永興冰糖橙果實品質(zhì)與土壤特性分析*

楊鈞惠，龔 洋，鄧 仟，陳思霖，鄧 斌

(湘南學(xué)院化學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，湖南 郴州 423000)

冰糖橙又名冰糖柑，是蕓香科柑橘屬常綠喬木，具有汁多肉脆、皮薄核少、質(zhì)香味濃、甜潤可口等特點，同時冰糖橙的環(huán)境適應(yīng)性強、產(chǎn)量高，深受種植戶喜愛[1]。冰糖橙在生長過程中受到很多自然因素包括土壤、氣候、地形地貌、水文等的影響[2]。其中，土壤的理化性質(zhì)將直接影響植物的生長發(fā)育和果實品質(zhì)的表現(xiàn)[3]。周國良于1988年發(fā)現(xiàn)冰糖橙的品質(zhì)、產(chǎn)量與土壤物理性狀有著密切的關(guān)系[4]。楊生權(quán)在對土壤和葉片養(yǎng)分狀況對柑橘產(chǎn)量和品質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn)有機質(zhì)、有效氮、有效磷、有效鉀、交換性鈣含量對柑橘果實產(chǎn)量的影響顯著，而微量養(yǎng)分含量對柑橘果實產(chǎn)量的影響較小[5]。因此，評價冰糖橙果實的品質(zhì)主要從土壤大量養(yǎng)分含量方面來進行。

永興縣位于湖南省東南部、郴州市北部，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，高溫多濕，雨量集中，嚴寒期短，無霜期長，夏秋多旱，冬寒雪少[6]。因其獨特的自然氣候盛產(chǎn)永興冰糖橙，素有“冰糖橙之鄉(xiāng)”的美譽。隨著冰糖橙產(chǎn)業(yè)的大力推廣和發(fā)展，果園基地在長期生產(chǎn)利用過程中由于管理方式粗放、技術(shù)措施不當(dāng)?shù)瘸霈F(xiàn)果園退化、土壤肥力下降、果品品質(zhì)下降等一系列問題。不僅如此，新果園生產(chǎn)基地因盲目擴張，存在選址和建設(shè)不合理等現(xiàn)象，導(dǎo)致果實品質(zhì)下降，阻礙了永興縣冰糖橙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本研究以永興縣冰糖橙種植基地的土壤狀況和冰糖橙品質(zhì)為研究對象，通過野外調(diào)查采樣和室內(nèi)分析的方法，分析冰糖橙種植基地土壤pH值、有機質(zhì)、全鉀、全氮、有效磷、速效鉀等含量特征，對種植果園中土壤特性做出準(zhǔn)確評價。同時對不同種植果園中冰糖橙果實品質(zhì)進行相關(guān)比較，通過對冰糖橙園區(qū)土壤基本性質(zhì)和果實品質(zhì)進行相關(guān)性分析，尋找影響冰糖橙品質(zhì)的關(guān)鍵因子，為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的冰糖橙果園建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

硫酸ρ(H2SO4)=1.84 g/mL、硝酸ρ(HNO3)=1.51 g/mL、冰乙酸ρ(C2H4O2)=1.049 g/mL、磷酸二氫鉀(KH2PO4)優(yōu)級純、氫氧化鈉(NaOH)分析純、酒石酸銻鉀(KSbC4H4O7·1/2H2O)分析純、鉬酸銨((NH4)6Mo7O24·4H2O)分析純、抗壞血酸(分析純)、碘(I2)分析純、碘化鉀(KI)分析純、淀粉分析純、草酸(HOOCCOOH)分析純、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)、2，4-二硝基酚(2，6-二硝基酚)、硫酸汞(HgSO4)分析純、重鉻酸鉀(K2Cr2O7)分析純、葡萄糖(C6H8O6)分析純、乙酸銨(CH3COONH4)、稀乙酸(CH3COOH)、氯化鉀(KCl)優(yōu)級純、碳酸氫鈉(NaHCO3)，恒溫往復(fù)振蕩器、自動定氮儀(格丹納N210)、ICP-AES、紫外可見分光光度計(UVmini-1240)。

1.2 實驗過程

1.2.1 土壤采樣

2018年12月于湖南省永興縣選擇黃泥鄉(xiāng)、上長塘、下長塘等3個地區(qū)作為采樣點，記錄采樣園區(qū)基礎(chǔ)信息(表1)。每個果園采用隨機采樣法選取三個點采20 cm以下的土樣，各分點均勻混合后按四分法分取約1 kg的新鮮土樣，多余部分棄去[7]。新鮮土樣于采樣袋裝好帶回實驗室進行自然風(fēng)干，去除碎石及樹根等雜物后研磨，分別過20目、60目，貯存于聚乙烯瓶中，備用。

表1 土壤采樣信息

1.2.2 果實采樣

冰糖橙果實樣品采集根據(jù)NY/T 789—2004的規(guī)定，采集整個果實，每個果園隨機選擇3株生長基本一致的果樹進行隨機抽樣采集，約20個冰糖橙果實，裝入樣品袋，帶回實驗室進行果實品質(zhì)分析。

1.2.3 指標(biāo)測定

土壤有機質(zhì)含量依照國標(biāo)(HJ615—2011)重鉻酸鉀氧化-分光光度法測定；有效磷測定依照國標(biāo)(HJ704—2014)用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法；速效鉀含量依照國標(biāo)(NY/T889—2004)用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)測定；全氮含量依照國標(biāo)(GB717—2014)用凱氏法測定；冰糖橙維生素C含量用碘量法進行測定，具體方法參照嚴蘋[8]等的對維生素C測量的方法；果實用電子天平測量果實單果重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2010、SPSS等軟件進行分析統(tǒng)計。對種植園中的土壤特性做出準(zhǔn)確評價，探討土壤養(yǎng)分的豐缺程度，分析果園土壤特性和冰糖橙果實品質(zhì)的相關(guān)性，尋找影響冰糖橙果實品質(zhì)的主要因子。

2 結(jié)果分析

2.1 冰糖橙果實品質(zhì)

不同地區(qū)的冰糖橙果實品質(zhì)如圖1所示，不同采樣點在外在果實品質(zhì)方面存在一定的差異，冰糖橙單果質(zhì)量平均為146.1 g，其中s4采樣點果實質(zhì)量最重可達156.7 g，s2采樣點最低僅為142.7 g。果實縱徑同樣存在該趨勢，s4采樣點果實縱徑顯著高于s2采樣點。果實維生素C含量在37.3～47.8 mg/100 mL之間，平均為40.4 mg/100 mL，s2采樣點維生素C含量在各采樣點中含量最低，然而各采樣點總含糖量無顯著變化。結(jié)果表明各采樣點果實存在大小、生長發(fā)育不均衡，從單果重方面看，果園s4果實品質(zhì)優(yōu)于其他果園；但從營養(yǎng)成分方面看，果園s1果實品質(zhì)更佳。

圖1 各采樣點果實品質(zhì)

2.2 永興冰糖橙土壤現(xiàn)狀分析

對4個采樣點果園土壤養(yǎng)分指標(biāo)進行測定，結(jié)果見表2，4個采樣點冰糖橙果園土壤pH值在5.47～5.7之間，總體呈現(xiàn)弱酸性。有機質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示，4個采樣點有機質(zhì)平均含量在21.4～28.7 g/kg之間，其中s1采樣點有機質(zhì)含量最高，達28.7 g/kg，s2采樣點最低。土壤中全氮含量在各采樣點間差異較明顯，s4采樣點最高，s2最低。然而全鉀含量在s2采樣點中含量最高，平均為14.2 g/kg。有效磷含量的分布狀況與全氮類似，總體平均為24.2 mg/kg，s4點含量最高，s2點含量最低，分別為31.7 mg/kg和17.5 mg/kg。速效鉀含量平均在108.4～157.5 mg/kg之間，在s1采樣點含量最高，s2采樣點最低，分別為157.5 mg/kg和 108.4 mg/kg。

表2 各采樣點土壤養(yǎng)分狀況

2.3 土壤養(yǎng)分與果實品質(zhì)的相關(guān)性

對土壤養(yǎng)分與果實品質(zhì)進行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)(表3)，土壤有機質(zhì)、全氮及有效磷與果實品質(zhì)有一定的相關(guān)性。其中，土壤有機質(zhì)與有效磷與果實重量呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.998和0.966。果實縱徑受有機質(zhì)與全氮的影響較顯著，相關(guān)系數(shù)分別為0.993和0.995。速效鉀與果實重量、縱徑、維生素C、總糖都出現(xiàn)一定的正相關(guān)性，但未出現(xiàn)顯著性差異。

表3 果實品質(zhì)與土壤養(yǎng)分相關(guān)性

3 討論

永興縣的特殊地理環(huán)境，特別是紅砂巖風(fēng)化物紅壤土非常有利于冰糖橙的種植，但有關(guān)永興冰糖橙果實品質(zhì)與土壤特性的研究相對較少。為了提高果實品質(zhì)，合理提供施肥建議，本研究以永興縣冰糖橙4個果園為研究對象，對果實品質(zhì)和土壤理化性質(zhì)進行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)4個采樣點的冰糖橙土壤樣本中有50%處于豐富狀態(tài)，50%處于正常含量，說明整體上全氮的含量處于較豐富的水平。對土壤有效磷的含量進行分析：土壤樣本中有25%處于豐富狀況、50%處于缺乏狀態(tài)、25%處于較為極度缺乏狀態(tài)，因此，整體的有效磷的含量處于較低的水平。對土壤速效鉀的含量分析：土壤樣本中25%處于較為缺乏狀況，75%處于極度缺乏狀況。由此可見，速效鉀含量整體處于很低的水平?？赡苁怯捎诠r(nóng)在實際生產(chǎn)中施用復(fù)合肥的同時，增加如尿素等氮素化肥的施用而忽視鉀肥的補充造成永興縣冰糖橙多數(shù)土壤缺鉀；亦可能是由于柑橘根系對鉀的吸收量較大并且迅速，導(dǎo)致土壤中速效鉀含量偏低[14]。根據(jù)永興縣冰糖橙果園土壤的養(yǎng)分狀況，土壤中有機質(zhì)含量很高，且遠超一級水平，4個果園的有機質(zhì)含量差異較小。由此可見，永興縣冰糖橙土壤有機碳含量較豐富，處于很高水平。

4個采樣點果園土壤均為酸性紅壤，pH值呈弱酸性，這可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶施肥方式有關(guān)。前人的研究發(fā)現(xiàn)pH值偏低會影響果樹根系養(yǎng)分的吸收利用，因此建議施加堿性肥料等方式改良酸性土壤。氮、磷、鉀是植物生長過程中參與較多的3種營養(yǎng)元素，對植物光合作用、呼吸作用、化合物的轉(zhuǎn)運等具有重要的功能。植物對這三類營養(yǎng)元素的吸收主要來源于土壤，土壤養(yǎng)分的狀況直接決定植物的品質(zhì)。土壤有機質(zhì)是土壤肥力的重要指標(biāo)，土壤有機質(zhì)含量除了決定土壤養(yǎng)分供給、作物品質(zhì)等方面，還可以明顯提高土壤中氮、磷及鉀等營養(yǎng)元素的含量[15-17]。在本研究中發(fā)現(xiàn)有機質(zhì)與冰糖橙果實縱徑與重量呈顯著正相關(guān)。土壤的養(yǎng)分狀況直接影響著冰糖橙果樹對土壤養(yǎng)分的吸收，影響著果實的形成。研究表明，氮元素對果實產(chǎn)量有著很大的影響。氮元素充足時，果實根系和枝葉健壯，葉色呈濃綠色，花果形態(tài)正常，果實產(chǎn)量高，品質(zhì)穩(wěn)定。磷元素與氮的功能類似，磷在分生組織中豐富存在，生長分裂較為旺盛的新根、新梢中常常聚積大量的磷，這表明果樹在生長初期常常需要大量磷元素，因此在果樹種植初期要注重磷肥的施加。根據(jù)以往的研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)牧追侍砑訒岣咦?，同時降低果皮厚度和酸度，增加果實水分以及糖分的含量。鉀雖然不是有機體的組成成分，但土壤依舊是植物鉀元素的重要來源。在植株中，鉀通常以離子的形式存在，不僅能夠提高植物的保水能力，還能增加植物的抗旱和抗寒性。適當(dāng)對植物進行供鉀，能夠促進植株的枝梢生長以及果實的增大。張自榮等在研究洪江市冰糖橙與土壤特性的過程中發(fā)現(xiàn)：有機質(zhì)、全氮、全磷、全鉀與冰糖橙總糖含量、維生素C具有較好的正相關(guān)關(guān)系[18]。這與本研究結(jié)果類似，因此正確施肥，改善土壤與作物之間的關(guān)系，對于提高冰糖橙果實品質(zhì)具有重要的作用。