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农业论文

南果梨叶片、果实矿质营养与果实品质的相关性分析

时间:2022年07月08日 所属分类:农业论文 点击次数:

摘 要 为了明确南果梨叶片、果实营养状况与果实品质的相关性,为南果梨园科学合理施肥提供理论依据。选取辽宁省主产区 28 个南果梨园的叶片、果实为试材,测定分析了不同梨园叶片、果实主要矿质营养及果实品质状况。结果表明,梨园叶片 N 元素含量的平均值处

  摘 要 为了明确南果梨叶片、果实营养状况与果实品质的相关性,为南果梨园科学合理施肥提供理论依据。选取辽宁省主产区 28 个南果梨园的叶片、果实为试材,测定分析了不同梨园叶片、果实主要矿质营养及果实品质状况。结果表明,梨园叶片 N 元素含量的平均值处于适量范围内,P 元素含量平均值处于较高水平,K 元素含量平均值为 8.73 g/kg,低于适量范围的最小值,所有梨园 Ca、Mg 元素均处于适量范围。相关性分析表明:叶片Ca 元素含量、果实 K 元素含量均与果实横径呈显著正相关;叶片 P、K 元素含量和果实 Ca 元素含量与果实可溶性糖含量均呈极显著负相关,果实 P 元素含量与果实可溶性糖含量呈极显著正相关;果实 K、Mg 元素含量与可滴定酸含量呈极显著或显著正相关;叶片 N 元素、果实 P 元素含量与果实维生素 C 含量均呈显著负相关,叶片 P、K 元素含量与维生素 C 含量均呈显著正相关;叶片 P 元素、果实 N 元素含量与果实硬度呈显著或极显著负相关;叶片 N、K 含量与果实 N、K 含量均呈显著正相关;叶片 Ca 含量与果实 N 含量呈显著正相关;叶片 Mg 含量与果实 Ca 含量呈极显著负相关,与果实 P 含量呈显著正相关。综上,所调查南果梨园叶片营养整体呈现高 P 缺 K,N、Ca、Mg 适量的状况;结合相关性分析,影响南果梨果实品质主要营养因子:果实大小为 Ca、K 元素,可溶性糖含量为 P、K、Ca 元素,可滴定酸含量为 K、Mg 元素,维生素 C 含量为 N、P、K 元素,果实硬度为 N、P 元素。

  关键词 南果梨;叶片营养;果实营养;果实品质;相关分析

果树种植

  南果梨属秋子梨系统,是我国北方优势特色梨品种,其风味独特,酸甜适口,香气浓郁,受到众多消费者的喜爱。为追求高产,多年盲目滥用化肥导致果实品质下降严重,树体养分含量不均衡导致的生理病害频发,严重制约了南果梨产业的健康发展。品质是提升果品市场竞争力的核心,矿质营养的缺失或过量都会影响果树生长发育和果实品质的提升[1-2]。果实中足量 K 元素利于糖分的积累和果实着色[3]。张强等[4]研究发现,苹果中氮和磷元素与果实硬度呈负相关,氮、锌与果实可滴定酸含量呈正相关。王贵等[5]在莱阳梨上研究发现,果实中 N 与可滴定酸含量呈显著正相关,Ca 与果实硬度呈显著正相关,K 对固酸比的直接通径系数达到 0.815。冯建文等[6]研究发现,在糖心和非糖心果实中 Mg、Ca和 Zn 含量对糖酸品质影响较大。

  除果实外,叶片中的营养元素含量也与果实品质存在关联,叶片营养诊断分析已成为国内外应用较多的一种营养诊断方法。叶分析基于 DRIS、DOP、CND 等分析方法判断各种矿质营素的丰缺状况,根据丰缺状况增施或减施相应肥料,相关分析方法已在柑橘[7-8]、苹果[9-10]、梨[11]、芒果[12]等果树上得到广泛应用。张东等[13]通过叶分析明确了影响苹果主要果实品质指标的叶片营养因子。

  文婷等[14]也筛选出了影响遂川金柑果实品质的叶片关键矿质养分因子。根据优质丰产梨园连续 3 年的树体营养状况,王国英等提出了黄金梨优质丰产的 10 种矿质营养标准值[15]。因此,探究叶片、果实的营养状况及两者与果实品质的相关性,对提供有效施肥矫正方案,实现梨园精准施肥和节本增效具有重要意义。鉴于此,本试验采集辽宁省海城市、建昌县、绥中县 3个县域产区 28个具有代表性的南果梨园叶片、果实样品进行了测定分析,通过叶片、果实营养状况以及两者与果实品质的相关性分析,明确南果梨主要品质指标的主要营养因子,以期为南果梨园科学合理施肥提供理论依据。

  1 材料与方法

  1.1 样品采集及处理

  果实成熟期,选取辽宁省 3 个县市 28 个不同管理水平的南果梨园进行叶片、果实样品采集,包括海城市(20 个园)、绥中县(6 个园)、建昌县(2个园)。采用对角线法每个生产园选取 5 株树,果实采集选择树冠外围无病虫害的果实,按东、西、南、北 4 个方向,每个方向采集外围斜生且已停长的新梢中部成熟完整叶片 4 片及同一主枝上果实 2个,每个果园采集 80 片叶和 40 个果实,样品采集后分别进行标记,并带回实验室处理后测定分析。

  1.2 测定方法

  叶片、果实样品经清洗、杀青、烘干、磨碎、过筛后用浓 H2SO4-H2O2消解,利用电感耦合等离子光谱发生仪(ICP)测定 P、K、Ca、Mg 4 种元素的含量,N 元素含量采用凯氏定氮法测定。本试验以单果重、纵横径、可滴定酸含量、可溶性糖含量、维生素 C 含量、果实硬度作为果实品质的主要参考指标,单果重采用电子天平称量,果实纵横径用游标卡尺测量,利用物性分析仪测定果实硬度,均取 10 个果实的平均值;采用全自动滴定仪测定果实可滴定酸、维生素 C 含量,可溶性糖含量用蒽酮比色法进行测定,重复 3 次,取平均值。

  1.3 叶片营养分级标准参考于年文等[16]梨叶片适量范围作为分级标准。

  1.4 数据处理试验数据采用 Microsoft Office 2010、SPSS 20.0软件处理分析。

  2 结果与分析

  2.1 不同梨园叶片、果实主要矿质营养分析

  所调查南果梨园叶片 N 元素含量的平均值为 23.44 g/kg,处于适量(20.0~24.0 g/kg)范围内,表明 N 元素总体处于较适宜水平;P 元素含量平均值为 3.99 g/kg,显著高于适量范围的最大值 2.5 g/kg;K 元素适量范围为 10.0~20.0 g/kg,本试验中 K 元素含量平均值为 8.73 g/kg,低于适量范围的最小值;Ca、Mg 元素含量平均值分别为 19.44g/kg 和 4.70 g/kg,均处于叶片适量的范围内。

  不同梨园果实中主要矿质元素含量差异明显,N 元素含量为 2.44~7.03 g/kg,平均值为 3.66 g/kg,变异系数为 27.6%;P 元素含量为1.64~3.98 g/kg,平均值为 2.37 g/kg,变异系数为27.2%;K 元素含量为 3.07~7.56 g/kg,平均值为 5.21g/kg,变异系数为 27.5%,表明不同梨园果实 K 元素含量差异明显;果实中 Ca 元素含量差异也较大,变异系数为 33.8%,最大值为 2.14 g/kg,最小值仅为 0.44 g/kg,平均值为 1.39 g/kg;果实中 Mg 元素含量最大值为 0.90 g/kg,最小值为 0.40 g/kg,平均值为 0.66 g/kg,变异系数为 18.1%。

  2.2 不同梨园果实品质分析

  不同梨园果实单果重为 60.35~121.54 g,平均值为 97.50 g;可溶性糖含量最大值为 11.45%,最小值为 4.82%,平均值为 8.26%;可滴定酸含量最大值为 0.67%,最小值为 0.32%,平均值为 0.46%;维生素 C 含量差异较大,变异系数为 32.3%,最大测定值为 23.8 mg/kg,最小值仅为7.3 mg/kg;果实硬度变异系数最小,仅为 10.5%,不同果园南果梨硬度介于 9.62~13.34 N/cm2,平均值为 11.34 N/cm2。

  2.3 叶片矿质营养与果实品质的相关性分析

  叶片 N 元素含量与果实维生素 C 含量、叶片 P 元素含量与果实硬度均呈显著性负相关,相关系数分别为-0.366、-0.435。叶片 P、K 元素含量与果实维生素 C 含量均呈显著正相关,与果实可溶性糖含量均呈极显著负相关,相关系数分别为-0.573、-0.467,表明叶片中高浓度的 P、K元素不利于可溶性糖含量的积累。叶片 Ca 元素含量与果实横径呈显著正相关,相关系数为 0.356,与单果重存在正相关,但未达到显著水平。

  2.4 果实矿质营养与果实品质的相关性分析

  果实 N 元素含量与果实硬度呈极显著负相关,相关系数为-0.523;果实 P 元素含量与可溶性糖含量呈极显著正相关,与维生素 C 含量呈显著负相关;果实 K 元素含量和果实横径呈显著正相关,与可滴定酸含量呈极显著正相关,相关系数分别为 0.335、0.480;果实 Ca 元素含量与可溶性糖含量呈极显著负相关,相关系数为-0.447;果实Mg 元素含量与可滴定酸含量呈显著正相关,相关系数为 0.395。

  2.5 叶片矿质营养与果实矿质营养的相关性分析

  叶片 N、K 元素含量与果实 N、K元素含量均呈显著正相关,相关系数分别为 0.392、0.342;叶片 P 元素含量与果实各元素之间并无显著相关性;叶片 Ca 元素含量与果实 N 元素含量呈显著正相关。另外,叶片 Mg 元素含量与果实 Ca 元素含量呈极显著负相关,与果实 P 元素含量呈显著正相关,相关系数分别为-0.535、0.335。

  3 讨论

  叶片作为植物重要的器官,其矿质元素含量可以在一定程度反映植物对营养元素的需求。宋晓晖等[17]研究表明,环渤海湾地区 81%~97%的梨园叶片 P、Ca、Mg 处于适量范围,26%~40%的梨园叶片 N、K 含量偏低。于年文等[16]对辽宁省南果梨叶片营养进行调查分析,发现大部分果园叶片 N、P、K 含量在适量范围,全部果园的 Ca、Mg 含量均在适宜范围。但本试验发现,所调查的南果梨园叶片营养整体表现为高 P 缺 K,N、Ca、Mg 适量,可能与取样时期、地点和施肥习惯的不同有关。

  果实矿质元素含量对果实采前采后品质均有影响。本试验发现,果实 N 元素含量与果实硬度呈极显著负相关,这与张强等[4]在苹果上的研究一致,但与朴哲虎等[18]在苹果梨上的研究结果不一致,可能与品种特性、营养供需状况有关。南果梨属于秋子梨品种,需要后熟过程,有研究表明施氮可以通过影响乙烯的生成来调控果实的后熟软化[19];在营养供需方面,本试验发现叶片 N 元素含量与果实 N元素含量呈显著正相关,所调查梨园叶片高 N 含量果园占 60.72%,适量及以上水平占比接近 90%。

  K 元素与果实单果重、色泽、风味等品质性状的形成有关,不同果树或不同品种其相关性存在差异[20-22]。本试验发现果实 K 元素含量与果实横径呈显著正相关,与可滴定酸含量呈极显著正相关,这与魏树伟等[23]和周先艳等[24]的研究结果一致,表明 K元素对于果实大小及风味品质的形成具有重要作用。本试验中果实 P 元素含量与可溶性糖含量呈极显著正相关,与马振强[25]的研究结果一致,表明 P元素在果实糖代谢方面发挥着重要作用,有利于果实糖分的积累。叶片 P 元素与果实硬度呈显著负相关,这与孙琛梅[26]在苹果上的研究结果一致,其机理有待进一步探究。

  叶片 P、K 元素含量与果实可溶性糖含量均呈极显著负相关,这与范志懿等[27]在枣上的研究结果一致,分析原因可能与 P、K 元素在成熟期叶片和果实间转运分配有关。本试验还发现,果实 Ca 元素含量与可溶性糖含量呈极显著负相关,这可能与缺钙导致山梨醇的积累有关,研究表明喷施钙肥可以显著促进山梨醇的转运和代谢,减轻苹果水心病的发生,发生水心病的果实中山梨醇含量比正常果实高[28]。相关性分析发现,成熟期新梢叶片矿质元素含量与多个果实品质指标存在显著或极显著的相关性,表明成熟期新梢叶片营养水平可以在一定程度上反映果实营养状况,但是否为最优时期和最佳取样部位,有待于进一步探究。

  4 结论

  所调查南果梨园叶片营养整体呈高 P 缺 K,N、Ca、Mg 适量的状况;结合相关性分析,影响果实品质的主要营养因子:果实大小为 Ca、K 元素,可溶性糖含量为 P、K、Ca 元素,可滴定酸含量为 K、Mg 元素,维生素 C 含量为 N、P、K 元素,果实硬度为 P、N 元素。

  参考文献:

  [1] Miqueloto A, Amarante C V T D, Steffens C A, et al. Relationship betweenxylem functionality, calcium content and the incidence of bitter pit in applefruit. Scientia Horticulturae, 2014, 165: 319-323.

  [2] Huang L P, Zhang Q R, Zhang Z, et al. Overview of relation betweenmineral nutrient elements and growth and development of fruit trees. AsianAgricultural Research, 2017, 9(10): 75-76, 81.

  [3] Neilesen D, Neilesen G. Nutritional effects on fruit quality for appletreess.New York Fruit Quarterly, 2009, 17(3): 21-24.

  [4] 张 强,魏钦平,蒋瑞山,等. 富士苹果矿质营养含量与几个主要品质指标的相关性分析. 园艺学报,2011,38(10):1963-1968.

  [5] 王 贵,白 娜,邹宗峰,等. 莱阳梨果实矿质元素含量与果实品质的关系. 江苏农业科学,2021,49(24):178-183.

  [6] 冯建文,韩秀梅,宋 莎,等. 威宁糖心苹果矿质元素与果实品质的相关性及其通径系数. 贵州农业科学,2021,49(3):80-88.

  [7] 周 龙,汤 利,陈 俊,等. 褚橙龙陵基地柑橘叶片 DRIS 图解法和指数法综合营养诊断分析. 南方农业学报,2020,51(10):2498-2506.

  选自期刊:中国果树,2022(7):33-36

  作者信息:闫 帅 1,宋 良 2,刘振杰 3,仉服春 4,徐 锴 1,袁继存 1,张少瑜 1,赵德英 1(1 中国农业科学院果树研究所,辽宁省落叶果树矿质营养与肥料高效利用重点实验室,农业农村部园艺作物种质资源重点实验室,辽宁兴城 125100)(2 海城市林业局)(3 建昌县林业局)(4 绥中县果蚕局)