倪海枝,陳方永,王 引,顏幫國
(浙江省柑桔研究所,浙江 臺州 318026)
楊梅(MyricarubraSieb. et Zucc.)原產(chǎn)于我國南方,為亞熱帶常綠果樹,主要分布于長江流域以南地區(qū)[1]。楊梅果實(shí)營養(yǎng)豐富,富含多種對人體有益的營養(yǎng)物質(zhì),如楊梅苷、矢車菊素-3-O-葡萄糖苷、類黃酮等酚類物質(zhì)[2-3],這些物質(zhì)對降糖[4]、降脂[5]、抑菌[6]等具有重要作用。礦質(zhì)營養(yǎng)元素是果樹生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎(chǔ),對產(chǎn)量和品質(zhì)的改善有重大影響[7], 并能對調(diào)節(jié)果樹生長和發(fā)育的植物激素起到平衡作用[8]。葉片礦質(zhì)營養(yǎng)狀況可以代表樹體對土壤礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收利用狀況,果實(shí)中的礦質(zhì)營養(yǎng)元素不僅影響果實(shí)品質(zhì),而且是人類膳食的礦質(zhì)元素來源,與人類的健康密切相關(guān)[9]。因此探究楊梅葉片、果實(shí)礦質(zhì)元素含量變化及其與果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的關(guān)系對指導(dǎo)楊梅合理施肥和改善果實(shí)品質(zhì)具有重要的理論意義。近年來,關(guān)于楊梅礦質(zhì)營養(yǎng)方面的研究報道主要為不同器官礦質(zhì)元素含量分配特性[10-14]及施肥對楊梅果實(shí)主要礦質(zhì)元素含量的影響研究[15-18];郭秀珠等[10]研究了丁岙楊梅生長期礦質(zhì)元素含量變化規(guī)律及分配特性,發(fā)現(xiàn)根系、枝條、葉片、果實(shí)等不同器官在不同生長發(fā)育時期11種礦質(zhì)元素含量差異較大,幼果期和果實(shí)膨大期含量較高;梁森苗等[11]研究表明‘東魁’楊梅初果樹和盛果樹不同器官在花期、幼果期、秋梢發(fā)生期和休眠期的礦質(zhì)元素含量差異也較大;郭秀珠等[15]研究發(fā)現(xiàn)單施鉀肥楊梅果實(shí)中鉀、磷、鐵含量顯著提高,鎂鉀肥配施果實(shí)中鉀、鐵、鈣含量顯著提高;周繼芬等[16]的研究結(jié)果顯示單施B肥能促進(jìn)楊梅果實(shí)對 N、K、B 的吸收,鉀硼肥配施的楊梅果實(shí) N、P、K、B、Zn 含量顯著高于對照。雖然施肥處理對楊梅果實(shí)礦質(zhì)元素含量影響方面的研究已有報道,但研究還不夠全面系統(tǒng),所涉及的礦質(zhì)元素指標(biāo)普遍較少,且均沒有分析葉片礦質(zhì)元素含量變化,楊梅葉片礦質(zhì)元素與果實(shí)礦質(zhì)元素和果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系更鮮見報道,而這正是指導(dǎo)楊梅土肥管理、明確改善楊梅果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵因素。本研究分析了硫硼營養(yǎng)對東魁楊梅葉片、果實(shí)礦質(zhì)元素含量的影響及其與果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性;通過測定不同處理后葉片、果實(shí)N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B等11種礦質(zhì)元素含量,采用簡單相關(guān)分析方法分析了葉片、果實(shí)礦質(zhì)元素含量及與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性,以期為科學(xué)指導(dǎo)楊梅果園合理土壤和葉面施肥、改善東魁楊梅果實(shí)品質(zhì)提供理論依據(jù)。
試驗于2017~2018年在臺州黃巖頭陀鎮(zhèn)魚山坪東魁楊梅園內(nèi)進(jìn)行,供試品種為12年生東魁楊梅,生長勢中庸,株行距為5.0 m×6.0 m,果園立地條件為山地沙壤土,東南坡向,坡度16°。供試耕層土壤(0~20 cm)有機(jī)質(zhì)含量30.7 g/kg,堿解氮含量為173.9 mg/kg,有效磷100.0 mg/kg,速效鉀124.0 mg/kg,有效態(tài)鐵122.0 mg/kg,有效態(tài)銅2.97 mg/kg,有效態(tài)錳9.4 mg/kg,有效態(tài)鋅5.51 mg/kg,有效硼0.62 mg/kg,交換性鈣372.0 mg/kg,交換性鎂72.0 mg/kg,pH值為5.82。
選取樹冠大小、高度、生長勢基本一致、無病蟲害的東魁楊梅樹為試驗材料。肥料的施用采用土施硫肥與葉面噴施硼肥,葉面噴施硼質(zhì)量濃度設(shè)為2、4 g/L,噴施時期:開花期、果實(shí)膨大期兩個時期。試驗共設(shè)5個處理,即CK(對照,不施硫磺粉,以清水噴施);處理Ⅰ:開花期葉面噴2 g/L硼;處理Ⅱ:開花期葉面噴4 g/L硼;處理Ⅲ:果實(shí)膨大期葉面噴2 g/L硼;處理Ⅳ:果實(shí)膨大期葉面噴4 g/L硼。試驗采用隨機(jī)完全區(qū)組設(shè)計,每個處理設(shè)3個重復(fù),一株楊梅樹為1個重復(fù)。試驗用硫肥為硫磺粉(含硫量≥99.5%),施用量為50 g/株;硼肥為速溶硼(土耳其ETI公司生產(chǎn),硼含量≥21%)。硫肥于2017年花芽萌芽期在樹冠邊緣開雙環(huán)溝一次性施入;葉面噴施硼肥以楊梅葉片滴水為度。其他肥料施用及田間管理均一致。
楊梅成熟時采集葉片樣品和果實(shí)樣品,在樹冠東、南、西、北、中方位分別隨機(jī)采樣。選取當(dāng)年充分成熟春梢的葉片作為樣品,每個處理取樣 100片左右;每個處理選取充分成熟果實(shí)混合樣500 g左右。用自來水和去離子水清洗樣品,后經(jīng)105 ℃殺青15 min,65 ℃烘干至恒重,干燥樣品用小型粉碎機(jī)粉碎混勻后,裝入自封袋,保存于干燥器內(nèi)備用。經(jīng)H2SO4-H2O2消解后,用凱氏蒸餾法測定全N,釩鉬黃比色法測定全P,火焰光度法測定全K,HNO3-HClO4消解-原子吸收分光光度法測定Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn,采用硫酸鋇比濁法測定S的含量,干灰化-甲亞胺-H酸比色法測定全B。
采用Excel軟件及IBM SPSS 24.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。SPSS 24.0軟件中的 ANOVA 作單因素方差分析,用鄧肯氏多重比較法進(jìn)行顯著性檢驗,顯著水平為P<0.05。相關(guān)性分析采用簡單相關(guān)分析的 Pearson相關(guān)分析模式,葉片、果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)元素與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析進(jìn)行雙變量相關(guān)性分析。用Word 2016與Excel 2016制作圖表。
由圖1可知,不同處理間葉片N、P、K含量均存在顯著差異。葉片N、P、K含量在處理Ⅱ下均為最高,N、P含量顯著高于其他處理;K含量處理Ⅰ與處理Ⅱ顯著高于其他處理,表明處理Ⅱ促進(jìn)葉片對N、P、K的吸收。Ⅳ處理下葉片N、P含量較低,顯著低于CK,說明處理Ⅳ抑制東魁楊梅葉片對N、P的吸收利用,Ⅰ處理N、P含量顯著高于CK。與CK相比,處理Ⅰ、處理Ⅱ、處理Ⅲ這3個處理均促進(jìn)了葉片對K的吸收,且差異達(dá)顯著水平;Ⅳ處理K含量與CK相比無顯著差異。
圖1 不同處理對楊梅葉片大量元素N、P、K的影響
由圖2可看出,不同處理后葉片中量元素Ca、Mg、S含量發(fā)生了顯著變化。Ⅰ處理、Ⅱ處理、Ⅲ處理、Ⅳ處理這4個處理Ca含量均高于CK,且差異達(dá)顯著水平,表明4個處理均對葉片吸收Ca有促進(jìn)作用。葉片Mg、S含量在各處理間相差不大,Mg最高為0.13%、最低為0.1%,S含量最高為0.18%、最低為0.15%,但處理間仍存在顯著差異。Ⅰ處理、Ⅱ處理、Ⅳ處理Mg含量顯著高于CK及Ⅲ處理,葉片S含量Ⅱ處理、Ⅲ處理、Ⅳ處理顯著高于CK和Ⅰ處理。
圖2 不同處理對楊梅葉片中量元素Ca、Mg、S的影響
如圖3所示,楊梅葉片微量元素含量差異較大,如Mn含量,最高達(dá)807.0 mg/kg,最低的Cu含量,為5.0 mg/kg。Ⅰ處理、Ⅱ處理、Ⅲ處理、Ⅳ處理4個處理的Fe含量、Cu含量、Zn含量均顯著低于CK,表明施肥處理不利于葉片對Fe、Cu、Zn的吸收利用。4個處理中Ⅳ處理Fe含量顯著高于其他3個處理,其次為Ⅲ處理,Ⅰ處理與Ⅱ處理Fe含量最低。Ⅰ處理葉片Cu含量、Zn含量顯著高于Ⅱ處理、Ⅲ處理和Ⅳ處理。4個處理均不同程度增加了葉片B含量、Mn含量,4個處理B含量、Mn含量均高于CK,且差異達(dá)顯著水平,表明不同處理促進(jìn)了葉片對B、Mn的吸收。4個處理間B含量、Mn含量也均差異顯著,其中Ⅱ處理顯著高于其他3個處理。B含量達(dá)55.2 mg/kg,較CK增加了76.3%,Mn含量為807.0 mg/kg,比CK提高了103.5%。
圖3 不同處理對楊梅葉片微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、B含量的影響
從圖4可知,施肥處理影響果實(shí)中N、P、K含量。Ⅱ處理、Ⅲ處理果實(shí)N含量顯著高于CK,表明Ⅱ處理和Ⅲ處理有利于果實(shí)對N的吸收,Ⅳ處理果實(shí)N含量顯著高于Ⅰ處理,Ⅰ處理、Ⅳ處理均與CK無顯著差異。Ⅰ處理、Ⅱ處理、Ⅳ處理果實(shí)P含量均高于CK,且差異達(dá)顯著水平;Ⅲ處理P含量與CK相比無顯著差異。Ⅰ處理K含量顯著高于CK,Ⅱ處理、Ⅳ處理果實(shí)K含量與CK差異不顯著,Ⅲ處理顯著低于CK。
圖4 不同處理對楊梅果實(shí)大量元素N、P、K的影響
由圖5可知,Ⅱ處理和Ⅳ處理果實(shí)Ca含量顯著高于CK,表明Ⅱ處理和Ⅳ處理促進(jìn)了果實(shí)對Ca的吸收,增加了楊梅果實(shí)的貯藏性;Ⅲ處理果實(shí)Ca含量顯著低于CK,Ⅰ處理與CK間無顯著差異。Ⅰ處理、Ⅱ處理、Ⅲ處理Mg含量顯著高于CK,Ⅳ處理顯著低于CK。果實(shí)S含量在各處理間差異較小,Ⅲ處理含量最高,為70.4 mg/kg,CK含量最低,為67.0 mg/kg。果實(shí)S含量變化幅度較小,但仍存在顯著差異,4個處理S含量顯著高于CK,各處理間S含量無顯著差異。
圖5 不同處理對楊梅果實(shí)中量元素Ca、Mg、S的影響
從圖6可看出,不同處理后果實(shí)微量元素含量均發(fā)生了顯著變化。Ⅰ處理、Ⅱ處理、Ⅲ處理、Ⅳ處理這4個處理果實(shí)Fe含量和Cu含量均顯著低于CK,表明4個處理均不利于果實(shí)對Fe和Cu的吸收;Ⅰ處理、Ⅱ處理、Ⅳ處理果實(shí)Fe含量顯著高于Ⅲ處理;Cu含量各處理間無顯著差異。Ⅱ處理Mn含量最高,其次為Ⅰ處理,且這兩個處理均顯著高于CK;Ⅲ處理、Ⅳ處理Mn含量與CK相比,差異不顯著。果實(shí)Zn含量各處理兩兩間均達(dá)顯著差異,其中Ⅱ處理Zn含量顯著高于CK,Ⅰ處理、Ⅲ處理、Ⅳ處理Zn含量均顯著低于CK。Ⅰ處理、Ⅱ處理、Ⅲ處理、Ⅳ處理4個處理果實(shí)B含量均顯著高于CK,表明各處理促進(jìn)了果實(shí)對B的吸收。
圖6 不同處理對楊梅果實(shí)微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、B含量的影響
相關(guān)分析表明,葉片、果實(shí)中礦質(zhì)元素含量間存在著復(fù)雜的相互作用關(guān)系及不同程度的相關(guān)性。楊梅葉片礦質(zhì)元素為果實(shí)營養(yǎng)元素的直接來源,研究葉片與果實(shí)礦質(zhì)元素含量間的相關(guān)性,有助于了解楊梅葉片礦質(zhì)元素對果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)的影響,從而為楊梅葉片營養(yǎng)診斷施肥技術(shù)提供依據(jù)。分析結(jié)果表明(表1),葉片N、P、K與果實(shí)K、Mg、Mn、Zn呈極顯著正相關(guān);葉片N與果實(shí)Ca、B呈顯著正相關(guān);葉片P與果實(shí)Fe呈極顯著負(fù)相關(guān),與果實(shí)P、Ca呈顯著正相關(guān);葉片K與果實(shí)N、P、B呈顯著正相關(guān);葉片Ca與果實(shí)Fe呈極顯著正相關(guān);葉片Mg與果實(shí)N、P呈顯著負(fù)相關(guān);葉片Ca、Mg、Fe均與果實(shí)Mn、B呈極顯著負(fù)相關(guān);葉片S與果實(shí)N、Mg、Mn、B呈極顯著正相關(guān),與果實(shí)Zn呈顯著正相關(guān);葉片F(xiàn)e與果實(shí)P、K均呈顯著負(fù)相關(guān),與果實(shí)N、Mg、Mn、B呈極顯著負(fù)相關(guān),與果實(shí)Fe呈極顯著正相關(guān);葉片Cu與果實(shí)P、K、Ca、Cu呈極顯著正相關(guān);葉片Zn與果實(shí)N、Mg呈顯著負(fù)相關(guān),與果實(shí)Mn呈極顯著正相關(guān);葉片B與果實(shí)N呈顯著正相關(guān),與果實(shí)Mg呈極顯著正相關(guān),與果實(shí)Cu呈極顯著負(fù)相關(guān)。
為了研究不同處理后東魁楊梅葉片、果實(shí)礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)之間相互關(guān)系,以楊梅葉片、果實(shí)的 N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B含量為一總體,以果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)可溶性固形物、總酸、維生素C含量及株產(chǎn)為另一總體,應(yīng)用簡單相關(guān)分析方法進(jìn)行統(tǒng)計分析。分析結(jié)果表明,葉片、果實(shí)礦質(zhì)元素含量與果實(shí)品質(zhì)均存在不同程度的相關(guān)性。由表2可知,不同處理間葉片礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)間的相關(guān)程度不同,總體來看,處理Ⅱ的葉片礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)間的相關(guān)性大于其他處理,處理Ⅱ的N、P、K、Ca、Fe、Mn、Cu、Zn、B與果實(shí)品質(zhì)均有相關(guān)性。處理Ⅱ的果實(shí)礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)間相較于其他處理,相關(guān)程度也較大,Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B與果實(shí)品質(zhì)也均有相關(guān)性(表3)。從表3可看出,果實(shí)微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、B與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性大于果實(shí)大中量元素,表明微量元素影響楊梅果實(shí)品質(zhì)。
注:“*”表示在P<0.05水平上顯著相關(guān);“**”表示在P<0.01水平上極顯著相關(guān)。下同。
表2 不同處理間葉片礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)間的相關(guān)性
注:果實(shí)品質(zhì)數(shù)據(jù)來源于文獻(xiàn)[19]。下同。
礦質(zhì)營養(yǎng)是楊梅生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎(chǔ),對楊梅生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)形成起重要作用。施肥不僅影響楊梅產(chǎn)量與品質(zhì),同時影響楊梅果實(shí)和葉片對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。本研究結(jié)果表明,噴施硼肥時期及質(zhì)量濃度影響楊梅葉片、果實(shí)對礦質(zhì)元素的吸收利用。楊梅開花期噴施質(zhì)量濃度4 g/L硼肥處理的葉片N、P、K含量顯著高于其他處理(圖1),表明開花期噴施較高質(zhì)量濃度的硼肥有利于葉片對大量元素N、P、K的吸收。果實(shí)大量礦質(zhì)元素含量在處理與CK間及各處理間均差異顯著,開花期噴施4 g/L硼肥及果實(shí)膨大期噴施2 g/L硼肥處理的果實(shí)N含量顯著高于其他處理,果實(shí)P含量、K含量以開花期噴施4 g/L硼肥最高(圖4)。施肥增加楊梅葉片和果實(shí)N、P、K含量,這與前人[16,18,20-21]的研究結(jié)論一致。施肥對楊梅葉片、果實(shí)中、微量礦質(zhì)元素含量影響報道較少,郭秀珠等[12]研究發(fā)現(xiàn)噴施鎂鉀肥可顯著提高楊梅果實(shí)Ca、Fe含量;徐云煥等[17]噴施葉面肥(愛農(nóng)氨基酸、果蔬品質(zhì)改良劑、翠康鈣寶)增加了楊梅果實(shí)中Ca、B含量。本研究發(fā)現(xiàn)4個處理中均有1個或多個處理可增加葉片、果實(shí)中量礦質(zhì)元素Ca、Mg、S含量,4個處理葉片Ca含量、果實(shí)S含量均顯著高于CK(圖2、圖5)。微量元素雖在樹體中含量較低,但均是植物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素,缺乏或過量均對植物產(chǎn)生不良影響。研究表明,葉面噴施B肥或Zn肥均可相應(yīng)提高果實(shí)中B、Zn含量[16,18]。施用微肥后楊梅葉片、果實(shí)對其他微量元素的吸收利用研究較少。本研究分析了硫硼肥施用后楊梅葉片、果實(shí)微量礦質(zhì)元素Fe、Mn、Cu、Zn、B含量變化。研究顯示:4個處理的葉片F(xiàn)e含量、Cu含量、Zn含量均顯著低于CK,表明不同處理抑制了葉片對Fe、Cu、Zn的吸收;4個處理的葉片Mn含量、B含量均顯著高于CK(圖3),果實(shí)中Fe含量和Cu含量經(jīng)處理后顯著低于CK,果實(shí)中Ⅱ處理Mn含量和Zn含量顯著高于其他處理,不同處理均顯著增加了果實(shí)中B含量(圖6)。葉片Mn含量高于果實(shí)Mn含量,表明Mn主要累積于楊梅葉片中。B肥施用后各處理均增加了葉片、果實(shí)B含量,且差異達(dá)顯著水平,這與前人[16,18]的研究結(jié)論基本一致。
表3 不同處理間果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)元素與果實(shí)品質(zhì)間的相關(guān)性
礦質(zhì)營養(yǎng)元素的絕對含量及其相互作用,決定著果實(shí)可溶性固形物、維生素C、可滴定酸含量以及單果質(zhì)量、果形指數(shù)、著色程度等果實(shí)品質(zhì)[22-24]。楊梅葉片、果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量受到品種類型、土壤質(zhì)地、施肥狀況和栽培管理技術(shù)等因素的影響。相關(guān)性分析表明,葉片N、P、K與果實(shí)K、Mg、Mn、Zn呈極顯著正相關(guān);葉片Ca、Mg、Fe均與果實(shí)Mn、B呈極顯著負(fù)相關(guān)(表1);果實(shí)微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、B與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性大于果實(shí)大中量元素(表2、表3)。楊梅葉片、果實(shí)中礦質(zhì)元素間的相互作用較復(fù)雜,關(guān)聯(lián)程度不一,與果實(shí)品質(zhì)間也均存在不同程度的相關(guān)性。果實(shí)品質(zhì)與礦質(zhì)元素含量的關(guān)系屬于多自變量和多目標(biāo)的關(guān)系,簡單相關(guān)性研究只能揭示不同變量間相互影響的關(guān)系,不能明確具體關(guān)系[25],因此,要明確果實(shí)品質(zhì)與礦質(zhì)元素含量的關(guān)系還需進(jìn)一步進(jìn)行典型相關(guān)分析、多元線性回歸和通徑分析等,建立東魁楊梅優(yōu)質(zhì)的果實(shí)、葉片礦質(zhì)元素含量優(yōu)化方案,為改善東魁楊梅果實(shí)品質(zhì)提供理論依據(jù)。