香梨葉片黃化癥狀養(yǎng)分分析

摘 要：黃化病是鈣化土地區(qū)果樹常見的病癥，也是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要病害，發(fā)病范圍廣，致病因子多，發(fā)病機(jī)理復(fù)雜。近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境污染以及化肥、農(nóng)藥等的大量施用，造成生態(tài)環(huán)境不斷惡化，果樹黃化病的發(fā)生程度有越來越重的趨勢(shì)。黃化病是制約林果產(chǎn)業(yè)的重要因素。主要通過查閱文獻(xiàn)，總結(jié)前人研究成果，并比較不同SPAD值庫爾勒香梨葉片的營養(yǎng)元素的含量情況，進(jìn)一步分析葉片黃化與營養(yǎng)元素間的關(guān)系，為解決香梨葉片黃化問題提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：庫爾勒香梨；黃化；營養(yǎng)診斷

庫爾勒香梨（Pyrus sinkiangensis Yu），隸屬于薔薇科（Rosaceae）、梨亞科（Pomindeae）、梨屬（Pyrus L.），是古老的地方品種，已有1400多年栽培歷史。2021年入選為《中歐地理標(biāo)志協(xié)定》第一批100個(gè)中國高質(zhì)量發(fā)展的地理標(biāo)志產(chǎn)品之一。其具有香氣濃郁、色澤悅目、酥脆爽口、耐久貯藏、營養(yǎng)豐富等特點(diǎn)，被譽(yù)為“梨中珍品”、“果中王子”。

2022年庫爾勒香梨種植面積為6.842萬公頃，產(chǎn)量151.37萬噸，栽培面積占全國梨面積的7.48%（91.497萬公頃），產(chǎn)量占全國梨總產(chǎn)量的7.83%（1 926.53萬噸），是新疆重要的特色林果，也成為重要的出口創(chuàng)匯農(nóng)產(chǎn)品，為果農(nóng)增收致富開辟了重要途經(jīng)。

庫爾勒香梨主要分布在南疆，果園土壤主要為灰鈣土，pH值偏高，導(dǎo)致土壤中鐵等陽離子有效性降低，極易導(dǎo)致庫爾勒香梨出現(xiàn)缺鐵性黃化癥狀。一直以來，黃化病是影響庫爾勒香梨產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，葉綠素含量低導(dǎo)致葉片發(fā)黃甚至呈現(xiàn)白色，葉片光合能力差，果樹生長(zhǎng)緩慢，樹勢(shì)弱，產(chǎn)量下降，品質(zhì)差，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致樹體死亡[1-2]。許多研究認(rèn)為缺鐵是出現(xiàn)葉片黃化癥狀的主要原因，為了驗(yàn)證該結(jié)論在庫爾勒香梨葉片黃化癥上的適用性，特開展庫爾勒香梨葉片黃化癥狀養(yǎng)分分析研究（圖1）。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)選取行株距4米×1米省力化庫爾勒香梨果園，樹齡10年，分別選取9棵正常以及9棵黃化樹，采集相應(yīng)完整展開的無損傷及蟲害的葉片，將葉片采集后迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，依次用自來水、0.1%無磷洗潔精、0.1%鹽酸清洗，最后用純水清洗3次，后經(jīng)105 ℃殺青30分鐘，80 ℃烘干至恒質(zhì)量，去除葉柄，粉碎后過1毫米篩，封裝待測(cè)。

此外通過便攜式葉綠素測(cè)定儀分別選取SPAD值為0、0～5、＞5～10、＞10～15、＞15～20、＞20～25、＞25～30、＞30～35、＞30～40范圍內(nèi)的完整展開的無損傷及蟲害的葉片，制樣方法同上。

1.2 檢測(cè)方法

葉片經(jīng)過濃硫酸-過氧化氫消化，轉(zhuǎn)移并定容到100毫升容量瓶中，采用凱式定氮法測(cè)定消化液N含量，釩鉬黃比色法測(cè)定P含量，采用原子吸收分光光度法測(cè)定K以及Cu、Fe、Mn、Zn含量。此外采用濃硝酸-過氧化氫硝化，轉(zhuǎn)移并定容到100毫升容量瓶中，以La2+掩蔽干擾，采用原子吸收分光光度法測(cè)定Ca、Mg含量。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

通過EXCEL、SPSS對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

表1為正常葉片、黃化葉片及不同SPAD值區(qū)間葉片營養(yǎng)元素含量，采用t檢驗(yàn)比較正常葉片與黃化葉片的營養(yǎng)元素含量的差異[3]，可以看出，葉片中P、K、Cu、Ca含量達(dá)到極顯著差異水平，N、Fe、Mn、Zn、Mg含量無顯著差異，其中黃化葉片中P、K、Cu含量高于正常葉片含量，分別是正常葉片的188.88%、111.18%、161.55%；黃化葉片中Ca含量比正常葉片低，是正常葉片的46.22%。進(jìn)一步對(duì)不同SPAD值區(qū)間的營養(yǎng)元素含量進(jìn)行獨(dú)立性方差檢驗(yàn)，結(jié)果顯示（表1），各營養(yǎng)元素在不同SPAD值區(qū)間總體呈顯著差異，少數(shù)區(qū)間沒有顯著差異，同時(shí)可以看出SPAD值最高時(shí)，Ca含量在SPAD值在區(qū)間內(nèi)也最高。

分別對(duì)正常葉片，黃化葉片及不同SPAD值區(qū)間葉片的9項(xiàng)營養(yǎng)元素指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)正常葉片中（表2），N與Mn，F(xiàn)e與Mn呈顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.708，0.710，其中Fe與Mn為正相關(guān)，N與Mn為負(fù)相關(guān)；黃化葉片中（表3）Fe與Zn、Ca、Mg，Mn與Ca，Zn與Mg，Ca與Mg呈極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.913、0.868、0.867、0.816，0.838，0.849，均為正相關(guān)，Cu與Fe，F(xiàn)e與Mn，Zn與Ca呈顯著性相關(guān)，系數(shù)分別為0.673、0.726、0.779，均為正相關(guān)。不同SPAD值區(qū)間的（表4）N與P、Cu，P與K、Cu、Ca，K與Mn、Ca呈極顯著相關(guān)，系數(shù)分別為0.895、0.843、0.932、0.846、-0.812、0.803、-0.897，其中P、K與Ca呈負(fù)相關(guān)，其余為正相關(guān)；此外N與K、Fe，K與Cu，Cu與Ca，F(xiàn)e與Mg，Mn與Zn呈顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.704、0.705、0.784、-0.770、-0.755、0.700，其中Cu與Ca，F(xiàn)e與Mg呈負(fù)相關(guān)，其余呈正相關(guān)。由此可見葉片中各營養(yǎng)元素間存在互作關(guān)系，可認(rèn)為正相關(guān)的因子間存在協(xié)同作用，負(fù)相關(guān)的因子間存在拮抗作用，由此可認(rèn)為正常葉片中N與Mn具有一定的拮抗作用，F(xiàn)e與Mn存在協(xié)同作用；黃化葉片中Cu與Fe，F(xiàn)e與Mn、Zn、Ca、Mg，Mn與Ca，Zn與Ca、Mg，Ca與Mg存在協(xié)同作用。不同SPAD值區(qū)間N與P、K、Cu、Fe，P與K、Cu，K與Cu、Mn，Mn與Zn存在協(xié)同作用，Ca與P、K、Cu存在拮抗作用。

由于各元素間具有復(fù)雜的協(xié)同、拮抗關(guān)系，無法確切判斷各元素對(duì)葉片黃化癥狀的影響程度，為了將這些多個(gè)相關(guān)的變量轉(zhuǎn)換為一組線性不相關(guān)的變量，減少變量總數(shù)，明確各元素在其中的貢獻(xiàn)度，分別對(duì)黃化葉片及不同SPAD值區(qū)間的葉片進(jìn)行主成分分析，對(duì)黃化葉片進(jìn)行主成分分析的結(jié)果顯示，基于特征值大于1的標(biāo)準(zhǔn)，提取了3個(gè)公因子，使用最大方差法，成分1的特征值為4.451，成分2的特征值為2.109，成分3的特征值為1.256，這3個(gè)特征的方差貢獻(xiàn)率為86.85%?？偟膩砜?，原有的指標(biāo)信息丟失較少，主成分分析結(jié)果比較理想。由得分因子矩陣可知，第一主成分有Fe、 Zn、Ca、Mg 、Mn、Cu組成，第二主成分由N、P、K、Cu組成，第三主成分由K、P組成。由各主成分的得分因子系數(shù)可知，第一主成分中Fe、Zn、Ca、Mg貢獻(xiàn)率大于80.00%，依次為98.90%、92.10%、90.30%、88.40%。

對(duì)不同SPAD值區(qū)間葉片元素含量進(jìn)行分析的結(jié)果顯示，提取了2個(gè)公因子，使用最大方差法，成分1的特征值為5.238，成分2的特征值為2.411，這兩個(gè)的方差貢獻(xiàn)率為84.99%?？偟膩砜?，原有的指標(biāo)信息丟失較少，主成分分析結(jié)果比較理想。由因子得分矩陣可知，第一成分包括P、K、Cu、N、Ca、Mn、Zn，第二成分均包含Mn、Mg、Fe。第一主成分的大于0.8的各得分因子有P、K、Cu、N、Ca，系數(shù)依次為0.982、0.944、0.883、0.880、-0.855。綜合兩種主成分分析結(jié)果，在兩種分析范圍條件下，雖然提取的主成分指標(biāo)信息丟失較少，結(jié)果比較理想，但是各成分包含的得分因子具有較大差異，其中Cu、Mn、Zn、Ca包含于兩次分析結(jié)果的第一主成分中，只有Ca得分系數(shù)均高于0.8，可認(rèn)為對(duì)葉片黃化癥狀具有較大的影響。

3 討論與結(jié)論

許多果樹黃化病的研究結(jié)論認(rèn)為，缺鐵是造成黃化的主要原因[4-6]，但本研究結(jié)果顯示黃化葉片中Fe含量高于正常葉片，F(xiàn)e含量隨著SPAD值升高呈現(xiàn)總體下降的趨勢(shì)，與缺鐵導(dǎo)致黃化癥狀的研究相反，可以通過果樹鐵黃化悖論解釋該現(xiàn)象[7]，果樹鐵黃化悖論目前有2種假說，一是認(rèn)為果樹缺鐵黃化的PjUOE9kf0GUhmA35psTyzw==原因一是石灰性土壤的微環(huán)境阻礙了植株對(duì)鐵的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)，包括HCO3-、pH值；二是HCO3-的遠(yuǎn)距離效應(yīng)引起葉片質(zhì)外體堿質(zhì)化（質(zhì)外體pH值升高），轉(zhuǎn)運(yùn)來的Fe3+ 易為OH- 或PO43- 捕獲而沉淀，導(dǎo)致鐵失活。庫爾勒香梨果園的土壤條件與這兩種假說條件一致，符合果樹鐵黃化悖論現(xiàn)象。有研究結(jié)果顯示，庫爾勒香梨黃化果樹葉片全Fe含量高于正常葉片，但是有效Fe低于正常葉片，說明葉片中的Fe部分失活，驗(yàn)證了果樹鐵黃化悖論對(duì)庫爾勒香梨葉片黃化癥狀的適用性。

此外，通過主成分分析可知，多種元素與葉片黃化具有高度關(guān)聯(lián)性，同時(shí)這些各營養(yǎng)元素間存在著密切的相互作用關(guān)系，其中包括與Fe發(fā)生作用，可以推斷其對(duì)葉片中Fe的吸收、積累具有調(diào)節(jié)作用。

因此，矯正庫爾勒香梨果樹黃化病，直接噴施Fe肥并不是最有效的方法，而需要改善Fe的吸收積累條件，保證葉片中的Fe的有效性。

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基金項(xiàng)目：第二師鐵門關(guān)市科技攻關(guān)項(xiàng)目（2020NYGG07）。

*通信作者：林敏娟（1979年—），女，教授，研究方向?yàn)楣麡溥z傳育種與品質(zhì)改良。