中微量元素鈣、鎂、硼、鋅、鐵對臍橙品質的影響及推薦用量

朱盼盼， 馬彥平， 師 蓉， 顏 坤， 閆建東， 石 磊

(1.農業農村部長江中下游耕地保育重點實驗室/華中農業大學微量元素研究中心 湖北武漢 430070；2.上海化工研究院有限公司 上海 200062； 3.山西金蘭化工股份有限公司 山西呂梁 030500)

隨著人民生活水平的提高，農產品品質問題受到廣泛關注。臍橙作為柑橘類果樹的一種，在國內種植面積廣泛，是日常水果主要品種之一。臍橙起源于中國甜橙，1471年起先后傳入葡萄牙、巴西，在巴西經芽變轉為無籽甜橙后傳入美國并被命名為“華盛頓臍橙”，也就是第一代臍橙[1]。經過選育，目前已有多個臍橙品種。臍橙因其外形美觀、果皮橙艷、肉質脆嫩、風味獨特、營養價值高而聞名。與柑橘類其他品種相比，臍橙適應性不夠廣、抗逆性不強，易出現果實小、裂果以及果實偏酸、無香味、可食率較低等品質問題，直接影響了臍橙產業的發展。臍橙品質指標主要體現在果形、大小、色澤、果面光潔度、整齊度、風味、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、固酸比、可食率等方面[2]。

中微量元素鈣、鎂、鋅、硼、鐵是影響臍橙果實品質的關鍵因子[3]，參與臍橙體內蛋白質、多糖、核酸、維生素等多種物質的合成，調控臍橙的各種生理代謝過程。研究表明，施用中微量元素可提高果實維生素C含量，減少裂果率，延長保鮮時間，使臍橙耐貯性提高[4]。噴施鋅、硼、鐵等微肥的柑橘，果實飽滿，果肉增多，果皮薄，酸味物質減少，果實中糖分、揮發性芳香物質和維生素C含量均有所提高，食味得以明顯改善[5]。因此，適量施用鈣、鎂、鋅、硼、鐵等中微量元素肥料能顯著改善臍橙品質，對提高臍橙的經濟效益和營養價值具有重要意義。

1 鈣、鎂、硼、鋅、鐵元素與臍橙品質

1.1 臍橙品質標準

根據國家標準《臍橙》(GB/T 21488—2008)的規定[2]，按照感官指標和理化指標將臍橙分為特等、一等、二等，達不到二等指標的視為等外級果，見表1。

表1 臍橙分等指標要求

1.2 鈣、鎂、硼、鋅、鐵元素對臍橙品質的影響

1.2.1 鈣與臍橙品質

鈣是果樹生長所必需的中量元素之一。土壤中的鈣經質流、擴散、截獲作用到達根的表面，經根吸收由質外體或共質體進入到木質部，通過蒸騰作用將其運輸至樹體的各個部位[6]。當果樹缺鈣時，幼苗卷曲，葉緣發黃，葉尖有黏化現象，并逐漸枯死；根系生長受阻，植株矮小[7]。

鈣缺乏與過量都會影響果實品質。梁和等[8]在對柑橘的研究中發現，噴灑鈣肥可提高果實發育過程中中性轉化酶的活性，促進果實中有機酸的轉化和糖的積累。在廣西賀州，施用鈣肥能夠提高甜桔的單果質量和果實產量，降低果實的酸度，提高糖酸比；增產效果較顯著的鈣肥是石灰和乙酸鈣，施用乙酸鈣和硝酸鈣還可提高果實維生素C和果皮鈣含量，降低貯藏期的爛果率[9]。楊文萱等[10]的研究結果顯示，果實發育過程中柑橘AN1基因(CsAN1)、柑橘質膜型質子泵基因(CsPH8)的表達與檸檬酸含量變化關系密切，施用過量的鎂、鈣會顯著上調CsAN1的表達，增加可滴定酸的含量。

對于臍橙來說，鈣能促進其果實早熟、果皮表面光滑、酸味減少。當鈣不足時，果實小且畸形，果皮內裂，味酸，可溶性固形物含量偏低[11-12]。研究發現，噴施鈣素可顯著提高臍橙果皮中鈣的含量，控制果皮原果膠的分解，提高果實細胞膜保護酶的活性，很大程度上保持了細胞的完整性，緩解果實變軟衰老；同時還可減少臍橙汁囊的粒化和枯水，果實貯藏后的出汁率也顯著高于缺鈣果實的，從而提高了果實品質[13]。鈣與臍橙果實的裂果有著直接關系，試驗結果顯示，在采摘前噴施質量分數為0.5%的硝酸鈣顯著降低了紐荷爾臍橙水溶性果膠含量，有效降低了其裂果率[14]。賴九江等[11]的研究表明，與質量分數為0.5%的硝酸鈣相比，質量分數為0.5%的氯化鈣防治裂果的效果更好。因此，足量的鈣是保證臍橙優質高產的重要因素。

1.2.2 鎂與臍橙品質

Mg2+是植物細胞質中含量最豐富的二價金屬離子，與植物體內很多生理生化過程聯系緊密。當果樹缺鎂時，老葉的葉綠素含量減少，葉片失綠黃化，葉片變為青銅色或紅色[7];當鎂過量時，會促進新葉葉綠素含量降低。因此，鎂缺乏和過量將導致不同葉齡葉片的光化學效率和相對電子傳遞速率降低，使葉片出現光抑制，產生光傷害，影響葉片光合作用[15]。

鎂元素與果實品質有著密切關系。凌麗俐等[16]的研究表明，臍橙可溶性固形物含量與葉片中的鎂含量呈極顯著正相關。邱超[17]認為單施鎂肥可以提高常山胡柚的產量、出汁率和維生素C含量，但與果實的可溶性固形物含量、固酸比、可滴定酸含量無關。孫玉桃等[18]研究發現，柑橘施用硫酸鉀鎂肥的柑橘果實中的維生素C和總糖含量較高，經濟效益明顯。周媛[19]發現施鎂可能會誘導溫州蜜柑果實成熟期液泡轉化酶基因VIN2、CWI1和蔗糖/H+共向運載體基因SUC1表達上調，增強成熟期蔗糖轉化酶活性，促進蔗糖分解和轉運，導致果肉蔗糖含量降低。

對臍橙來說，鎂可以提高臍橙果實的縱橫徑，改變果形，使果實增大；影響著色品質，使臍橙果皮更光滑，顏色更漂亮；提高果實的可食率、出汁率，果實多肉多汁，質地緊致柔軟，使可溶性固形物和維生素C含量、固酸比增加；促進碳水化合物的合成，可使單糖轉化為蔗糖，甜度增加[20]。鎂缺乏則會導致臍橙果實品質下降，可溶性固形物含量顯著減少，檸檬酸含量顯著提高[21]。研究結果也顯示，鉀肥使用過量會影響臍橙對鎂的吸收，同時施用大量的石灰和氮肥也會影響臍橙對鎂的吸收[7]。陳楓等[22]的研究表明，施用MgSO4可使臍橙增產48.8%，同時吳德域[23]的研究也表明施用氮磷鉀鎂配方肥比習慣施肥增產11.34%。李明[24]與張長明[25]施用MgSO4，臍橙果實果糖含量提高了31.1%，同時降低了可滴定酸的含量。通過增施鎂肥來降低可滴定酸含量在楊秀霞等[26]的研究中也有同樣的結論。可見，鎂肥與臍橙產量和品質密切相關。

1.2.3 硼與臍橙品質

硼是植物正常生長發育必需的微量元素之一，主要以硼酸形式被吸收。果樹缺硼時，新葉卷曲皺縮、失綠黃化，老葉增厚變脆、色深無光澤；葉柄短而粗；莖尖生長點受抑，嚴重時枯萎死亡；根尖呈褐色，伸長停止，側根加密；花少而小，花粉粒畸形，生命力弱，蕾花脫落，結實率低。硼含量過多時，果樹也會出現硼中毒現象，一般是在中下部葉尖或葉緣褪綠，出現黃褐色斑塊，甚至焦枯[27]。

我國大部分臍橙栽培區缺硼現象普遍，嚴重制約臍橙的生產與發展[28]。對臍橙果實來說，缺硼時，幼果果皮表現為干枯發黑，果實大量脫落，果實枯水，汁水少，含糖量低，風味差[29]。贛南18個縣(市、區)土壤有效硼含量直觀分布圖清楚表明，土壤有效硼含量已成為果園發展的主要限制因素[30]。姜存倉等[31]的研究結果表明，施用硼砂可使臍橙增果增產，單株結果數增加10.5%，單果質量增加11.5%，每株增產23.3%；同時，施硼使臍橙硼含量和吸收量增加，改善了果實品質，提高了經濟效益。姜存倉等[32]的研究結果還表明，基施硼肥的臍橙果實可食率比噴施的提高5.2%，含糖質量分數提高2.3%，維生素C質量分數提高47.4%。Kotsias[33]研究發現，果實在枯水過程中，光合產物的轉運受到了限制，但增加一些微量元素如硼、鋅、銅等有助于營養物質的轉運和減少枯水的發生。

1.2.4 鋅與臍橙品質

柑橘缺鋅是世界上普遍存在的一種失調癥，而臍橙在柑橘類品種中更易缺鋅。果樹缺鋅時，植株矮小；葉小質脆，畸形，葉片脈間失綠或白化，常伴有不規則的斑點，從基部向頂端逐漸落葉，嚴重時可出現枯梢或病枝枯死現象；果樹早春發芽晚，頂枝或側枝呈蓮座狀并叢生，節間縮短；病枝上的花顯著變少，不易坐果，果實小而畸形。果樹鋅中毒主要表現為植株幼嫩部分或頂端失綠，呈淡綠或灰白色，進而在莖、葉柄、葉的下表面出現紅紫色或紅褐色斑點，根伸長受阻[27]。

果實是臍橙鋅的儲存場所，缺鋅時果小汁少，果肉木質化，淡而無味，含酸量和維生素C含量減少；增施鋅肥后，果實較大，著色正常，維生素C含量高，風味增加[29]。葉片微量元素含量與果實品質的相關性分析表明，葉片鋅含量與臍橙果實可溶性固形物含量呈極顯著正相關關系[16]。秦魚生等[34]的研究結果表明，鋅肥能降低臍橙果皮厚度10%左右。EL-Khwaga等[35]的研究表明，施用硼和鋅肥可以提高臍橙的可溶性固形物和維生素C的含量。李明[24]與張長明[25]施用ZnSO4，臍橙果實的果糖質量分數提高了19.3%，可滴定酸的含量降低。梁國現[36]的研究表明，施用鋅肥的臍橙果實表皮薄而光滑，果肉甜脆，糖的質量分數高達13.5%，商品果率高達93%，風味適中。

1.2.5 鐵與臍橙品質

鐵是葉綠素合成的必需元素，參與植物的呼吸作用和光合作用。果樹缺鐵的典型癥狀是新梢葉片葉脈深綠而脈間黃化，嚴重時葉緣呈灼燒、干枯狀，最終壞死脫落，形成枯梢或禿枝。鐵中毒實際上是亞鐵(Fe2+)中毒，癥狀往往發生在通氣不良的土壤上，葉片呈暗綠色，根生長受阻[27]。

在石灰性土壤上，柑橘類果樹常會出現缺鐵黃化，缺鐵影響了葉綠素的合成，進而影響了臍橙的物質和能量代謝。缺鐵對臍橙果實大小也有影響，同時使臍橙可溶性固形物含量降低，含酸量增加，含糖量降低，影響果實的品質[29]。李明[24]與張長明[25]施用螯合鐵鐵肥，臍橙果實果糖質量分數提高了33.2%，可滴定酸的含量降低。由于鐵在植物體中的移動性較差，通過葉面噴施，鐵元素不易從葉片轉移至果實中，而通過樹干輸液，鐵元素可以直接通過韌皮部分配到植物體生長需要的地方，故樹干輸液的方式更有利于果樹對鐵元素的吸收[37]。

2 鈣、鎂、硼、鋅、鐵肥在臍橙上的推薦用量

贛南是我國最大的臍橙產區之一，中微量元素缺乏較為普遍。通過對贛南地區的臍橙園土壤分析發現，90.9%的臍橙園土壤交換性鈣缺乏或極缺乏；88.2%的臍橙園土壤交換性鎂極缺乏[38]；土壤有效硼平均質量分數為0.16 mg/kg，缺硼比例為87.1%[39]；58.1%的果園土壤有效鋅不足[40]。在臍橙果實中，中量元素含量鈣>鎂；在果實生長發育過程中，微量元素含量依次表現為鋅>硼>錳>銅>鐵[41]。臍橙缺素癥狀可通過增施對應的中微量元素肥料來解決，但要注意施用量，避免用量過多引起毒害，影響樹體生長及臍橙品質。

浙江省衢州市的常山胡柚在單株施用氮、磷、鉀肥的基礎上，配施25 g硼砂，果實增產且品質明顯改善[17]。根據武松偉等[42]研究指出的“以果定肥”的柑橘施肥定量方法，對酸性柑橘園推薦施用與氮、鉀等量的氧化鈣及與磷等量的氧化鎂能實現柑橘的高產優質。周繼芬等[43]的研究表明，在達川區種植臍橙，每畝(1畝=667 m2)施用有機肥1 500 kg，在單株施用N 0.61 kg、P2O50.36 kg、K2O 0.73 kg的基礎上，再每株配施0.12 kg CaO，臍橙果實的可溶性固形物及可溶性糖含量達到最高，糖酸比及固酸比也達到最高，風味濃郁香甜。廣東省廣州市的砂糖橘在單株施用氮、磷、鉀的基礎上，配施0.64 kg MgO，砂糖橘的果實產量、果實縱徑、維生素C含量、還原糖含量顯著提高，風味更佳[44]。贛南地區臍橙種植土壤為典型的紅壤，土壤中氮、磷、鉀含量盈余而缺鎂現象普遍，低土壤酸堿度抑制了果樹對Mg2+的吸收，通過增施鎂肥可使臍橙果實中可滴定酸質量分數下降13.9%～28.5%，在生產上推薦N、P2O5、K2O、MgO等的用量分別為250～350、90～120、220～320、90～180 kg/hm2，能有效提高臍橙產量和品質，增加經濟效益[26]。陳楓等[22]的研究表明，單株施用MgSO4100 g，可使臍橙增產48.8%。鋅肥可以基施和噴施，在富川縣臍橙果園，鋅肥基施+噴施效果較好，基施質量分數95%硫酸鋅22.5 kg/hm2左右，噴施硫酸鋅質量分數控制在0.2%～0.3%為宜[36]。李明[24]與張長明[25]通過單株分別施用MgSO4、ZnSO4、螯合鐵鐵肥250、40、60 g，臍橙果實中果糖質量分數提高19.3%～33.2%，可滴定酸含量降低。馬曉麗等[37]的研究表明，通過樹干輸液方式單株施用質量分數約0.36%的乙二胺四乙酸(EDTA)螯合鐵鐵肥500 mL，可提高柑橘的可溶性固形物含量及糖酸比，增加果實單果質量，降低可滴定酸的含量，改善了柑橘的品質。姜存倉等[31]的研究表明，贛南臍橙推薦施用硼砂15 g/株，能提高臍橙產量，減輕葉片黃化等癥狀，改善果實品質。

綜上所述，考慮臍橙園土壤微量元素的基礎含量及果樹樹齡，推薦施用與氮、鉀等量的氧化鈣及與磷等量的氧化鎂；推薦基施硫酸鋅40 g/株左右，噴施鋅肥質量分數控制在0.2%～0.3%；硼砂施用量以15 g/株為宜，噴施硼肥質量分數控制在0.3%左右；鐵肥推薦基施螯合鐵鐵肥60 g/株左右，或者以樹干輸液的方式每株施用質量分數約0.36%的EDTA螯合鐵鐵肥500 mL。

3 結語

在臍橙生長過程中，影響臍橙增產提質的營養元素較多，各元素又相互作用、共同影響。在實際生產中，可根據土壤養分狀況、葉片養分診斷指標和臍橙田間表現，通過科學合理施用鈣、鎂、硼、鋅、鐵等中微量元素肥料來提高臍橙的營養價值，改善臍橙品質，進而助力臍橙產業健康高質量發展，為健康中國戰略的實施貢獻力量。