貴州紅玉杧坐果后果實和葉片礦質元素的動態變化及相關性

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（1.貴州省農業科學院 亞熱帶作物研究所，貴州 興義 562400；2.中國熱帶農業科學院 熱帶作物品種資源研究所，海南 儋州 571737；3.貴州南亞熱作農業發展有限公司，貴州 興義 562400）

杧果Mangifera indica為熱帶多年生常綠果樹，是熱帶、亞熱帶地區重要的經濟作物，其果實因營養價值高、口感好，具有“熱帶果王”的美稱[1-3]。在全世界80 多個種植杧果的國家中，中國是種植面積較大的國家之一[4]。在中國，杧果主要分布于廣西、海南等地處南亞熱帶的省（區），種植面積30 萬hm2。隨著農業產業結構的調整，近幾年，在貴州的“兩江一河”低熱河谷區杧果產業發展迅速，種植面積約1.2 萬hm2，杧果產業已逐步成為貴州熱區的重要支柱產業。目前，由貴州科研單位引進的杧果品種有50 多個，推廣的品種主要有金煌杧、臺農1 號、紅玉杧、金鳳凰、桂熱杧82 號、凱特杧、熱農1 號等適應貴州低熱河谷氣候的優勢品種[5-6]。掌握杧果樹體礦質元素積累動態，是進行杧果平衡施肥的基礎。李曉天等[7]對海南地區臺農1 號杧果葉片的養分變化規律進行了研究，發現在10月該品種對大量元素的需求較大。蘭子漢等[8]在分析土壤與果實礦質營養的關系時發現，微量元素對杧果發育起著重要作用。貴州為中晚熟優質杧果產區，其中紅玉杧品種在貴州的適應性、產量、果實品質均表現較好[9]。紅玉杧Mangifera indica‘Hongyumang’是中國熱帶農業科學院熱帶作物品種資源研究所從海南昌江選育出的本地優勢種，但是有關貴州地區該品種果實發育、礦質元素含量變化等方面的研究報道較為鮮見。本研究中通過采集紅玉杧不同果實發育時期的果實和葉片樣品，分析其果實和葉片中礦質元素含量的變化情況，旨在為貴州紅玉杧的栽培管理提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

采樣地為貴州省亞熱帶作物研究所杧果示范園。該示范園位于貴州省黔西南州興義市田房村（104°59′23.6″E、24°52′46.2″N），海 拔780 m，年均氣溫20.25 ℃，全年積溫7 298 ℃，全年日照1 636 h，年降雨量1 535.5 mm，全年無霜。示范園中紅玉杧種植于2015年，株行距為4 m×3 m，種植面積2 hm2。

1.2 試驗材料

以紅玉杧的果實及第一蓬葉和第二蓬葉為研究對象。

1.3 試驗方法

1.3.1 采 樣

在2019年紅玉杧坐果20 d 后（5月13日）開始采集果實和葉片樣品，每隔15 d 采集1 次，直至果實生理成熟，可以采收為止，共采集6 次。采樣時，隨機選取長勢正常且基本一致的植株，從東南西北4 個方向各采集1 個果實及第一蓬葉和第二蓬葉各3 片，每株樹采集4 個果實及第一蓬葉和第二蓬葉各12 片，將采集的5 株樹的樣品混合成1 個混合樣，共采集3 個混合樣。

1.3.2 指標測定

將采集的果實和葉片清洗并擦干凈。稱取每混合樣中20 個杧果的總質量，以其平均值作為單果質量；用游標卡尺分別量出果實的縱徑、橫徑、厚度，果形指數為果實縱徑和橫徑的比值[10]。

將葉片和切成小塊的果實樣品在105 ℃下殺青30 min，然后在65 ℃下恒溫烘干，粉碎過1 mm 篩，用于礦質元素含量的測定。采用濃硫酸-過氧化氫消煮-納氏試劑比色法測定氮含量，采用濃硫酸-過氧化氫消煮-鉬銻抗比色法測定磷含量，采用干灰化-火焰光度法測定鉀含量，采用干灰化-原子吸收法測定鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅含量[11]。

1.4 數據分析

使用Microsoft Excel 2010、SPSS 19.0 軟件進行數據的統計分析。

2 結果與分析

2.1 紅玉杧果實發育過程中形態的變化

不同采樣期紅玉杧果實的形態指標見表1。由表1可知，紅玉杧果實成熟時，其縱徑為148.46 mm，橫徑為79.61 mm，果實厚度為80.01 mm，果形指數為1.87，單果質量為421.81 g，各采樣期果實的縱徑、厚度、果形指數、單果質量差異顯著，7月12日和7月27日所采果實的橫徑顯著高于其他日期所采樣品。在生長發育過程中，紅玉杧果實的橫徑、厚度、單果質量均呈逐漸增長趨勢，果實保持長橢圓的形態，縱徑呈“慢—快—慢—快”的增長方式，橫徑呈“快—慢—快—慢”的增長方式，果實質量呈“慢—快—慢”的增長方式，果形指數呈“降—升—降—升”的變化趨勢。

表1 不同采樣期紅玉杧果實的各形態指標?Table 1 Morphological changes of Hongyumang fruits in different sampling periods

5—6月是紅玉杧果實的快速生長期，其縱徑、橫徑、厚度分別占全生長期的85.51%、79.92%、68.06%，紅玉杧單果質量也迅速增加，增長量達到了全生長期的76.13%。6—7月，紅玉杧果實的縱徑、橫徑、果實厚度雖有增長，但是增長的幅度有所減緩，隨著營養物質的持續積累，單果質量增加的幅度仍然較大，占到了全生長期的23.87%。根據果實的生長變化規律，可以將紅玉杧果實的生長發育大致分為3 個階段：坐果期、快速生長期、緩慢生長期。

對紅玉杧果實的各形態指標進行相關分析，結果見表2。由表2可知，果實的縱徑、橫徑、果實厚度、單果質量等指標間均呈極顯著正相關關系。

第三，對破壞林業資源行為的處罰無論是罰款還是拘留都缺乏規范性，個別管理人員恣意橫行，隨意罰款，其處罰結果缺乏說服力。

表2 紅玉杧果實各形態指標的相關系數?Table 2 Correlation coefficients of morphological indexes of Hongyumang fruits

2.2 紅玉杧果實發育過程中果實和葉片中礦質元素含量的變化

2.2.1 果實全生長期果實和葉片中礦質元素的含量

紅玉杧果實全生長期果實和葉片中營養元素的含量見表3。由表3可知，在紅玉杧果實全生長期，果實中礦質元素平均含量由高到低依次為K、N、Ca、P、Mg、Mn、Fe、Cu、Zn，K 含量最高（15.64 g/kg），其次是N 含量（8.22 g/kg），Zn含量最低（8.88 mg/kg）。第一蓬葉中礦質元素平均含量由高到低依次為N、Ca、K、Mg、P、Mn、Fe、Zn、Cu，N含量最高（13.52 g/kg），其次是Ca含量（13.28 g/kg），Cu 含量最低（9.12 mg/kg）。第二蓬葉中礦質元素平均含量由高到低依次為Ca、N、K、Mg、P、Mn、Fe、Zn、Cu，Ca 含量最高（14.75 g/kg），其次是N 含量（13.92 g/kg），Cu 含量最低（9.48 mg/kg）。在葉片中N 含量相對較高，第一蓬葉與第二蓬葉中N 含量的差異不顯著，但顯著高于果實中的含量；在葉片與果實中P、Fe、Cu 含量的差異均不顯著；果實中K 含量顯著高于葉片；葉片中Ca、Mg、Mn、Zn 含量顯著高于果實，且在第一蓬葉中的含量均顯著高于第二蓬葉。

表3 紅玉杧果實全生長期果實和葉片中礦質元素的含量Table 3 Analysis on the difference of nutrient content between fruit and leaf in the whole growth period of Hongyumang

2.2.2 不同采樣期果實和葉片礦質元素的含量

不同采樣期紅玉杧果實、第一蓬葉、第二蓬葉中礦質元素含量見表4。由表4可知，5—7月第一蓬葉和第二蓬葉中N 含量的變化趨勢相同，均呈“升—降”變化，但第一蓬葉中N 含量在各采樣期的差異不顯著，7月27日所采第二蓬葉中N含量顯著低于其他采樣期。第一蓬葉和第二蓬葉中N 含量均在6月12日達最高值，分別為14.08、14.65 g/kg；第一蓬葉和第二蓬葉中N 含量在7月27日達到最低值，分別為12.32、13.18 g/kg。果實中N 含量整體呈下降趨勢，在6月底稍有上升后，在果實成熟期又下降。5月13日所采集果實中N 含量顯著高于其他采樣期，為16.96 g/kg；7月27日所采果實中N 含量除與6月27日差異不顯著外，顯著低于其他采樣期，為3.60 g/kg。

由表4可知，第一蓬葉中P 含量呈逐漸上升的趨勢，第二蓬葉中P含量除在5月28日略有下降外，整體呈上升趨勢。兩蓬葉中P 含量的最高值均在7月27日出現，分別為0.96、1.04 g/kg；第一蓬葉中P 含量的最低值在5月13日出現，為0.75 g/kg，第二蓬葉中P 含量的最低值在5月28日出現，為0.85 g/kg。果實中P 含量呈“降—升”的變化趨勢，且各采樣期的差異顯著，5月13日含量最高，為1.65 g/kg，7月12日含量最低，為0.56 g/kg。

由表4可知，兩蓬葉中K 含量均呈“降—升—降—升”的變化趨勢，5月13日、6月12日、7月27日的K 含量差異均不顯著。第一蓬葉中K 含量的最高值和最低值分別在7月27日和5月28日出現，含量分別為11.90 和8.91 g/kg；第二蓬葉中K 含量的最高值和最低值分別在5月13日和7月12日出現，含量分別為11.15 和8.79 g/kg。果實中K 含量呈“降—升—降”的變化趨勢，5月13日的K 含量顯著高于其他采樣期，為21.36 g/kg，6月27日的K 含量除與7月27日差異不顯著外，顯著低于其他采樣期。

由表4可知，兩蓬葉中Ca 含量呈“降—升—降—升”的變化趨勢。7月27日第一蓬葉中Ca 含量顯著高于5月13日和5月28日，與其他采樣期差異不顯著，含量最高值為14.03 g/kg，最低值為11.77 g/kg；各采樣期第二蓬葉中Ca 含量的差異不顯著，最高值和最低值分別為15.58、13.75 g/kg。果實中Ca 含量呈“升—降—升”的變化趨勢，5月13日 的Ca 含量與5月28日差異不顯著，但顯著高于其他采樣期，最高值和最低值分別為1.39、0.62 g/kg。

由表4可知，第一蓬葉中Mg 含量呈“升—降”的變化趨勢。Mg 含量最高值在6月12日出現，為1.56 g/kg，除顯著高于7月27日外，與其他采樣期差異不顯著，最低值為1.31 g/kg。第二蓬葉中Mg 含量呈“降—升—降—升”的變化趨勢，5月13日的Mg 含量顯著高于6月12日和7月12日，與其他采樣期差異不顯著，最高值為1.85 g/kg，最低值為1.59 g/kg。果實中Mg 含量呈“降—升—降”的變化趨勢，5月13日的Mg 含量顯著高于其他采樣期，為1.12 g/kg，最低值在6月27日出現，為0.28 g/kg。

由表4可知，在葉片和果實中Fe含量均呈“升—降—升—降”的變化趨勢。第一蓬葉中Fe 含量的最高值和最低值分別在6月27日和6月22日出現，分別為88.60、62.27 mg/kg。第二蓬葉中Fe 含量的最高值和最低值分別在6月27日和7月27日出現，分別為82.69、55.84 mg/kg。果實中Fe 含量的最高值在5月28日出現，為183.39 mg/kg，最低值在7月27日出現，為17.41 mg/kg。

由表4可知，在兩蓬葉中Mn 含量呈“升—降—升—降”的變化趨勢。兩蓬葉中Mn 含量的最高值和最低值均分別在7月12日和5月13日出現，第一蓬葉中Mn 含量的最高值和最低值分別為1 033.65、764.09 mg/kg，第二蓬葉中Mn 含量的最高值和最低值分別為1 173.49、930.30 mg/kg。其中，5月13日兩蓬葉中Mn 含量顯著低于其他采樣期，但其他采樣期Mn 含量的差異不顯著。果實中Mn 含量呈下降趨勢，最高值和最低值分別出現在5月13日和7月12日，Mn 含量分別為142.49、46.23 mg/kg。

表4 不同采樣期紅玉杧果實和葉片中礦質元素的含量Table 4 Contents of mineral elements in fruits and leaves of Hongyumang fruit in different sampling periods

由表4可知，第一蓬葉中Cu 含量呈“升—降—升”的變化趨勢，最高值和最低值分別在7月27日和5月13日出現，Cu 含量分別為10.72、7.74 mg/kg。第二蓬葉中Cu 含量逐漸增加，最高值為10.39 mg/kg，最低值為8.51 mg/kg。果實中Cu 含量呈“升—降—升—降”的變化趨勢，最高值和最低值分別在5月28日和6月27日出現，Cu 含量分別為12.38、8.69 mg/kg。

由表4可知，兩蓬葉中Zn 含量均呈“降—升”的變化趨勢。第一蓬葉中Zn 含量的最高值和最低值分別在7月27日和6月27日出現，分別為18.25、13.44 mg/kg；第二蓬葉中Zn 含量的最高值和最低值分別在5月13日和6月27日出現，分別為25.82、19.83 mg/kg。果實中Zn 含量呈“降—升—降”的變化趨勢，最高值和最低值分別在5月13日和6月27日出現，分別為16.80、3.62 mg/kg。

2.3 紅玉杧果實和葉片中各礦質元素含量的相關性

2.3.1 同一部位各礦質元素含量的相關性

紅玉杧果實中各礦質元素含量的相關系數見表5。由表5可以看出，果實中大量元素N、P、K的含量相互間呈極顯著正相關，且均與Mn、Cu、Zn 含量呈顯極著正相關，與Ca、Mg 含量呈顯著正相關；中量元素Ca、Mg 含量與微量元素Mn、Cu、Zn 含量呈顯著正相關；中量元素Ca 含量與Fe、Mn、Zn 含量呈顯著正相關，Mn 含量與Zn 含量呈顯極著正相關。紅玉杧果實中這些具有顯著或極顯著相關性元素的吸收具有相互促進的作用。

表5 紅玉杧果實和葉片同一部位中各礦質元素含量的相關系數Table 5 Correlation coefficients of mineral elements in the same part of fruit and leaf of Hongyumang

紅玉杧第一蓬葉中各礦質元素含量的相關系數見表5。由表5可以看出，第一蓬葉中N 含量與Mg 含量呈顯著正相關，相關系數為0.503，與K、Fe、Mn、Zn 含量呈負相關，但相關性不顯著。P 含量與Ca、Cu 含量呈顯著正相關，相關系數分別為0.547、0.764，與Zn 含量呈負相關，但相關性不顯著。K 含量與Cu 含量呈顯著正相關，相關系數為0.693，Fe 含量與Zn 含量呈顯著負相關，系數為-0.621。其他元素含量間相關性不顯著。

紅玉杧第二蓬葉中各礦質元素含量的相關系數見表5。由表5可以看出，第二蓬葉中P 含量與Ca、Cu 含量呈顯著正相關，相關系數分別為0.604、0.789；Mg 含量與Ca 含量呈顯著正相關，相關系數為0.563，其余元素含量間相關性不顯著。

2.3.2 不同部位各礦質元素含量的相關性

紅玉杧果實與葉片中各礦質元素含量的相關系數見表6。由表6可以看出，紅玉杧果實發育期間，第一蓬葉中P、Cu 含量與果實中N、P、K、Mn、Zn 含量呈顯著負相關；第一蓬葉中K 含量與果實中Fe 含量呈顯著負相關；第一蓬葉中Ca 含量與果實中Fe、Mn、Cu、Zn 含量呈極顯著負相關；第一蓬葉中Zn 含量與果實中P、K、Ca、Mg、Mn、Cu 含量呈顯著正相關。第二蓬葉中Zn 含量與果實中N、P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn 含量呈顯著正相關，其他元素含量間相關性不顯著。

表6 紅玉杧果實與葉片中各礦質元素含量的相關系數Table 6 Correlation analysis of the contents of different elements in the fruits and leaves of Hongyumang

紅玉杧第一蓬葉與第二蓬葉中各礦質元素含量的相關系數見表7。

由表7可以看出，紅玉杧果實發育期間，第一蓬葉中P 含量與第二蓬葉中Ca、Cu 含量呈顯著正相關；第一蓬葉中K、Zn 含量與第二蓬葉中Zn含量呈顯著正相關；第一蓬葉中Mg 含量與第二蓬葉中Mn 含量呈顯著負相關；第一蓬葉中Mn 含量與第二蓬葉中Mn 含量呈顯著正相關；第一蓬葉中Cu 含量與第二蓬葉中P、Cu 含量呈顯著正相關。兩蓬葉中其他元素含量間相關性不顯著。

表7 紅玉杧第一蓬葉與第二蓬葉中各礦質元素含量的相關系數Table 7 Correlation analysis of the contents of different elements in the leaves

3 結論與討論

紅玉杧果實的生長期為115 ～120 d，果實整體呈長橢圓形，與龔德勇等[12]的研究結果一致。果實的縱徑、橫經、厚度、單果質量呈逐漸增長的趨式，且相互間呈極顯著正相關關系。但是在不同發育期4 個指標的增長率不同，縱徑、厚度、單果質量在前期增長緩慢，在果實膨大期增長速度較快，而果實橫徑在前期增長速度較快，后期相對較慢。本研究中將紅玉杧果實的生長發育劃分為坐果期、快速生長期、緩慢生長期3 個階段，這與潘宏兵等[13]、呂成群[14]、武紅霞等[15]對其他杧果品種果實發育過程的研究結果一致。

礦質元素是果樹生長發育、產量形成和果實品質提高的物質基礎，對果樹生理代謝和生長結果起著極其重要的作用。了解果樹生長發育期葉片和果實中養分含量的變化規律，可為果樹的營養診斷、合理施肥提供理論依據。果實生長發育期是營養元素被大量吸收利用的關鍵時期[16-21]。自細胞分裂開始，葉片等器官向果實供應大量營養元素，以保證果實營養積累的需要，因此本試驗中研究了從幼果期到果實成熟期葉片和果實中礦質元素含量。結果表明，在果實生長發育期，紅玉杧果實、第一蓬葉、第二蓬葉中礦質元素平均含量最高的分別為K、N、Ca，且果實中K 含量顯著高于葉片，表明紅玉杧果實在發育期對K的需求量較大，葉片中Ca、N 含量顯著高于果實，表明紅玉杧葉片對Ca、N 的需求量較大，因此在果實發育期要注意補充鉀肥、氮肥和鈣肥，確保果實和葉片需求量較大的營養元素供應充足，這與白亭玉等[22]、康專苗等[23]、王藝蓉等[24]、范家慧等[25]的研究結果一致。

從紅玉杧果實和葉片中礦質元素含量的變化規律可以看出，除Mg 元素外，第一蓬葉和第二蓬葉中各礦質元素含量的變化趨勢相似，這與李華東等[26]、白亭玉等[22]的研究結果一致。兩蓬葉中，N 含量整體上呈下降趨勢，P 含量呈上升趨勢，K、Ca、Zn 含量呈“下降—上升”的變化趨勢，Fe、Mn、Cu 含量呈“升—降—升—降”的變化趨勢。Mg 元素在第一蓬葉中呈“升—降”的變化趨勢，在第二蓬葉中呈“降—升—降—升”的變化趨勢，且第二蓬葉中Mg含量顯著高于第一蓬葉，根據“源-庫”理論，這可能是因為第一蓬葉距果實較近，Mg 含量降低較明顯。果實中各礦質元素含量整體上均呈下降趨勢，但Ca、Mn 含量的變化幅度較小，且幼果期各礦質元素含量顯著大于果實成熟期，這可能是因為前期果實生長較旺盛，對礦質元素的需求量較大；在果實中Ca 元素含量變化較小，這與Ca 元素在植物體內難移動的特性有關，但該元素含量較高，這與覃杰鳳[27]報道的研究結果一致。

在植物體相同部位，不同營養元素的吸收、轉運和利用存在一定的促進或抑制關系[28-30]。本研究中對果實、第一蓬葉和第二蓬葉中各礦質元素含量的相關性進行分析，結果表明果實中許多礦質元素的吸收具有相互促進的作用，例如N、P、K，這與李華東等[26]的研究結果一致。果實中的礦質元素均是從葉片及其他部位轉移而來。在杧果生長發育期，果實作為營養儲存庫，各礦質元素的含量與杧果的生長是互相協調的關系，在營養儲存過程中礦質元素相互促進積累，從而保障果實正常發育。但是在第一蓬葉中部分礦質元素的吸收具有拮抗作用，例如Fe 與Zn，這與薛曉芳等[21]的研究結果一致。在不同部位各礦質元素含量的相關性分析中發現，不同部位在吸收礦質元素時多存在競爭關系，例如第一蓬葉中P、Cu的吸收會影響果實中N、P、K、Mn、Zn 的吸收，第一蓬葉中Ca 的吸收會影響果實中Fe、Mn、Cu、Zn 的吸收，可能是因為樹體對某種礦質元素的吸收抑制了對其他礦質元素的吸收，導致植株體內各礦質元素向果實的轉移受到影響，具體原因有待進一步研究。葉片中Zn 的吸收會促進果實中P、K、Ca、Mg、Mn、Cu 的吸收，因此果實發育期間，可以適當施用鋅肥，促進果實的生長發育。本研究中僅分析了紅玉杧果實發育期果實和葉片中礦質元素含量的變化規律，未深入分析果實不同生長階段糖酸含量的變化，具有一定的局限性，下一步將對杧果樹全生育期礦質元素含量的動態變化及果實中糖酸轉化進行深入研究，探索紅玉杧的需肥規律及果實品質變化過程，從而為紅玉杧的合理施肥提供參考。