不同管理模式下紐荷爾臍橙微量元素的周年變化規律

張麗平 李碧嫻 管冠

摘要：采用隨機區組法對紐荷爾枳橙結果母枝上果實附近的越冬老葉及當年生新葉進行取樣，利用等離子體發射光譜儀ICP-MS測定了贛南紐荷爾枳橙葉片中鐵、錳、硼、鋅、銅5種微量元素的周年變化狀況。結果表明，不同管理模式下，精細管理園銅、硼含量均明顯高于粗放管理園。2個果園均存在鋅含量缺乏的狀況，粗放管理園硼缺乏，而精細管理園銅過量。不同年份間同一果園的葉片中元素含量存在差異。在整個年生長周期中，錳、硼含量整體呈現上升趨勢，而鐵含量最終略微上升，鋅含量下降。含銅殺菌劑的使用導致葉片銅含量急劇上升后下降。根據土壤狀況及葉片元素的年均含量狀況，建議2個果園都增施有機肥及氮肥和磷肥，且潭東果園減少使用含銅殺菌劑，并適當增施含鋅微肥;資源圃地區則應適當增施含鋅含硼微肥。依據周年含量變化規律確定合理補肥時期為果實采收后至開花結果前。

關鍵詞：紐荷爾臍橙;微量元素;營養元素;土壤基本性質;營養診斷;周年變化;果園管理模式

中圖分類號： S666.401 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2020）11-0128-06

收稿日期：2019-07-04

基金項目：江西省重點研發計劃（編號：20161BBF60069）;國家自然科學基金（編號：31501717、31701871）。

作者簡介：張麗平（1995—），女，江西贛州人，碩士研究生，研究方向為柑橘礦質營養與栽培生理。E-mail：zhangliping0412@163.com。

通信作者：周高峰，博士，講師，研究方向為柑橘礦質營養與栽培生理。E-mail：zhougaofeng428@163.com。 ?隨著贛南臍橙的發展和市場的擴大，贛南地區已經成為單一區域種植面積和年產量均居世界第1的臍橙主產區[1]。近年來，贛南臍橙生產上有機肥施用量越來越少，偏重施用氮、磷、鉀和硼等化肥，忽視鈣、鎂和鋅等肥料，導致樹體營養元素失衡，營養元素過量和缺乏問題并存，葉片缺素黃化現象普遍存在[2-3]。臍橙的生長過程中，肥料和養分含量的多少會影響果實生長發育、產量及品質[4-5]。微量元素含量豐缺是影響臍橙生長結果的重要因素之一[6-7]。從能源、經濟和環境的角度考慮，生物肥料、化肥和微量元素肥料（簡稱微肥）的合理使用都是十分必要的。

臍橙對土壤中礦物質營養元素的需求具有一定的季節性規律[8-10]，其自身生長發育及開花結實過程都容易導致植株養分的不平衡變化，尤其是在土壤營養不全面的酸性紅壤中。合理的管理模式是提高果實產量的重要措施，不同管理模式常常導致水分、蟲害等的改變，從而影響植物對養分的吸收，進而改變果實的品質[11]。國內外許多研究者對紐荷爾臍橙的土壤養分狀況和柑橘適宜養分狀況進行了研究[12]，但由于管理模式的不同及季節的周期性變化，對臍橙養分的規律把握具有一定的盲目性，有關臍橙養分的報道主要集中在其含量的確定[13-14]及對果實的影響上[15]，缺乏對其管理模式和周年變化規律的深入研究。因此，深入了解不同管理模式下紐荷爾臍橙的周年養分規律，對指導不同管理模式下的果園施肥具有重要意義。

葉分析是建立在葉片元素含量、植物生長和果實產量之間存在顯著的生物學關系的前提下來特征性預測肥料需求的手段[16]。在果樹的生長過程中，葉片養分含量可以有效地反映果樹的營養狀況，因而利用葉分析結果來指導科學施肥已成為果樹生產中的重要手段之一。前人已采用葉分析法分析蘋果[17]、鴨梨[18]、獼猴桃[19]等多種水果的養分周年變化狀況。本試驗以多年生紐荷爾臍橙為材料，用電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）測定不同管理模式下紐荷爾臍橙葉片中多種微量礦物質元素含量的周年變化，以了解紐荷爾臍橙在整個年生長周期的微量元素變化狀況，為臍橙的生產施肥提供更加合理的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

對贛南師范大學種子資源圃及贛州市潭東果園2個果園的基本狀況進行調查，結果如下：2個果園均位于贛州地區，屬于亞熱帶季風氣候，通氣狀況良好，年平均氣溫為20 ℃左右，年均降水量約為1 340 mm，土壤均為紅壤，其中種子資源圃為種子保存粗放管理園，種植有各種不同品種的柑橘類果樹，用于種子資源保存;潭東果園為常規生產型精細管理果園，主要種植大量用于生產銷售的紐荷兒臍橙。對2個果園中的0～30 cm土層進行基本的土壤性質測定，其中pH值采用starter 2100 pH計測定，有機質含量測定采用重鉻酸鉀容量法，堿解氮含量采樣堿解擴散法測定，速效磷含量采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法測定，速效鉀含量采用醋酸銨浸提-火焰光度法測定[20]，測定結果如表1所示。以魯劍巍等設定的柑橘園土壤養分分級標準[21]作為參考可知，2果園土壤pH值均適宜臍橙生長，但有機質含量均偏低，速效鉀含量適中，潭東果園堿解氮、速效磷含量均缺乏，而資源圃果園堿解氮、速效磷含量均嚴重缺乏。

1.2 贛南臍橙葉片營養診斷分級標準表

本試驗以國家標準管理委員會備案公布的DB36/T 625—2011《贛南臍橙葉片營養診斷技術規程》）為依據，將葉片元素含量分為5個等級（表2），作為本試驗葉片營養診斷分級的標準。

1.3 試驗設計與樣品采集

本試驗以6年生枳[Poncirus trifoliata （L.） Raf.]砧紐荷爾臍橙（Citrus sinensis Osbeck cv. Newhall）為材料，進行不同管理模式下樹體微量營養元素周年需求規律研究。試驗在贛南師范大學國家臍橙工程技術研究中心進行，葉片采樣時間為2017年4—12月至2018年3—11月，采樣地點為贛南師范大學種子資源圃和贛州市潭東果園。

本試驗主要采用完全隨機區組試驗設計，每個試驗點各取10株生長發育正常的6年生紐荷爾枳橙，其中5株1小區，掛牌取樣。從4月果樹大量開花起開始采集葉片，直至11、12月果實被采收完全后結束。葉片具體取樣時間為每月8日和23日左右，每年合計采集葉片18次，取樣時均選取生長發育正常枝條上的葉片，從每株樹上各采集葉片40張，其中結果母枝上果實附近的越冬葉片為老葉，當年生春梢葉為新葉，采樣時老葉和新葉各采集20張，分東南西北4方位采樣，每個方位5張，新老葉分開存放。

1.4 樣品的保存

將采集好的葉片用超純水洗凈后，于105 ℃烘箱中殺青30 min，然后置于75 ℃恒溫烘箱中烘干，粉碎、過篩后置于干燥器中，恒溫保存備用。

1.5 測定及分析方法

儀器：starter 2100 pH計、ICP-MS（安捷倫7900）、MKII Chloride Analyzer 926等。試劑：四水硝酸鈣、硝酸鉀、磷酸二氫銨、七水硫酸鎂、乙二胺四乙酸二鈉亞鐵、硼酸等。

柑橘鐵、錳、硼、鋅、銅、元素含量的測定參考Ou等的方法[22]進行，并進行適當修改：將已經粉碎的干樣粉末再次置于75 ℃恒溫烘箱中烘干過夜。稱取葉片干樣粉末0.20 g左右，按編號置于石英坩鍋中，25個樣品為1組，其中1個樣品作為參照，所有參照稱取同一個樣。將稱好的葉片粉末放在電爐上加熱，待黑煙散盡即可取下，隨后放入馬弗爐中在500 ℃下灰化6 h，待爐溫降到室溫時用坩堝鉗取出，然后加入5%硝酸10 mL，靜置后用定量濾紙過濾，再裝入10 mL離心管中待測。采用等離子體發射光譜儀ICP-MS（安捷倫7900）測定待測液，計算后得到鐵、錳、硼、鋅、銅元素的含量。

2 結果與分析

2.1 不同管理的模式下2個果園2017年與2018年的5種微量元素的年均狀況分析

由表3可知，潭東精細管理園的銅、硼元素含量均高于資源圃粗放管理園。2017年，潭東精細管理臍橙園與資源圃粗放管理臍橙園相比，老葉及新葉中鐵、錳、鋅含量相差較小，而新葉、老葉中銅、硼含量分別增加24.73、23.20、39.51、49.52 mg/kg，均超過資源圃果園含量的1倍以上。而在2018年，也出現了相類似的情況，即潭東精細管理園與資源圃粗放管理園相比，鐵、錳、鋅含量差距較小，但銅、硼含量在新、老葉中分別高出18.84、10.31、65.80、6869 mg/kg，含量差距均較大。

對比表2中的元素診斷分級標準可知，在2017年和2018年2個年生長周期中，潭東果園的老葉中鐵元素處于高量范圍值內，潭東果園新葉及資源圃新葉中鐵年均含量均處于適量值范圍內。2017年資源圃老葉鐵年均含量處于適量范圍內，但2018年資源圃老葉處于高量狀態;2個果園的老葉和新葉年均錳含量均處于適量值范圍內;銅含量在潭東地區的老葉、新葉中處于過量狀態，在資源圃老葉中均處于過量狀態，新葉中均處于適量狀態;新葉、老葉中的鋅含量在潭東和資源圃2個果園均處于缺乏范圍內;硼含量在潭東地區的新葉、老葉中均處于適量范圍內，在資源圃新老葉中均處于低量范圍。說明潭東果園存在銅過量鋅缺乏的狀況，而資源圃地區存在缺鋅、缺硼問題。贛南臍橙園的土壤主要為紅壤和黃壤，少量為紫色土，而在紅壤和黃壤中鋅含量低。上述結果與凌厲俐等的贛南臍橙果園普遍缺鋅，部分果園缺硼的調查結果[23]較為一致。

對比分析2017年與2018年各種元素的年均含量可知，潭東果園與資源圃新葉、老葉中鐵含量變化較為明顯，2018年較2017年分別增加了46%、9%和59%、12%;銅含量在潭東地區新、老葉中分別減少了17%、30%;硼含量在潭東地區新、老葉中分別增加了32%、10%，在資源圃新、老葉中分別降低了9%、30%。錳、鋅含量在2地新、老葉中含量變化大多小于5%，即含量變化較不明顯。

另外，由表3還可知，在2017、2018年測定的年均值中，潭東和資源圃2果園鐵含量在老葉中的年均值較新葉高出約90%、41%和71%、20%;錳含量在老葉中的年均值較新葉高出約36%、25%和30%、33%。在資源圃果園中，2年老葉銅含量均高于新葉68%左右，含量差距較為明顯。而在果園果實的年生長周期中，老葉和新葉的鋅、硼含量差別不大，說明鋅、硼在老葉和新葉中含量更為均衡。

2.2 不同管理模式下2個果園的5種微量元素周年變化規律狀況

2.2.1 鐵含量周年變化趨勢 由圖1可知，2018

年潭東和資源圃2個果園的新、老葉鐵含量總體略高于2017年。而在2017、2018年2個整年生長周期內，潭東和資源圃2個果園內葉片中鐵含量整體變化趨勢較為接近，均表現為老葉中鐵含量整體呈波浪平穩變化且幅度較小，在新葉中從3、4月的最小值隨著生長時間的推移逐漸增長，在8、9月達到峰值后下降。2017年，從最小值到峰值，潭東果園和資源圃新葉鐵含量分別增加了近1倍;從初花期開始到采樣結束，新葉鐵含量在到達峰值后下降，潭東和資源圃2個果園新葉總體鐵含量分別增加了39%和78%。2018年，從最小值到峰值，潭東和資源圃2個果園新葉鐵含量分別增加了49%和19%;采樣結束時，潭東和資源圃2個果園新葉總體鐵含量分別增加了17%和14%。

2.2.2 錳含量周年變化趨勢 由圖2可知，在2017、2018年2個整年生長周期內，潭東和資源圃2個果園內葉片錳含量均總體呈上升趨勢。從開花期到采果期結束，2017年，潭東果園新、老葉中錳元素含量分別增加了54%和29%，資源圃新、老葉中錳元素含量分別增加了87%和46%;2018年，潭東果園新、老葉中錳元素含量分別增加了32%和49%，資源圃新、老葉中錳元素含量分別增加了58%和34%。

2.2.3 銅含量周年變化趨勢 由圖3可知，在2017、2018年2個整年生長周期內，潭東果園新葉、老葉中銅含量均出現在果實迅速膨大期疾速上升，而后迅速下降的情況，據調查得知，這是由于在精細管理的潭東果園中，為防治病蟲害，果農會在6、7月果實迅速膨大期大量噴灑含銅殺菌劑波爾多液，導致葉片中吸收并殘留了大量銅元素，因此出現銅含量非正常增長的現象。之后隨著生長期的推移，在雨水沖刷及營養吸收等多種作用下，銅含量緩慢下降，最終趨于適宜。而在資源圃果園中，2年間老葉銅含量發生較為平穩浮動，新葉中則出現略微上升現象。

2.2.4 鋅含量周年變化趨勢 由圖4可知，在2017、2018年2個整年生長周期內，潭東、資源圃2個果園內葉片鋅含量呈下降趨勢，2017年，鋅含量在潭東果園新、老葉中分別下降了24%和27%，在資源圃新、老葉中分別下降了36%和17%;2018年，鋅含量在潭東果園新、老葉中分別下降了27%

和29%，在資源圃新、老葉中分別下降了29%和24%。鋅在盛花期前累積，在整個生長過程中不斷減少。鋅主要參與生長素的合成及植物器官發育，并作為酶成分參與代謝及光合作用，因而在果樹的整個生長發育與開花結果過程中，被不斷消耗，因此含量整體減少。

2.2.5 硼含量周年變化趨勢 由圖5可知，在2017、2018年2個整年生長周期內，潭東果園新、老葉中硼含量總體呈上升趨勢，而在資源圃果園中，新、老葉硼含量較潭東果園均明顯降低且整體呈較為平穩的浮動。潭東地區2017、2018年新、老葉含量分別增加了22.15、13.36、57.92、27.91 mg/kg，資源圃果園2017、2018年新、老葉含量分別增加了604、7.77、3.07、1.25 mg/kg。硼元素對于蛋白質的合成和生長素的運輸具有重要的作用，因而在果實不斷生長壯大的過程中隨著蛋白質含量的增加其含量不斷增加，而在果實迅速膨大期，其含量增加則更加明顯。

3 結論與討論

3.1 不同管理模式下葉片中部分元素含量存在較大差異

由以上分析可知，精細管理的潭東果園與粗放管理的資源圃果園之間葉片中鐵、錳、鋅含量差距較小，但精細管理園葉片中的銅、硼含量明顯高于粗放管理園。在近似的氣候下，精細的管理、合理的施肥打藥可以有效提高土壤肥力，增加土壤中肥力的基礎值，進而改善果樹本身的營養狀況，使得果樹更好地生長，但如果潭東果園過多地噴施含銅殺菌劑可能造成單一元素過量，這不利于果樹的營養平衡。

3.2 不同年份間同一果園葉片中的元素含量存在差異

雖然同一果樹的年周期元素含量變化應大致相似，但通過對比分析2017、2018年潭東果園與資源圃葉片中的鐵、鋅、硼含量可以看出，它們的波動頻率和幅度均存在較大差異，說明即使是在同一個果園的同一片果樹中，也可能由于樹體本身的差異或外界溫度、氣候、光照、降水、通氣等導致其營養狀況差異，具體關系有待深入研究。

3.3 應根據土壤狀況及葉片元素的年均含量狀況調整施肥

根據測定的2個果園的土壤基本性質，建議潭東與資源圃2個果園都增施有機肥、氮肥和磷肥，以補充土壤養分基礎值。依據元素年均含量分析結果可知，潭東果園銅過量鋅缺乏，資源圃地區缺鋅缺硼。因而建議潭東果園減少使用含銅殺菌劑或者換用不含銅殺菌劑，并適當增施含鋅微肥;資源圃地區則應適當增施含鋅含硼微肥。

3.4 依據周年含量變化規律確定施肥時期

在2年生長周期中，錳、硼含量整體呈現上升趨勢，鋅含量呈下降趨勢，鐵、銅含量出現平穩變化或波浪型浮動。含銅殺菌劑的使用導致葉片銅含量急劇上升后下降，說明在果實的生長期，部分葉片營養可流向果實，因而建議在果實采收后至開花結果期前進行合理補肥，提高樹體自身養分水平，以促進果樹多果高產。

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