金煌芒芒果果實礦質元素與品質的相關性及通徑分析

黃 海， 段軍娜， 劉 榮， 黨志國， 朱 敏， 劉清國， 彭 楊， 朱文華， 龔德勇

(1.貴州省亞熱帶作物研究所，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，海南海口 571101)

果實品質是芒果重要的商品屬性，直接決定其市場競爭力的大小。芒果果實品質受多種因素影響，其中，果實礦質元素的供應是較為重要的因素之一。作為果實品質的物質基礎，果實中礦質元素的種類和含量影響著果實品質的形成，適宜的元素含量可起到改善果實品質的效果。如蘋果果實中Mg含量升高可增加其可溶性糖的含量，Fe含量升高可增加其可溶性固形物的占比。因此，探討芒果果實礦質元素對果實品質的影響，篩選出決定其品質優劣的主要礦質元素，對實現芒果的優質高效生產具有重要意義。

已有研究主要采用相關性分析來確定礦質元素對品質指標的影響。但隨著研究的不斷深入，研究人員發現相關性分析雖反映了兩者間的關聯性，卻無法明確各元素對果實品質的作用方式和大小。通徑分析在相關性分析的基礎上，將相關系數分解為直接和間接通徑系數，分別反映了礦質元素對品質的直接和間接作用，同時，通徑系數的絕對值反映了作用大小，從而明確了各因素對品質的影響方式及程度。近年來該方法在許多經濟果樹上已有相關研究應用。在甜柿上的研究表明，甜柿果實的可溶性固形物受果實中N的直接負作用，維生素C含量受P的負向直接作用最大，受Ca的正向直接作用最大；在蘋果上的研究表明，蘋果的單果質量受P的正向直接作用最大，可溶性固形物受N的負向直接作用最大，受P的正向直接作用最大，可滴定酸受K的正向直接作用最大，受Mn的負向直接作用最大；在梨上的研究發現，可溶性糖、可滴定酸和維生素C受N的正向直接作用最大，而糖酸比受N的負向直接作用最大。

目前，礦質元素對芒果品質影響的研究主要集中在肥料的施用類型及用量等方面，而關于果實礦質元素與品質的關系鮮見報道。本研究以貴州芒果主產區18個果園內的金煌芒為研究對象，采用相關性和通徑分析探究果實內10種礦質元素對金煌芒果實7個品質指標的作用方式及大小，從而明確影響果實品質的主要礦質元素，旨在為芒果產量品質提升的施肥措施提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試芒果品種為金煌芒，采摘于貴州省芒果產區的18個果園，其中興義市南盤江鎮產區7個，貞豐縣魯容鄉產區6個，望謨油邁鄉產區5個。園內土壤以砂頁巖黃壤為主，樹齡6～7年，管理水平中等。

1.2 試驗方法

果實采摘：2020年、2021年8月，采用五點法選取各果園5株樹，于樹體東南西北方向各采摘無病害果實1個，重復3次，每個果園共60個果。常溫條件下放至成熟后進行果實品質和礦質元素含量的測定。

品質指標測定：稱取采摘芒果的質量，取平均值作為單果質量；用GY-3型果實硬度計測定果實同一部位的硬度；用2，6-二氯靛酚滴定法測定其維生素C含量；用蒽酮比色法測定可溶性糖含量；用酸堿滴定法測定果實總酸度，并計算糖酸比。

果實礦質元素含量測定：用凱氏定氮法測定全氮含量；用釩鉬黃比色法測定磷含量；用火焰光度計法測定鉀含量；用原子吸收分光光度法測定鈣、鎂、鐵、錳、鋅、銅、硼等的含量。

1.3 數據處理

研究數據采用2020年2021年的平均值，用SPSS 25.0進行相關性分析，用Excel 2010和SPSS 25.0軟件進行通徑分析。

2 結果與分析

2.1 金煌芒果實品質與果實礦質元素

18個芒果園2年的果實品質指標均值見表1。從表1可知，果實各品質指標中變異系數最大的是維生素C含量，為47.03%，變異系數最小的是可食率，僅4.07%。此外，可溶性糖含量的變異系數為15.00%，而可滴定酸含量的變異系數高達41.85%，由此可知，可滴定酸含量是引起金煌芒果實糖酸品質差異的主要原因。

表1 金煌芒果實主要品質性狀

由表2可知，N、P、K等大量元素含量的變異系數介于26.84%～34.20%之間。中微量元素中Ca含量的變異系數為21.93%，變異程度小于大量元素，這與土壤中含有大量的鈣元素有關。其他元素含量的變異系數介于33.98%～74.85%之間，變異程度大于大量元素，其中Cu含量的變異程度最大，這主要是由于生產中注重補充大量元素，而缺少中微量元素肥料的補充而引起的。

表2 金煌芒果實的礦質元素含量

2.2 金煌芒果實礦質元素含量與品質的相關性分析

由表3可知，金煌芒果實的K含量與可溶性糖含量呈顯著負相關(<0.05，下同)，相關系數為 -0.572；維生素C含量與Ca和Mg的含量呈極顯著正相關(<0.01，下同)，相關系數分別為0.602、0.666。其他元素含量與果實品質指標間的相關性未達到顯著水平。

表3 金煌芒果實礦質元素含量與品質的相關性

2.3 金煌芒果實礦質元素含量與品質的通徑分析

由表4可知，各元素對單果質量直接作用的大小順序為N含量(-0.972)>K含量(0.851)>Cu含量(0.667)> Zn含量(-0.594)>Ca含量(-0.405)>P含量(-0.370)>B含量(0.30.7)>Fe含量(-0.252)>Mn含量(-0.089)>Mg含量(0.028)，其中N具有最大的直接作用，而Mn和Mg的直接貢獻小。同時，K對單果質量的間接影響作用最大(-0.786)，其次為Cu含量(-0.777)、N含量(0.676)、Ca含量(0.503)和Zn含量(0.385)，其他元素的間接作用相對較小。由此表明，主要影響單果質量的元素為N、K、Cu、Zn、Ca。

表4 金煌芒果實礦質元素含量與單果質量的通徑分析含量

由表5可知，對果實硬度直接貢獻最大的礦質元素為K(-1.046)，其次是Ca(0.518)、Mg(-0.508)、Cu(-0.463)，而Mn(-0.071)和Zn(0.020)的直接作用較小。間接通徑系數表明，Mg對果實硬度的間接作用最大，系數為0.738，其次為Cu(0.688)、K(0.592)，而Ca的間接作用較小，表明Ca對果實硬度的影響主要為直接正向作用。由此可知，主要影響果實硬度的元素為K、Ca、Mg、Cu。

由表6可知，各元素含量對金煌芒可食率直接作用的大小順序為K(1.306)>Cu(0.979)>N(-0.745)> Mg(-0.571)>B(-0.529)>Fe(0.517)> Mn(0.444)>P(-0.410)>Ca(0.393)>Zn(0.374)，其中K和Cu的正向作用均達到顯著水平。此外，K和Cu對可食率的間接通徑系數分別為 -0.893 和-1.041，表明這2種元素對可食率的間接影響較大。因此，K、Cu為影響可食率的主要元素。

由表7可知，對金煌芒維生素C含量直接貢獻較大的元素為B(0.719)、Ca(0.662)和Mg(0.499)，且均為正向作用，P和Mn的直接作用較小。間接通徑系數表明，B對維生素C的間接作用最大，間接通徑系數為-1.020，而Ca和Mg的間接通徑系數較小，分別為-0.059和0.167，表明Ca和Mg主要是通過直接作用來影響果實的維生素C含量。因此，B、Ca、Mg為影響維生素C的主要元素。

表5 金煌芒果實礦質元素與果實硬度的通徑分析結果

表6 金煌芒果實礦質元素含量與可食率的通徑分析結果

表7 金煌芒果實礦質元素含量與維生素C含量的通徑分析結果

由表8可知，N對金煌芒果實可溶性糖具有最大的直接作用(-0.454)，其次為P(-0.394)、Cu(0.385)和Mg(0.348)。Ca和B的直接作用相對較小，系數分別為-0.064和-0.080。N、Mg和Cu的間接通徑系數分別為0.146、-0.242和-0.195，P的間接通徑系數相對較小，為-0.059，表明P主要通過負向直接作用影響金煌芒果實的可溶性糖含量。

由表9可知，對金煌芒可滴定酸含量影響較大的元素為N、K、Zn和Ca。其中，N、Zn和Ca均為正向直接作用，直接通徑系數分別為0.971、0.841和0.686，K為負向直接作用，系數為-0.870。同時，N具有最大的負向間接作用，系數為-0.757，Zn、K和Ca的間接通徑系數較大，分別為-0.734、0.691和-0.522。

表8 金煌芒果實礦質元素含量與可溶性糖含量的通徑分析結果

表9 金煌芒果實礦質元素含量與可滴定酸含量的通徑分析結果

由表10可知，對金煌芒糖酸比直接作用較大的元素為N(-1.174)、Zn(-0.954)、K(0.756)、Mn(-0.739)和Ca(-0.704)，其中，Zn、N、Mn、Ca為負向作用，K為正向作用。Mg、B和Fe的直接作用相對較小。間接通徑系數表明，Zn通過其他元素對糖酸比的影響最大，系數為0.928，其次為N(0.756)、K(-0.751)、Ca(0.626)和Mn(0.617)，其他元素的間接作用相對較小。因此，主要影響糖酸比的元素為N、K、Ca、Zn、Mn。

3 討論與結論

與其他影響果實品質形成的因素相比，礦質元素的供應易于操作及實現，已成為改善芒果品質的重要栽培措施。近年來的研究表明， 土壤肥力因子與果實品質指標的關聯性較弱。葉片礦質元素作為果實礦質元素的直接來源， 雖與果實礦質元素的相關性較強，但與果實品質的相關性較小。果實中礦質元素含量直接反映了果實對元素的吸收狀況，與果實品質的相關性最大。因此，研究果實礦質元素含量對品質的影響對芒果的品質提升更具研究意義和應用價值。本研究采用相關性分析和通徑分析研究了金煌芒果實礦質元素含量與品質的關系，結果顯示，影響金煌芒果實品質的主要元素為N、K、Ca、Mg、Cu和Zn。

表10 金煌芒果實礦質元素含量與糖酸比的通徑分析結果

N和K是芒果品質形成過程中吸收較多的營養元素，因此，關于N肥和K肥對芒果產量和品質影響的研究較多，有研究表明K肥的增產提質效應高于N肥。但這些研究缺乏N、K元素對芒果品質指標的具體影響作用。本研究結果表明，N對單果質量具最大的負向作用，表明N供應過量對芒果的產量具消極作用，而K對單果質量具正向作用，因此N肥的增產效應低于K肥。同時，N對可溶性糖含量和糖酸比具最大的負向直接作用，對可滴定酸含量具最大的正向直接作用，表明N過量對果實的糖酸品質具負向作用。而K對可滴含量定酸具負向直接作用，對糖酸比具正向作用，表明K對芒果品質具正向作用，因此它的提質效應優于N肥。這與前人的研究結果相一致。此外，K對果實硬度具負向直接作用，與徐慧等在蘋果上的研究結果一致。

近年來，中微量元素對芒果品質的改善作用逐漸受到關注。Ca是除N和K外，芒果果實中含量較多的元素，對芒果果實品質的形成起著至關重要的作用。本研究結果顯示，Ca對單果質量具負向直接作用，對果實硬度具正向直接作用，這與在甜柿等果樹上的研究結果相同。Ca含量與維生素C含量呈極顯著正相關，對維生素C含量具較大的正向作用，表明增施Ca肥可提高芒果果實的維生素C含量。但Ca對可溶性糖的作用較小，對可滴定酸具正向直接作用，對糖酸比具負向直接作用，表明果實的Ca供應過多時，對果實的糖酸品質起負向作用。

前人的研究表明，增施鎂肥對提高芒果品質具有積極的影響。本研究中，Mg含量與維生素C含量呈極顯著正相關，對維生素C含量和可溶性糖含量具較大的正向作用，由此表明，Mg含量對芒果的營養和糖酸品質具正向作用

Cu在果樹葉綠素的形成及碳水化合物的分配等方面發揮著一定的作用。本研究結果表明，Cu含量對芒果果實的可食率及可溶性糖含量具正向作用，與Cu的作用相吻合，因此提高果實中的Cu含量可提高芒果的可食程度和糖酸品質。而生產中，有機肥是果實中的Cu主要來源之一，由此推測，豐富的Cu含量是有機肥提高芒果果實糖酸品質的原因之一。

在蘋果上的研究表明，施加Zn肥可提高可溶性糖含量和糖酸比，使果實的糖酸品質得以改善。Zn含量對芒果品質的影響鮮見報道。本研究結果顯示，Zn含量對芒果果實的可溶性糖和可滴定酸含量均具直接正向作用，這是因為Zn有利于果實中同化物的積累。但因其對可滴定酸含量(0.841)的作用大于可溶性糖含量(0.292)，從而對糖酸比具負向作用。由此可知，Zn含量對芒果果實品質的提升具負向作用，這與沙守峰等在梨上的研究結果一致。因此，減少果實中的Zn含量是提升芒果品質的主要措施之一。

綜上所述，N、K、Ca、Mg、Cu和Zn等元素為影響金煌芒品質的主要礦質元素。在生產中可增加K、Mg和Cu的用量，降低N、Ca和Zn的用量。本研究僅以金煌芒對研究對象，研究結果是否適用于其他芒果品種有待驗證。因此，下一步將以我國芒果主栽品種為試驗對象，對芒果果實礦質元素與品質的關系進行深入研究，從而為芒果品質提升的養分供應提供依據。