氮、磷、鉀肥不僅影響柑橘樹體枝梢的生長,而且對果實的產量及品質形成有重要影響[1–4]。土壤 pH 和有機質、有效氮、有效磷、有效鉀、交換性鈣含量對柑橘果實產量的影響顯著,而微量養分含量對柑橘果實產量的影響較小[5]。樹體葉片的氮、鎂、錳含量影響貢柑果實的可溶性固形物含量、風味、出汁率和果形指數等品質指標[6]。近年來,中國臍橙栽培面積和產量增長迅速。湖南省是中國規模最大的柑橘主產區,也是適宜臍橙栽培的柑橘產區之一。湘南和湘北地區的環境條件和土壤營養狀況不同,湘南和湘北地區臍橙的品質狀況也存在較大差異。湖南西部地處武陵山區,小氣候特征明顯,適宜栽培柑橘;湖南東部地貌相對平緩,不適宜柑橘栽培,湖南境內位于東經 111°地域為湖南的東西過渡帶。該地域受小氣候影響較小,適宜柑橘栽培,因此,本研究中選取該區域緯度差異較大的臍橙園進行研究,旨在揭示不同地理分布紐荷爾臍橙園的營養狀況及其與果實品質的關系。
1 研究對象概況及指標測定方法
1.1 研究對象概況
以湖南省內東經 111°附近不同維度的 6 個 15年生枳砧紐荷爾臍橙園為研究對象。6 個果園根據緯度分布從北向南排列,分別為湖南省石門縣木山村秀坪園藝場\\(E111°27′19.59″,N 29°27′42.77″,簡稱 A 果園\\)、安化縣柑橘示范場\\(E111°06′9.16″,N28°21′14.55″ ,簡稱 B 果園 \\) 、祁陽縣柑橘場\\(E111°49′7.14″,N26°33′2.05″,簡稱 C 果園\\)、永州市柑橘示范場\\(E111°45′8.47″,N26°25′33.52″,簡稱D 果園 \\) 、道縣蚣壩鎮柑橘園 \\(E111°39′9.78″ ,N25°31′44″,簡稱 E 果園\\)和江永縣回龍圩柑橘場\\(E111°15′31.71″, N25°15′35.89″,簡稱 F 果園\\)。6個果園的土壤均為紅壤,其土壤、肥料、水分和樹體管理措施相同。
1.2 測定指標及方法
在果實成熟期于各果園同時取樣\\(以“S”形布15~20 個取樣點\\),同時取葉片、果實和土壤樣品。
于每取樣點樹冠四周均勻采集葉片和果實樣品。葉片樣品為當年生營養春梢頂部向下第 2~3 片葉。
土壤樣品采集于樹冠滴水線內側 10 cm、深 10~40cm 處,每株對角采 2 點。將同一果園 15~20 個取樣點的葉片、果實和土壤樣品分別混合后,以四分法取足量樣品用于礦質營養和果實品質分析。
1.2.1 土壤養分含量的測定
主要礦質元素含量的測定參照文獻[7]中的方法。土壤 pH 采用 pH 儀電位法測定。有機質含量用重鉻酸鉀–硫酸氧化法測定。土壤堿解氮含量采用擴散法測定,有效磷含量采用碳酸氫鈉–鹽酸浸提–鉬銻抗比色法測定,有效鉀含量采用乙酸銨浸提法測定,有效鐵、錳、銅、鋅含量采用 DTPA 浸提法測定,交換性鈣、鎂含量采用乙酸銨交換浸提法測定,有效硼含量采用沸水浸提法測定,有效鉬含量采用醋酸銨浸提法測定。以上浸提元素含量均采用 ICP 法測定。
1.2.2 葉片和果實養分含量的測定
用去離子水洗凈葉片樣品,24 h內帶回實驗室。
葉片和果實樣品均 105 ℃殺青 15 min,后 65 ℃烘干至恒重。將烘干后的葉片和果實研磨成粉后制成待測樣品。樣品全氮含量采用硫酸–過氧化氫消煮––蒸餾法測定,全磷含量采用硫酸–過氧化氫消煮–釩鉬黃比色法測定,全鉀含量采用硫酸–過氧化氫消煮–火焰光度法測定。鈣、鎂、鐵、錳、鋅、銅、硼、鉬含量采用干灰化法制備的樣品以 TCP 法進行測定。
1.2.3 果實品質指標的測定
采用四分法,從果實樣品中取5個果實,用游標卡尺測定果實縱、橫徑;采用氫氧化鈉滴定法測定可滴定酸\\(TA\\)含量;采用斐林氏容量法測定總糖含量;碘液滴定法測定V–C含量;采用T Z–62手持折光儀測定可溶性固形物\\(TSS\\)含量。具體操作方法參照李玲等[8]的果實品質分析方法。
1.3 數據處理
利用Excel 2013和SAS 9.0統計分析軟件對試驗數據進行統計分析。
2 結果與分析
2.1 各紐荷爾臍橙園的土壤有效養分含量
由表1 可知,A、D 果園土壤呈酸性\\(pH 為 4.5~5.5\\),B、C、E 果園的土壤呈強酸性\\(pH<4.5\\),F 果園的土壤 pH 在適宜范圍\\(pH 為 5.5~6.5\\)。多數果園土壤的有機質含量適宜,僅 B 和 E 果園略低于適宜值。
6 個果園土壤的堿解氮、有效磷、有效鉀、有效鐵、有效錳、交換性鈣、交換性鎂、有效銅、有效鋅含量均不同程度缺乏。A、B、D 果園的土壤有效硼含量缺乏,顯著低于 C、E、F 果園;C、F 果園土壤的有效硼含量適宜,而 E 果園的過量。各果園土壤的有效鉬含量適宜,其中 B 果園的含量最高,顯著高于其余5 個果園。6 個果園中土壤堿解氮和有效錳含量呈現由北部果園向南部果園逐漸降低的趨勢,而其他果園的土壤養分含量未呈現明顯的變化規律。
【1】
2.2 各紐荷爾臍橙園的樹體養分含量
多數果園樹體的氮、磷、鉀、鐵、錳、鉬含量適宜,少數缺乏或過量;6果園樹體的鈣、鎂、銅、鋅含量均缺乏,而樹體的硼含量在不同果園的豐缺情況有差異\\(表2\\)。B、C、D、E、F果園樹體的氮含量適宜,而A果園樹體的氮含量顯著低于其他果園,表現為缺乏;A、F果園樹體的磷含量適宜,而其他果園樹體的磷含量均顯著高于A、F果園,表現為過量;C、E、F果園樹體的鉀含量適宜,而A、B果園樹體的鉀含量顯著低于適宜值,表現為嚴重缺乏。
B、E、F果園樹體的鐵含量適宜,而A、C、D果園樹體的鐵含量過高;A、B、C、D果園樹體的錳含量顯著高于E、F果園,前者表現為含量適宜,而后者表現為缺乏。6個果園樹體的鈣、鎂、銅、鋅、硼含量均表現出不同程度的缺乏,但樹體的鉬含量均適宜,且不同區域果園樹體的鉬含量差異無統計學意義。F果園樹體的硼含量過量,C果園樹體的硼含量適宜,而其余4個果園樹體的硼含量均缺乏。
整體而言,6個果園樹體的氮、磷、鉀等大量礦質養分含量呈現由北部果園向南部果園逐漸升高的趨勢,而鈣、鎂、錳、鋅等中、微量礦質養分含量呈現由北部果園向南部果園逐漸降低的趨勢。
【2】
2.3 不同緯度紐荷爾臍橙園果實的養分含量
由表 3 可見,各果園果實的氮、鉀含量較高,磷含量較少,果實的礦質養分含量有差異。E、F果園果實中氮含量分別為 0.88%和 0.83%,比 A、B、C、D 果園的高。各果園果實含磷量均較少,B、D果園果實的含量高于 0.1%,而其他果園果實的磷含量為 0.002%~0.07%。6 個果園果實的鉀含量差異較大,A 和 B 果園果實的鉀含量低于 0.4%,而 C、D、E、F 果園均在 0.5%左右。
【3】
整體而言,6 個果園果實中的氮、鉀含量由北部果園向南部果園呈逐漸升高的趨勢。
2. 4 不同緯度紐荷爾臍橙園果實的品質狀況
由表 4 可見,6 個果園果實的橫徑為 62.67~79.45 mm,果皮厚度為 3.1~4.76 mm,其中 A 果園的果實最小,果皮最薄。A、B 果園果實的可溶性固形物含量約為 11.5oBrix,比 C、D、E、F 果園的低,呈現出由北部果園向南部果園升高的趨勢;6個果園果實的可滴定酸含量差異較大,A 果園果實的含量最高,為 1.05 g/\\(100 mL\\),F 果園的最低,為 0.6 g/\\(100 mL\\),明顯表現出由北部果園向南部果園降低的趨勢。A、B、C 果園果實的總糖含量小于10 g/\\(100 mL\\),E、F 果園的高于 10 g/\\(100 mL\\),呈現出由北部果園向南部果園升高的趨勢。6 個果園果實的糖酸比表現出明顯的由北部果園向南部果園逐漸升高的趨勢。
【4】
2.5 果園土壤、葉片和果實養分含量的相關性
6個果園土壤和葉片養分含量的相關性分析結果\\(表5\\)表明,除養分鈣和鉬外,土壤和葉片的多數養分含量的相關性不強。土壤中鈣含量與葉片中鈣含量、土壤中鉬含量與葉片中鉬含量均呈顯著的線性關系,葉片與果實中鉀的豐缺水平呈極顯著線性關系。土壤交換性鈣含量\\(x\\)與葉片中鈣含量\\(y\\)的回歸方程:y =0.005x +10.6\\(P>F=0.04\\);土壤有效鉬含量\\(x\\)與葉片鉬含量\\(y\\)的回歸方程:y=1.16x+0.24\\(P>F=0.03\\);葉片鉀含量\\(x\\)與果實鉀含量\\(y\\)的回歸方程:y=0.16x+0.29\\(P>F=0.009\\)。
土壤中其他多數營養元素的豐缺水平難以在葉片和果實中得到反映,尤其是土壤與葉片中的有效磷、有效鐵、有效鋅含量難以得到反映,葉片與果實中的磷含量也均未呈現出明顯的相關關系。
【5】
3 結論與討論
柑橘的適宜生長土壤為弱酸性土壤,適宜 pH值為 5.5~6.5[12]。本研究中 6 個臍橙園土壤中除 F果園外,其余均呈酸性或強酸性,這可能與試驗園地處柑橘老產區以及在柑橘栽培過程中長期施用化肥有關。橘園土壤酸化,土壤中鈣、鎂含量嚴重缺乏,這與前人報道的土壤交換性鈣、鎂含量與 pH有明顯正相關關系的結論[5]一致。柑橘園土壤有效性養分隨土壤有機質含量的增加而增加[13],橘園土壤有機質含量與土壤有效氮、磷、鐵、錳、銅、鋅含量之間有顯著的正相關關系[5],本研究中多數橘園土壤的有機質含量較充足,而礦質養分含量缺乏,這可能是由武陵山區橘園土壤的基礎肥力差和果實成熟期樹體、果實吸收了土壤中大量的礦質養分后未得到及時補充所導致。
土壤是樹體礦質營養的主要來源。多數研究結果表明果園土壤的養分狀況與樹體營養無顯著相關性[14–19],少數研究結果表明兩者之間有一定的相關性[5,20–22]。本研究結果表明,湖南省不同區域多數臍橙園土壤中的礦質養分缺乏而樹體中不同礦質養分含量豐缺不一。這與前人的研究結果類似。結合本研究中對橘園土壤和樹體的營養狀況分析,發現多數果園的氮、磷、鉀、鐵養分在樹體中充足,而在土壤中明顯缺乏,表明各果園土壤中的有效氮、磷、鉀、鐵含量缺乏也可能是由果實和樹體的吸收所導致。這為采果后及時補施氮、磷、鉀、鐵肥提供了參考依據。6 個臍橙園樹體鈣、鎂、銅、鋅養分缺乏,土壤中相應元素也缺乏,表明各果園土壤中交換性鈣、交換性鎂和有效銅、有效鋅嚴重缺乏,不能供樹體正常生長所需。曹立等[11]關于贛南不同土壤類型紐荷爾臍橙園的營養狀況研究結果表明,研究區所有果園葉片的鉬含量適宜。本研究中不同區域 6個果園土壤、葉片鉬含量也均適宜,且鉬元素含量為各礦質養分中含量最低的元素,表明紐荷爾臍橙對鉬的需求量極少,不容易發生吸收障礙,橘園土壤和樹體極少發生鉬缺乏問題。
果實品質的形成及果實中礦質元素的富集是樹體營養狀況的綜合反映,在一定范圍內增加礦質養分,如氮、磷、鉀可促使柑橘果實品質的提升[23–25]。
本研究結果表明,A、B、C、D、E、F 果園紐荷爾臍橙綜合果實品質呈升高的趨勢,E、F 果園果實的糖酸比較高,果實綜合品質較佳。6 個果園中多數葉片的大量元素養分含量充足,果實綜合品質升高的趨勢與 A、B、C、D、E、F 果園的氮、磷、鉀含量升高的變化趨勢一致,表明樹體大量元素養分充足與果實品質形成有直接關系。
綜合本研究分析,各果園的土壤除 F 果園外均不同程度地酸化;各果園土壤中氮、磷、鉀、鐵等大量元素由于果實和樹體消耗而呈缺乏狀態,需及時補施采果肥,所有果園土壤的鈣、鎂、銅、鋅及部分果園土壤的錳元素缺乏,生產中需增施該類肥料;A、B、C、D、E、F 果園綜合果實品質呈現升高的趨勢,與樹體中大量元素養分含量高,尤其是氮、磷、鉀含量高有密切關系。
參考文獻:
[1] 鮑江峰,夏仁學,彭抒昂.三峽庫區紐荷爾臍橙園土壤營養狀況及其對果實品質的影響[J].中國土壤與肥料,2006\\(3\\):18–19.
[2] 魯劍巍,陳防,王運華,等.氮磷鉀肥對紅壤地區幼齡柑橘生長發育和果實產量及品質的影響[J].植物營養與肥料學報,2004,10\\(4\\):413–418.
[3] 溫明霞,聶振朋,林媚,等.土壤、葉片中營養成分與柑橘品質的相關性研究[J].廣西園藝,2007,18\\(3\\):12–14.
[4] 王濤,馮先桔,張仙平,等.溫州蜜柑園土壤養分狀況及對果實品質的影響[J].浙江農業科學,2009\\(2\\):401–403.
[5] 楊生權.土壤和葉片養分狀況對柑橘產量和品質的影響[D].重慶:西南大學,2008.
[6] 吉前華,郭雁君,姚金明,等.貢柑葉片的礦質營養及其對果實品質影響的研究[J].西南農業學報,2010,23\\(3\\):786–790.
[7] 鮑士旦.土壤農化分析法[M].3 版.北京:中國農業出版社,2000.
[8] 李玲.植物生理學模塊實驗指導[M].北京:科學出版社,2009:48–59.
[9] 魯劍?。笔「涕賵@土壤—植物養分狀況與柑橘平衡施肥技術研究[D].武漢:華中農業大學,2003.
[10] 莊伊美.柑橘營養與施肥[M].北京:中國農業出版社,1994.