不同品種冬棗果實發育期內氮磷鉀化學計量特征比較研究

張啟浩 宋愛云 董林水 劉京濤 陳紀香 朱曉蘭

摘要：試驗以沾化冬棗主栽品種沾冬1號（一代冬棗）和沾冬2號（二代冬棗）為材料，測定冬棗幼果期和果實成熟期葉片及果實中氮、磷、鉀元素含量，并進一步對比分析兩個主栽冬棗品種間化學計量特征的差異及不同元素指標間的相關性。結果表明，冬棗幼果期和果實成熟期內，沾冬2號葉片中N、P、K含量均高于沾冬1號;幼果期冬棗果實中元素含量大小順序為K>N>P，而葉片中則為N>K>P;成熟期冬棗果實和葉片中元素含量大小順序均為K>N>P。品種間比較表明，與幼果期相反，果實成熟期一代葉的N/P及K/P均低于二代葉，說明果實發育后期沾冬2號葉片P及K的消耗速度快于沾冬1號。相關分析表明，N含量在葉片、果實間呈極顯著正相關（P<0.01），K、P含量在葉片、果實間都呈顯著正相關。除果實K含量和葉片P含量相關性不明顯之外，其它指標在果實和葉中的含量都呈現不同程度的相關性。沾冬1號和沾冬2號氮磷鉀化學計量特征存在一定的差異性，可為今后開展科學定量施肥提供理論依據。

關鍵詞：冬棗;氮磷鉀;主栽品種;果實發育期;相關分析;化學計量

中圖分類號：S665.101文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2018）12-0068-05

冬棗（Zizyphus jujube Mill. cv. Zhanhua，Chinese winter jujube）是我國特有的優良晚熟、鮮食棗品種[1-3]，因其品質優良且生長適應性強而在黃河三角洲地區被大面積推廣種植[3，4]。山東省濱州市沾化區是冬棗的核心產區，冬棗產業也是當地的支柱產業之一。沾冬1號（一代冬棗）及沾冬2號（二代冬棗）是沾化地區的兩個主栽冬棗品種。這兩個品種在果形大小、口感及耐寒性等方面均存在較大差異[4，5]，它們在氮磷鉀等元素的化學計量特征及其對肥料需求方面是否存在較大差異性，目前尚未研究清楚。在沒有充分掌握不同品種冬棗養分循環和化學計量特征前提下，將難以制定針對性的施肥管理措施。氮磷鉀元素是果樹正常發育所必需的營養物質，其對棗樹的生長發育均起著非常關鍵的作用[6-8]。N/P比值可以作為植物生長速率的衡量指標，也可以作為起限制性作用的營養元素指標[9-11]。本試驗以沾冬1號和沾冬2號兩個冬棗品種為材料，對冬棗幼果期及成熟期的葉片、果實氮磷鉀化學計量特征進行對比研究，為進一步闡明冬棗不同品種間養分循環特征差異性、制定不同品種施肥管理措施提供理論依據。

1?材料與方法

1.1?試驗地概況

濱州市沾化區位于山東省北部，徒駭河下游，渤海灣南岸，是黃河三角洲腹地，地理坐標為北緯37°34′～38°11′，東經117°45′～?118°21′。該地區地勢平坦，自西南向東北緩傾，海拔1.6～8.4 m。氣候屬于半干旱暖溫帶東亞季風區，年平均溫度12℃，歷年平均降水量610.3 mm。受大陸氣團影響，表現出明顯的大陸性氣候特征[12，13]。

1.2?研究方法

1.2.1?樣品處理?試驗樣品于2016年7—11月在濱州市沾化區馮家鎮冬棗園采集。該冬棗園主要栽培品種包括沾冬1號及沾冬2號，樹齡均為15年。分別于幼果期（7月20日）及果實成熟期（10月26日）采集樣品。在冬棗園內，隨機選擇長勢一致、無病蟲害兩個品種棗樹各10棵作為取樣植株，掛標簽作為固定取樣標志。每次采樣在同一株棗樹的東、南、西、北、中五個方向同時采取葉片和果實，每個品種取樣5個重復，分別混合各作為一個樣品。采回的葉片和果實用超純水沖洗干凈，并將果實切片，置于烘箱中105℃殺青30 min，最后在75℃下烘干至恒重，粉碎后作為待測樣品。

1.2.2?元素測定?葉片及果實全P與全K含量采用硫酸-高氯酸消煮后，分別用鉬銻抗比色法和原子吸收分光光度法測定（日本島津AA-6800）;葉片及果實全N含量采用元素分析儀法進行測定（VARIO EL III）。

1.3?數據分析

數據處理采用SPSS 13.0及Microsoft Excel軟件進行。

2?結果與分析

2.1?果實發育期內不同品種冬棗葉片及果實NPK含量特征

2.1.1?幼果期不同品種冬棗葉片及果實NPK含量特征 幼果期冬棗果實中三大營養元素含量為K>N>P，但葉片中則為N>K>P;這與王津娥、劉和等對菊水梨、蘋果的研究結果一致[14，15]。幼果期葉片P含量小于果實P含量，而葉片N及K含量均明顯高于果實。

幼果期沾冬1號冬棗果實（一代果）P含量和沾冬2號果實（二代果）P含量相近，分別為1.91 g/kg和1.94 g/kg;沾冬1號葉片（一代葉）P含量略低于沾冬2號葉片（二代葉），分別為1.26 g/kg和1.51 g/kg。幼果期一代果N含量和二代果相近，分別為14.87 g/kg和14.84 g/kg;一代葉N含量則略低于二代葉，分別為29.06 g/kg和33.57 g/kg。幼果期一代果K含量低于二代果，分別為16.42 g/kg和17.97 g/kg。一代葉K含量低于二代葉，分別為23.92 g/kg和27.23 g/kg。總體來看，幼果期沾冬2號葉片N及K含量均高于沾冬1號。

2.1.2?果實成熟期不同品種冬棗葉片及果實NPK含量特征 果實成熟期冬棗果實和葉片中元素含量大小順序均為K>N>P。與幼果期不同，果實成熟期葉片P含量略大于果實P含量;與幼果期相同，果實成熟期葉片N及K含量均明顯高于果實。

不同品種間對比表明，冬棗果實成熟期一代果P含量和二代果相近，分別為0.89、0.93 g/kg;一代葉P含量與二代葉也比較相近，分別為1.15 、1.07 g/kg。一代果N含量比二代果略高，分別為8.99、8.67 g/kg;一代葉N含量低于二代葉，分別為18.21、19.59 g/kg。一代果K含量和二代果相差不大，分別為8.70、8.69 g/kg;一代葉K含量低于二代葉，分別為21.70、22.65 g/kg。與幼果期相同，果實成熟期沾冬2號葉片N及K含量均明顯高于沾冬1號。

2.1.3?幼果期與果實成熟期NPK元素含量差異性分析 成熟期冬棗果實P含量較幼果期下降較多，二代果及一代果P含量與幼果期的比值分別為47.71%和46.50%。果實成熟期葉片較幼果期下降較少，二代葉及一代葉片P含量與幼果期的比值，分別為70.81%和91.42%。一代果K含量與二代果的比值分別為53.00%和48.32%;一代葉K含量比值為90.73%，而二代葉比值為83.16%。成熟期與幼果期果實及葉片N含量的比值均比較相近，一代果比值為60.43%，二代果比值為58.45%;一代葉比值為62.68%，二代葉比值為52.34%。與本研究結果類似，劉波等對文冠果的研究也表明生長周期內葉片的N、P、K含量均呈下降趨勢[16]。

成熟期冬棗果實NPK含量較幼果期含量下降約40%～50%;與果實不同，果實成熟期葉片N含量較幼果期下降40%左右，而葉片P含量僅下降約10%～30%，葉片K含量也僅下降約10%～17%。沾冬2號與沾冬1號相比，其果實及葉片NPK含量在果實成熟期較幼果期均下降更多，說明沾冬2號在果實發育期內隨冬棗果實的不斷成熟，其葉片NPK養分消耗速度較沾冬1號更快一些。

2.2?果實發育期內不同品種冬棗果實及葉片NPK化學計量研究

2.2.1?幼果期NPK元素計量比 在幼果期，一代葉N/P比值比二代葉高，分別為23.10、22.21，一代果和二代果比值比較相近，分別為7.79、7.64。N/K比值，一代果略高于二代果，分別為0.91和0.83，一代葉和二代葉的比值相近，分別為1.22和1.23。K/P比值，二代果高于一代果，分別為9.25和8.21;二代葉低于一代葉，分別為19.01和18.01。總體看來，葉片N/P及K/P比值均明顯高于果實相應的計量比。

2.2.2?果實成熟期NPK元素計量比 果實成熟期N/P比值，二代葉比值高于一代葉，分別為18.30、15.84;一代果比值高于二代果，分別為10.13和9.16。果實成熟期N/K比值，一代果和二代果相似，分別為1.03和1.00;一代葉和二代葉比值也相近，分別為0.84和0.86。與幼果期不同，果實成熟期葉片N/K比值小于果實，這主要是由于葉片K含量下降速度與果實相比要小得多。K/P比值，一代果高于二代果，分別為9.82、9.37;二代葉高于一代葉，分別為21.16和18.87。品種間比較表明，果實成熟期一代果的N/P及K/P均略高于二代果;與幼果期相反，果實成熟期一代葉的N/P及K/P均低于二代葉，說明果實發育后期沾冬2號葉片P及K的消耗速度快于沾冬1號。

2.2.3?幼果期與果實成熟期NPK元素計量比差異性分析?為了比較果實和葉片NPK元素計量比在果實發育不同階段的差異性和動態變化，以沾冬1號為例對幼果期及果實成熟期的NPK元素計量比進行比較分析。果實成熟期冬棗果實N/P及K/P均較幼果期有所增高，這主要是成熟期冬棗果實P含量下降幅度較大所致。果實成熟期葉片N/P較幼果期下降幅度較大，幼果期為23.10，而果實成熟期為15.84。而葉片K/P在上述兩個果實發育期內則比較相近，說明葉片K與P含量下降比例比較接近。而果實與葉片N/K比值在上述兩個果實發育期內均比較接近，均為1.0左右，幼果期及成熟期果實分別為0.91、1.03，而幼果期及成熟期葉片分別為1.22、0.84，可以看出，不同時期果實及葉片中N、K含量值相對比較接近。

2.3?冬棗果實及葉片NPK元素相關性分析

從表1中可以看出，果實NPK元素含量相互之間均呈極顯著正相關;而葉片NP含量之間及PK含量之間也呈極顯著正相關，而N與K含量之間呈顯著正相關。

葉片N含量與果實NPK含量也均呈極顯著正相關;葉片P含量與果實N含量呈極顯著正相關，與果實P含量呈顯著正相關，而與K含量相關不顯著;葉片K含量與果實NPK含量均為顯著正相關關系。

3?討論與結論

本試驗以沾化冬棗主栽品種沾冬1號及沾冬2號為材料，對兩個冬棗品種不同果實發育期內葉片及果實NPK化學計量特征及其差異性進行對比研究，結果表明：

（1）在冬棗幼果期及果實成熟期，兩品種果實NPK含量差異均較小，但是，同時期內沾冬2號葉片NPK含量均略高于沾冬1號。

（2）冬棗幼果期果實中元素含量大小順序為K>N>P，而葉片中則為N>K>P。成熟期冬棗果實及葉片中元素含量大小順序為K>N>P。說明果實成熟期葉片N元素相對于K素而言其含量水平較幼果期下降較多。

（3）冬棗幼果期與果實成熟期NPK含量差異性分析表明，成熟期冬棗果實NPK含量較幼果期均下降40%～50%;與果實不同，成熟期葉片N含量較幼果期下降40%左右，而葉片P含量僅下降約10%～30%，葉片K含量也僅下降10%～17%。

（4）冬棗幼果期及成熟期果實及葉片NPK化學計量分析表明，果實N/P比值范圍為7.64～10.13，而葉片N/P范圍則為15.84～23.10;果實K/P范圍為8.21～9.82，而葉片K/P范圍則為18.01～21.16;果實N/K范圍為0.83～1.03，葉片N/K范圍為0.84～1.23。由上可知，冬棗果實發育期內，果實與葉片的N/P及K/P比值差異較大，而兩者之間的N/K比值差異則相對較小。另外，成熟期冬棗果實N/P及K/P均較幼果期有所增高，這主要是由于成熟期果實P含量下降幅度較大所致。果實成熟期冬棗葉片N/P較幼果期則出現較大幅度下降，而葉片K/P在兩個時期內則差異較小，說明葉片K與P含量下降比例比較接近。

任書杰等對中國東部南北樣帶森林生態系統的102種優勢植物葉片的化學計量特征進行了研究，結果表明N/P的變化范圍為1.5～21.2，其算術平均值則分別為11.5[17];張海鑫等對黃土高原子午嶺林區的側柏、油松、遼東櫟、刺槐的生態化學計量特征研究表明，這幾種樹葉片的N/P 值均小于14[18]。對比可知，冬棗葉片N/P值明顯高于自然植被的平均值。

（5）冬棗果實與葉片NPK相關分析表明，果實NPK含量相互之間均呈現極顯著正相關關系;而葉片NPK含量相互之間也多存在顯著正相關關系。

葉片NPK含量與果實NPK含量的相關分析表明，只有葉片P含量與果實K含量之間不存在顯著相關性。

本研究表明，在果實發育期內，兩個沾化冬棗主栽品種的NPK化學計量特征存在一定差異性;其中，沾冬2號葉片NPK含量在各階段內均略高于沾冬1號。果實成熟期冬棗葉片N相對于K、P元素其含量水平下降幅度更大。果實發育期內，冬棗果實與葉片的NPK含量存在一定的比例關系，并在不同發育階段內存在一定的動態變化規律。

參?考?文?獻：

[1]?馬慶華，李永紅，梁麗松，等.冬棗優良單株果實品質的因子分析與綜合評價[J].中國農業科學，2010，43（12）：2491-2499.

[2]?潘瑩，許經偉.冬棗多糖的分離純化及抗氧化活性研究[J].食品科學，2016，37（13）：89-94.

[3]?芮玉奎，申琳，生吉萍.冬棗果實中微量元素和重金屬含量研究[J].光譜學與光譜分析，2008，28（8）：1928-1930.

[4]?宋愛云，董林水，劉京濤，等.冬棗結果枝葉與營養葉化學計量特征比較研究[J].江西農業大學學報，2017，39（4）：662-668.

[5]?沈俊嶺，許耘碩，張強，等.無紡布果袋對‘沾冬2號冬棗和普通冬棗果實品質及礦質營養吸收的影響[J].北方園藝，2016（23）：39-43.

[6]?柴仲平，王雪梅，孫霞，等.水氮耦合對灰棗中礦質元素含量的影響[J].西南農業學報，2011，24（2）：640-643.

[7]?姜沛沛，曹揚，陳云明，等.陜西省3種主要樹種葉片、凋落物和土壤N、P化學計量特征[J].生態學報，2017，37（2）：443-454.

[8]?張亞鴿，史彥江，吳正保，等.基于主成分分析的棗園土壤肥力綜合評價[J].西南農業學報，2016，29（5）： ?1156-1160.

[9]?Zechmeister-Boltenstern S，Keiblinger K M，Mooshammer M， et al.The application of ecological stoichiometry to plant-microbial-soil organic matter transformations[J]. Ecological Monographs，2015，85：133-155.

[10]Güsewell S. N∶P ratios in terrestrial plants： variation and functional significance[J]. New Phytologist，2004，164：243-266.

[11]Kirkby C A， Richardson A E， Wade L J， et al.Carbonnutrient stoichiometry to increase soil carbon sequestration[J]. Soil Biology and Biochemistry，2013，60：77-86.

[12]陳印平，鮮紀紳，董艷霞，等.沾化冬棗栽培區土壤營養條件研究[J].安徽農業科學，2007，35（21）：6503-6504.

[13]王存龍，劉華峰，夏學齊，等.沾化冬棗產地土壤元素分布特征及其對冬棗品質的影響[J].物探與化探，2012，36（4）：641-645，650.

[14]王津娥，胡征令，吳順法，等.菊水梨枝、葉、果中氮、磷、鉀、鈣、鎂營養元素年周期變化的研究[J].浙江農業科學，1994（3）：114-116.

[15]劉和，楊佩芳，古潤澤，等. 短枝型蘋果葉片及果實內氮磷鉀含量研究[J].華北農學報，1997，12（3）：126-130.

[16]劉波，王力華，陰黎明，等.兩種林齡文冠果葉N、P、K的季節變化及再吸收特征[J].生態學雜志，2010，29（7）：1270-1276.

[17]任書杰，于貴瑞，姜春明，等.中國東部南北樣帶森林生態系統102個優勢種葉片碳氮磷化學計量學統計特征[J].應用生態學報，2012，23（3）：581-586.

[18]張海鑫，曾全超，安韶山，等.黃土高原子午嶺林區主要林分生態化學計量學特征[J].自然資源學報，2017，32（6）：1043-1052.