地形和土壤营养对肥城桃品质的影响

2014-03-19刘树奎李冬梅高东升

山东农业大学学报（自然科学版） 2014年1期

刘树奎，李冬梅，谭钺，李玲，高东升

山东农业大学园艺科学与工程学院，山东农业大学作物生物学国家重点实验室，山东泰安271018

肥城桃是山东省肥城市的名优特产水果，具有非常悠久的历史，因其果实肥大，外形美观，香气浓郁，汁多味甘等优点而享有“群桃之冠”的美誉[1]，一直是肥城市农村经济发展的重要支柱，具有非常高的开发利用效益[2]。但近几十年来，由于品种混杂，不选优提纯[3]、施肥不当，营养失衡[4]、成熟期雨水过多等多种原因，造成可溶性固形物含量下降、风味变淡等，致使商品品质下降，社会反映不良，固有声誉受损。以往的研究虽对影响肥城桃品质的因素进行了分析，但还不够详尽。本文调查、测定及分析了肥城市肥桃主产区的地形、土质和土壤营养状况，并以白里肥桃为试材，测定了肥城桃内外品质指标，研究了土壤及地形状况对肥城桃品质的影响，为肥城桃的科学栽培及管理提供了一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2011.7～2012.3进行。依据肥城市肥桃高产区内的主要土壤类型及肥城桃主要产区分布特点，沿肥城市西南至东北方向依次选择了尹家沟村、营里村、西尚里村、沙窝村、老城园艺场、玉皇山园艺场、五里垢村7个具有代表性采样点，2011年7月中旬，集中进行了土样采集。2011年9月2日，在上述7个采样点分别采集样果，品种为“白里”，树龄21年生。每个采样点随机选取5棵长势一致的果树，分别在每棵树的不同方位随机采摘6个成熟果实，均分成为两份，常温带回实验室，4 ℃和-80 ℃冰箱各存一份待测。土壤和果实采集及预处理方法均参考鲍士旦[5]的方法。

1.2 方法

1.2.1 土壤营养指标测定手持式PH-033(ATO)型PH计法测定pH；重铬酸钾容量法-稀释热法测定有机质含量[5]；碱解氮、速效磷和速效钾分别采用碱解扩散法[5]、0.5 mol/LNaHCO3法[5]和1 mol/L NH4OAc—火焰光度法[5]测定；交换性钙和镁的测定采用1 mol/L乙酸铵交换-原子吸收分光光度法[5,6]。

1.2.2果实内外品质测定外在品质指标：游标卡尺测量果实横纵径[5]；手持式GY-3型硬度计测定果实硬度;果形指数；果实密度；排水法测定果实体积；电子天平称量单果重。内在品质指标：蒽酮比色法[7]测定可溶性总糖和淀粉；可滴定酸含量采用0.1 mol/L NaOH标准溶液滴定法测定[7]；糖酸比；可溶性固形物以手持糖度计测定；维生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定[7]；可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G-250法测定[7]；糖组分的测定参考刘金豹等的方法[8-9]。

数据处理采用 Microsoft excel 2003和DPS v7.05软件进行。

2结果与分析

2.1各采样点地形、土质等水文地质状况调查及土壤营养指标测定

不同的肥城桃种植区其地形、土质等水文地质状况和土壤养分状况均有明显的不同。表1显示，尹家沟村、营里村、西尚里村、玉皇山园艺场这4个采样点水文地质状况相似，属于梯田或者阶地等地势相对较高的地貌类型(在全文统一称作：地形A)；沙窝村、老城园艺场和五里垢村这3个采样点属于倾斜或微倾斜平地(在全文统一称作：地形B)。

由表2数据可以看出，随着土层的加深，各采样点的土壤营养成分含量均呈逐渐下降趋势。综合碱解N、速效P、速效K、有机质、交换性Ca和Mg几个营养指标来看，尹家沟村和西尚里村的土壤营养成分含量最高，营里村和五里垢村次之，其他几个采样点较低且彼此间差别不明显，可见地形B的土壤营养成分含量并不低于地形A的土壤营养成分含量。地形A的平均土壤pH=7.35，地形B的平均土壤pH=6.75，各采样点的土壤pH变幅在6.12～7.5之间，大多呈中性或微碱性。Mg/K的变幅在0.96～2.99之间，Ca/Mg变幅在12.5～25.29。

表3为根据全国第二次土壤普查土壤养分分级标准得出的各采样点的土壤养分分级情况，结合表2中肥城桃不同栽培区土壤营养成分含量可以看出，各采样点碱解氮含量大多处于第3～4级水平，含量较丰富；速效磷含量大多处于第2级水平，含量非常丰富；速效钾含量大多处于第2～3级水平，在第1和第4级水平上也有分布，故含量也很丰富；有机质含量大多处于第4和第5级水平，含量不足。

表1 肥城桃不同栽培区水文地质状况

表2肥城桃不同栽培区土壤营养成分含量及PH

表3 各取样点土壤养分分级表

2.2 地形对‘白里’肥桃品质的影响

表4为各采样点所采肥桃的外部品质指标。可以看到，地形A(尹家沟村、营里村、西尚里村、玉皇山园艺场)与地形B上所产果实的横径、纵经及密度均无显著差异，地形A的平均单果重、体积分别是地形B的平均单果重、体积的90.82﹪、88.51﹪，差异均显著。但地形A的平均果形指数和硬度分别是地形B的平均果形指数和硬度的1.06倍、1.22倍，差异均显著。因此地形A上的肥城桃外观更加的圆润,但其果实硬度比地形B的果实硬度大。另据观察，虽然地形B上生产的肥桃果个更大，但是综合果形指数、着色和果面光洁度等指标来看，地形A上所生产的肥城桃外观品质更加优秀。

表4 地形对‘白里’肥桃外观品质的影响

注：a,b分别表示P=0.05水平条件下的显著差异；A,B分别表示P=0.01水平条件下的显著差异，下同。

Note: The a ,b show significant difference in LSD(P=0.05);while the A,B show significant difference in LSD(P=0.01)．The same as follows．

表5为不同栽培区肥桃内在品质数据。可以得出，地形A上的4个采样点所生产的肥城桃其可溶性总糖、可溶性蛋白、可溶性固形物、维生素C、蔗糖、果糖分别是地形B果实对应营养指标的1.09倍、1.09倍、1.13倍、1.41倍、1.35倍、1.46倍，均呈显著性差异，而可滴定酸含量(0.21%)、淀粉(0.05%)、葡萄糖(0.98%)则分别小于地形B上所生产的肥城桃的可滴定酸含量(0.25%)、淀粉(0.10%)、葡萄糖(1.00%)，可见，地形A更有利于肥城桃的品质提高。

表5 地形对‘白里’肥桃内在品质的影响

2.3土壤养分状况对‘白里’肥桃品质的影响

由于桃树属于浅根系植物[10]，故本文对0～20 cm内的土壤营养指标与果实品质的关系进行了相关性分析。分析结果表明：碱解氮与维生素C的相关系数为0.78*，相关性显著，与其他品质指标相关性不显著。速效磷与可溶性总糖、可溶性蛋白、可溶性固形物、蔗糖、葡萄糖、果糖均呈正相关，但相关性均不显著，与可滴定酸、淀粉、维生素C呈负相关，相关性均不显著。速效钾与维生素C的相关性显著而与其他指标的相关性不显著。有机质与可溶性总糖、可溶性蛋白、可溶性固形物、维生素C、蔗糖、葡萄糖呈正相关，但相关性均不显著，与可滴定酸、淀粉、果糖呈负相关，相关性均不显著。交换性Ca与维生素C呈极显著性正相关，与可溶性固形物、蔗糖的正相关性呈显著水平，与果实中的可滴定酸、淀粉、果糖呈负相关，相关系数分别为-0.73*、-0.81*、-0.84**，相关性呈显著或极显著水平。交换性Mg与维生素C呈极显著正相关，其作用效果受碱解氮、速效钾及交换性Ca影响。

表6土壤营养与果实品质的相关性分析

注：以上缩写分别代表(Note: The above abbreviations mean)：Tss: Total soluble sugar；Ta: Titrable acidity; Am: Amylum; Sp: Soluble protein; Ss:Soluble solid; Suc: Sucrose; Glu: Glucose; Fru: Fructose; AhN: Alkaline hydrolysis N; A-P: Available phosphorous; A-K:Available K; Om: Organic matter; CCa: Commutativity Ca; CMg: Commutativity Mg.

3讨论

3.1地形对肥城桃果实品质的影响

肥城位于鲁中南的低山丘陵地带，东北方向地势高于西南方向地势，共包括低山、丘陵、平原、涝洼四种地貌类型[11]，而肥桃主要栽培在低山丘陵下部的切割阶地、缓坡地、山谷梯田和倾斜平地上，海拔一般在200 m以下。其土壤类型主要是发育在石灰岩和黄土状母质上的褐土和淋溶褐土[12]。本试验中，尹家沟村、营里村、西尚里村、玉皇山园艺场属于梯田或者阶地等地势相对较高的地貌类型，土质砂粘适中，不易形成涝害[13]。其背风向阳，光照充足，昼夜温差大且小气候良好，不仅减少了土壤水分流失，还增加了果树净光合产物的积累量。这类地貌形态的土壤通透性较好，符合肥城桃好气性强以及不耐涝的特点，从而有利于树体生长和果实内外品质的提高[14,15]。沙窝村、老城园艺场和五里垢村这3个采样点属于倾斜或微倾斜平地，此类土壤地下水位较高、地势较低容易形成积水、土壤类型不佳、土壤通气性差，局部小气候不能很好满足肥城桃的生长需求。本试验结果表明，相较于地形B来说，虽然地形A的平均单果重、体积只有地形B的平均单果重、体积的90.82﹪、88.51﹪，但可溶性总糖含量升高，总酸含量下降，糖酸比升高，可溶性蛋白、可溶性固形物、维生素C、蔗糖、果糖等品质指标的含量升高，且提高了蔗糖/果糖的相对比值，而且果实果面更加光洁、着色更好，综合品质高于地势B所产肥桃的品质。由此可见，栽培肥桃最好选择地势稍高、背风向阳、光照充足、土壤通透性好、昼夜温差大、排水良好的地形[14,16]。

3.2土壤营养对肥城桃果实品质的影响

由于上层土壤施肥较多、土壤耕翻不及时、养分随水分向地下淋溶等原因，上层土壤的养分含量通常大于下层土壤的养分含量[17]，故出现了土壤养分含量0～20 cm>20～40 cm>40～60 cm的现象；由7个采样点的土壤养分分级状况可以看出，其N、P、K含量处于中上水平，较为丰富，但其有机质含量大多处于第4～5级水平，含量不足，这与肥桃生产中化肥施用较多而有机肥施用不足密切相关。多项研究表明，有机质不仅含有植物所必须的多种营养物质，提高土壤微生物的活动[18,19]，还可以改善土壤的理化性质，提高土壤肥力[20]，并最终提高肥城桃的产量和内外品质。本实验的研究结果也表明，土壤有机质、N、P、K、交换性Ca、交换性Mg含量与肥桃的可溶性总糖、可溶性蛋白、可溶性固形物、蔗糖、葡萄糖等呈正相关，而与可滴定酸、淀粉等呈负相关。由此可以看出，当前肥城桃的品质下降，有机质含量不足肯定是其中重要原因之一，而提高土壤有机质及N、P、K、Ca、Mg等元素的含量将在一定范围之内提高肥桃的各品质指标。另有研究表明，Ca、Mg等元素的含量及相对比值在肥城桃的生产中亦有非常重要的作用，含量不足或者过多都会引起肥城桃花芽分化减少、裂果、风味物质含量减少等产量下降或者品质变劣的现象。本实验研究结果表明土壤Ca、Mg含量与肥桃维生素C的含量呈极显著正相关，因此提高土壤有效Ca、Mg含量可显著提高肥桃维生素C含量。据刘光栋、杨力等人研究证明：镁钾肥之间存在着复杂的交互作用，镁钾肥以合理的配比一起施用，可促进花芽分化和生长，但单独过量施用镁肥会给肥城桃生长带来不利影响[4]；另外，镁钾等养分供应不足也可导致各类果品的裂果及风味下降[21,22]。钙的不足或比例失调，易引起肥城桃内外品质变劣和落果[23]。据报道，一般作物需求土壤交换性 Ca/Mg临界值为6.5，过大则易导致缺镁[24]，镁肥施用与钙肥吸收上具有拮抗作用[23]。美国农化服务公司推荐的Ca/Mg平衡范围是1.2～6.2[25]。但本试验中土壤Ca/Mg变幅在12.5～25.29，极显著超过了1.2～6.2的推荐范围，这说明存在代换性阳离子不平衡所导致的缺镁的可能性[4]。在高含镁地块上施用镁肥仍然有效果这可能与该果园多年施用磷肥有关，因为土壤中连续多年大量施用磷肥可降低土壤溶液中镁的活度[26]。地形与土壤营养对果实品质影响的机理还有待进行更深一步的研究。