年橘留樹保鮮過程中對15N的吸收和分配研究

姜小文　陶愛群　曾繼吾　姜波　鐘云　易干軍

摘 要 為弄清年橘留樹保鮮期間不同組織對氮素營養的吸收和分配情況，將穩定同位素15N-尿素涂抹在5年生枳砧年橘葉片和果實后，分6個時期（6～480 h）取樣分析果實和樹體中不同部位15N元素的含量。結果表明：年橘留樹保鮮期間留果枝條對氮素的轉運和分配與采果枝存在差異，涂抹15N后豐度下降速率不同，留果樹的無果枝平均下降速度達12.64%，采果后的枝條僅4.69%，留果樹的有果枝居中，說明留樹保鮮樹體新梢是第一氮營養分配中心，果實是第二氮營養分配中心；沒有留樹保鮮的采果枝條，新梢是主要的氮營養分配中心。涂抹在葉片上的氮素可轉運到果實，涂抹在果皮上的氮素經果實吸收后也可轉運到葉片。葉片吸收的氮轉運到新梢的含量顯著高于轉運到留樹果實的氮含量，表明留樹保鮮期內沒有改變樹體氮素的分配模式，從營養角度解釋年橘留樹保鮮不影響第二年產量的原因，為年橘留樹保鮮期間合理施肥提供科學依據。

關鍵詞 年橘；留樹保鮮；15N-尿素；調運

中圖分類號 S666 文獻標識碼 A

留樹保鮮又稱掛果保鮮，生產上將基本成熟的果實通過技術處理后使果實繼續留在樹上的貯藏方法，如在果實成熟期間噴施一定濃度的植物生長調節劑或穩果劑，使果實在樹上延遲采收。通過該方法，廣西甜橙的鮮果供應可從當年10月20日延遲到翌年5月30日[1]。留樹保鮮已成功應用于蘋果[2]、葡萄[3]、梨[4-5]、龍眼[6]等水果上，取得了良好的效果。有關柑橘留樹保鮮技術多有報道，如克里曼丁橘[7]、錦橙[8]、金柑[9]、椪柑[10]、臍橙[11-13]等品種，通過留樹保鮮技術處理，不僅延長鮮果供應時間，還可使果實在留樹期間完全成熟，改善果實品質，提高種果經濟效益。

年橘（Citrus reticuiata Blanco cv. Nianju）是廣東地方特色柑橘品種之一，因其果實在春節前后成熟而得名。由于春節前后上市的柑橘鮮果多，價格不高，生產中通過留樹保鮮，可以將年橘延遲1～2個月采收，價格成倍增加，效益明顯。本課題組研究了果園地形[14]、避雨[15]、不同砧木[16]對年橘留樹保鮮期間果實品質的影響，探討了年橘留樹保鮮的關鍵技術。研究中發現，年橘樹體營養狀況是影響年橘留樹保鮮效果的重要因素，迄今未見相關報道。

15N是比普通氮元素多一個中子的穩定性同位素，無放射性[17]，將其作為分析氮素營養的示蹤原子已被廣泛應用于氮在植物體內的運轉和分配的研究之上[18-22]。為了研究年橘留樹保鮮期間樹體營養在果實和枝梢之間的分配利用情況，本研究以15N尿素涂抹年橘留樹保鮮的果實和葉片，研究15N在樹體各部位和果實之間的調運情況，跟蹤N素的利用和分配情況，以期為年橘留樹保鮮的樹體管理、科學施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗果園位于龍門縣蘆鶿鎮，土壤為第四紀紅壤。果園采用清耕法，管理中等，灌溉方便，環境良好，周邊無污染源。試驗區位于南亞熱帶季風氣候區，年均溫20.8 ℃，年降雨量2 200 mm左右，無霜期301 d，陽光充足。試驗樹體為6年生枳砧年橘（Citrus reticuiata Blanco cv. Nianju/Poncirus trifoliate），株行距2 m×3 m，平均樹高約2.3 m，冠幅約2.0 m×2.4 m。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集與處理 試驗于11月中下旬果實轉色時開始處理，選擇樹勢中等、掛果適量、無病蟲害的年橘樹，重復3年。每樹選有果枝和無果枝各20枝掛牌，掛牌枝條枝長約20 cm、枝粗約0.3 cm，葉片7～8片，有果枝均為單果；其中30株將果實留樹保鮮到4月底，另30株于2月20日左右全樹采果，以采果后的帶葉果枝作對照。處理后于12月至次年4月下旬分別采樣，留樹保鮮樹采集單果枝和無果枝，對照樹采集單果枝或采果后的帶葉果枝（2月20日后），單果枝分為老葉樣和果樣（帶皮），果實取樣時按縱徑均分，取1/4用于測試，無果枝只有枝葉樣；2～4月采樣時的枝條樣去除花蕾及幼果，僅保留往年老葉。采樣后立即用泡沫箱加冰送到龍門縣農業科技中心（離果園約5 km），自來水沖洗后再用純凈水沖洗3次，105 ℃殺酶20 min，80 ℃干燥到恒重，電磨過篩后的干樣帶回廣東省農業科學院果樹所超低溫冰箱保存備用。

所有樣品全氮測量采用微量凱氏定氮法測定[23]，每個試驗3次重復，用3年平均值進行分析。

1.2.2 同位素涂抹與測定 3月上旬（10日左右）將15N2豐度為10.00%尿素（Andover，MA 01810 USA）配成1%的溶液，用毛筆進行涂抹。處理分4種：①留樹保鮮樹的有果枝的果皮；②有果枝的葉片；③留樹保鮮的無果枝條的葉片；④全樹采果20 d后采果枝條葉片（CK）。涂抹的葉片均為從頂端往下數的第3、4片完整功能葉（中位葉。下同）。同株上每處理涂抹8～10個枝條，單株處理，重復5次。

處理后6、12、24、48、72、480 h分別從處理的5株樹上各取一根同類型枝條，從基部剪除作一個樣品。①涂抹果皮的有果枝條解析為帶皮果實和葉片，每個果實取1/3的果皮和3～5片囊瓣混合作為果實樣、果實以下葉片為混合葉樣；②涂抹葉片的有果枝條解析為帶皮果實、上位葉（枝條頂端第1、2葉。下同）、中位葉、下位葉（從上往下第5、6葉。下同）；③涂抹葉片的無果枝條和采果后的原有果枝條解析為上位葉、中位葉、下位葉；480 h的樣品將從上位葉上生長的新生枝葉（下同）單獨解析為新葉樣，其它解析同上。

解析后樣品在龍門縣農科中心經清水-洗滌劑-清水-l%鹽酸-3次去離子水順次洗滌后，置烘箱105 ℃殺青20 min后80 ℃烘干至恒重，電磨過篩后待測。所有干樣經錫杯包樣后經Flash EA 1112 HT元素分析儀燃燒，樣品中的N素經過flash combustion反應生成N2氣體送入Finnigan MAT公司的Delta V advantage型穩定同位素比值質譜計上測定并計算δ15N‰，實驗室測定精度<0.3‰。以大氣氮為參考標準，穩定性氮同位素比率常用δ15N（AirN2，‰）表示，計算公式為：δ15N（AirN2，‰）=（R樣品/R大氣-1）×1 000，R樣品-所測樣品中的15N豐度與14N豐度之比，R大氣-國際標準樣品中的15N豐度與14N豐度之比。每次試驗至少重復3次。

1.3 數據處理

所有數據和圖表用Microsoft Excel 2003軟件進行圖表繪制，數據統計應用SAS9.1.3進行方差分析和差異性分析。

2 結果與分析

2.1 全氮含量變化情況

年橘果實在留樹保鮮期間，從12月至次年2月正常采收前，葉和果實的全氮含量均上升，留樹保鮮果實的全氮含量至3月底仍緩慢上升，3月底后出現下降，到4月底采收時果實全氮含量與正常采收時的果實全氮含量接近（圖1）。

留樹無果葉、留樹有果葉和對照葉片的全氮含量變化趨勢相同，3種葉的全氮含量在1月底前均是上升，1月底開始下降，到2月底出現含量最低值，然后均上升；對照葉片2月底的全氮含量低于留樹保鮮樹的無果枝葉片外，其它時期均界于留果樹的有果枝葉和無果枝葉全氮含量之間。同時，留樹保鮮的有果枝葉片全氮含量觀測期內均高于無果枝（圖1）。

2.2 15N-尿素涂抹果皮后15N在葉果上的分配情況

用15N-尿素涂抹果皮后6～480 h取樣檢測結果如表1。由表1可知，果實的15N豐度先下降后上升，涂抹24 h后豐度降到最低，說明果實吸收15N素除被果實利用外，部分還參與了其它部位的氮代謝；24 h后果實內的15N豐度又上升，可能是果皮上15N進一步滲入至果實，也可能是其它組織中含氮有機物轉運至果實的結果；72～480 h仍有增長，但變化較小。涂抹6 h后果實以下部位和葉樣中檢出的15N，且隨時間延長δ15NAirN2（‰）逐漸增大，進一步證實果實吸收的氮素參與了果實以外部位的氮代謝。480 h的新葉的δ15NAirN2（‰）值遠大于老葉（表6），說明留樹保鮮期內新梢是氮素營養分配的重要中心。

2.3 15N-尿素涂抹有果枝條中位葉后15N在葉果中分配變化情況

用15N-尿素涂抹留樹保鮮樹的有果枝條中位葉6 h后，果實、上位葉和下位葉均檢出15N（表2），中位葉同位素豐度隨涂抹時間延長而減小，果實和枝條的上、下位葉豐度均隨時間延長而上升，果實上升速率最大；除涂抹葉自身以外，480 h后新梢葉15N豐度高出果實豐度80%以上，與果實差異顯著（表6），留樹保鮮的果實豐度次之，上、下位葉的豐度均不到果實豐度的1/3，且上、下位葉差異不明顯。說明留樹保鮮期內，新梢生長對氮素營養的利用強于果實。

留樹果實涂抹15N 480 h后進入新梢葉的δ15NAirN2為45.603‰（表6），而中位葉涂抹15N 480 h后進入果實的δ15NAirN2為 30.871‰，說明從葉片輸入到果實中的氮素營養小于從果實中輸入到葉片（特別是新葉）中的氮素營養，進一步說明留樹保鮮期內新梢生長是第一營養分配中心，留樹保鮮的果實是第二營養分配中心。

2.4 無果枝條中位葉涂抹15N-尿素后葉片中15N的分配變化情況

無果的枝條中位葉涂抹15N-尿素后，中位葉15N豐度隨時間延長而下降，到480 h后僅為6 h的36.8%（表3），涂抹6 h后枝條其它部位均檢測到同位素，說明15N被中位葉吸收后即發生轉運；上位葉、下位葉δ15NAirN2（‰）分別在12 h和24 h出現最大值，此后上、下位葉和中位葉的δ15NAirN2（‰）一起下降，說明該枝條吸收的15N或由此合成的含15N有機物向其它器官轉運，480 h后檢測發現新梢中δ15NAirN2達到63.111‰，達到同期該枝條上、下位老葉的20倍以上，說明留樹保鮮樹的無果枝條新梢是主要的氮營養分配中心。

2.5 采果枝條中位葉涂抹15N-尿素后葉片中15N分配變化情況

采果20 d后，用15N-尿素涂抹采果后枝條的中位葉，其豐度隨涂抹時間延長而下降（表4），涂抹480 h后δ15NAirN2（‰）比涂抹6 h下降了23.5%；涂抹6 h后枝條的上位葉、下位葉均檢出15N，上、下位葉在涂抹后的24 h出現δ15NAirN2（‰）最高值，隨后上、下位葉以相近的速度出現下降。480 h后檢出該枝條上位葉長出的新梢葉δ15NAirN2達到72.171‰，遠高于本枝的上、下位葉，說明采果后樹體的主要的氮營養中心是新梢。

2.6 3種不同枝條相同葉位的同位素貢獻率比較

器官的Ndff（%）是指植株器官吸收分配到的15N量對該器官全N量的貢獻率，它反映了植株器官對N的吸收征調能力[17]。分析留果樹有果枝條、無果枝條和未留果樹的采果枝條上位葉15N的Ndff發現，3種處理的上位葉Ndff值變化規律有較大差別（表5），留果樹有果枝條6～480 h內同位素的Ndff值一直呈上升趨勢，而無果枝和采果后的枝條Ndff值均出現先上升后下降，以涂抹后24 h為界，之前無果枝>采果枝>有果枝，之后無果枝<采果枝<有果枝。方差分析表明涂抹15N 6 h后3種枝條上位葉Ndff出現顯著差異，這可能是留樹保鮮樹有果枝條上有果實存在，無果枝條有相鄰枝條的果實存在，而采果樹沒有果實，庫強度不同而使不同類型枝條對氮素的調用能力不同所致。

3種枝條的中位葉的Ndff值均隨時間延長而下降，但三者的下降速率有差別，有果枝條平均下降速率為12.43%，無果枝條平均下降速率為15.56%，而采果后枝條僅5.20%，時間序列上有果枝條下降速率先慢后快，采果后的枝條下降速率比較平穩，而無果枝條下降速率變化規律不明顯。涂抹15N素480 h后在3種枝條中的貢獻率有顯著差異。

下位葉和上位葉變化規律相似，主要差別是無果枝下位葉峰值0.040%（24 h）高于相應上位葉，出現峰值后的下降速率也略高于上位葉，3種處理的變化速率差異明顯。

2.7 不同類型枝條上的新梢葉同位素比較

對比分析留果樹有果枝、無果枝和沒有留果樹采果枝上位葉長出的新梢葉比較表明，3種處理新梢葉的δ15NAirN2（‰）值差異明顯（表6），采果后枝條的新梢葉豐度最大，涂抹果實的有果枝條新梢葉豐度最小，原因一方面是采果后的新梢生長是唯一營養分配中心，另一方面是二剪法采果時，對剪留的枝條產生了一定修剪刺激作用，使新梢出現強于其它處理的生長效應，而涂抹果實和涂抹有果枝條中位葉的2個處理，由于有果實和新梢2個營養中心分散了氮素供應。留樹保鮮樹的無果枝條豐度低于采果后枝條的新梢葉，原因除沒有剪口效應刺激外，可能是相鄰枝條上的果實存在調運該枝條氮素營養所致。

3 討論

柑橘通過留樹保鮮技術，可延遲果實采收期，錯開上市季節，減少鮮果因季節性過剩造成的產品滯銷問題，已有年橘[14-15]、金橘[9]、臍橙[11-13]、椪柑[10]等品種留樹保鮮的研究報道。從現有研究來看，前人比較多的是關注留樹期間果實外觀、糖、酸、Vc、香氣物質等品質特征及內源激素變化情況[11-15]，以此探討各柑橘適宜的留樹保鮮技術。

柑橘果實在留樹保鮮期間，要歷經往年果實逐漸成熟、第2年新梢生長、開花和幼果生長等過程，必然會增加樹體的負擔，消耗更多的養分。研究年橘留樹保鮮時發現，果園的營養狀況是影響留樹保鮮效果的重要因素。若果園營養不足，不僅會影響當季果實的產量和品質，而且會影響翌年的成花和座果率。方貽文[23]研究認為，紐荷爾臍橙適量留樹保鮮貯藏60～80 d，不會對次年產量造成較大的影響。加強留樹保鮮期間果園的肥水管理后不會影響第二年的產量，并可改善當季果實的色澤度和可溶性固形物，使檸檬酸含量減少，風味變甜，提高品質[25]。

碳、氮代謝是綠色植物葉綠體內最主要的兩大代謝過程，相互依賴，相互制約，碳水化合物和含氮有機物是構成農作物產量、品質的物質基礎[26]。樹體吸收調用的氮素在光合碳代謝提供的能量和碳架條件下消耗同化力，利用 CO2同化產物作為氨基受體形成有機的碳-氮營養物質[26]，Evans發現小麥葉片內葉綠素含量、RuBP羧化酶活性和CO2同化速率與葉片氮水平呈正相關[27]，因此，樹體內的氮營養調運一定程度上可認為是有機營養的調用。本試驗結果表明，留樹保鮮期內不同枝條對氮素的調用與分配情況存在明顯差異，涂抹15N后氮下降速率各不相同，留果樹的無果枝條平均下降速度最大，采果樹的枝條最小，有果枝條居中；中位葉片上的氮素可調運到果實，果實吸收的氮素也可以調運到葉片，但從葉片輸入到果實中的氮營養遠小于從果實中輸入到葉片中的氮素營養，說明留樹保鮮期內新梢是第一氮營養分配中心。

用15N-尿素涂抹三種不同枝條的葉片后，枝條的中位葉的Ndff值均隨時間延長而下降，但三者的下降速率有差別，這與趙登超[20]在冬棗上的研究結果相似。但從3種枝條對N素的吸收與分配結果來看，留樹保鮮年橘的有果枝、無果枝和沒有留樹保鮮枝條的新梢均是樹體第一氮營養分配中心，亦即新梢是有機營養第一分配中心。因此，只要充分保證樹體營養，留樹保鮮期間樹上的果實消耗的營養成份，不會對新梢生長產生明顯影響，而柑橘新梢質量是影響當年開花數量和質量的重要因素，也是確保當年穩產的根本。本研究從營養角度證明，在充分保證樹體營養供應的前提下，年橘留樹保鮮不會影響翌年產量，這與劉曉東等[25]、胡位榮等[28]、羅彩霞等[9]相關研究結果一致。因此，在柑橘留樹保鮮期間，生產上要求實時加強果園肥水管理，讓新萌發的春梢質量好，貯藏足夠的營養成分，才能為下一年豐產和優質奠定基礎。

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