南果梨葉片、果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析*

閆 帥，宋 良，劉振杰，仉服春，徐 鍇，袁繼存，張少瑜，趙德英

（1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，遼寧省落葉果樹礦質(zhì)營養(yǎng)與肥料高效利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物種質(zhì)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧興城 125100）

（2 海城市林業(yè)局）

（3 建昌縣林業(yè)局）

（4 綏中縣果蠶局）

南果梨屬秋子梨系統(tǒng)，是我國北方優(yōu)勢(shì)特色梨品種，其風(fēng)味獨(dú)特，酸甜適口，香氣濃郁，受到眾多消費(fèi)者的喜愛。為追求高產(chǎn)，多年盲目濫用化肥導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)下降嚴(yán)重，樹體養(yǎng)分含量不均衡導(dǎo)致的生理病害頻發(fā)，嚴(yán)重制約了南果梨產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

品質(zhì)是提升果品市場(chǎng)競(jìng)爭力的核心，礦質(zhì)營養(yǎng)的缺失或過量都會(huì)影響果樹生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)的提升[1-2]。果實(shí)中足量K 元素利于糖分的積累和果實(shí)著色[3]。張強(qiáng)等[4]研究發(fā)現(xiàn)，蘋果中氮和磷元素與果實(shí)硬度呈負(fù)相關(guān)，氮、鋅與果實(shí)可滴定酸含量呈正相關(guān)。王貴等[5]在萊陽梨上研究發(fā)現(xiàn)，果實(shí)中N 與可滴定酸含量呈顯著正相關(guān)，Ca 與果實(shí)硬度呈顯著正相關(guān)，K 對(duì)固酸比的直接通徑系數(shù)達(dá)到0.815。馮建文等[6]研究發(fā)現(xiàn)，在糖心和非糖心果實(shí)中Mg、Ca和Zn 含量對(duì)糖酸品質(zhì)影響較大。除果實(shí)外，葉片中的營養(yǎng)元素含量也與果實(shí)品質(zhì)存在關(guān)聯(lián)，葉片營養(yǎng)診斷分析已成為國內(nèi)外應(yīng)用較多的一種營養(yǎng)診斷方法。葉分析基于DRIS、DOP、CND 等分析方法判斷各種礦質(zhì)營素的豐缺狀況，根據(jù)豐缺狀況增施或減施相應(yīng)肥料，相關(guān)分析方法已在柑橘[7-8]、蘋果[9-10]、梨[11]、芒果[12]等果樹上得到廣泛應(yīng)用。張東等[13]通過葉分析明確了影響蘋果主要果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的葉片營養(yǎng)因子。文婷等[14]也篩選出了影響遂川金柑果實(shí)品質(zhì)的葉片關(guān)鍵礦質(zhì)養(yǎng)分因子。根據(jù)優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)梨園連續(xù)3 年的樹體營養(yǎng)狀況，王國英等提出了黃金梨優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)的10 種礦質(zhì)營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)值[15]。因此，探究葉片、果實(shí)的營養(yǎng)狀況及兩者與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性，對(duì)提供有效施肥矯正方案，實(shí)現(xiàn)梨園精準(zhǔn)施肥和節(jié)本增效具有重要意義。

鑒于此，本試驗(yàn)采集遼寧省海城市、建昌縣、綏中縣3個(gè)縣域產(chǎn)區(qū)28個(gè)具有代表性的南果梨園葉片、果實(shí)樣品進(jìn)行了測(cè)定分析，通過葉片、果實(shí)營養(yǎng)狀況以及兩者與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析，明確南果梨主要品質(zhì)指標(biāo)的主要營養(yǎng)因子，以期為南果梨園科學(xué)合理施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品采集及處理

果實(shí)成熟期，選取遼寧省3 個(gè)縣市28 個(gè)不同管理水平的南果梨園進(jìn)行葉片、果實(shí)樣品采集，包括海城市（20 個(gè)園）、綏中縣（6 個(gè)園）、建昌縣（2個(gè)園）。采用對(duì)角線法每個(gè)生產(chǎn)園選取5 株樹，果實(shí)采集選擇樹冠外圍無病蟲害的果實(shí)，按東、西、南、北4 個(gè)方向，每個(gè)方向采集外圍斜生且已停長的新梢中部成熟完整葉片4 片及同一主枝上果實(shí)2個(gè)，每個(gè)果園采集80 片葉和40 個(gè)果實(shí)，樣品采集后分別進(jìn)行標(biāo)記，并帶回實(shí)驗(yàn)室處理后測(cè)定分析。

1.2 測(cè)定方法

葉片、果實(shí)樣品經(jīng)清洗、殺青、烘干、磨碎、過篩后用濃H2SO4-H2O2消解，利用電感耦合等離子光譜發(fā)生儀（ICP）測(cè)定P、K、Ca、Mg 4 種元素的含量，N 元素含量采用凱氏定氮法測(cè)定。

本試驗(yàn)以單果重、縱橫徑、可滴定酸含量、可溶性糖含量、維生素C 含量、果實(shí)硬度作為果實(shí)品質(zhì)的主要參考指標(biāo)，單果重采用電子天平稱量，果實(shí)縱橫徑用游標(biāo)卡尺測(cè)量，利用物性分析儀測(cè)定果實(shí)硬度，均取10 個(gè)果實(shí)的平均值；采用全自動(dòng)滴定儀測(cè)定果實(shí)可滴定酸、維生素C 含量，可溶性糖含量用蒽酮比色法進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)3 次，取平均值。

1.3 葉片營養(yǎng)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

參考于年文等[16]梨葉片適量范圍作為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 Microsoft Office 2010、SPSS 20.0軟件處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同梨園葉片、果實(shí)主要礦質(zhì)營養(yǎng)分析

由表1 可知，所調(diào)查南果梨園葉片N 元素含量的平均值為23.44 g/kg，處于適量（20.0～24.0 g/kg）范圍內(nèi)，表明N 元素總體處于較適宜水平；P 元素含量平均值為3.99 g/kg，顯著高于適量范圍的最大值2.5 g/kg；K 元素適量范圍為10.0～20.0 g/kg，本試驗(yàn)中K 元素含量平均值為8.73 g/kg，低于適量范圍的最小值；Ca、Mg 元素含量平均值分別為19.44 g/kg 和4.70 g/kg，均處于葉片適量的范圍內(nèi)。

表1 不同梨園葉片主要礦質(zhì)元素含量 g/kg

由表2 可知，不同梨園果實(shí)中主要礦質(zhì)元素含量差異明顯，N 元素含量為2.44～7.03 g/kg，平均值為3.66 g/kg，變異系數(shù)為27.6%；P 元素含量為1.64～3.98 g/kg，平均值為2.37 g/kg，變異系數(shù)為27.2%；K 元素含量為3.07～7.56 g/kg，平均值為5.21 g/kg，變異系數(shù)為27.5%，表明不同梨園果實(shí)K 元素含量差異明顯；果實(shí)中Ca 元素含量差異也較大，變異系數(shù)為33.8%，最大值為2.14 g/kg，最小值僅為0.44 g/kg，平均值為1.39 g/kg；果實(shí)中Mg 元素含量最大值為0.90 g/kg，最小值為0.40 g/kg，平均值為0.66 g/kg，變異系數(shù)為18.1%。

表2 不同梨園果實(shí)主要礦質(zhì)元素含量 g/kg

2.2 不同梨園果實(shí)品質(zhì)分析

由表3 可以看出，不同梨園果實(shí)單果重為60.35～121.54 g，平均值為97.50 g；可溶性糖含量最大值為11.45%，最小值為4.82%，平均值為8.26%；可滴定酸含量最大值為0.67%，最小值為0.32%，平均值為0.46%；維生素C 含量差異較大，變異系數(shù)為32.3%，最大測(cè)定值為23.8 mg/kg，最小值僅為7.3 mg/kg；果實(shí)硬度變異系數(shù)最小，僅為10.5%，不同果園南果梨硬度介于9.62～13.34 N/cm2，平均值為11.34 N/cm2。

表3 不同梨園果實(shí)品質(zhì)

2.3 葉片礦質(zhì)營養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析

由表4 可以看出，葉片N 元素含量與果實(shí)維生素C 含量、葉片P 元素含量與果實(shí)硬度均呈顯著性負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.366、-0.435。葉片P、K 元素含量與果實(shí)維生素C 含量均呈顯著正相關(guān)，與果實(shí)可溶性糖含量均呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.573、-0.467，表明葉片中高濃度的P、K元素不利于可溶性糖含量的積累。葉片Ca 元素含量與果實(shí)橫徑呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.356，與單果重存在正相關(guān)，但未達(dá)到顯著水平。

表4 葉片礦質(zhì)營養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性

2.4 果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析

由表5 可知，果實(shí)N 元素含量與果實(shí)硬度呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.523；果實(shí)P 元素含量與可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)，與維生素C 含量呈顯著負(fù)相關(guān)；果實(shí)K 元素含量和果實(shí)橫徑呈顯著正相關(guān)，與可滴定酸含量呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.335、0.480；果實(shí)Ca 元素含量與可溶性糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.447；果實(shí)Mg 元素含量與可滴定酸含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.395。

表5 果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性

2.5 葉片礦質(zhì)營養(yǎng)與果實(shí)礦質(zhì)營養(yǎng)的相關(guān)性分析

由表6 可知，葉片N、K 元素含量與果實(shí)N、K元素含量均呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.392、0.342；葉片P 元素含量與果實(shí)各元素之間并無顯著相關(guān)性；葉片Ca 元素含量與果實(shí)N 元素含量呈顯著正相關(guān)。另外，葉片Mg 元素含量與果實(shí)Ca 元素含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，與果實(shí)P 元素含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.535、0.335。

表6 葉片與果實(shí)主要礦質(zhì)營養(yǎng)的相關(guān)性

3 討論

葉片作為植物重要的器官，其礦質(zhì)元素含量可以在一定程度反映植物對(duì)營養(yǎng)元素的需求。宋曉暉等[17]研究表明，環(huán)渤海灣地區(qū)81%～97%的梨園葉片P、Ca、Mg 處于適量范圍，26%～40%的梨園葉片N、K 含量偏低。于年文等[16]對(duì)遼寧省南果梨葉片營養(yǎng)進(jìn)行調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)大部分果園葉片N、P、K 含量在適量范圍，全部果園的Ca、Mg 含量均在適宜范圍。但本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所調(diào)查的南果梨園葉片營養(yǎng)整體表現(xiàn)為高P 缺K，N、Ca、Mg 適量，可能與取樣時(shí)期、地點(diǎn)和施肥習(xí)慣的不同有關(guān)。

果實(shí)礦質(zhì)元素含量對(duì)果實(shí)采前采后品質(zhì)均有影響。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，果實(shí)N 元素含量與果實(shí)硬度呈極顯著負(fù)相關(guān)，這與張強(qiáng)等[4]在蘋果上的研究一致，但與樸哲虎等[18]在蘋果梨上的研究結(jié)果不一致，可能與品種特性、營養(yǎng)供需狀況有關(guān)。南果梨屬于秋子梨品種，需要后熟過程，有研究表明施氮可以通過影響乙烯的生成來調(diào)控果實(shí)的后熟軟化[19]；在營養(yǎng)供需方面，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)葉片N 元素含量與果實(shí)N元素含量呈顯著正相關(guān)，所調(diào)查梨園葉片高N 含量果園占60.72%，適量及以上水平占比接近90%。

K 元素與果實(shí)單果重、色澤、風(fēng)味等品質(zhì)性狀的形成有關(guān)，不同果樹或不同品種其相關(guān)性存在差異[20-22]。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)果實(shí)K 元素含量與果實(shí)橫徑呈顯著正相關(guān)，與可滴定酸含量呈極顯著正相關(guān)，這與魏樹偉等[23]和周先艷等[24]的研究結(jié)果一致，表明K元素對(duì)于果實(shí)大小及風(fēng)味品質(zhì)的形成具有重要作用。本試驗(yàn)中果實(shí)P 元素含量與可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)，與馬振強(qiáng)[25]的研究結(jié)果一致，表明P元素在果實(shí)糖代謝方面發(fā)揮著重要作用，有利于果實(shí)糖分的積累。葉片P 元素與果實(shí)硬度呈顯著負(fù)相關(guān)，這與孫琛梅[26]在蘋果上的研究結(jié)果一致，其機(jī)理有待進(jìn)一步探究。葉片P、K 元素含量與果實(shí)可溶性糖含量均呈極顯著負(fù)相關(guān)，這與范志懿等[27]在棗上的研究結(jié)果一致，分析原因可能與P、K 元素在成熟期葉片和果實(shí)間轉(zhuǎn)運(yùn)分配有關(guān)。

本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，果實(shí)Ca 元素含量與可溶性糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)，這可能與缺鈣導(dǎo)致山梨醇的積累有關(guān)，研究表明噴施鈣肥可以顯著促進(jìn)山梨醇的轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝，減輕蘋果水心病的發(fā)生，發(fā)生水心病的果實(shí)中山梨醇含量比正常果實(shí)高[28]。

相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，成熟期新梢葉片礦質(zhì)元素含量與多個(gè)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)存在顯著或極顯著的相關(guān)性，表明成熟期新梢葉片營養(yǎng)水平可以在一定程度上反映果實(shí)營養(yǎng)狀況，但是否為最優(yōu)時(shí)期和最佳取樣部位，有待于進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

所調(diào)查南果梨園葉片營養(yǎng)整體呈高P 缺K，N、Ca、Mg 適量的狀況；結(jié)合相關(guān)性分析，影響果實(shí)品質(zhì)的主要營養(yǎng)因子：果實(shí)大小為Ca、K 元素，可溶性糖含量為P、K、Ca 元素，可滴定酸含量為K、Mg 元素，維生素C 含量為N、P、K 元素，果實(shí)硬度為P、N 元素。