蘋果園土壤養(yǎng)分與果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的多元分析

王勝永,譚雪紅

蘋果園土壤養(yǎng)分與果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的多元分析

王勝永1,譚雪紅2

1. 徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 江蘇 徐州 221006 2. 徐州工程學(xué)院, 江蘇 徐州 221000

為研究土壤養(yǎng)分對(duì)蘋果園果實(shí)品質(zhì)的影響，為優(yōu)化施肥方案提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)江蘇豐縣蘋果園土壤養(yǎng)分和果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行了調(diào)查，并對(duì)主要土壤進(jìn)行了調(diào)查。采用SPSS軟件進(jìn)行相關(guān)分析和回歸分析，探討影響果實(shí)品質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)因素。結(jié)果表明，土壤養(yǎng)分與果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)呈正相關(guān)，但可滴定酸與總鉀、VC含量、可溶性糖和可溶性蛋白呈負(fù)相關(guān)，與其他礦質(zhì)元素呈正相關(guān)。果實(shí)中VC、可溶性糖和可溶性固形物含量主要受速效鈣、速效硼和速效鋅的影響，可滴定酸主要受總氮、總鉀和堿解氮的影響。因此，施用有機(jī)肥，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，合理施用鉀、有效鈣和有效硼，是提高江蘇省豐縣蘋果果實(shí)品質(zhì)的重要措施。

蘋果; 果園土壤; 果品分析

在相關(guān)農(nóng)業(yè)政策的支持下，蘋果產(chǎn)業(yè)獲得了巨大的發(fā)展時(shí)機(jī)，但受土地資源的約束，蘋果的整體質(zhì)量不能滿足產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需求[1,2]。土壤是蘋果生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，肥沃的土壤有助于提升蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)，對(duì)我國(guó)蘋果產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要作用。張娟娟等[3]研究認(rèn)為在弱酸性土壤中，增施有機(jī)肥、鋅肥、鈣肥能夠顯著提升馬家柚的品質(zhì)。黃霄等[4]研究認(rèn)為肥沃的土壤能夠增加葉片和果實(shí)中礦質(zhì)元素的含量，對(duì)枇杷果實(shí)品質(zhì)的提升具有重要作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比得知，無(wú)論是礦質(zhì)元素，還是土壤養(yǎng)分，對(duì)于果實(shí)質(zhì)量起著突出的影響效應(yīng)，同時(shí)這也是對(duì)前者的作用體現(xiàn)[5-9]。就土壤有機(jī)質(zhì)而言，對(duì)于果實(shí)礦質(zhì)含量的提升起著積極促進(jìn)作用，且土壤養(yǎng)分含量對(duì)于果實(shí)質(zhì)量的提升起著關(guān)鍵作用，其相關(guān)性尤為突出，但不同的養(yǎng)分因子所產(chǎn)生的作用有所差異[10-12]。由于不同地區(qū)間土壤差異較大，立足江蘇省果園土壤條件，深入研究蘋果園土壤養(yǎng)分與果實(shí)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的相關(guān)關(guān)系具有重要意義。為了開(kāi)展實(shí)證研究分析，特選擇徐州地區(qū)20個(gè)蘋果園作為研究對(duì)象，探究土壤養(yǎng)分對(duì)果實(shí)質(zhì)量的作用機(jī)理，并對(duì)其相關(guān)特點(diǎn)開(kāi)展對(duì)比分析，同時(shí)為了探究其線性關(guān)系，特開(kāi)展回歸分析，對(duì)土壤養(yǎng)分因子的作用機(jī)理加以探究，分析其與果實(shí)質(zhì)量之間的關(guān)系，以便為果園開(kāi)展科學(xué)施肥提供有益參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地區(qū)基本情況

試驗(yàn)在徐州市豐縣進(jìn)行，該地屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，年均氣溫15 ℃，無(wú)霜期200 d左右，年降雨量630 mm左右，四季分明，日照充足。豐縣屬黃泛沖積平原，土壤肥沃，盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)蘋果，擁有果樹(shù)面積33 350 hm2，被譽(yù)為“紅富士之鄉(xiāng)”、“蘇北果都”。

1.2 試驗(yàn)材料的采集

試驗(yàn)在徐州市豐縣選取20個(gè)管理水平中等偏上的10-15a生蘋果園，單個(gè)果園面積不低于0.2 hm2，栽培品種為“煙富8號(hào)”，栽培密度為3 m×5 m。每個(gè)果園定點(diǎn)選擇3株果樹(shù)，重復(fù)3次，分別2018年9月和2019年9月采集土樣和果實(shí)樣品。

土壤采集方法：在開(kāi)展土壤養(yǎng)分測(cè)定過(guò)程中，在樹(shù)干周圍采集土樣，以樹(shù)干為中心點(diǎn)，方圓1.2 m四周取樣，取樣深度達(dá)到40 cm，首先將采集的土樣進(jìn)行去雜處理，然后進(jìn)行混合處理，針對(duì)各個(gè)處理樣地，采取“四分法”進(jìn)行取樣，同時(shí)留存1000 g土樣，便于后續(xù)開(kāi)展指標(biāo)測(cè)定。

果實(shí)的采集方法：以土壤采集點(diǎn)的蘋果樹(shù)為果實(shí)采摘樹(shù)，針對(duì)各個(gè)果園進(jìn)行60個(gè)果實(shí)采集，之后帶回實(shí)驗(yàn)室，用去離子水潔凈后切成小塊，用于測(cè)定果實(shí)內(nèi)養(yǎng)分含量。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

土壤養(yǎng)分指標(biāo)的測(cè)定[13]：將備用土壤過(guò)2 mm篩，對(duì)于有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷的測(cè)定分別借助于重鉻酸鉀法、定氮法、比色法進(jìn)行測(cè)定，對(duì)于堿解氮、速效磷、全鉀含量的測(cè)定采取堿解擴(kuò)散法、鉬銻抗比色法、光度法進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)定，醋酸銨浸提火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀的含量，采用中性乙酸銨浸提一原子吸收光譜法和二乙三胺五乙酸（DTPA）浸提一原子吸收光譜法測(cè)定硼、銅、鐵、鋅和錳的含量。

果實(shí)品質(zhì)測(cè)定[14]：首先需要對(duì)果實(shí)進(jìn)行磨碎處理，之后開(kāi)展對(duì)可溶性糖分、Vc含量的測(cè)定，本研究分別采用蒽酮法、滴定法進(jìn)行，對(duì)于固形物含量的測(cè)定采取糖度計(jì)測(cè)定，對(duì)于可滴定酸含量的測(cè)定采取中和滴定法。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，本研究借助于Excel 2007開(kāi)展分析，同時(shí)進(jìn)行圖表的展示，以更為突出醒目，此外在開(kāi)展方差分析過(guò)程中借助于SPSS 19.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 果園土壤養(yǎng)分與蘋果品質(zhì)基本狀況

表 1 蘋果果園土壤養(yǎng)分概況

注：不同小寫字母表示差異顯著(<0.05)，下同。

Note：Different lowercase letters represented significant difference (<0.05). The same as below.

通過(guò)對(duì)表1的分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)于不同果園而言，無(wú)論是有機(jī)質(zhì)、鉀及全鉀，還是速效氮、磷和鋅等土壤養(yǎng)分，其含量的差異尤為突出，對(duì)于整個(gè)果園而言，其平均的有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到了19.6 g/kg，對(duì)于土壤全氮、全磷和全鉀而言，其含量分別達(dá)到了1.4、1.2、13.9 g/kg，對(duì)于速效氮、磷、鉀而言，其含量分別達(dá)到了97.2、171.1、224.5 mg/kg，對(duì)于土壤有效鈣、鐵、鋅而言，其含量分別達(dá)到2.3、20.8、7.1 mg/kg，與其他地區(qū)同類水果種植區(qū)相比，全氮及有效鈣的含量并不高，且差異尤為突出[15]，而無(wú)論是全鉀、速效磷，還是速效鉀和有效鐵，其含量較同類地區(qū)明顯較高[1,2,5]。

表 2 蘋果果實(shí)品質(zhì)基本情況

對(duì)于蘋果品質(zhì)的衡量，不僅能夠從Vc、可溶性糖含量方面對(duì)比，還可以從可溶性固形物含量和可滴定酸含量方面入手。

由表2可知，不同果園蘋果的品質(zhì)差異較為明顯，其中以可溶性固形物含量最為顯著，最大值為15%，最小值為6.62%，平均值為12.60%。蘋果平均Vc含量、可滴定酸含量和可溶性糖含量分別為5.77 mg/100g、0.53%、10.43%，顯著高于國(guó)家鮮蘋果標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 土壤養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性

表 3 土壤養(yǎng)分含量間的相關(guān)系數(shù)

注：**表示相關(guān)性達(dá)極顯著(< 0.01)水平；*表示相關(guān)性達(dá)顯著(< 0.05)水平。下同。

Note: **stands for significant difference at< 0.05 level, * for significant differentce at< 0.01 level. The same as below.

通過(guò)對(duì)表3的分析不難發(fā)現(xiàn)，土壤養(yǎng)分之間并不是孤立存在的，其相關(guān)性較為明顯，無(wú)論是全氮，還是有效鐵及有效硼，其均與有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)突出的正相關(guān)，且通過(guò)了0.01顯著檢驗(yàn)，相關(guān)系數(shù)均在0.69以上；而對(duì)于速效鉀和速效鈣而言，其與全鉀之間的正向相關(guān)也較為突出，相關(guān)系數(shù)均在0.7以上，且通過(guò)了0.05顯著檢驗(yàn)；對(duì)于全氮及全鉀而言，二者與有機(jī)質(zhì)之間的相關(guān)系數(shù)均在0.6以上，且通過(guò)了0.05顯著檢驗(yàn)；對(duì)于全鉀、有效鈣及有效鋅而言，其與全氮之間的相關(guān)系數(shù)均在0.6以上，且通過(guò)了0.05顯著檢驗(yàn)；有效鈣與速效鉀及有效鐵之間的相關(guān)系數(shù)也均在0.6以上。

表 4 蘋果品質(zhì)與土壤養(yǎng)分的相關(guān)系數(shù)

由表4可知，蘋果營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與土壤養(yǎng)分之間存在一定的相關(guān)性。果實(shí)Vc含量與土壤全氮（=0.414）、全鉀（=0.473）、有效鈣（=0.441）的相關(guān)性顯著，與有效鋅（=-0.492）和有效硼（=0.551）的相關(guān)性極顯著；可滴定酸與土壤有機(jī)質(zhì)（=0.410）、全氮（=0.477）、全磷（=0.419）、有效鈣（=0.491）的相關(guān)性顯著；可溶性糖含量與全鉀（=0.518）、有效鋅（=-0.515）的相關(guān)性極顯著，有效硼（=0.483）相關(guān)性顯著；果實(shí)可溶性固形物含量與土壤有機(jī)質(zhì)（=0.428）、有效鐵（=0.393）、有效硼（=0.469）的相關(guān)性顯著，與全鉀（=0.449）、有效鈣（=0.513）的相關(guān)性極顯著。

2.3 影響果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的土壤養(yǎng)分因子的多元分析

表 5 果實(shí)品質(zhì)與土壤養(yǎng)分的回歸方程

對(duì)于土壤養(yǎng)分而言，其并不是孤立存在的，其交互作用尤為突出，共同作用于植株生長(zhǎng)，不僅制約著其長(zhǎng)勢(shì)，還對(duì)其品質(zhì)產(chǎn)生突出作用，僅僅通過(guò)相關(guān)分析并不能深入反映養(yǎng)分的作用機(jī)理，還需要開(kāi)展多元分析，開(kāi)展量化研究[16]。采用“進(jìn)入”方法，建立多元線性回歸方程（表5）。此方法下的回歸的顯著檢驗(yàn)Sig<0.05，回歸程度顯著。由表5可知，果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與土壤養(yǎng)分存在一定相關(guān)性，且從回歸方程系數(shù)和正負(fù)效應(yīng)可知不同土壤因子對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響程度和正度效應(yīng)。果實(shí)Vc與土壤有效鈣、有效鋅和有效硼關(guān)系密切，且與有效鋅的影響為負(fù)相關(guān)；果實(shí)可滴定含量與全氮、全鉀和堿解氮關(guān)系密切，對(duì)于可溶性糖及固形物而言，其明顯受制于有效鈣及鋅的作用，其相關(guān)性尤為突出，且與有效鋅之間的負(fù)相關(guān)尤為突出。

3 討 論

土壤是果樹(shù)賴以生存的基礎(chǔ)，土壤的養(yǎng)分含量、理化性質(zhì)、微生物含量和土壤酶活性等眾多土壤環(huán)境決定著蘋果果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)[17]。與其它地區(qū)果園土壤養(yǎng)分含量報(bào)道相比，對(duì)于豐縣果園而言，與其他地區(qū)同類水果種植區(qū)相比，全氮及有效鈣的含量并不高，且差異尤為突出，而無(wú)論是全鉀、速效磷，還是速效鉀和有效鐵，其含量較同類地區(qū)明顯較高。對(duì)于有機(jī)質(zhì)而言，作為土壤養(yǎng)分的關(guān)鍵部分，對(duì)于其活性及肥力施加無(wú)可替代的關(guān)鍵性作用。本研究中土壤有機(jī)質(zhì)和全氮（=0.691）、有效鐵（=0.796）、有效硼（=0.741）之間的相關(guān)性極顯著，與全鉀（=0.614）相關(guān)性顯著，與其它土壤養(yǎng)分指標(biāo)均呈正相關(guān)，說(shuō)明增施有機(jī)質(zhì)能夠提高土壤養(yǎng)分含量[18]。微量元素是參與植物光合作用及碳水化合物運(yùn)轉(zhuǎn)的重要元素，雖然需求量很小，但其作用不可忽視。研究表明土壤微量元素對(duì)提高果樹(shù)產(chǎn)量和品質(zhì)具有直接作用[19]。本研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)對(duì)微量元素含量增加效果更明顯，表現(xiàn)為有機(jī)質(zhì)與有效鈣（=0.574）、有效鐵（=0.796）、有效鋅（=0.538）、有效硼（=0.741）的相關(guān)系數(shù)（值）明顯高于有機(jī)質(zhì)與全磷（=0.528）、速效磷（=0.509）、速效鉀（=0.493）的相關(guān)系數(shù)（值）。說(shuō)明土壤微量元素除受土質(zhì)影響較大外，受土壤有機(jī)質(zhì)含量的影響較為明顯。

蘋果的整個(gè)生長(zhǎng)周期中，對(duì)氮、磷、鉀的需求量大，研究表明，增施氮、磷、鉀三大元素有助于增加蘋果的產(chǎn)量，改善果實(shí)品質(zhì)。通過(guò)持續(xù)觀測(cè)研究分析得知，土壤養(yǎng)分之間并不是孤立存在的，其相關(guān)性較為明顯，無(wú)論是全氮還是全鉀，其均與果實(shí)Vc含量呈現(xiàn)突出的正相關(guān)；無(wú)論是全氮、全磷，還是有機(jī)質(zhì)，其均與可滴定酸呈現(xiàn)突出的正相關(guān)，且通過(guò)了0.05顯著檢驗(yàn)；而對(duì)于速效鉀和速效鈣而言，其與全鉀之間的正向相關(guān)也較為突出，且通過(guò)了0.05顯著檢驗(yàn)；對(duì)于全氮及全鉀而言，二者與有機(jī)質(zhì)之間的相關(guān)通過(guò)了0.05顯著檢驗(yàn)；對(duì)于全鉀、有效鈣及有效鋅而言，其與全氮之間的相關(guān)通過(guò)了0.05顯著檢驗(yàn)，這與王小龍[20]學(xué)者的研究結(jié)果基本一致。

本研究通過(guò)多元分析的方法，進(jìn)一步研究了果實(shí)品質(zhì)與土壤養(yǎng)分含量之間的關(guān)系。蘋果果實(shí)可滴定酸含量主要受土壤全氮、全鉀和堿解氮含量的影響，而果實(shí)Vc、可溶性糖和可溶性固形物的含量主要受有效鈣、有效鋅和有效硼的影響。通過(guò)研究得知，有效鋅對(duì)于果實(shí)品質(zhì)的提升起著較為突出的抑制作用。

4 結(jié) 論

果實(shí)品質(zhì)特性是土壤養(yǎng)分的諸多因子共同作用的結(jié)果，只有充分研究果園土壤養(yǎng)分含量和供應(yīng)能力，才能優(yōu)化果園施肥方案，提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)[7,21]。本研究數(shù)據(jù)顯示，微量元素是影響豐縣果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵土壤養(yǎng)分因子，這與該地區(qū)土壤養(yǎng)分水平較高，偏施氮磷鉀化肥有關(guān)。因此增施有機(jī)肥，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和微量元素含量，對(duì)提高蘋果果實(shí)品質(zhì)具有重要意義。本研究?jī)H是理論值，生產(chǎn)中還需根據(jù)土壤養(yǎng)分水平，優(yōu)化施肥方案，使有機(jī)肥和化肥配合施用，才能促進(jìn)蘋果種植產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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Multivariate Analysis of Fruit Qualities and Soil Nutrients in Apple Orchard

WANG Sheng-yong1, TAN Xue-hong2

1.,221006,2.,221000,

In order to study the effect of soil nutrients on fruit quality in Apple Orchard, and to provide a scientific basis for optimizing fertilization scheme, the soil nutrient and fruit quality of Apple Orchard in Feng County, Jiangsu were investigated, and the main soil nutrient factors affecting fruit quality were discussed by using SPSS software for correlation analysis and Regression analysis. The results showed that soil nutrients were positively correlated with fruit nutrition quality, except titratable acid was negatively correlated with total potassium, VC content, soluble sugar and soluble protein, and positively correlated with other mineral elements. The contents of VC, soluble sugar and soluble solids in fruits were mainly affected by available calcium, available boron and available zinc, and titratable acid was mainly affected by total nitrogen, total potassium and alkali-hydrolyzed nitrogen. Therefore, it is an important measure to improve apple fruit quality in Feng County, Jiangsu Orchard to apply organic fertilizer, increase organic matter content in soil, and apply potassium, effective calcium and effective boron properly.

Apple; orchardsoil; fruit quality analysis

S155.4+1

A

1000-2324(2022)01-0024-05

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.01.004

2021-04-24

2021-05-17

2021年江蘇省科學(xué)技術(shù)廳蘇北科技專項(xiàng)先導(dǎo)性項(xiàng)目(SZ-YC202129);徐州市科學(xué)技術(shù)局重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(現(xiàn)代農(nóng)業(yè))項(xiàng)目(KC17063)

王勝永(1970-),男,碩士,副教授,主要從事果樹(shù)生理與栽培工作. E-mail:wsyxzsw@163.com