油橄欖葉果營養(yǎng)元素動態(tài)及其相關性

戴前莉，朱恒星，黃飛逸，盧 敏，陳本文，陳 琴，管運峰，尹思琴，祝元春

（1重慶市林業(yè)科學研究院，重慶 400036；2重慶市沙坪壩區(qū)農(nóng)業(yè)技術服務中心，重慶 400030；3重慶市巴南區(qū)橋口壩林場，重慶 401320；4重慶瀚業(yè)園林工程有限公司，重慶 400036）

0 引言

油橄欖(Olea europaeaL.)，為木犀科(Oleaceae)木犀欖屬(Olea)植物，一般為灌木或小喬木，四季常綠[1]。被譽為“液體黃金”的橄欖油是倡導的地中海式健康飲食的重要組成部分，油橄欖也因此被引種栽培至世界各個適生區(qū)[2-3]。1964年，中國開始規(guī)?；胗烷蠙?，至今已有57年的歷史，目前國內各產(chǎn)區(qū)種植面積已達7.3萬hm2，約3200萬株，年產(chǎn)鮮果3萬t，初榨橄欖油約5000 t[4]。重慶地區(qū)作為中國油橄欖的主要適生區(qū)之一，栽培面積和鮮果產(chǎn)量都呈逐年增加趨勢[5]。50多年以來，從事油橄欖相關的科研工作者在良種選育[6-7]、豐產(chǎn)栽培[8]、適生區(qū)劃[9]、果實品質[10-12]、油品質量[13-15]、果渣應用[16-17]、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[18-19]等方面的研究工作取得的進展大大推動了國內油橄欖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，在油橄欖葉、果營養(yǎng)元素的分配動態(tài)和分配規(guī)律方面的研究相對不足，且實際生產(chǎn)中肥料種類、施肥時間、肥料使用量等操作不當，導致很多油橄欖園開花坐果不良、落葉落果，豐產(chǎn)性難以體現(xiàn)。

充足的礦質營養(yǎng)供給是樹體生長發(fā)育、果實產(chǎn)量形成和品質形成的物質基礎[20]。葉片是植物光合同化作用制造養(yǎng)分供開花、結果及其生長發(fā)育的主要器官，同時也是整個植株對所處生境及土壤礦物質營養(yǎng)變化反應最敏感的器官之一。葉片的營養(yǎng)狀況直接反映了植株對其根系所處土壤環(huán)境中礦物質營養(yǎng)的吸收利用狀況。利用生長中葉片中礦質元素的檢測和對比分析結合生長發(fā)育狀況可對樹體潛在的營養(yǎng)狀況進行綜合診斷，進而達到指導配方施肥，合理管護，科學管理的目的[21]。國內學者對油橄欖葉片和果實礦質元素含量及葉片的營養(yǎng)診斷研究相對較少，少數(shù)在土壤養(yǎng)分分析方面[22-25]。FERNANDEZ等[26]認為油橄欖在開花期到果核硬化期對元素N需求量最大，后呈逐漸下降趨勢。元素P因參與植物細胞分裂、組織分化、碳水化合物的利用、光合同化反應等重要過程，在果實膨大期有較大需求。元素K是易流動元素，在油橄欖樹體各部位水平不穩(wěn)定，但K能增強樹體光合作用，促進碳水化合物的代謝及合成，增強樹體對逆境的抵抗能力，需求也較高。元素Ca是植物細胞壁的重要組成元素，油橄欖樹體對缺Ca非常敏感；但一般情況下，生產(chǎn)中常用石灰調節(jié)油橄欖園土壤酸堿度和樹干刷白防蟲，因此通常不缺元素Ca。元素Mg是葉綠素的重要組成部分，在油橄欖花芽分化過程中起重要作用，并能提高果實產(chǎn)量和品質[28]。其他果樹樹種研究上，徐慧等[29]研究表明，礦質元素協(xié)同調控蘋果的膨大生長和果品品質。閻永齊等[20]認為獼猴桃葉片、果實、葉片-果實間的礦質元素含量在其果實發(fā)育期存在普遍的顯著相關性。

綜上所述，開展油橄欖果實發(fā)育期葉、果營養(yǎng)元素動態(tài)變化研究，分析果實中礦質元素與果實發(fā)育的關系，以期為油橄欖樹體合理施肥和豐產(chǎn)優(yōu)質栽培提供理論依據(jù)具有現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗點在重慶市合川區(qū)隆興鎮(zhèn)峨眉村油橄欖種植園(106.06°N，30.20°S)，海拔325 m。亞熱帶季風氣候，多年平均氣溫18℃，1月平均氣溫10℃，極端最低氣溫0～-1℃；7月平均氣溫32℃，極端最高氣溫43℃；平均氣溫年較差25.2℃；生長期年平均100天，無霜期年平均280天，最長300天，最短260天；年平均日照時數(shù)1200 h；年平均降水量1100 mm，最大雨量1450 mm，最少雨量720 mm，降雨集中在每年5—9月。

1.2 試驗材料

選擇油橄欖品種‘豆果’(Arbequina)為試驗材料，樹齡7年，栽植株行距為3 m×4 m。

葉片和果實采樣時間為2019年6月17日至10月22日。定株選擇種植園內樹勢一致，無病蟲害的3株油橄欖樹，隨機采集結果枝中部不同方位的成熟健康葉片和果實若干。采樣果實為油橄欖自由授粉子代。

1.3 試驗方法

將采集的葉片和果實樣品低溫下迅速帶回實驗室，依次用自來水—0.1%洗滌劑溶液—自來水—去離子水漂洗干凈。葉片和去核的果肉于105℃恒溫殺青30 min后，90℃烘干至恒重，用不銹鋼粉碎機粉碎，置于玻璃干燥器中保存待測。

每次隨機選取20個油橄欖果實，用游標卡尺分別測量不同時間點采集樣品的縱、橫徑；用千分之一天平測量果實質量。

K、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe、Zn、P元素測定用硝酸—鹽酸—高氯酸消煮—ICP法測定。N元素采用凱氏定氮法測定。

2 結果與分析

2.1 葉片與果實營養(yǎng)元素含量變化

圖1表示‘豆果’油橄欖果實發(fā)育期內葉片及果實中大量元素的動態(tài)變化曲線。元素N在葉片中呈波動上升趨勢，在果實中總體表現(xiàn)為下降趨勢；元素P在葉片中先上升后下降，在果實中呈波動趨勢。元素K在葉片中呈上升趨勢，在果實中先上升后下降，但總體上，果實中元素K高于葉片中的；元素Ca在葉片中含量7月中旬和8月底較高，總體為波動上升，在果實中先上升后下降，呈下降總趨勢；元素Mg在葉片和果實中變化趨勢相當，均較平緩。總體上，葉片中大量元素含量為K＞Ca＞N＞P＞Mg；果實中大量元素含量為K＞N＞Ca＞P＞Mg。

圖1 ‘豆果’油橄欖發(fā)育期內葉片和果實中大量元素含量動態(tài)變化

圖2表示‘豆果’油橄欖發(fā)育期內葉片及果實中微量元素的動態(tài)變化曲線。油橄欖對微量元素Fe的需求量明顯高于元素Mn、Zn、Cu，且葉片中元素Fe遠高于果實中的。葉片和果實中元素Mn的動態(tài)變化趨勢相當，在7月中旬達到最高值，但葉片中元素Mn含量高于果實中的。

圖2 ‘豆果’油橄欖發(fā)育期內葉片和果實中微量元素含量動態(tài)變化

2.2 元素間的相關性分析

‘豆果’油橄欖葉片中部分營養(yǎng)元素間具有一定相關性，元素P和K、Mn、Zn在0.05水平存在顯著正相關；元素P與Fe在0.01水平上極顯著負相關?！构烷蠙旃麑嵵?，元素N與P、K、Cu在0.01水平上極顯著正相關；元素P與K、Cu在0.01水平上極顯著正相關，與元素Zn在0.05水平上顯著正相關；元素K與Cu和Zn分別在0.01水平極顯著和0.05水平顯著正相關；元素Mg與Fe在0.05水平顯著正相關；元素Cu與Zn在0.05水平顯著正相關?！构烷蠙烊~片和果實間礦質元素的相關性分析顯示，元素N與Ca在0.05水平顯著負相關；元素Mn與P及自身存在0.01水平極顯著正相關；元素K與Cu在0.05水平顯著正相關（表1）。

表1 ‘豆果’油橄欖葉片和果實中礦質元素間相關性

2.3 果實膨大與各元素間的相關性

由圖3可見，‘豆果’油橄欖果實在9月底到10月中下旬果實快成熟時有快速膨大期，在此之前均為平穩(wěn)的增長階段。油橄欖果實膨大過程中，其橫徑及橫徑的增長趨勢具有高度的一致性。

圖3 ‘豆果’油橄欖果實膨大發(fā)育規(guī)律

對‘豆果’油橄欖果實膨大與葉片及果實內礦質元素間的相關性表明（表2），果實橫縱徑的增長與葉片及果實內礦質元素間存在相關性，橫徑與元素Mg、Fe、Zn在0.05水平顯著負相關，縱徑與元素Zn在0.05水平顯著負相關。

表2 ‘豆果’油橄欖果實膨大發(fā)育規(guī)律與葉片及果實內礦質元素間的相關性

3 結論

為了促進油橄欖營養(yǎng)生長和生殖生長的平衡，本研究以合川區(qū)發(fā)育期的‘豆果’油橄欖葉片和果實為研究對象，開展果實生長期葉、果營養(yǎng)元素動態(tài)變化研究，分析果實中礦質元素與果實發(fā)育的關系。從礦質元素在葉片、果實中的含量來看，營養(yǎng)元素N、K、Ca在發(fā)育期中一直保持相對較高水平，肥料施用上應充分滿足；微量元素整體含量較低，但仍不可或缺?？紤]到元素之間的拮抗和協(xié)同關系，N肥還應搭配P肥、K肥、微量元素肥（含Cu和Zn）施用而避免和Fe肥一起施用。此外，為達到合理施肥，均衡營養(yǎng)，維持樹勢穩(wěn)定目的，油橄欖園土壤條件與樹體營養(yǎng)的關系還應進一步研究探討。

4 討論

油橄欖葉果營養(yǎng)元素的動態(tài)分析旨在探討其樹體的營養(yǎng)水平在果實發(fā)育過程中的變化趨勢，維持樹體生長及果實形成所需元素間的平衡關系。本研究對發(fā)育期的‘豆果’油橄欖葉片及果實內的礦質營養(yǎng)含量進行動態(tài)分析，結果表明，葉片中元素K、Ca、Fe、Mn變化幅度較大，而果實中元素K、Fe、Zn、Mn變化幅度較大；葉片和果實中元素P、Mg、Cu的變化幅度較小。

鄧明全等[1]認為盛花期后坐果至幼果發(fā)育階段，油橄欖樹體葉片中元素N和P的吸收量逐漸下降，但同時果實中元素N和P的吸收量持續(xù)增加，到果皮的顏色由綠變?yōu)樽霞t時，果實中元素N和P吸收量才緩慢趨向定值。這與本研究的結果基本一致。在植物的年生長周期中，元素K是植物體含量最多的陽離子和主要的滲透調節(jié)物，調節(jié)膜電位和細胞內壓力，同時還兼具激活酶活性的作用，是植物生長所必需的大量關鍵元素[28-29]。元素K在油橄欖葉和果實中的變化趨勢與N和P完全不同。在幼果發(fā)育期，葉片內元素K含量較高。從果核基本形成到果皮轉成紫紅色這段時間內，葉片內的元素K含量一直呈下降趨勢。相反，同期果實內元素K的吸收量則持續(xù)增加，一直到果內元素K的含量幾乎保持恒定值時停止。本研究中，6月中旬至9月中旬，葉片和果實中元素K的變化基本一致，均表現(xiàn)為先上升后下降后略有上升的趨勢，這可能是油橄欖品種間的差異或者產(chǎn)地不同的原因造成的。年生長周期中，隨著果實子房膨大、胚體形成到果核硬化，對元素Ca的吸收量將隨之增大[1]。葉片內元素Ca吸收量的動態(tài)變化幅度較其他主要營養(yǎng)元素要大得多。本研究中，葉片中元素Ca在7月中旬達到最高值后略有波動，果肉中則一直相對較為平緩，這可能與果核的硬化發(fā)展階段有關，該時期后“豆果”果實橫縱徑便趨于相對穩(wěn)定直至后期的快速膨大期。元素Mg在油橄欖年生長發(fā)育周期中，吸收量的動態(tài)變化要比元素N、P、K要小的多，馬婷等[23]認為油橄欖生長過程中元素Mg的最大需求期出現(xiàn)在開花授粉期及坐果期，之后則較為平穩(wěn)。本研究中，因油橄欖坐果初期難以辨識單性果和受精果，故未在開花及坐果初期采集樣品，但元素Mg在果實膨大期的發(fā)育規(guī)律與前人研究結果相似。本研究中，元素Cu和Mn在油橄欖葉果中的變化趨勢基本一致，這可能主要Cu元素不易移動，而7月中下旬是果肉油脂積累的快速階段有關。

油橄欖樹體內礦質元素含量，不僅與土壤養(yǎng)分含量有著直接關系，還與體內各礦質元素之間的相互作用密切相關。本研究發(fā)現(xiàn)油橄欖葉果中各礦質元素間存在明顯相關性，既有正相關也有負相關，說明各種礦質元素間發(fā)育過程中在既存在拮抗作用也有協(xié)同作用。油橄欖果實中元素N和P、K、Cu之間極顯著正相關；葉片中元素P和Fe極顯著負相關；葉片和果實中元素Mn極顯著正相關，說明微量元素在果實發(fā)育過程中具有不可或缺的作用，與大量元素N、P、K之間關系密切，參與可溶性糖、蛋白質、油脂的相互轉化過程[30]。對油橄欖葉片和果實礦質元素間相關性進行分析，了解各元素間的相互作用，在油橄欖養(yǎng)分管理中可依據(jù)相關關系采取適宜的措施來協(xié)調養(yǎng)分平衡，也可以通過調節(jié)幾種或某幾種元素的施用量以達到糾正另一種元素的吸收量。

油橄欖從謝花受精后到果實成熟需要130天左右，謝花后40～100天是果實體積和鮮質量快速增長階段，主要進行細胞分裂增生和細胞增大。本研究中因‘豆果’品種果實較小，變幅不明顯但果實膨大規(guī)律與其他主栽品種基本相同。果實膨大規(guī)律與果實和葉片內礦質元素呈正相關或者負相關關系。本項目中果實縱橫徑膨大與果實中元素Mg、Fe、Zn間具有顯著負相關關系。果實的幼果期多種礦質元素水平較高，可能是果實在細胞分裂開始時需要較高水平的營養(yǎng)積累；而隨著幼果的膨大和干物質的逐漸積累，因稀釋作用而使礦質元素相對含量呈逐漸下降趨勢。