“陽光玫瑰”葉片礦質(zhì)元素含量測定及黃化原因分析

師守國，牛民澤

(運(yùn)城學(xué)院 生命科學(xué)系，山西 運(yùn)城 044000)

葡萄是葡萄科(Vitaceae)葡萄屬(VitisL.)的一種常見落葉木質(zhì)藤本植物，是一種漿果類果樹。陽光玫瑰(ShineMuscat)葡萄，又叫夏音瑪斯卡特，是近年來從日本引進(jìn)來的一種歐美雜交新葡萄品種，是由日本人在果樹試驗基地用安蕓津21號×白南雜交培育而來，從1990年代開始在日本各縣農(nóng)場進(jìn)行試種，2006年3月在日本進(jìn)行了新品種的注冊，2009年引進(jìn)中國[1]。近年來，隨著國家對農(nóng)業(yè)的大力扶持和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的普及，運(yùn)城市陽光玫瑰的種植面積不斷擴(kuò)大，隨著種植面積的擴(kuò)大和果實的品質(zhì)和抗逆性的提高，果實增產(chǎn)、增收也成了人們需要考慮的問題，這就需要預(yù)防一些病害的發(fā)生，特別是黃化病，黃化病一旦發(fā)生會嚴(yán)重影響果實的質(zhì)量和品質(zhì)。

黃化病又叫黃葉病，通常指的是植株生長發(fā)育中因缺少某些植物所必須吸收的營養(yǎng)元素而造成的黃化現(xiàn)象[2]。黃化病是農(nóng)作物和果樹中最常見的一種病害，它廣泛存在于各種植物中，如桂圓、大豆、黃瓜、蘋果、葡萄、柑橘等。當(dāng)植物出現(xiàn)黃化的時候，第一個癥狀就是在生長期新梢的葉脈間失去了綠意，葉脈呈現(xiàn)出淡黃色或淡綠色；黃化嚴(yán)重時，葉片卷曲、干枯，部分葉片出現(xiàn)棕色斑點(diǎn)，葉片全部變黃。由于缺乏礦質(zhì)元素，影響了葉綠素的合成，使葉片中的葉綠素難以從老葉向新葉片中遷移，造成營養(yǎng)缺乏，從而使植株新梢產(chǎn)生枝條纖細(xì)、坐果率低、抗逆性差等現(xiàn)象，不僅造成果實品質(zhì)降低，產(chǎn)量下降，而且對次年的生產(chǎn)也有不利的影響。因此對黃化病的研究得到了很多人的重視。

黃化病主要分為生理上的黃化和病理上的黃化，病理上的黃化是指植物地上、地下部分被病原體入侵而引起的黃化現(xiàn)象。植原體的病害統(tǒng)稱為黃化，包括植株的黃化、矮化、叢枝等，而植原體的病害則以嫁接、菟絲子、昆蟲等為主要的傳播媒介，當(dāng)病株的黃化時，會從主枝的一側(cè)向上生長，如果病情較重，則會導(dǎo)致整個植株的葉子黃化；生理性黃化是指植株在生長過程中缺乏礦物元素，或體內(nèi)礦物質(zhì)營養(yǎng)平衡失調(diào)，而葉片則是黃化癥狀最明顯的器官。

葡萄葉片黃化程度劃分參考晁無疾[3]的方法大致可分為四個等級，根據(jù)葉片黃化程度依次為正常葉、輕度黃化葉、中度黃化葉和重度黃化葉，以下是詳細(xì)等級標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 葡萄葉片黃化病等級標(biāo)準(zhǔn)

Cubareva等(1984)和Rauta等(1984)均認(rèn)為，隨著土壤中鈣離子活性的逐步增加，葡萄葉片的失綠率也會增加；Fardosl等(1984)對成年葡萄葉片黃化現(xiàn)象進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：霜凍會抑制新梢的生長，導(dǎo)致葉片中的鋅、銅、鐵、錳等元素的積累，同時也會導(dǎo)致根系中的鋅含量增加，這種情況下，不是鐵的缺乏，而是鐵、鋅、錳、銅的綜合作用，也有可能是由于溫度降低了某些酶的活性，阻礙葉綠素生成的因素；陳星黎(1991)在北京團(tuán)河農(nóng)場觀測了一批黃化的葡萄，結(jié)果顯示，在5月中旬之前，尚未有新的根系出現(xiàn)，直至一個月后才能發(fā)芽；1991年春季，孔慶山對宋碧葡萄園進(jìn)行了黃化處理，結(jié)果表明，在黃化嚴(yán)重的開花期，沒有發(fā)現(xiàn)新根。因為葉子的生長速度太快，開花的時候需要大量的營養(yǎng)，而根系卻沒有吸收的能力，這就是葉子枯萎的原因；陳星黎(1988)、Murisier(1989)和Perret(1991)均認(rèn)為，導(dǎo)致這些根系和葉片的生長失衡，是因為第一年果實過多，導(dǎo)致枝條生長不充分，儲藏養(yǎng)分不足，再加上春季溫度上升較快，地面溫度較低，導(dǎo)致表層新根出現(xiàn)較晚[4]。

陽光玫瑰葉片黃化是運(yùn)城葡萄生產(chǎn)中普遍存在的一種重要病害，不但會影響葡萄的品質(zhì)，還會減產(chǎn)，甚至絕收，黃化病在葡萄的其他品種及其他果樹上也普遍發(fā)生。該病對葡萄質(zhì)量和產(chǎn)量的負(fù)面影響，嚴(yán)重影響了廣大果農(nóng)的生產(chǎn)積極性，也嚴(yán)重威脅著運(yùn)城葡萄產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。針對該問題，本文以研究不同黃化程度陽光玫瑰葉片礦質(zhì)元素的測定為主來分析因缺素導(dǎo)致的黃化病的發(fā)病機(jī)理，為合理的施肥提供基礎(chǔ)，實現(xiàn)果樹養(yǎng)分的相互平衡，為黃化病的矯治技術(shù)提供理論依據(jù)。

1. 實驗材料及方法

1.1 實驗材料

1.1.1 樣品采集

陽光玫瑰葉片采集于運(yùn)城市鹽湖區(qū)貴家營村的陽光玫瑰種植基地，葉片采收后,放入-20℃的冰箱保存，備用。

1.1.2 儀器、藥品和試劑

儀器:TAS-900 AFG型原子吸收分光光度計(北京普析)；水浴鍋；電子分析天平；干燥箱等；

藥品和試劑：待測元素鉀、鈣、鎂、鐵配制標(biāo)準(zhǔn)液時的藥品氯化鉀、碳酸鈣、硫酸鎂和氧化鐵；鹽酸；三氯化鐵；水為超純水。

1.2 實驗方法

1.2.1 混合標(biāo)準(zhǔn)液的制備

1.鉀標(biāo)準(zhǔn)液的配制：準(zhǔn)確稱取KCl 0.1923 g，加熱灼燒，無爆裂聲，冷卻至室溫后，放在錐形瓶中，溶于少量水后，移入1000 ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，貯備液含鉀100 mg/L；2.鈣標(biāo)準(zhǔn)液的配制：稱取0.2497g預(yù)先在105-110℃干燥至恒溫的碳酸鈣(CaCO3)于300 ml燒杯中，加入20 ml水，然后滴加鹽酸至完全溶解，再加入10 ml鹽酸，煮沸除去二氧化碳，移入1000 ml容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，貯備液含鈣100 mg/L；3.準(zhǔn)確稱取1.0127 g硫酸鎂(MgSO4·7H2O)，加入20 ml水、慢慢加入20 ml鹽酸，待溶解完全后，加熱煮沸，冷卻后移入1000 ml容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻，此溶液1 L含有100 mg鎂；4.準(zhǔn)確稱取0.1430 g氧化鐵，加入10 ml硝酸溶液慢慢加熱并滴加鹽酸助溶，至完全溶解后加純水至1000 ml。

取100 mg/L的待測元素標(biāo)準(zhǔn)液分別用1 mol/L的鹽酸溶液稀釋并配制成相應(yīng)濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)夜系列，濃度見表2。

表2 標(biāo)準(zhǔn)液稀釋后的濃度

1.2.2 待測液制備

將采集的葡萄葉片用超純水浸泡數(shù)分鐘，然后用稀釋的洗潔精對采集的葉片進(jìn)行清洗，洗去其表面的農(nóng)藥、雜質(zhì)、有機(jī)物，用超純水淋洗葉片表面，按表2的標(biāo)準(zhǔn)吧葉子分為黃化葉和正常葉，分別置于65℃烘箱烘烤至葉片干透無水分，冷卻取出，用研缽研碎至細(xì)粉，過篩，準(zhǔn)確稱取不同黃化程度的葉片分別0.5 g放入100 ml錐形瓶中。加入50 ml的1 mol/L的鹽酸，放入60℃的水浴鍋里水浴加熱1小時，水浴加熱期間每隔十幾分鐘進(jìn)行一次振蕩，水浴加熱后冷卻至室溫(20℃)，沉降，過濾，分別抽取濾液2 ml，加5%三氯化鐵1 ml，超純水定容50 ml后搖勻鉀、鈣、鎂、鐵四種元素。

1.2.3 不同黃化程度陽光玫瑰葉片礦質(zhì)元素的測定

標(biāo)準(zhǔn)溶液測定：待儀器預(yù)熱等一系列準(zhǔn)備工作完成以后，將標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度由低到高注入原子吸收分光光度計中，測定待測元素的含量，測定結(jié)果如下：

表3 鎂元素標(biāo)準(zhǔn)液測定結(jié)果

表4 鈣元素標(biāo)準(zhǔn)液測定結(jié)果

表5 鐵元素標(biāo)準(zhǔn)液測定結(jié)果

表6 鉀元素標(biāo)準(zhǔn)液測定結(jié)果

試驗溶液測定：將試驗溶液分別注入原子吸收分光光度計發(fā)射光譜儀中，正常葉、黃化葉的各元素測定結(jié)果如下：

表7 樣品中各元素的測定結(jié)果

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)計算，將被測元素的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度作為橫坐標(biāo)，并將其解析譜線的吸收度反應(yīng)值作為縱坐標(biāo)，畫出了一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到了以下的回歸公式：

表8 各元素回歸方程及相關(guān)系數(shù)

2. 結(jié)果與分析

2.1 不同黃化程度陽光玫瑰葉片礦質(zhì)元素含量對比

采用原子吸收光譜法測定不同黃化程度葉片中所含鎂、鐵、鈣、鉀等四種礦質(zhì)元素的含量，把測定的各響應(yīng)值的平均數(shù)帶入對應(yīng)回歸方程中得結(jié)果如下：

表9 葉片中各元素的含量

如上表結(jié)果顯示，黃化葉的鉀、鈣的含量都高于正常葉的含量，鐵和鎂的含量低于正常葉，且正常葉片中鎂元素的含量適量，黃化葉含量低量；鐵的含量都高于正常根據(jù)表9各元素的含量，結(jié)合表10中國葡萄葉片營養(yǎng)分級標(biāo)準(zhǔn)得到樣品中各礦質(zhì)元素的分布狀態(tài)，結(jié)果如表11所示。

表10 中國葡萄葉片營養(yǎng)元素分級標(biāo)準(zhǔn)

表11 樣品中礦質(zhì)元素的狀態(tài)

2.2 葉片礦質(zhì)元素與黃化相關(guān)性分析

從表11可以看出，黃化葉和正常葉鈣的含量都在正常范圍內(nèi)，所以土壤中鈣的含量是比較適合葡萄生長的，但是，黃化葉的鈣離子濃度比正常葉的高，這一結(jié)果與Cubareva等(1984)和Rauta等(1984)的表述一致；黃化葉和正常葉的鉀元素都較低，可以通過施用含鉀元素的肥料，增加土壤中鉀的含量，根據(jù)離子拮抗作用，鉀的含量也不能過多，鉀肥過量的話，易引起濃度失調(diào)，導(dǎo)致植株發(fā)生病蟲害，進(jìn)而引起土壤、植株體內(nèi)鈣、鎂、硼等陽離子養(yǎng)分的拮抗。嚴(yán)重時會導(dǎo)致葉片黃化，過量施用鉀肥往往會造成減產(chǎn)；黃化葉中鎂元素的含量較低，正常葉中適量，所以要適當(dāng)增加土壤中鎂元素的含量；黃化葉和正常葉中鐵元素含量都比較高，逐步提高土壤礦物元素的品質(zhì)，可以提高陽光玫瑰對礦物元素的合理吸收，提高葉片元素的含量，讓葉片黃化程度得到有效控制。綜合上表的礦質(zhì)元素狀態(tài)，再結(jié)合前人得出的結(jié)論分析該樣品葉片黃化的原因可能是：

(1)葉片中缺鉀元素，鉀元素對于植物生長很關(guān)鍵，并且在許多的代謝過程中都有作用如果缺少鉀肥的話，會導(dǎo)致植物的老葉葉緣處開始發(fā)黃，植物容易發(fā)生倒伏；

(2)葉片中缺鎂，鎂是葉綠素的構(gòu)成元素，是很多酶的活化劑，在光合作用反應(yīng)中起催化作用，缺鎂就會影響光合作用的發(fā)生，從而影響葉綠素的合成，造成葉片失綠；

(3)根系生長和枝葉生長不平衡，由于枝葉的旺長，加上開花消耗大量養(yǎng)分，而根系卻沒有足夠的能量來吸收，儲存營養(yǎng)不良，所以葉子就會黃化。

3. 討論

黃化病是葡萄常見的生理疾病，大多數(shù)由于缺少礦質(zhì)元素而引起的，在世界各地區(qū)都有發(fā)生,尤其是在葡萄生長的高峰時期，由于葉子變黃，無法進(jìn)行正常的光合作用,導(dǎo)致葡萄生長發(fā)育受到了極大的限制，不僅會使葡萄當(dāng)年果品的產(chǎn)量和品質(zhì)明顯下降,還會影響當(dāng)?shù)氐诙昶咸旬a(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如果不及時采取有效的控制對策的話,后果可想而知,會嚴(yán)重影響果農(nóng)的積極性。由此可見,葡萄缺素黃化是對葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生不良影響的很大障礙,所以，葡萄素黃化是當(dāng)前發(fā)展葡萄生產(chǎn)亟待解決的問題。由某些礦質(zhì)元素的缺乏或過量而引起的黃化病作為陽光玫瑰生產(chǎn)上的一種常見的病害，在我國葡萄種植區(qū)均有發(fā)生，且危害十分嚴(yán)重。近年來葡萄產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，種植面積不斷擴(kuò)大，黃化病的危害涉及的面積更加廣泛。

在本實驗中，選擇了兩種黃化程度的陽光玫瑰葉片礦質(zhì)元素進(jìn)行測定，通過對兩種葉片中所含鈣、鐵、鎂、鉀等四種礦質(zhì)元素含量對比分析，與中國葡萄葉片營養(yǎng)元素分析標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，得到樣品中礦質(zhì)元素的狀態(tài)，黃化葉中鎂、鐵元素含量都低于正常葉片，鈣和鉀的含量都高于正常葉片，有利于通過有效營養(yǎng)肥來防治黃化病的發(fā)生。

葡萄葉片黃化病的發(fā)生與礦質(zhì)營養(yǎng)(土壤礦質(zhì)元素、葉片礦質(zhì)元素等)、環(huán)境因子(光照、溫度、水分等)、栽培管理(施肥不當(dāng)或不足、灌溉方式不當(dāng)?shù)?有關(guān)，種植葡萄通過合理施肥，可以使葉片礦質(zhì)元素含量相平衡，本文研究不同黃化程度陽光玫瑰葉片礦質(zhì)元素含量分析，首先，由于采集樣品的地方有限和實驗條件有限，且其他礦質(zhì)元素含量有待進(jìn)一步研究，其次，葉片黃化程度劃分不明確；還有，由于條件限制本次實驗沒有測其他相關(guān)指標(biāo)，沒有分析引起葉片黃化的其他原因，如品種間的差異、葉綠素含量、藥害、地形以及氣候條件等。因此，本實驗僅為目前研究的陽光玫瑰種植、合理施肥，以達(dá)到葉片礦質(zhì)元素含量均衡，減弱黃化病的發(fā)生提供理論依據(jù)。

葡萄葉片發(fā)生黃化現(xiàn)象有多種，主要有藥害、肥害、病害和缺鐵性黃化等。要從葡萄黃化的特征入手，找出造成黃化的原因，并制定相應(yīng)的控制措施。根據(jù)本實驗得出來的結(jié)論，總結(jié)了以下5種防治措施：

(1)要合理施用肥料，前期N為主P次之，適當(dāng)噴施Mg、Fe、Ca等中微量元素，增強(qiáng)植物的生命力，促進(jìn)其生長，并保證其生長所需的營養(yǎng)。

(2)在培育目標(biāo)上，控制產(chǎn)量、減少負(fù)重、相對增加養(yǎng)分積累、加強(qiáng)整形、開花管理等方面。

(3)利用嫁接苗建園，為增強(qiáng)葡萄的抗逆性，選擇抗砧3號、3309 M等抗鹽堿能力強(qiáng)的砧木對陽光玫瑰進(jìn)行嫁接，用嫁接苗建園，以增強(qiáng)陽光玫瑰葡萄的抗逆性，減少黃化現(xiàn)象的發(fā)生。

(4)強(qiáng)化病蟲害防治，防止葉片受到傷害，確保光合作用；通過改善葡萄植株的生長和抗逆性，維持其正常的根系吸收，減輕黃化現(xiàn)象的發(fā)生。

(5)采用生草制，避免清耕法，減少對葡萄根系造成的傷害。