湖北省不同產(chǎn)區(qū)土壤營養(yǎng)狀況對柑橘愛媛28號品質(zhì)的影響

王策，宋放，王志靜，何利剛，蔣迎春，吳黎明

（湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹茶葉研究所，武漢 430064）

柑橘是中國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，近年來中國柑橘產(chǎn)業(yè)一直保持著穩(wěn)步發(fā)展的勢頭，種植面積與產(chǎn)量均穩(wěn)步增長［1，2］。愛媛28號是以天草為父本、南香為母本雜交育成的橘橙類雜柑品種。近幾年，為了適應(yīng)市場、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，湖北省各柑橘產(chǎn)區(qū)引進(jìn)了愛媛28號雜柑品種試驗種植。愛媛28號近年來售價居高不下、市場銷量大、栽培性狀表現(xiàn)優(yōu)異，引起了柑農(nóng)的廣泛關(guān)注［3］。

柑橘果實品質(zhì)是決定其市場競爭力的重要因素，影響柑橘果實品質(zhì)的因素很多，果實品質(zhì)的含義也比較豐富，僅就風(fēng)味品質(zhì)而言，多表現(xiàn)為酸、甜、苦、澀、濃、淡和粗、嫩、香等，也是決定消費者購買的重要因素。這些風(fēng)味主要取決于果實中的糖、酸、維生素C等的含量?？偹?、可溶性糖含量和固酸比、糖酸比是重要的柑橘品質(zhì)評價指標(biāo)［4］，果實中可溶性糖和有機(jī)酸的組分和含量及其比例在很大程度上決定了果品的風(fēng)味形成，從而影響果實的內(nèi)在品質(zhì)［5-7］。

土壤是生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)和能量交換的重要場所，植物生命活動所需的水分和營養(yǎng)物質(zhì)絕大部分是通過根系從土壤中吸收的，土壤中營養(yǎng)物質(zhì)直接影響植物的生長發(fā)育和品質(zhì)表現(xiàn)［8］。土壤養(yǎng)分含量是衡量土壤肥沃程度和對果樹供肥能力的一個量化指標(biāo)，某種養(yǎng)分過多或過少均會給果樹的生長發(fā)育造成不良影響。只有當(dāng)各種養(yǎng)分比例協(xié)調(diào)、含量豐富、供應(yīng)平穩(wěn)時，果樹才能正常生長發(fā)育，達(dá)到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的［9］。中國柑橘單產(chǎn)低的主要原因之一是施肥技術(shù)水平低，長期大量盲目施用氮磷鉀化肥，忽視微量營養(yǎng)元素的施用，導(dǎo)致樹體營養(yǎng)元素豐缺失衡，肥料利用率［10-12］。某種營養(yǎng)元素的過量和缺乏都會影響樹體的正常生理代謝，導(dǎo)致果實產(chǎn)量和品質(zhì)銳減，并且嚴(yán)重影響其他元素的吸收［13，14］。湖北省柑橘園的土壤營養(yǎng)狀況已有研究［8］，但土壤營養(yǎng)狀況對柑橘果實品質(zhì)的影響鮮有報道。為此，本研究在分析湖北省愛媛28號果園土壤營養(yǎng)狀況及果實品質(zhì)狀況的基礎(chǔ)上，利用相關(guān)性分析的方法分析了土壤主要養(yǎng)分對果實主要品質(zhì)的影響，以期找出影響愛媛28號果實品質(zhì)的土壤營養(yǎng)因子，對于指導(dǎo)愛媛28號的高品質(zhì)生產(chǎn)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 愛媛28號果實愛媛28號果實采自湖北省各果園，均為高接品種，以枳為基砧，以椪柑為中間砧。于2019年10月下旬至11月下旬分批采摘。選擇不同部位大小適中、無明顯損傷的果實各45個進(jìn)行試驗，采收當(dāng)天運至實驗室，用于生理生化指標(biāo)的測定。

1.1.2 果園土壤采樣 果園土壤采自湖北省各果園，于2019年10月下旬至11月下旬分批采集土樣。每個果園采用“S”形布點選取采樣樹10～15株，在采樣樹的樹冠滴水線（避開施肥穴、施肥溝）四周選4個采樣點，在每個采樣點采集距地表5～35 cm深土層的土壤約200 g，除去植物根、石塊等雜質(zhì)，混合均勻后，采用四分法取土樣約500 g，編號登記后帶回實驗室，風(fēng)干，磨細(xì)，過2 mm尼龍篩，置于干燥、避光容器中保存，待測定分析用。

1.2 生理指標(biāo)測定

1.2.1 測定指標(biāo)

1）外在品質(zhì)指標(biāo)：單果重、果皮厚、橫徑、縱徑。

2）內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)：可溶性固形物含量、可滴定酸含量、維生素C含量、固酸比。

1.2.2 指標(biāo)測定方法

1）單果重、果皮厚、橫徑和縱徑測定：果皮厚、橫徑和縱徑用游標(biāo)卡尺測量，求平均值；單果重用千分之一天平稱重，求平均值。

2）可溶性固形物含量：用手持糖酸儀測定。在果實的不同方位取3～5瓣，剝?nèi)ス?，將果肉研磨成果汁，用手持糖酸儀測定，每次測定前需調(diào)零，測定前潤洗3次，測3次數(shù)值，求取平均值。

3）可滴定酸含量：用酸堿中和滴定法測定［15］。平行試驗3次，求平均值。

4）維生素C含量：用2，6-二氯靛酚滴定法測定［16］，平行試驗3次，求平均值。

1.3 土壤元素測定

1.3.1 土壤元素測定方法 土壤元素測定采用國際農(nóng)化服務(wù)中心的土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研法（ASI）［17］進(jìn)行；有效P、K、Cu、Fe、Mn、Zn采用ASI浸提劑浸提；交換性Ca、Mg采用1 mol/L乙酸銨浸提。有效P采用紫外可見分光光度法測定［18，19］；有效K、Cu、Fe、Mn、Zn以及交換性Ca、Mg采用原子吸收分光光度計測定；堿解氮采用擴(kuò)散法測定；有效B采用沸水浸提-ICP-AES法測定［20］。

1.3.2 營養(yǎng)元素 含量分級土壤有機(jī)質(zhì)及各營養(yǎng)元素養(yǎng)分分級以ASI法分析土壤速效養(yǎng)分的評價指標(biāo)為主體［8，21］。

1.4 統(tǒng)計分析

顯著性分析及相關(guān)性分析采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)區(qū)愛媛28號果實品質(zhì)分析

由表1可知，不同產(chǎn)區(qū)愛媛28號的單果重相差較大，為72.70～229.65 g，鐘祥1的單果重最小，且與其他果園均有顯著差異（P＜0.05）。果皮厚的范圍為1.74～2.95 mm，鐘祥2的果皮最厚，武漢的果皮最薄，鐘祥1、宜都3、鄂州1、鄂州2、枝江1和陽新的都低于平均水平（2.32 mm）。橫徑的范圍為5.22～7.64 cm，宜昌1、宜都4和宜昌2的橫徑較大，鐘祥2、宜昌3、陽新和枝江2的都高于平均水平（6.68 cm）?？v徑的范圍為4.65～7.25 cm，鐘祥1的縱徑最小，且與其他果園均達(dá)到顯著差異（P＜0.05）。

表1 不同產(chǎn)區(qū)愛媛28號果實品質(zhì)的測定情況

對供試果園愛媛2號果實的內(nèi)在品質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，可溶性固形物含量TSS差異較大，范圍為10.23%～14.13%，其中鄂州2的最高，枝江1、枝江2和武漢的最低，且與其他產(chǎn)區(qū)差異均達(dá)到顯著水平；此外，宜都2、宜都1、鄂州1、宜都3和鐘祥1的均高于均值（11.78%）。可滴定酸含量也是影響果實風(fēng)味的主要成分之一，15個果園愛媛28號的可滴定酸含量為0.47%～1.06%，其中鄂州2和鐘祥2的最高，宜都2的最低，另外枝江2、宜都1、枝江1、武漢、宜昌1、宜都3和宜昌2的可滴定酸含量也均低于平均水平（0.72%）。維生素C含量為27.17～48.22 mg/100 g，宜都1的最高，且與其他果園均達(dá)到顯著差異，宜都3、鐘祥1、鐘祥2和枝江2的均高于均值（33.62 mg/100 g）。固酸比的差異也較大，最低的為鐘祥2（11.90），最高的為宜都2（30.10），相差近3倍。

2.2 不同愛媛28號產(chǎn)區(qū)土壤營養(yǎng)狀況分析

針對不同產(chǎn)區(qū)愛媛28號果實的品質(zhì)情況，對不同產(chǎn)區(qū)土壤的營養(yǎng)狀況（表2）進(jìn)行了測定，柑橘生長發(fā)育所要求的適宜土壤有機(jī)質(zhì)（OM）含量為15.00～30.00 g/kg［8］。供試果園土壤有機(jī)質(zhì)含量相差懸殊，從10.71～49.71 g/kg不等，平均值為25.73 g/kg。枝江2果園土壤有機(jī)質(zhì)含量僅10.71 g/kg，為低量水平，鄂州2、宜都2、宜都3和宜昌1均高于30 g/kg，達(dá)到“含量豐富”的要求，其他果園均屬于適宜范圍。適宜的土壤堿解N含量為100.00～200.00 mg/kg［8］，供試果園土壤堿解N范圍為111.20～357.70 mg/kg不等，平均值為174.64 mg/kg。除鄂州1、枝江2和宜昌3為高量外，其他均在適宜范圍內(nèi)。速效P的適宜含量為15.00～80.00 mg/kg［8］，供試果園土壤堿解P范圍為23.78～508.27 mg/kg，平均值為177.73 mg/kg。除枝江1、宜都2和宜昌2在適宜范圍之外，其他果園速效磷含量均過量。適宜柑橘的土壤速效K含量范圍為100.00～200.00 mg/kg［8］。供試果園差異也比較大，范圍在86.94～1 043.92 mg/kg，平均值為352.49 mg/kg。鄂州1果園土壤速效鉀K含量最高，為1 043.92 mg/kg，是最低值宜都1（86.94 mg/kg）的12倍，僅有鄂州2、宜都2、宜都4和宜昌2在適宜范圍內(nèi)，宜都1土壤速效K含量缺乏，其他均過量。適宜柑橘的土壤交換 性Ca含 量 范 圍 為1 000.00～2 000.00 mg/kg［8］。供試果園差異也比較大，范圍在328.02～7 526.45 mg/kg，平均值為3 140.69 mg/kg。僅有鄂州1、鐘祥2和宜都4在適宜范圍內(nèi)，宜都1和枝江1土壤交換性Ca含量缺乏，其他均過量。適宜柑橘的土壤交換性Mg含量范圍為150.00～300.00 mg/kg［8］。供試果園的范圍在40.91～401.03 mg/kg，平 均值 為184.47 mg/kg。宜都2土壤交換性Mg含量為401.03 mg/kg，表現(xiàn)為過量，枝江2、鄂州1、宜都1、宜都4和宜昌3土壤交換性Mg含量缺乏，其他均在適宜范圍內(nèi)。

表2 不同愛媛產(chǎn)區(qū)土壤營養(yǎng)狀況分析

適宜柑橘的土壤有效Fe含量范圍為10.00～20.00 mg/kg［8］，供試果園有效Fe含量平均值為150.53 mg/kg，最高值為枝江的266.63 mg/kg，最低值為枝江2的的62.25 mg/kg，均超出適宜范圍；適宜柑橘的土壤有效Mn含量范圍為5.00～20.00 mg/kg［8］，供試果園有效Mn含量范圍為18.20～396.31 mg/kg，平均值為144.34 mg/kg，最低值為宜都1的18.20 mg/kg，在適宜范圍內(nèi)，其他均超出適宜范圍；適宜柑橘的土壤有效B含量范圍為0.50～1.00 mg/kg［8］，供試果園有效B含量范圍為0～1.33 mg/kg，平均值為0.27 mg/kg，其中，僅有宜昌1為0.53 mg/kg適宜范圍內(nèi)，枝江2和陽新分別為1.27、1.33 mg/kg，超出適宜范圍，鄂州2、武漢、鐘祥1、宜都4、宜昌2和宜昌3土壤有效B含量均偏低，其他果園含量均為0；適宜柑橘的土壤有效Cu含量范圍為0.50～1.00 mg/kg，供試果園有效Cu含量范圍為0.70～3.62 mg/kg［8］，平均值為1.89 mg/kg，均超出適宜范圍；適宜柑橘的土壤有效Zn含量范圍為1.0～5.0 mg/kg，供試果園有效Zn含量范圍為1.16～15.82 mg/kg，平均值為4.10 mg/kg，其中，武漢、陽新、鐘祥1和宜昌1土壤有效Zn含量偏高，其他均在適宜范圍內(nèi)；適宜柑橘的土壤有效Mo含量范圍為0.05～0.20 mg/kg［8］，供試果園有效Mo含量范圍為0～0.09 mg/kg，平均值為0.02 mg/kg，其中陽新、宜昌2和宜昌3在適宜范圍內(nèi)，鄂州1、鄂州2、鐘祥1和宜都3有效Mo含量為0，其他含量均偏低。

2.3 不同產(chǎn)區(qū)土壤營養(yǎng)狀況與果實品質(zhì)的相關(guān)性分析

相關(guān)性分析結(jié)果（表3）顯示，單果重與橫徑、縱徑和果皮厚均呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.975、0.939、0.631，與土壤中B的含量也呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.710，且在0.05及0.01水平上均有顯著差異，這與路超等［22］研究蘋果的單果重與土壤有效硼含量間的相關(guān)性達(dá)到顯著水平一致，同時土壤中B含量還與果實的橫徑和縱徑呈顯著正相關(guān)，表明在一定范圍內(nèi)土壤中有效B的含量越高果實越大；果實中TSS的含量與土壤中有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.739，在0.05及0.01水平上均有顯著差異，即在一定范圍內(nèi)土壤中有機(jī)質(zhì)含量越高，果實中TSS的含量也越高，當(dāng)有機(jī)質(zhì)含量過高時，則會與TSS呈顯著負(fù)相關(guān)，說明土壤中的有機(jī)質(zhì)含量不宜過高，否則會影響果實的風(fēng)味［23］。果實中維生素C含量與土壤中交換性Ca含量呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.549，在0.05水平上有顯著差異，土壤中有效Cu與果皮厚顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.531，在0.05水平上有顯著差異。TSS和維生素C均與單果重、橫徑、縱徑和果皮厚呈負(fù)相關(guān)。

表3 不同產(chǎn)區(qū)土壤營養(yǎng)狀況與果實品質(zhì)的相關(guān)性分析

土壤中堿解N與速效K含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.913，在0.05及0.01水平上均有顯著差異，說明在一定范圍內(nèi)，土壤中堿解N含量豐富會促進(jìn)對速效K的吸收；土壤中有效Cu與有效Fe、有效Mn含量正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.669和0.819，在0.05及0.01水平上均有顯著差異；土壤中有機(jī)質(zhì)含量和有效Mg含量呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.523，在0.05水平上有顯著差異；土壤中有效Mn和速效K含量也呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.674，在0.05及0.01水平上均有顯著差異，同時與土壤堿解N和有效Fe也在0.05水平上呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.605和0.577。這表明土壤中的營養(yǎng)元素除了通過影響樹體的正常生理代謝來影響果實產(chǎn)量和品質(zhì)外，不同營養(yǎng)元素之間也存在著協(xié)同和拮抗作用。

3 小結(jié)與討論

前人研究發(fā)現(xiàn)，廣東柑橘園土壤缺B比例達(dá)51.40%［24］，贛南橘園背景土壤有92.40%缺B［25］、廣西南豐蜜橘果園土壤100.00%缺B［26］，浙江衢州橘園土壤有效B含量不足比例80.95%［27］。本研究發(fā)現(xiàn)湖北柑橘園土壤有效B含量普遍較低，適宜柑橘的土壤有效B含量范圍為0.50～1.00 mg/kg［8］，供試果園有效B的平均值僅為0.27 mg/kg，有些果園有效B含量為0，說明中國柑橘園土壤缺B比較普遍，這與魯劍?。?2］研究湖北柑橘園發(fā)現(xiàn)77.40%土壤缺B的結(jié)果一致。主要可能與中國橘園土壤成土母質(zhì)有關(guān)，另外也與長期以來中國柑橘生產(chǎn)上不太重視B肥的施用有關(guān)［28］。

從土壤養(yǎng)分理論觀點看，一般土壤有效營養(yǎng)元素含量與作物的營養(yǎng)元素含量或作物產(chǎn)量之間存在顯著相關(guān)性［29-31］。這在水稻、花生、小麥等一、二年生大田作物上已得到較為一致的結(jié)果［32，33］。但多年生果樹栽培則明顯不同于大田作物耕作，本研究在果園上發(fā)現(xiàn)土壤中有效營養(yǎng)元素含量的高低與愛媛28號果實品質(zhì)存在一定關(guān)系。果實中的TSS跟土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)，這與鮑江峰等［34］研究發(fā)現(xiàn)可溶性固形物與土壤有效養(yǎng)分含量存在顯著的相關(guān)性這一結(jié)論一致，溫明霞等［35］研究發(fā)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)的含量與果實品質(zhì)的各項指標(biāo)均呈正相關(guān)關(guān)系，而沈洋等［23］研究發(fā)現(xiàn)在梨果實中有機(jī)質(zhì)含量與可溶性糖的相關(guān)系數(shù)為-0.596，呈顯著負(fù)相關(guān)，可能是由于供試?yán)鎴@中土壤中的有機(jī)質(zhì)含量普遍過高，從而影響南果梨的風(fēng)味。土壤中B的含量與單果重、果實橫徑和縱徑均呈顯著正相關(guān)，這與路超等［22］研究蘋果的單果重與土壤有效硼含量間的相關(guān)性達(dá)到顯著水平是一致的。

土壤有機(jī)質(zhì)含量和交換性Mg的含量呈顯著正相關(guān)，這與溫明霞等［35］發(fā)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤中多種營養(yǎng)元素的含量均呈正相關(guān)的結(jié)論相符合。土壤中堿解N與速效K含量呈顯著正相關(guān)，也有研究發(fā)現(xiàn)速效K含量越低而堿解N含量越高［34］，分析原因可能是土壤的理化性質(zhì)導(dǎo)致兩種元素之間同時存在著協(xié)同和拮抗作用。