中微量元素對黃冠梨葉片生長發育及果實品質的影響

周繼芬　王秀琪　李興發　劉新強　楊雅婷　胡肖盼

摘要：以黃冠梨為材料，探討中微量元素不同配比組合對黃冠梨果實品質的影響，為梨生產上平衡施肥提供參考。通過將中量元素Ca、Mg肥與微量元素Fe、Zn、B肥，按5因素4水平正交設計方案噴施黃冠梨，探索其不同配比組合在黃冠梨樹體生長發育期間的動態變化趨勢，以及對黃冠梨葉片葉綠素含量及果實品質的影響。結果表明：在35月，黃冠梨葉片中Fe元素含量呈線性增長，之后總體上趨于穩定；Zn元素含量總體上呈“升降升降”變化趨勢；B元素含量呈“升緩降”變化趨勢；Mg元素含量總體上呈“升降”變化趨勢；Ca元素含量總體上呈上升趨勢，至7月時含量最高。果實中的5種中微量元素含量在果實發育過程中總體均呈下降趨勢。相關分析結果表明，葉片中B與Mg、Mg與Ca含量均呈極顯著正相關；葉片中zn與果實中zn呈顯著正相關。主成分分析結果表明，在施肥時應優先考慮噴施能提高果實內在品質（含糖量）為主的Fe0.4%、Zn0.4%、B0%、Mg0.25%、ca1.0%或Fe0.4%、zn0.5%、B0.2%、Mg0%、ca0.7%組合；如單純追求以產量指標為主，則噴施Fe0.3%、Zn0.3%、B0%、Mg0.75%、Ca0.7%組合。但在實際生產上果實內在品質常為第一考慮因素，產量指標為第二考慮因素。結合主成分分析和人們對水果的食用習慣（喜甜惡酸），以處理11（即Fe0.4%、Zn0.4%、B0%、Mg0.25%、ca1.0%）為最佳水平。

關鍵詞：黃冠梨；葉綠素；礦質營養；品質；營養平衡；主成分分析

中圖分類號：S661.204 文獻標志碼：A 文章編號：1002-1302（2015）05-0155-07

果樹產業化生產體系中，栽培管理是最重要的環節之一，而合理施肥又是栽培管理的重要措施，其核心內容是使樹體在整個生長發育過程中保持營養平衡。西南地區的早熟黃冠梨栽培已形成一定的規模，但由于果農文化水平低等原因致使其缺乏平衡施肥技術，生產上過多施用氮、磷、鉀等大量元素肥，忽視中微量元素肥的施用，致使樹勢偏弱，銹果、黑斑果較多，特別是“雞爪梨”等現象大量出現，果實品質下降。中微量元素對于植物生長發育以及產量和品質的形成有著重要的影響，張發寶等研究表明施用中微量元素肥可使龍眼增產40%左右，而且果實品質也明顯提高；趙維峰等研究表明施用中微量元素肥可使菠蘿的可溶性糖和維生素c含量明顯提高；馮文清等研究表明施用中微量元素肥可使西瓜增產20%左右，而且可溶性固形物含量提高2.百分點；呂慧峰等研究表明施用中微量元素肥可明顯增加馬鈴薯淀粉含量，提高可溶性糖含量、粗蛋白質含量。在梨生產上對中量元素或微量元素的配比平衡施肥研究較少，而將多種中量元素和微量元素相結合進行不同配比、平衡施肥的研究更是鮮見報道。本研究以中量元素Mg、Ca肥與微量元素Fe、Zn、B肥組合的形式，采用正交組合試驗，探討噴施不同配比的Mg、Ca、Fe、Zn、B肥組合對黃冠梨葉片Mg、Ca、Fe、Zn、B元素含量的動態變化及葉片光合作用、果實品質的影響，以期優化Mg、Ca、Fe、Zn、B肥配比水平，為西南地區黃冠梨科學施肥、平衡施肥提供理論依據，推動西南地區梨產業發展。

1.材料與方法

1.1試驗材料和試驗地概況

試驗材料選擇7年生早熟黃冠梨，栽培規格為株行距3m×4m，株高2.5m以內。試驗地位于重慶永川黃瓜山梨產業基地。試驗面積為13.34hm²，供試梨園海拔高度在600m左右，緩坡，土壤為黃壤，pH值6.54，土壤中有機質20.35g/kg，有效氮4.61g/g，速效磷30.21mg/kg，速效鉀7.09g/kg，速效鐵7.35mg/kg，速效鋅O.891mg/kg，速效鈣3.39g/kg，速效鎂75.29mg/kg，有效硼O.139mg/kg。

1.2試驗設計

從試驗園中隨機選取生長健碩且樹勢基本一致的植株48抹，16個處理，3次重復，按正交試驗進行設計。正交試驗采用5因素、4水平正交設計方案，按L16（4⁵）正交設計表編碼（表1），共16個處理（表2）。

試驗所用肥料鈣肥選用CaSO4·2H2O（含CaO量32%）；鋅肥用ZnSO4·7H20（含zn量22%）；鎂肥用MgSO4·7H2O（含Mg量為9.7%）；硼肥用H3BO3（含B量為17.4%）；鐵肥用FeS04·7H20（含Fe量20%）。各個試劑均為分析純。各處理的葉面肥中添加0.05%吐溫-20作展著劑，按試驗處理方案分別于晴天16：00后周密均勻地噴施在果實和葉片上，直到滴液為止。從2013年3月12日開始，每隔30d噴1次，共噴5次。其他栽培管理按正常田問管理進行。

1.3分析測試方法

1.3.1取樣采葉從2013年3月26日開始，每月1次，共采摘5次。采果從4月23日開始，每隔24d采1次，共5次。從樹冠外圍4個方位中上部位隨機采摘中短果枝上方位、大小、成熟度等指標基本一致的葉片和果實，每個處理共采60張葉片和30個果實。每次將采摘的樣品置于帶有冰塊的泡沫保溫箱帶回，葉片用于測定葉綠素和礦質營養元素，果實用于測定礦質營養元素和果實品質。按莊伊美的方法進行清洗、果實切片、殺酶、烘干、研磨、密封、貼簽備用。

1.3.2葉綠素和礦質營養元素含量的測定葉綠素a、葉綠素b含量的測定參照孫俊寶等的方法，用95%乙醇浸提24h后用紫外可見分光光度計在665nm、649nm下進行比色測定。硼采用國際標準方法干灰化法，用TU-1901紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）在430nm波長下測定。Mg、Ca、Fe、Zn元素按莊伊美的方法測定，硝酸一高氯酸消解后，用AA-800原子吸收分光光度計（Perkin Elmer公司）測定。

1.3.3果實品質的測定用游標卡尺測定果實的縱、橫徑，用天平測果實質量（sFW），用阿貝折射儀測可溶性固形物含量（TSS），NaOH中和滴定法測可滴定酸含量（TA），采用蒽酮法測可溶性糖（WSS）含量。可溶性蛋白質含量參照郝建軍等的考馬斯亮藍法，在595nm波長下比色測定。

1.4數據分析與處理

用Excel2003、SPSS19.0和Statistica6.0對測試數據進行統計分析。其中用SPSS19.0軟件中的ANOVA作差異顯著性分析（鄧肯氏多重比較法），顯著水平為P<0.05，用Statistica6.0軟件進行主成分分析。

2.結果與分析

2.1不同中微量元素對黃冠梨葉片葉綠素含量的影響

由圖1可知，處理1（即對照，下同）的葉綠素a含量最低，處理9最高，處理7、8、9分別比對照高37.27%、38.65%和39.44%，差異均達顯著水平（P<0.05）。從表3的鄧肯氏新復極差分析結果可知，對葉片中葉綠素a含量的影響力大小為Fe>Zn>B>ca>Mg，說明Fe元素在葉片光合作用中有著極其重要的作用。

從圖2可以看出，處理1的葉綠素b最低，處理9最高。處理7、8、9葉片中葉綠素b含量分別比對照高37.94%、40.40%和43.86%，且與其他處理呈顯著差異。從表3中可以看出，對葉片葉綠素b含量的影響力大小為B>Ca>Fe=Zn>Mg。

從圖3日可以看出，處理1最低，處理9最高，處理7、8、9葉片葉綠素（a+b）的含量分別比對照高37.44%、39.69%和40.00%，達到顯著差異水平。從表3可知，對葉片葉綠素（a+b）含量的影響力大小為：B>Fe>Zn>Ca>Mg。

2.2黃冠梨葉片主要礦質元素含量變化趨勢

從圖4可看出，葉片Fe含量從3月26日到5月26日呈線性增長，由55.68mg/kg逐步上升到261.28mg/kg，增至3月份含量的5倍左右，5月26日達最高峰。從5月26日到7月26日Fe含量先稍下降后又上升。從3月26日至7月26日葉片zn含量變化是“升降升降”的總趨勢，分別在4月26日和6月26日各有1個高峰，分別為109.69mg/kg和114.62mg/kg。葉片中zn含量在4月26日時是3月26日的3倍左右。葉片中B的含量在3月份到4月份呈線性增長，在4__6月含量趨于穩定，且達到最高值，在6月26日含量最高，值為47.60mg/kg，在7月份出現下降趨勢，整個趨勢為“升緩降”。葉片Mg含量從3月26日至5月26日呈上升趨勢，到5月26日含量達到最大值，為5.65mg/kg，以后葉片中Mg含量均呈下降趨勢，在7月26日含量為4.45mg/kg，整個趨勢為先上升后下降的趨勢。葉片Ca含量雖在6月26日時稍有下降，含量為11.69mg/kg，但總體上是呈上升趨勢，在7月26日達到高峰，為15.60m∥kg。

2.3黃冠梨果實主要礦質元素含量變化趨勢

由圖5可知，果實中Fe含量從4月23日到7月26日一直呈下降趨勢，7月份含量下降至4月份的1/3左右。4月份到5月份下降較快，5月份之岳下降速度放緩。果實中zn含量從4月到7月也呈現出持續下降趨勢，下降至原來的1/3，7月下旬含量有所上升，但是上升幅度不明顯。果實中Mg含量從4月份到7月份也呈持續下降的趨勢，下降至原來的1/3左右，7月份月初至月末含量趨于穩定。果實中Ca含量從4月到5月含量呈下降趨勢，從5月到7月末呈現先下降再上升的趨勢，7月末含量較5月份稍高。

2.4樹體中主要礦質營養元素相關關系分析

由表4可知，葉片中的Fe與葉片中的B、Mg、Ca和果肉中的zn、Mg、Ca之間具有正相關性，與葉片中的zn和果肉中的Fe之間呈負相關關系；葉片中的zn與果實中的zn、Mg之間呈正相關關系，其中葉片中的zn與果實中的zn之間的相關性達到顯著水平（P<0.05），葉片中的zn與葉片中的B、Mg、ca和果實中的ca之間呈負相關關系；葉片中的B與葉片中的Mg、ca和果實中的zn、Mg、ca之間呈正相關關系，其中葉片中的B與葉片中的Mg之間的相關性達到極顯著水平（P

2.5不同處理對黃冠梨果實主要品質的影響

2.5.1不同中微量元素對黃冠梨果實平均單果質量的影響

從圖6可看出，處理6平均單果質量最高，達391.90g，其他處理依次為處理10、13、4、12，均達356g以上。處理1果實平均單果質量最低，為312.08g，處理間最大相差79.82g，呈顯著差異水平。由表5可知，不同營養元素對平均單果質量的影響力大小為Fe>Ca>B>zn>Mg。說明Fe元素對產量的形成有極重要的作用。

綜合上述結果看，果實縱、橫徑均以處理6值最大，且呈顯著差異水平。由表6可知，影響黃冠梨果實縱徑和橫徑的元素影響力的大小分別為Fe>Mg>Ca>zn>B和Fe>zn>Mg>Ca>B.

2.5.2不同中微量元素對黃冠梨果實縱、橫徑的影響

由圖7可知，對照組縱徑為78.76mm，處理2果實縱徑略低于對照組，其他處理組果實縱經均大于對照組。其中處理6最高，達85.68mm，其后依次為處理16、12、14、4，均達84.31mm以上。處理間最大相差8.18mm，呈顯著差異水平。由圖8可知，對照組果實橫徑為81.82mm，處理2至處理16果實橫徑均大于對照組。其中以處理6最大，達88.36mm。其后依次為處理14、4、16、10，均達86.60mm以上。處理間最大相差6.54mm，呈顯著差異水平。

2.5.3不同中微量元素對黃冠梨果實可溶性固形物（TSS）含量的影響由圖9可知，果實的TSS含量以處理12最高，達13.3%，其后依次為處理8、6、11、9、5，其TSS含量均達13.05%以上，處理1最低，為12.42%。處理間最高相差0.88百分點，達顯著差異水平。由表7可知，對黃冠梨果實TSS含量的影響力大小為Fe>Ca=zn>Mg>B。說明Fe元素對果實品質的形成有極重要的作用。

2.5.4不同中微量元素對黃冠梨果實可滴定酸（TA）含量的影響

由圖10可知，果實TA含量以處理12最高，達0.25%，其后依次為處理1、16、6、11，均達0.21%以上。以處理8最低，含量僅為0.17%，處理間最大相差0.08百分點，呈顯著差異水平。由表8可知，對黃冠梨果實TA含量的影響力大小為B>Fe>zn>Ca>Mg。

2.5.5不同中微量元素對黃冠梨果實可溶性糖（WSS）含量的影響

由圖11可知，果實的WSS含量以處理111最高，達11.30%，其后依次為處理15、13、12、6，均達10.58%以上。最低為處理7，含量為9.15%，處理間最大相差2.15百分點，呈顯著差異。由表9可知，對黃冠梨果實WSS含量的影響力大小為Fe>Mg>B>Ca>Zn。

2.5.6不同中微量元素對黃冠梨果實可溶性蛋白含量的影響

由圖12可知，果實可溶性蛋白含量以處理9最高，達91.34μg/g，其后依次為處理2、1、13，均達79.35μ/g以上。處理14最低，僅為51.61μg/g。處理間最大相差39.73μg/g，呈顯著差異。由表10可知，對黃冠梨果實可溶性蛋白含量的影響力大小為Fe>zn>Mg>Ca>B。

2.5.7不同中微量元素對黃冠梨果實還原糖含量的影響由圖13可知，果實中還原糖以處理14最高，達0.07%，其后依次為處理12、15、13。最低為處理1，僅為O.05%。處理間最大相差0.02百分點，呈顯著差異。由表11可知，對影響果實還原糖含量的影響力大小為Fe>B>zn>ca>Mg。

2.6品質指標的主成分分析

由表12可知，第1主成分軸貢獻率為53.63%，第2主成分軸的貢獻率為19.02%，兩者的累計貢獻率達到72.66%。可保留累計貢獻率70%以上的前2個主成分。由表13可知，主成分1與單果質量、縱徑、橫徑呈極顯著正相關，與可溶性糖含量呈顯著正相關，與可滴定酸含量呈弱正相關。主成分2與可溶性固形物含量呈顯著正相關。

單果質量、縱徑、橫徑屬產量指標，通過各指標的主成分分析（圖14、圖15）可知，處理6與產量指標呈極顯著正相關。橫軸向右代表產量，越向右產量越高。可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物屬果實內在品質指標，由圖14、圖15可知，處理¨、12與可溶性糖、可溶性固形物含量呈極顯著正相關。縱軸向上代表含糖量，越向上含糖量越高。主成分綜合指標分析結果與前面相關的分析結果一致。

3.討論

通過對黃冠梨樹體主要礦質營養元素的動態趨勢分析可看出，樹體在同一時間段對每種營養元素的需求量不一樣；同一元素在不同的時間段呈現出不同的趨勢。從這些方面說明，樹體對各種營養的需求是一個動態的復雜的過程。

通過對樹體中礦質營養元素的相關性分析可看出，葉片中的zn與果實中的zn顯著相關，葉片中的B與Mg之間及葉片中的Mg與ca之間呈極顯著相關。說明樹體中某些元素表現出相互協同的作用，這與潘海發在對碭山酥梨葉面噴施不同水平的B肥、Mg肥，可在一定濃度范圍內分別增加葉片中B、Mg含量的研究結果一致。另外從相關性分析可知，葉片中的Fe與果肉中的Fe之間，葉片中的Mg與果實中的Fe、Mg、ca之間，葉片中的ca與果實中的Fe、Mg、ca之間，葉片中的zn與葉片中的B、Mg、ca之間，葉片中的zn與果實中的ca之間，葉片中的B與果實中的Fe之間表現為拮抗作用。這些結果表明，相同元素在黃冠梨不同器官表現出來的相互作用不盡相同。

葉綠素直接影響著作物有機物質的合成，從而對產量和品質產生重要影響。本研究的結果表明，5種元素配比處理均可提高黃冠梨葉片葉綠素a、葉綠素b和葉綠素（a+b）的含量。其中葉片葉綠素a、葉綠素b和葉綠素（a+b）含量均以處理9（即Fe0.43%、zn0%、B0.3%、Mg0.75%、Ca0.5%）為最高。這與潘海發、王妲對于葉面噴B肥或CaCl2：均能提高梨葉片中葉綠素含量的觀點一致。從研究結果可知，影響葉片葉綠素a含量的主要元素有Fe、zn，影響葉綠素b含量的主要元素有B、Ca、Fe，影響葉綠素（a+b）含量的主要元素有B、Fe、Ca。發現Fe在提高黃冠梨葉片葉綠素含量上起著重要作用。

果實品質主要分為外在品質和內在品質。果實的外在品質決定了其商品價值和經濟效益，外在品質的優劣直接影響著消費者的選擇。果實的縱徑、橫徑和平均單果質量是果實外在品質最重要的指標之一。在本試驗條件下，處理6（即Fe0.3%+zn0.3%+B0%+Mg0.75%+Ca0.7%）的平均單果質量最大，達到391.89g，與對照相比差異達極顯著水平。果實縱、橫徑也以處理6的最大，分別比對照大6.91mm和6.54mm，差異達顯著水平。這與王風文、孫楚等研究葉面噴施Ca肥或Fe肥均能增加單果質量的研究結果一致。極差分析表明，影響黃冠梨平均單果質量的主要元素有Fe、Zn、Ca，而且這些元素不同濃度的配比也很重要，B元素對黃冠梨果實平均單果質量的影響較小。這些結果支持蘇長青等的觀點。

黃虹心等研究發現，樹冠噴施5種常用鈣肥均能提高楊桃果實中可溶性固形物含量。王鳳文研究報道，噴施Ca肥、zn肥均可提高草莓可溶性固形物含量，而噴施Fe肥可增加草莓可溶性糖和總酸含量。潘海發等研究表明，適量噴施Mg肥可提高碭山酥梨果實中可溶性糖含量，并降低果實含酸量。蘇長青等指出，噴施葉面肥可以增加黃冠梨果實葡萄糖、果糖和粗纖維含量，降低可滴定酸含量。通過方差分析結果可知，果實TSS和WSS含量分別以處理12和處理11最高，這2個處理的Fe、Zn、Ca處于較高水平，表明Fe、Zn、Ca對促進果實可溶性固形物和可溶性糖的含量起著十分重要的作用。果實含酸量以處理8（即Fe0.3%、zn0.5%、B0.3%、Mg0.25%、Ca0%）最低，但該處理對黃冠梨酸含量的影響呈弱相關性。通過對品質指標的主成分分析，獲得可溶性固形物和可溶性糖是2個影響果實品質的主要指標，綜合兩項分析結果，得到處理12和處理11為果實品質最佳組合配比（即Fe0.4%、Zn0.5%、B0.2%、Mg0%、Ca0.7%和FeO0.4%、Zn0.4%、B0%、Mg0.25%、Ca1.0%）。從元素影響力大小分析可知，Fe、Ca、zn是影響黃冠梨果實可溶性固形物含量的主要元素，Fe和Mg是影響黃冠梨果實可溶性糖含量的主要元素，Fe和B是影響黃冠梨果實可滴定酸和還原糖含量的主要元素，Fe和zn是影響黃冠梨果實可溶性蛋白含量的主要元素。綜合各指標來看，Fe元素對黃冠梨品質的影響最大。

4.結論

本研究結果表明，早熟黃冠梨在日常栽培管理的基礎上，噴施Fe0.4%+Zn0.4%+Mg0.25%+Ca1.0%或Fe0.4%+Zn0.5%+B0.2%+Ca0.7%可提高其果實品質，噴施Fe0.3%+Zn0.3%+Mg0.75%+Ca0.7%對提高其產量的效果更佳；但在實際生產上果實內在品質常為第一考慮因素，產量指標為第二因素，結合主成分分析和人們對水果的食用習慣（喜甜惡酸），以處理11（即Fe0.4%、Zn0.4%、B0%、Mg0.25%、Ca1.0%）為最佳水平。