威廉斯香蕉果實膨大期礦質元素累積與分配特征分析

馬海洋 劉亞男 石偉琦 杜曉遠 冼皚敏 陳菁

摘 要 以威廉斯8818香蕉為試材，采用整株挖掘、分解取樣的方法，研究其干物質的構成特點、各器官礦質元素含量和累積及分布特征。結果表明，香蕉植株果實膨大期總干物質量為5.4 kg/株，其中葉片占36.1%，假莖占34.3%，球莖占15.1%，果實占10.6%，根占2.9%，果軸占1.1%。每株累積吸收N 61.65 g、P 4.40 g、K 49.65 g，N、P、K的吸收比例為1∶0.07∶0.81。此時期，N、P、K分配率規(guī)律為葉片>假莖>果實，果軸中則最低。葉片中N含量最高，其次為果實和果軸，假莖（葉鞘）最低。P以果實含量最高，葉片次之，球莖最低。K以果實含量最高，根次之，假莖（葉鞘）和球莖最低。葉片、假莖（葉鞘）、真莖（地上莖）和球莖中各礦質元素含量的大小順序為N>K>P，而果實、果軸和根中則為K>N>P。

關鍵詞 香蕉 ；果實膨大期 ；礦質元素 ；分配特征

分類號 S668.1.601

香蕉是世界四大水果之一，其產量僅次于柑橘位列第二[1]。亦是繼水稻、小麥和玉米之后的第4大糧食作物[2-3]。目前我國是世界上第3大香蕉生產國[4]。威廉斯蕉是20世紀80年代引入品種，屬于中桿品種，現(xiàn)為廣東、廣西、云南、福建各香蕉區(qū)的主要栽培品種之一，也是國外的主要栽培品種之一。其梳形整齊，指形較直，排列緊湊，果實香味濃，是很受歡迎的春夏蕉品種，也是廣東省主要的栽培品種。但對于它的營養(yǎng)特性研究少見報道，我國有關香蕉營養(yǎng)特性的研究報道只集中在巴西蕉[5-7]和粉蕉[8]上。此外因土壤和氣候條件的差異又限制了國外研究資料的應用。由于缺乏對威廉斯蕉礦質營養(yǎng)吸收與分配特征的了解，在生產實踐中推薦施肥管理措施多以巴西蕉為參照，施肥不合理狀況突出，配套栽培管理技術研究跟不上產業(yè)的發(fā)展。本試驗以粵西香蕉主產區(qū)的威廉斯香蕉為試材，對人工栽培管理的果實膨大期香蕉植株不同器官的干物質累積與主要礦質元素含量及累積分配特征進行了系統(tǒng)研究，旨在揭示威廉斯蕉的礦質元素需求特點，為其蕉果發(fā)育期科學施肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗在廣東省湛江市中國熱帶農業(yè)科學院南亞熱帶作物研究所基地（110°17′N，21°12′E）進行。試驗蕉園土壤為凝灰?guī)r磚紅壤，質地為輕質砂壤土。土壤pH值4.4，有機質含量23.0 g/kg，全氮0.9 g/kg，有效磷（P）5.0 mg/kg，速效鉀（K）130.4 mg/kg。供試品種為威廉斯8818（Musa AAA Group Cavendish Williams），組培苗于2011年9月下旬種植，株距2 m，行距2.5 m，種植密度為2 000株/hm2。

1.2 方法

1.2.1 香蕉生物量獲取及采樣

在試驗蕉園選取長勢中等、無病蟲害、正常結果的香蕉植株（株高2.3 m，青葉數12片），在果實膨大期（2012年7月20日）取樣，采用整株挖掘、分解取樣法。即把香蕉植株分解為葉片、假莖、球莖、果實、果軸和根，記錄各部分生物量，然后均勻采集樣品。采集葉片樣品時從主脈處平均切開，取其中一半切碎混勻，采用四分法取樣。采集假莖時按30 cm長，將假莖從地面處依次橫切為8段，再將每段縱切平均分成4份，取對角線2份，各取一半切成細條后切斷，四分法取樣。采集球莖樣品時，先縱切平均分成4份，取對角線2份切碎混勻后四分法取樣。采集果軸時先縱切平均分成4份，取對角線2份切碎混勻。采集果實時，取每梳果實果指6個切碎混勻，四分法取樣分析。根系樣品取樣時全部切碎混勻，四分法取樣。

1.2.2 樣品處理與測定方法

植株樣品經清洗、殺青、烘干后記錄干重，測定各部位水分含量并計算干物質量，樣品粉碎后用于礦質元素含量分析。植株各部位樣品經H2SO4-H2O2消煮后，N用堿解蒸餾法測定，P用鉬銻抗比色法測定，K用火焰光度法測定。

1.2.3 數據處理

元素累積量=器官干物質量×元素含量。試驗數據用Excel進行統(tǒng)計作圖。

2 結果與分析

2.1 威廉斯香蕉植株總干物質積累與分配特征

威廉斯8818香蕉植株的總干物質量為5.4 kg/株，其中葉片占36.1%，假莖占34.3%，球莖占15.1%，果實占10.6%，根占2.9%，果軸占1.1%（圖1）。葉片和假莖是威廉斯香蕉果實發(fā)育期干物質累積的主要部位。

2.2 威廉斯香蕉植株總礦質營養(yǎng)元素累積量與分布

表1顯示，威廉斯香蕉每株吸收N 61.65 g、P 4.40 g、K 49.65 g，N、P、K的吸收比例為1∶0.07∶0.81。葉片中各礦質營養(yǎng)元素累積量均最大，其為次假莖，果軸中最少。葉片、假莖和球莖中N的累積量均最高。果實、果軸和根系中K的累積量高于N。各器官中P的累積量均最低。

從主要礦質營養(yǎng)元素在香蕉植株不同部位的分布情況看，礦質營養(yǎng)元素間的分配模式存在差別（圖2）。此時期，N主要分配在葉片，分配率高達55.3%，其次是假莖和果實，分配率分別為18.9%和14.3%。P主要向葉片、假莖和果實中分配，分配率分別為44.5%、26.9%和18.4%。K主要分配在葉片、果實和假莖，分配率分別為37.9%、32.0%和15.5%。葉片中各礦質營養(yǎng)元素的分配率均最高，其次為假莖，果軸中最低。球莖中N和P的分配率高于K，而根系中K的分配率則高于N和P。

2.3 威廉斯香蕉不同部位礦質元素含量狀況

同一礦質營養(yǎng)元素含量在香蕉不同部位存在顯著差異（表2）。葉片中N含量最高，其次為果實和果軸，假莖（葉鞘）最低。P以果實含量最高，葉片次之，球莖最低。K以果實含量最高，根次之，假莖（葉鞘）和球莖最低。

不同礦質營養(yǎng)元素在香蕉植株同一部位的含量存在差異。葉片、假莖（葉鞘）、真莖（地上莖）和球莖中各礦質元素含量的大小順序為N>K>P，而果實、果軸和根中則為K>N>P。

葉片是香蕉光合作用的主要器官，抽蕾期至收獲期青葉數和葉片質量對香蕉產量和品質的影響很大[9]。香蕉葉片從頂部第1片至第12片中N、P、K含量呈逐漸下降趨勢（圖3），N、P、K含量分別下降9.63、0.55和4.21 g/kg，降低比例為39.7%、37.9%和29.2%。

香蕉的莖包括真莖與假莖，而真莖又包括球莖和地上莖兩部分。假莖生物量大，還含有豐富的養(yǎng)分，其中的礦質養(yǎng)分可以轉移到果實中，假莖的生長狀況和養(yǎng)分含量與香蕉產量密切相關。假莖（葉鞘）和真莖（地上莖）不同部位礦質養(yǎng)分含量狀況見圖4、5 。真莖（地上莖）中相應部位N、P、K含量均高于假莖（葉鞘），且假莖（葉鞘）和真莖（地上莖）各部位礦質養(yǎng)分含量呈現(xiàn)不同的變化趨勢。由圖4可以看出，假莖（葉鞘）不同部位N、P含量變化趨勢相同，但總體上變化幅度較小；K含量呈明顯的下降-升高-下降的變化趨勢，其中0～30 cm部位K含量最高達5.86 mg/kg。從圖5可知，真莖（地上莖）中N、P、K含量從底部到頂部均呈升高而后下降的趨勢，最高含量分別為14.24、1.24和12.25 mg/kg。

香蕉果穗各梳礦質元素含量見表3。從第1梳（頭梳）至第7梳（尾梳）蕉果中P含量一直增加，N、K含量呈增加趨勢。其中第7梳中N、P、K含量最高，第1梳中含量最低，這與蕉果的干物質量密切相關，第1梳蕉果干物質量最大，第7梳則最低。

2.4 威廉斯香蕉植株葉片、假莖、真莖和果實中干物質與礦質元素累積構成

由圖6可知，隨葉序的增加，威廉斯香蕉青葉片的干物質量和礦質元素累積量均呈先增加后降低的變化規(guī)律。從植株頂部起第4片葉的干物質量和礦質元素累積量最高，干物質累積量為175.6 g，N、P、K累積量分別為3.82、0.21和2.25 g。

威廉斯香蕉假莖（葉鞘）和真莖（地上莖）各部位干物質量以及N、P、K累積量變化趨勢見圖7、8。植株假莖和真莖各部位干物質及N、P、K累積量均隨高度的增加而逐漸下降，且真莖的下降幅度較假莖大。除0～30 cm部位外，植株假莖和真莖礦質元素累積量順序為N>K>P，且假莖中N、P、K累積量均高于真莖的相應部位。

香蕉果實各梳的干物質和養(yǎng)分累積量見表3。從第2梳至第7梳蕉果干物質量逐漸下降。第2梳蕉果果實干物質和N、P、K累積量最高。

3 討論與結論

香蕉植株的養(yǎng)分吸收累積是產量形成的基礎，是合理施肥的重要依據[8]。香蕉是常綠草本果樹，在適宜的溫度下周年都可以生長發(fā)育，且生長速度快，生物量大，需要大量水分和礦質營養(yǎng)元素。在本研究條件下，威廉斯香蕉果實膨大期每株累積吸收N 61.65 g、P 4.40 g、K 49.65 g。姚麗賢等[5]研究表明，在中高產水平下，每株巴西蕉成熟期地上部及球莖需要吸收N 128.6 g、P 11.5 g、K 419.9 g。楊苞梅等[8]對粉蕉的研究結果表明，成熟期粉蕉每株需要吸收N 167.9 g、P 19.3 g、K 521.7 g。與巴西蕉和粉蕉相比，威廉斯香蕉果實膨大期養(yǎng)分累積量低，這與香蕉品種的生長特性、土壤肥力狀況等有關。巴西蕉屬于高把香牙蕉，干高2.6～3.2 m，假莖上下較粗，生物量大[19]。粉蕉植株干高3.5～4.5 m，干粗（中周）達70～80 cm，葉片長大，植株產量亦較高[10]。因此，需要根據威廉斯蕉的養(yǎng)分吸收累積特性，調整推薦施肥量。若參照巴西蕉和粉蕉的結果，則會造成資源的浪費。

礦質元素吸收累積與分配特性是指導果樹合理施肥的重要參數。本研究表明，威廉斯香蕉果實膨大期養(yǎng)分吸收比例為N∶P∶K=1∶0.07∶0.81，這與成熟期的巴西蕉[5]、粉蕉[8]有一定的區(qū)別，K素的累積比例降低，N素累積最多。葉片、假莖（葉鞘）、真莖（地上莖）和球莖中各礦質元素含量的大小順序為N>K>P，果實、果軸和根中則為K>N>P。威廉斯蕉體內NPK含量的順序結果與劉芳等[6]、周修沖等[11]的結果存在差異，這可能與香蕉品種、生育期的差異有關。以往的研究將假莖（葉鞘）和真莖（地上莖）統(tǒng)一劃分為假莖，但其組織構成和主要功能不同。本研究結果顯示，假莖（葉鞘）的NPK含量均低于真莖（地上莖），而干物質量和養(yǎng)分累積量則高于真莖，且不同部位間存在明顯差異，故在假莖采樣時需要考慮此特征。葉片是進行香蕉植株營養(yǎng)診斷常用的采樣器官。由不同葉序（位）葉片的分析結果得到，隨葉序的增加，威廉斯香蕉青葉片的干物質量和礦質元素累積量均呈先增加后降低的變化規(guī)律，葉片N、P、K含量逐漸降低，這與Turner[12]和Murray[13]的研究結果一致。Murray指出，從一個葉片到另外一個葉片營養(yǎng)元素濃度的變化受養(yǎng)分供給量的影響，當K供應充足時，從新葉到老葉片K含量都相對穩(wěn)定，當鉀缺乏時，K含量則會急劇降低[13]。可以利用葉片的礦質營養(yǎng)特點進行植株營養(yǎng)狀況診斷，并進行施肥矯正。

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