4個藍莓品種果實發育期葉片礦質營養動態及其相關性

陳 強，劉 微，徐小兵，樊基勝，張春龍，肖家欣

（1.安徽師范大學 a.生命科學學院；b.安徽省重要生物資源保護與利用研究重點實驗室，安徽 蕪湖 241000；2.安徽徽王農業有限公司，安徽 南陵 241300）

藍莓Vacciniumspp.為杜鵑花科越橘屬灌木果樹，其果實為漿果，因富含花青素大多呈藍色，具有抗氧化、預防心腦疾病、改善視力等保健功能，被國際糧農組織列為人類五大健康食品之一[1-4]。近年來，我國藍莓栽培面積和產量上升較快，初步形成了長白山、遼東半島、膠東半島、長江流域和西南產區等五大藍莓主產區，藍莓已成為我國發展最快的一種新興果樹[5-6]。安徽沿江丘陵地區是我國長江流域藍莓主產區的適宜種植區域，藍莓在當地農村產業結構調整和生態環境保護中扮演著重要的角色。礦質營養是果樹生長發育和果實產量及品質形成的物質基礎，葉片礦質營養動態基本能反映果樹植株的營養狀況[7]，該指標還可作為果樹科學施肥重要依據。目前，生產栽培的藍莓種類主要包括高叢藍莓V.corymbosum（分為南高叢類型和北高叢類型）、矮叢藍莓V.angustifolium和兔眼藍莓V.ashei，其中適合長江流域栽培的藍莓主要為南高叢藍莓和兔眼藍莓[5-6]。不同藍莓品種的抗逆性和果實品質存在差異，有報道顯示‘燦爛’的耐旱性和耐淹性均強于‘萊格西’[8]，‘巨藍’在果實品質及對礦質元素的吸收方面優于‘粉藍’‘布萊特藍’和‘巴爾德溫’[9]。有關果樹如蘋果和梨的礦質元素變化動態的研究報道較多[10-12]，而有關不同藍莓品種礦質元素變化規律的報道較為鮮見。本研究中以安徽沿江丘陵地區藍莓產區的4個藍莓品種為研究對象，探討果實發育期間葉片礦質營養變化規律，旨在了解不同品種藍莓樹體對礦質營養吸收轉運及其豐缺狀況，為藍莓科學施肥提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

在安徽省蕪湖市南陵縣葛林村莓嶺藍莓基地（安徽徽王農業有限公司藍莓基地）4個藍莓園進行采樣。藍莓園土壤為紅壤，多點采集藍莓園的土樣并混合，土壤理化性質參考文獻[13]中的方法進行測定。經測定分析可知，土壤pH4.9，有機質含量13.5 g/kg，有效P含量498 mg/kg，有效K含量927 mg/kg，有效Ca含量4 658 mg/kg，有效Mg含量73 mg/kg，有效Fe含量6.79 mg/kg，有效Zn含量0.86 mg/kg，有效Cu含量12.65 mg/kg，有效Mn含量15.19 mg/kg，有效B含量8.63 mg/kg。

1.2 試驗材料

2個兔眼藍莓品種分別為‘巨藍’（Plolific）和‘燦爛’（Brightwell），2個南高叢藍莓品種分別為‘薄霧’（Misty）和‘奧尼爾’（O’Neal），樹齡均為4 a。

1.3 試驗方法

1.3.1 葉片的采集

2017年，于藍莓花后幼果期開始采樣，間隔1個月采樣1次，直至果實采收后。具體采樣日期分別為4月22日、5月20日、6月21日和7月21日。在藍莓園山腰部位，每個品種隨機選取9株樹，3株為1次重復，3次重復。每株樹按東、西、南、北4個方位，選取中上部果穗附近營養枝的中部葉，共采集16片葉。葉片經清洗后，105 ℃殺青15 min，然后置于75 ℃條件下烘至恒質量，用不銹鋼電動粉碎機粉碎后，裝瓶密封，保存備用。

1.3.2 葉片礦質元素含量的測定

葉片采用硝酸-高氯酸（4∶1）消解，用Optimal 2100 DV電感耦合等離子發射光譜儀（Pekin-Elmer公司，美國）測定消解液中大量礦質元素磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）及微量礦質元素鐵（Fe）、錳（Mn）、硼（B）、鋅（Zn）、銅（Cu）的含量。

1.4 數據分析

采用Excel 2007和SPSS 20.0軟件進行數據處理和統計分析。

2 結果與分析

2.1 藍莓葉片大量礦質元素含量動態

4個藍莓品種葉片大量礦質元素含量動態如圖1所示。由圖1可見，‘巨藍’葉片P含量在4—7月呈下降趨勢；‘燦爛’葉片P含量在4—6月趨于穩定，7月出現明顯上升；‘薄霧’和‘奧尼爾’葉片P含量變化趨勢相似，4—6月緩慢下降，7月均出現明顯回升。7月21日，‘燦爛’葉片P含量最高（2.82 g/kg），‘奧尼爾’次之（2.47 g/kg），‘巨藍’葉片P含量最低（1.29 g/kg）。

除‘薄霧’葉片K含量在6月21日出現明顯上升外，其他3個品種藍莓葉片K含量呈相似的下降趨勢。7月21日，‘巨藍’葉片K含量（5.05 g/kg）顯著低于其他3個品種葉片K含量（4.37～4.46 g/kg）（圖1）。

圖1 不同藍莓品種葉片大量礦質元素含量動態Fig.1 Dynamics of macroelement contents in leaves of different blueberry cultivars

除‘巨藍’葉片Ca含量相對穩定，變幅不大外，其他3個藍莓品種葉片Ca含量呈顯著上升趨勢。7月21日，‘巨藍’葉片Ca含量（4.26 g/kg）顯著低于其他3個品種（12.14～12.56 g/kg）（圖1）。

4個藍莓品種葉片Mg含量呈相似的上升趨勢，以‘燦爛’最為明顯。5—7月，‘燦爛’葉片Mg含量顯著高于其他品種，‘巨藍’葉片Mg含量居最低水平。7月21日，‘燦爛’葉片Mg含量最高（2.46 g/kg），‘奧尼爾’次之（1.78 g/kg），‘薄霧’和‘巨藍’葉片Mg含量相對較低，分別為1.48和0.98 g/kg（圖1）。

2.2 藍莓葉片微量礦質元素含量動態

4個藍莓品種葉片微量礦質元素含量動態如圖2所示?！疇N爛’‘薄霧’和‘奧尼爾’3個品種葉片Fe含量均呈相似的上升趨勢，以6—7月最為明顯，‘巨藍’葉片Fe含量4—6月上升趨勢與其他3個品種相似，但7月未明顯上升。7月21日，‘奧尼爾’和‘燦爛’葉片Fe含量相對較高，分別為183.61和165.63 mg/kg，‘薄霧’次之，‘巨藍’葉片Fe含量最低，為73.12 mg/kg（圖2）。

Mn含量動態與Fe含量相似，‘燦爛’‘薄霧’和‘奧尼爾’3個品種葉片Mn含量呈相似的上升趨勢，‘巨藍’葉片Mn含量4—6月上升趨勢與其他3個品種相似，但其Mn含量在7月出現顯著下降。7月21日，‘燦爛’和‘奧尼爾’葉片Mn含量相對較高，分別為300.06和287.92 mg/kg，‘薄霧’次之，‘巨藍’Mn含量最低，為148.43 mg/kg （圖2）。

‘薄霧’葉片Zn含量變幅較小，趨于穩定，其他3個品種葉片Zn含量呈相似的變化趨勢，如5月均出現顯著下降，6月又顯著回升，以‘燦爛’最為明顯，7月又趨于下降。7月21日，‘燦爛’葉片Zn含量相對較高，為56.97 mg/kg，‘薄霧’次之，‘巨藍’和‘奧尼爾’葉片Zn含量相對較低，分別為35.40和35.09 mg/kg（圖2）。

圖2 不同藍莓品種葉片微量礦質元素含量動態Fig.2 Dynamics of microelement contents in leaves of different blueberry cultivars

4個藍莓品種葉片B含量呈相似的上升趨勢。7月21日，‘巨藍’葉片B含量最低，為 80.91 mg/kg，‘燦爛’葉片B含量最高，為115.80 mg/kg（圖2）。

除‘奧尼爾’葉片Cu含量在6月出現明顯回升外，其他3個藍莓品種葉片Cu含量整體呈下降趨勢。7月21日，‘奧尼爾’葉片Cu含量最高，為24.67 mg/kg，‘薄霧’次之，‘巨藍’Cu含量最低，為17.73 mg/kg（圖2）。

2.3 藍莓葉片不同礦質元素含量間的相關性

藍莓葉片9種礦質元素含量之間的相關系數見表1。由表1可知，K與B之間呈顯著負相關；Ca與P之間呈顯著正相關，Ca與Mg、Fe、Mn、B之間呈極顯著正相關；P與Mg之間呈極顯著正相關；Mg與Fe、Zn、B之間呈顯著正相關，Mg與Mn之間呈極顯著正相關；Fe與Mn、B之間呈極顯著正相關；Mn與B之間呈極顯著正相關。

3 結論與討論

本研究結果表明，4月22日—7月21日，4個藍莓品種葉片K和Cu含量整體均呈緩慢下降趨勢，Ca、Mg、Fe、Mn和B含量整體均呈上升趨勢。可見，4個藍莓品種葉片的礦質元素變化規律具有相似性，其變化不僅與礦質元素本身在植株體內的可再利用性有關，還可能與土壤礦質營養狀況以及果實發育有關。如Ca、Fe、Mn和B是公認的不可再利用元素，這些元素在葉片積累后難以再向外轉運，其含量表現出不斷積累上升的趨勢，但‘巨藍’的Ca、Fe、Mn含量在7月21日未出現上升。‘巨藍’果實相對較大，推測其果實發育對礦質元素的需求較多，進而影響其葉片對營養元素的吸收與積累?！疇N爛’‘薄霧’和‘奧尼爾’3個品種葉片P含量均在7月21日出現明顯回升，而‘巨藍’葉片P含量持續下降。P、Mg、K、Cu和Zn是公認的可再利用元素，這些元素可根據果實發育的需求從葉片向外轉運，因此，果實發育期間葉片中的可再利用元素含量往往會出現下降趨勢。在果實生長高峰期，油茶各主要器官的N、P、K和Cu含量降低幅度較大，大量K向果實轉移[14]。本研究結果表明，在果實發育期，藍莓葉片Mg含量表現出上升趨勢，以‘燦爛’最為明顯；‘燦爛’‘巨藍’和‘奧尼爾’葉片Zn含量均在5月20日出現下降，之后又明顯回升，‘薄霧’葉片Zn含量變幅相對較小。由此可見，不同品種藍莓對Mg、Zn等元素的吸收與轉運規律存在明顯差異，除與果實發育有關外，可能還與其他元素的豐缺及其相互作用（協同或拮抗）有關?！匏{’和‘燦爛’均為兔眼藍莓品種，樹勢較強，果實成熟采收期主要集中在6月下旬—7月上旬；‘薄霧’與‘奧尼爾’均為南高叢藍莓品種，樹勢中等，果實成熟采收期主要集中在5月下旬—6月上旬。因此，在不同藍莓品種間上述元素在葉片中含量的差異可能還與其果實發育成熟期不同有關。

表1 藍莓葉片礦質元素含量之間的相關性?Table 1 Correlations between mineral element contents in blueberry leaves

相關性分析結果表明，藍莓葉片中的K與B之間表現出顯著拮抗作用，而Ca與P、Mg、Fe、Mn、B之間，P與Mg之間，Mg與Fe、Zn、B、Mn之間，Fe與Mn、B之間，以及Mn與B之間均表現出顯著協同作用（表1）。元素間的協同或拮抗作用不僅與礦質元素在植物體內的移動性有關外，還可能與土壤及不同果樹種類組織器官的特異性等因素有關。如王冬梅等[10]的報道顯示，蘋果葉片中的P與Mn含量間、Ca與Cu含量間均呈顯著正相關，Mn與B含量間、K與Mg含量間、Ca與Fe含量間均呈顯著負相關。碭山酥梨葉片中的B含量與N、P、K、Cu、Zn含量之間均呈顯著正相關，Ca含量與K、B含量間均呈顯著負相關，Ca含量與Fe、Mn含量間呈顯著正相關；Mn含量與N、P、K含量間均呈顯著負相關，Mn含量與Ca、S、Fe含量間呈顯著正相關[11]。3個早熟梨品種土壤與果實和葉片中N、P、K元素含量間均無顯著相關性[12]。有報道顯示，胡頹子果實Fe和Mg含量豐富，Fe與Cu含量呈正相關性，并認為果實中Fe對其他元素含量的影響較大[15]。藍莓果實發育期間，不同品種果實中礦質元素含量的變化規律須進一步研究。

兔眼藍莓和南高叢藍莓礦質元素含量適宜范圍存在較大差異。如適用美國的兔眼藍莓葉片養分適量范圍為P 0.7～2.0 g/kg、K 3.0～6.0 g/kg、Ca 2.5～7.5 g/kg、Mg 1.3～2.2 g/kg、Fe 27～85 mg/kg、Mn 25～150 mg/kg、Zn 4～10 mg/kg、Cu 10～25 mg/kg和B 12～35 mg/kg[16]，適用美國的南高叢藍莓葉片養分適量范圍為P 0.9～1.1 g/kg、K 4.4～7.2 g/kg、Ca 6.2～7.3 g/kg、Mg 1.5～2.7 g/kg、Fe 90～100 mg/kg、Mn 186～253 mg/kg、Zn 22～116 mg/kg、Cu 6～11 mg/kg和B 14～27 mg/kg[16]。將藍莓葉片大量礦質元素含量與藍莓養分適量范圍（美國）[16]比對可知，7月21日，‘巨藍’P、Ca含量均在適量范圍，其他3個品種P、Ca含量均居高量水平；4個品種K含量均在適量范圍；‘燦爛’Mg含量居于高量水平，‘奧尼爾’和‘薄霧’Mg含量居于適量范圍，而‘巨藍’Mg含量居于低量水平。將藍莓葉片微量礦質元素含量與藍莓養分適量范圍（美國）[16]比對可知，7月21日，除‘巨藍’Fe、Mn和Cu含量及‘薄霧’Mn、Zn含量均居于適量范圍外，其余均居于高量水平。由此可見，除‘巨藍’Mg含量相對不足外，其他元素含量均較充足。從土壤的理化性質來看，紅壤pH4.9，較適合藍莓生長，但土壤有機質含量（13.5 g/kg）明顯偏低。因此，在給藍莓施肥過程中，在增施有機肥提高土壤有機質含量的同時，還應根據品種間的需肥差異進行針對性施肥，如‘巨藍’品種藍莓還須增施Mg肥。