為科學、高效、環(huán)保可持續(xù)楊梅產(chǎn)業(yè)提供技術支撐。