不同有機(jī)肥配比對(duì)中秋酥脆棗光合作用及果實(shí)品質(zhì)的影響

（中南林業(yè)科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)林培育與保護(hù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

中秋酥脆棗Ziziphus jujuba‘Zhongqiu Sucui’是中國(guó)南方鮮食棗主栽品種[1]，富含蛋白質(zhì)、糖類(lèi)、維生素C 及有機(jī)酸，是兼并營(yíng)養(yǎng)與醫(yī)療藥食于一體的滋補(bǔ)佳品[2-3]。中國(guó)是世界棗樹(shù)的種植大國(guó)，棗樹(shù)栽培面積（1.33×106hm2）和產(chǎn)量（2.46×106t）均占全世界的95%以上[4]。棗因可以被直接食用，所以對(duì)棗果在外觀和口感品質(zhì)方面的研究十分重要[5]。然而，由于近年來(lái)?xiàng)棙?shù)果園的管理粗放、長(zhǎng)期單一盲目的施肥及氣候異常等因素，導(dǎo)致棗果產(chǎn)量和品質(zhì)降低、葉片光合效率低等一系列問(wèn)題?？茖W(xué)選用肥料種類(lèi)并確定適宜的施肥量是綜合提高果樹(shù)品質(zhì)的重要保障，也是果樹(shù)優(yōu)化施肥管理中的重要決策，尤其是有機(jī)肥的施用，對(duì)于改良土壤、提升果實(shí)品質(zhì)都起到重要作用[6-7]。生物有機(jī)肥是一類(lèi)在生物肥基礎(chǔ)上升級(jí)的新型的有望取代化肥的環(huán)境友好型肥料，它既安全又高效，是傳統(tǒng)有機(jī)肥和微生物菌肥的有機(jī)結(jié)合體[8]。例如，本研究所設(shè)計(jì)使用到的3 種不同有機(jī)肥：海藻有機(jī)肥（Sea-weed，SW），利用海洋中的大型藻類(lèi)為原料研制而成的新型綠色有機(jī)肥；菜粕有機(jī)肥（Rapeseed-dregs，RD），生物有機(jī)肥生產(chǎn)中常用的營(yíng)養(yǎng)載體以及農(nóng)家綠有機(jī)肥（Farmyard-manure，F(xiàn)M），具有對(duì)人體無(wú)害和對(duì)環(huán)境無(wú)污染的特性，能夠促進(jìn)植株的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高，同時(shí)還能增強(qiáng)植物的抗逆性[9-10]。目前，中秋酥脆棗已經(jīng)成為南方各省改造荒山、致富農(nóng)村的新興重要經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種。科研工作者對(duì)中秋酥脆棗開(kāi)展了多方面的科學(xué)研究，例如避雨栽培對(duì)中秋酥脆棗果實(shí)產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[11]、不同處理對(duì)中秋酥脆棗果實(shí)采后裂果的影響[12]、木質(zhì)化和半木質(zhì)化的中秋酥脆棗棗吊葉片光合效率的比較[13]、不同基肥配比對(duì)中秋酥脆棗栽培的土壤理化性質(zhì)的影響[14]等。然而關(guān)于有機(jī)肥的配方施肥對(duì)中秋酥脆棗葉片的光合生理特性、果實(shí)的產(chǎn)量及品質(zhì)的研究則欠缺。因此對(duì)于如何科學(xué)有效施肥，改善和維持綠色棗果生產(chǎn)所需要的肥料養(yǎng)分，提高棗果營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，已成為中秋酥脆棗生產(chǎn)所急需解決的問(wèn)題。

光合作用是植物植物生長(zhǎng)發(fā)育重要的指標(biāo)，是植物干物質(zhì)積累合成產(chǎn)量的基礎(chǔ)。本研究探討3種有機(jī)肥不同施肥量的配比施用對(duì)中秋酥脆棗的葉片光合性能、果實(shí)產(chǎn)量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，以期尋求較佳的施肥配比，為提高中秋酥脆棗果實(shí)產(chǎn)量、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)果品提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

實(shí)驗(yàn)在湖南省衡陽(yáng)市岳屏鎮(zhèn)富強(qiáng)果業(yè)合作社進(jìn)行，選用生長(zhǎng)條件相同、長(zhǎng)勢(shì)基本一致的6年生中秋酥脆棗嫁接苗。設(shè)置9 個(gè)處理（A-I）和1個(gè)對(duì)照組（CK），選用海藻素（SW）、菜粕（RD）和農(nóng)家綠（FM）3 種不同的有機(jī)肥，每種肥料設(shè)置4 個(gè)不同的施肥量梯度：0、2.5、5.0 和7.5 kg/株。施肥方案的設(shè)計(jì)安排見(jiàn)表1。采用穴施（規(guī)格：40 cm×40 cm×30 cm），每個(gè)處理3 次重復(fù)。

表1 施肥試驗(yàn)L9(34)的正交設(shè)計(jì)方案Table 1 Orthogonal design scheme of fertilizer test L9 (34)

1.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.2.1 葉綠素含量和光響應(yīng)參數(shù)的測(cè)定

于2017年7月中旬，選擇晴天，在9:00—12:00取各個(gè)處理中秋酥脆棗棗吊上的第3 到4 節(jié)健康葉片，使用便攜式葉綠素計(jì)（SPAD-502Plus，KONICA MINOLT，美國(guó)）測(cè)得相對(duì)葉綠素含量，用SPAD 表示。同時(shí)，利用便攜式光合測(cè)定（LI-6400XT，美國(guó)）測(cè)定凈光合速率（Net photosynthetic rate，Pn）、光飽和點(diǎn)（Light saturation point，LSP）、光補(bǔ)償點(diǎn)（Light compensation point，LCP）及最大凈光合速率（Maximum net photosynthetic rate，Pmax）等光合響應(yīng)參數(shù)[15]。在整個(gè)光合的測(cè)定過(guò)程中，采用吸收式氣路，設(shè)置參比室CO2濃度為400 μmol/mol（其中CO2氣體由CO2小鋼瓶供應(yīng)），氣體流速為500 mol/s，光合有效輻射分別設(shè)置為0、25、50、100、150、200、300、400、600、800、1 000、1 200、1 500 和1 800 μmol/（m2·s）。測(cè)定后的光合數(shù)據(jù)采用光合計(jì)算4.1 的非直角雙曲線修正模型進(jìn)行光合指標(biāo)的擬合計(jì)算[16]。

1.2.2 果實(shí)單株產(chǎn)量、果皮硬度、果形指數(shù)及品質(zhì)的測(cè)定

于中秋酥脆棗果實(shí)成熟期，采摘各個(gè)處理的棗樹(shù)果實(shí)，分別使用電子天平稱(chēng)重、游標(biāo)卡尺測(cè)定果實(shí)橫/縱徑，并計(jì)算單株產(chǎn)量和果形指數(shù)，其中果形指數(shù)=果實(shí)橫徑/果實(shí)縱徑[17]。果皮硬度采用Cat.Nos.510-5（FHM-5）型硬度計(jì)測(cè)定[18]，單位為kg/cm2。果實(shí)可溶性固形物按照NY/T 2637—2014 用阿貝折射儀進(jìn)行測(cè)定[19]；果實(shí)可滴定酸含量的測(cè)定采用酸堿滴定法[20]；果實(shí)可溶性糖的測(cè)定采用蒽酮比色法[21]；果實(shí)維生素C 含量的測(cè)定采用比色法[22]。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

數(shù)據(jù)分析采用SPSS Statistics 22.0、葉子飄光合計(jì)算4.1 及Excel 2017 軟件完成，圖表采用Origin 9.0 軟件制作，采用單因素方差分析法（Oneway ANOVA）分析不同處理的顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同有機(jī)肥配比對(duì)中秋酥脆棗葉片SPAD 值的影響

不同有機(jī)肥配比對(duì)中秋酥脆棗葉片SPAD 值和凈光合速率有顯著影響（圖1），其中E 處理顯著增加了中秋酥脆棗葉片的相對(duì)葉綠素含量。如圖1所示，E 處理和B 處理的葉片SPAD 值較高，分別較CK 提高了33.91%和24.56%，其中E 處理的葉片SPAD 值最高，達(dá)到55.63。

圖1 不同有機(jī)肥配比對(duì)葉片SPAD 值的影響Fig.1 Effect of different organic fertilizer applications on the SPAD value of leaves

2.2 不同有機(jī)肥配比對(duì)中秋酥脆棗葉片光響應(yīng)的影響

由圖2和表2可知，3 種有機(jī)肥不同施肥量的配比下，中秋酥脆棗葉片最大凈光合速率（Pmax）、光補(bǔ)償點(diǎn)（LCP）和光飽和點(diǎn)（LSP）存在顯著差異。其中E 處理的Pmax、LCP 和LSP 均最高，其中Pmax達(dá)到24.10 μmol/m2s，較CK 提高了33.96%；G 和I 處理葉片的Pmax，LCP 和LSP 值都偏低。結(jié)果表明，3 種有機(jī)肥中的1 種有機(jī)肥的施肥量偏低時(shí)，光響應(yīng)參數(shù)會(huì)隨著另外2 種有機(jī)肥施肥量的相應(yīng)提高而升高；E 處理的光響應(yīng)參數(shù)顯著高于D 和F 處理，當(dāng)SW 施肥量同為5.0 kg/株時(shí)，RD 和FM 施肥量的減少會(huì)降低葉片Pmax、LCP 和LSP 等光響應(yīng)參數(shù)。

圖2 不同施肥配比下葉的凈光合速率對(duì)不同光照強(qiáng)度的響應(yīng)Fig.2 Responses of leaf net photosynthetic rate to different light intensity under different fertilization ratios

表2 不同有機(jī)肥配比下葉的光響應(yīng)參數(shù)?Table 2 Photoresponse parameters of different base fertilizers in leaf

2.3 不同有機(jī)肥配比對(duì)棗樹(shù)果實(shí)大小、果皮硬度及經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表3可知，不同有機(jī)肥配比條件下，中秋酥脆棗果實(shí)單果質(zhì)量、果型指數(shù)、果皮硬度和單株產(chǎn)量存在顯著差異。其中E處理果實(shí)裂果率最小，產(chǎn)量和單果質(zhì)量均顯著高于其他處理；E、F 和I 處理果實(shí)單果質(zhì)量較CK 分別提高了27.68%、21.56%和11.31%。從表3中還可以看出,果實(shí)較大的E 處理和F 處理的產(chǎn)量顯著高于其他處理。

表3 不同有機(jī)肥配比對(duì)棗果實(shí)相關(guān)指標(biāo)的影響Table 3 Effect of different organic fertilizer ratios on related indicators of jujuba fruits

2.4 不同有機(jī)肥配比對(duì)棗果實(shí)品質(zhì)的影響

2.4.1 不同有機(jī)肥配比對(duì)棗果實(shí)維生素C 含量的影響

不同有機(jī)肥配比處理?xiàng)椆麑?shí)維生素C（Vc）含量情況見(jiàn)圖3。在果實(shí)成熟期，每個(gè)施肥處理的棗果實(shí)Vc含量均顯著高于空白對(duì)照組CK（P＜0.05），其中E 處理的Vc值最高，達(dá)到270.82 mg/100g，較CK 高出53.54%。

圖3 不同有機(jī)肥配比處理的棗果實(shí)維生素C 含量Fig.3 Vitamin C content of jujuba fruits treated with different organic fertilizer ratios

2.4.2 不同有機(jī)肥配比對(duì)中秋酥脆棗果實(shí)可溶性固形物含量的影響

由不同處理的棗果實(shí)可溶性固形物含量（表4）可知，各處理的果實(shí)可溶性固形物含量均在0.05水平顯著，均高于對(duì)照組。F、G、H、I 處理的果實(shí)可溶性固形物含量均在30%以上，分別較CK提高了14.01%、12.34%、10.37% 和10.37%。其中F 處理的含量最高，達(dá)到31.13%。A 處理和D處理的棗果可溶性固形物含量增加幅度則較小。

2.4.3 不同有機(jī)肥配比對(duì)中秋酥脆棗果實(shí)可溶性糖含量的影響

果實(shí)積累的可溶性糖是果實(shí)的風(fēng)味物質(zhì)生物合成的基礎(chǔ)原料，直接影響果實(shí)的食用價(jià)值[23]。中秋酥脆棗果實(shí)品質(zhì)在很大程度上取決于糖的種類(lèi)和含量,其種類(lèi)和含量直接影響著果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、風(fēng)味口感、色澤等品質(zhì)性狀[24]。不同處理?xiàng)椆麑?shí)的可溶性糖含量如表4所示，各處理?xiàng)椆麑?shí)在脆熟期的可溶性糖含量均顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。其中E 和I 處理?xiàng)椆目扇苄蕴呛匡@著高于其他處理，高達(dá)93.24 g/kg 和91.91 g/kg，分別相對(duì)于對(duì)照組處理提高了103.31%和100.41%。

表4 不同有機(jī)肥配比對(duì)棗果相關(guān)指標(biāo)的影響Table 4 Effect of different organic fertilizer ratios on the related indicators of jujuba fruits

2.4.4 不同有機(jī)肥配比對(duì)中秋酥脆棗果實(shí)可滴定酸含量的影響

由表4可知，各處理的棗果實(shí)可滴定酸含量在3.11～3.57 g/kg 之間。除F 處理之外，其他處理的棗果實(shí)可滴定酸含量分別與空白對(duì)照組相比都在P＜0.05 水平具有顯著的差異。處理A、B、C、D、E、G、H 和I 的可滴定酸含量分別比對(duì)照組（CK）高7.84%、6.92%、3.36%、9.43%、6.90%、12.72%、14.69%和11.01%。

2.4.5 不同有機(jī)肥配比對(duì)中秋酥脆棗果實(shí)糖酸比的影響

糖酸含量偏低，果實(shí)風(fēng)味偏淡；糖酸含量愈高，風(fēng)味愈濃[25]。施肥的不同處理均能在不同程度上提高棗果實(shí)的糖酸比值（表4）。E、F 和I處理的棗果實(shí)糖酸比值分別為28.01%、27.34%和26.59%，顯著高于其他處理（P＜0.05），分別較對(duì)照組提高了90.16%、85.61% 和80.52%，其中處理E 和處理F 表現(xiàn)效果最好。

3 結(jié)論與討論

Pmax表示植物的潛在最大凈光合效率，即光飽和點(diǎn)（LSP）時(shí)的光合速率[26-27]。凈光合速率（Pn）說(shuō)明植物光合產(chǎn)物積累的情況,而提高光合效率可以制造更多的有機(jī)物，利于植株生長(zhǎng)發(fā)育。研究結(jié)果表明，施加有機(jī)肥后可以明顯提高葉片的Pn和Pmax值。其中，E 處理的Pmax值較高，且差異顯著（P＜0.05），這表明了E 處理利于提高中秋酥脆棗的光合效率。

糖及其活化形式多處于果實(shí)各種代謝的上游位置，為果實(shí)多種代謝過(guò)程提供底物、中間反應(yīng)物和能量等，是果實(shí)品質(zhì)和風(fēng)味形成的重要決定因素[28]。在本實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于3 種不同有機(jī)肥配比處理的棗果進(jìn)行果實(shí)的可溶性糖含量測(cè)定，與對(duì)照（CK）相比，施加有機(jī)肥的果實(shí)可溶性糖含量均較高,其中E 處理提高的效果最明顯。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，它在光合作用的光吸收中起核心作用[29]。結(jié)果表明，E 處理的SAPD 值和Pmax值均高于其他處理。這可能是因?yàn)椴煌袡C(jī)肥配施的肥效對(duì)提高土壤肥力起到了一定作用，繼而增強(qiáng)葉片的光合作用，并使其積累更多的光合產(chǎn)物。

中秋酥脆棗果實(shí)在近成熟期存在果皮薄而硬，含糖量高的特征，若此時(shí)期遇雨棗果吸水過(guò)多，造成果皮不能適應(yīng)果肉的吸水膨脹而開(kāi)裂。開(kāi)裂的中秋酥脆棗果實(shí)，不僅在外觀上賣(mài)相較差且不耐貯藏，病菌也易通過(guò)果皮開(kāi)裂口侵入并引起果實(shí)腐爛，因此對(duì)棗農(nóng)的增收產(chǎn)生直接影響。在中秋酥脆棗控水防裂的研究上，前人研究從新型生物技術(shù)出發(fā)，研發(fā)果實(shí)防裂劑[30]。然而本試驗(yàn)則通過(guò)采用3 種有機(jī)肥的配方施肥，計(jì)算不同處理的果實(shí)裂果率，從而得到E處理的棗實(shí)裂果率最低，遠(yuǎn)低于CK 的22.36%。這在一定程度上推測(cè)出有機(jī)肥料的配方施用對(duì)棗果防裂起到了促進(jìn)作用，然而對(duì)其相關(guān)性分析需進(jìn)一步研究。

高產(chǎn)農(nóng)田長(zhǎng)期單一、過(guò)量地施用化肥，忽視土壤和環(huán)境養(yǎng)分的利用是造成肥料利用率低的主要原因[31]。在林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，不能盲目地施用傳統(tǒng)的肥料，要注意合理搭配各個(gè)營(yíng)養(yǎng)成分[32]。有機(jī)肥的施用在優(yōu)化果實(shí)品質(zhì)、促進(jìn)果實(shí)養(yǎng)分累積和實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)方面有著重要的作用。本研究選用海藻素、菜粕和農(nóng)家綠有機(jī)肥，設(shè)置了4 個(gè)梯度的施肥量（0、2.5、5.0 和7.5 kg/株）、9 個(gè)處理（A-I）和1 個(gè)空白對(duì)照（CK），通過(guò)對(duì)各個(gè)處理的中秋酥脆棗葉片的光合作用、果實(shí)單株產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)等指標(biāo)進(jìn)行比較研究，從而得出，對(duì)于中秋酥脆棗果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的而言，3 種有機(jī)肥的不同施肥量配比的肥效較好，說(shuō)明不同有機(jī)肥的配方施用對(duì)中秋酥脆棗產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的提高起到一定促進(jìn)作用。其中，E 處理能夠有效提高中秋酥脆棗果實(shí)單株產(chǎn)量、Vc含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量和糖酸比，降低棗果裂果率、有機(jī)酸含量，其中在提高棗果產(chǎn)量和改善棗果品質(zhì)方面優(yōu)于其他處理。植物肥料的施用可以依據(jù)葉片光合效率和果實(shí)品質(zhì)情況為參考指標(biāo)[33]。因此，綜合考慮海藻素（SW）、菜粕（RD）和農(nóng)家綠（FM）有機(jī)肥的不同施肥量配比利用率、植株的光合生理特性及果實(shí)的品質(zhì)因素，在中秋酥脆棗的實(shí)際生產(chǎn)和栽培中，篩選出E 處理的不同有機(jī)肥施肥量的配比效果最佳，即海藻素，5.0 kg/株；菜粕，7.5 kg/株；農(nóng)家綠有機(jī)肥，5.0 kg/株。與此同時(shí)，由于植物的光合生理特性、果實(shí)單株產(chǎn)量的高低及品質(zhì)的優(yōu)劣受多重因素影響，因此對(duì)于本研究受試驗(yàn)條件的局限可能出現(xiàn)的不完全充分部分，仍需后續(xù)監(jiān)測(cè)與探究。