香水椰子果实发育过程中营养元素含量的变化

2014-04-29冯美利唐龙祥孙程旭李杰

热带作物学报 2014年12期

冯美利唐龙祥孙程旭李杰

摘要为了给香水椰子的施肥管理提供科学依据，以香水椰子果实为材料，研究果实发育过程中外果皮、中果皮、内果皮和果肉（固体胚乳）中N、P、K、Ca、Mg 5种营养元素的含量、分布与吸收规律。结果表明：（1）5种营养元素含量均随着果实的发育总体呈递减规律（内果皮中Mg含量相反），但元素的吸收累积总量则相反；（2）在1～6个月果龄时，N、P主要分布在内果皮，K主要分布在中果皮和内果皮；7～10个月果龄时，N、P、K主要分布在果肉；Ca主要分布在中果皮；Mg主要分布在内果皮；（3）5种元素在4个部位均以K含量最高，其次为N含量，而P、Ca、Mg含量在不同发育阶段排序不同；（4）营养元素的分布累积与各部位的生物量大小、元素本身的含量和特性密切相关。

关键词香水椰子；果实发育；营养元素；分布规律

中图分类号 S667.4 文献标识码 A

香水椰子原产泰国，是绿矮椰子品种中的一个特异变种，不仅具有矮种椰子早产、高产的优良特性，而且其椰果的水和肉具有特别怡人的香味，椰水香甜，嫩椰肉软而滑，入口回味无穷，是用于鲜饮的优良椰子品种[1-3]。有关香水椰子的研究，国外研究了在不同营养条件下其韧皮部的N、P、K等元素含量及其相关性，不同成熟度椰子水和肉可溶性固形物，pH值、总糖等含量及其变化[4-6]。中国自引种试种以来（1998年中国热带农业科学院椰子研究所在农业部“948”项目资助下，引进一批香水椰子种果及种苗，经过多年试种，于2010年通过海南省农作物品种审定委员会认定，命名为“文椰4号”[2，7]），对香水椰子的生物学特性、栽培技术、寒害落裂果情况及相关的营养含量等方面作了观察和研究[3，8-11]，其中在营养元素方面，冯美利等[12]对不成熟度的叶片进行了N、P、K测定分析，王萍等[13]和李艳等[14-15]对8个月的嫩果椰水、椰肉及成熟果实的外果皮进行了K、Na、Ca、Mg等元素含量测定与分析。但有关香水椰子果实的外果皮、中果皮、内果皮和果肉在整个发育过程营养元素含量及其变化研究尚未见系统报道。目前，果树的营养诊断基本上是利用叶片分析技术，极少利用果实，而果实是栽培的目的和最终利用产品，同时果实中营养元素的水平在一定程度上也是树体营养状况的反映，也直接影响果树的产量和品质，在甜柿、金光杏梅、杨梅、柚等果树中已有报道[16-19]。本试验以香水椰子为对象，研究果实发育过程中N、P、K、Ca、Mg元素含量的变化及果实不同部位的营养水平状况，以期为香水椰子的生产管理、合理施肥及其产品开发利用等提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2009～2010年进行，供试材料取于海南省文昌市中国热带农业科学院椰子研究所科研基地。选择8 a生大小、生长趋于一致的15株椰子树为试材，5株为1个小区，3次重复。从开花授粉完后进行挂牌，授粉完后1个月开始采样，每隔1个月采样一次，每小区采正常椰果5～15个（随着果实增大，逐步减少采样量）。采样后马上带回实验室分别测定各部分鲜、干重（1个月龄测全果，下同），果实横围和纵围，然后在105 ℃杀青20 min后在70 ℃烘干，称其干重，粉碎后用封口袋装好，以待养分测定。

1.2 方法

分别用托盘称和电子天平称量测定果实湿干重。参照李酉开[20]常规方法测定，N--半微量定氮蒸馏法；P--钼锑抗比色法；K、Ca、Mg--用原子吸收分光光度计测定。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2003对所获数据进行计算与作图；参照唐启义等[21]用DPSv7.05软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 椰果发育过程果实大小与干物质量的变化

由图1可见，香水椰子果实发育过程中，果实横围和纵围随着时间的递增先增大后减小，其中快速生长期均在4～7个月果龄，8个月龄时最大，之后缓慢减小。由图2可见，外果皮、内果皮和果肉的干物质均随着时间的递增而递增，其中5～8个月龄为外果皮迅速增长期；6～11个月龄为内果皮和果肉迅速增长期；中果皮在9个月龄前随着时间的递增而递增，其中4～7个月龄时为迅速增长期，9个月龄后稍有下降。

相关分析表明，香水椰子果实生长过程中各果龄果围（以横围分析）与单果总干重、外果皮干重、中果皮干重和内果皮干重均呈极显著正相关（r总干重=0.860**，r外果皮=0.919**，r中果皮=0.965**，r内果皮=0.713**，p<0.01，总干重n=12，外果皮、中果皮和内果皮n=11，果肉n=7，下文同），但果围与果肉的相关性不显著，这是因为果肉在6个月龄时才开始生长，而此时果围已经接近最大值。

由以上分析与结合刘立云等[2]，邱维美等[22]和潘衍庆等[23]对椰子果实的发育阶段划分及用途，将香水椰子的果实发育分成3个时期：Ⅰ期：从雌花授粉至6个月果龄为幼果期，主要是外果皮和中果皮的发育和生长，它们迅速增厚和增大；Ⅱ期：7～10个月果龄为嫩果期，以鲜饮食用为主；Ⅲ期：11～12个月果龄为老果期，也是果实成熟期，以加工及育苗为主。后2个时期主要是内果皮和果肉的发育和生长。

2.2 椰果发育过程中营养元素含量的变化与分布

由图3可见，香水椰子果实各部位中N、P、K、Ca和Mg的含量都随着果实的发育总体呈递减规律（内果皮的Mg含量有上升趋势）。尤其是在6～7个月龄减少幅度较大，这可能与此时期正好是果肉开始生长与内果皮硬度大幅度增加有关。相关性分析结果表明，N及中果皮中K、Mg，内果皮中P，果肉中P、K、Mg与果龄均达极显著负相关，相关系数分别为r外N=-0.888**，r中N=-0.937**，r内N=

-0.929**，r肉N=-0.767**，r中K=-0.873**，r中Mg=-0.789**，r内P=-0.930**，r肉P=-0.773**，r肉K=-0.913**，r肉Mg=

-0.908**，其他相关性不显著。

果实在不同部位及在不同发育阶段（果龄），5种营养元素含量及变化不同，其中N含量在幼果期（1～6个月龄）大小依次为：内果皮>果肉>外果皮>中果皮，在嫩果期（7～10个月龄）和老果期（11～12个月龄）为：果肉>外果皮>中果皮>内果皮；P含量在幼果期为：内果皮>果肉>中果皮>外果皮；K含量在嫩果期（7～9个月龄）为：果肉>内果皮>中果皮>外果皮，在老果期为：内果皮>外果皮>果肉>中果皮；Mg含量在幼果期和嫩果期均为：内果皮>果肉>中果皮>外果皮；Ca含量在果实整个发育期变化不大，且含量大小始终保持：中果皮>外果皮>内果皮>果肉，与这些部位的发育顺序相一致，这可能与Ca在植物体内的移动性相对较差有关[24-26]。

结果还发现，香水椰子果实中各部位在各个发育阶段均以K含量最高，其次为N含量，而P、Ca、Mg含量的高低则在不同部位和不同发育阶段排序不同，其中外果皮和中果皮在嫩果后期至老果期为：Ca>P>Mg；内果皮在嫩果期为：Mg>P>Ca，老果期为Mg>Ca>P；果肉在整个发育过程均为：Mg>P>Ca。

2.3 椰果发育过程中营养元素的累积规律

由表1可见，香水椰子果实在整个生长发育期间，5种营养元素的累积量总体上随着时间的延长而增加，且其增长速率在4个月龄前均较平缓，在5～6个月龄时均迅速增加，其中在6个月果龄时，Ca和Mg的增长速率达到顶峰，单月增长速率分别为21.48%和20.09%，此期N和K的增长速率也达次峰期；P的长速率顶峰出现在9个月果龄，为17.66%；N和K的增长速率顶峰均出现在11个月果龄，分别为17.00%和19.86%。5种元素的累积量与果实发育过程中总干物质的变化相似，表明果实发育有利于营养元素的吸收，反之元素的吸收又促进果实进一步发育，这与相关报道相一致[17，27-28]。相关性分析表明，果实全生育期5个营养元素累积量与果实干物质之间均达到极显著的正相关，相关系数分别为rN=0.983**，rP=0.996**，rK=0.978**，rCa=0.981**，rMg=0.998**（n=12）。

3 讨论与结论

在果实整个发育期，不同部位中5种元素的含量在一定时期内均出现下降的情况，尤其是内果皮中N、P、K含量随着果实的膨大下降幅度较大，但单果中同期元素含量的累积量仍呈递增趋势，这可能是这些元素的吸收不能同步赶上果实干物质的增长量，从而产生了“稀释效应”[16-18，27]。在5种营养元素的单果累积量中，只有K元素累积过程出现负增长情况，由于本研究未测定椰子水中的营养元素含量，据K具有很强的移动性及嫩果椰子水中K含量较高[13]，认为K在7个月龄时的增长速率出现负值可能是K元素流入椰水所致，这还有待进一步研究。以上分析认为香水椰子果实营养元素的分布累积与各部位的生物量大小、元素本身的含量和特性密切相关。

椰子果实发育成熟与叶片成熟度有一定的相关性，叶片成熟度越大，果龄也越大。笔者之前对香水椰子的叶片中N、P、K含量测定结果表明，3种养分含量在叶片中从大到小依次为N>K>P，且随着叶片成熟度的增加总体显下降趋势[12]。本研究结果表明，香水椰子果实中各部位均以K含量最高，其次为N含量，5种营养元素含量均随着果实的发育总体呈下降趋势（内果皮中Mg含量相反）。可见，不同营养元素在不同器官的含量也不同，而养分含量的变化是因为树体生长中心已转移至果实发育上，且不同果实发育阶段养分含量也不同[5，15]，本研究结果与董志国等[29]对椰子中果皮K、Ca、Mg含量变化规律相一致，与李艳等[14-15]研究的相近果龄中嫩果椰肉和老果外果皮的K、Ca、Mg含量结果大致相同，但李艳等[14-15]仅对果实的单一部位及特定的生长阶段进行研究，而本试验对果实的整个发育过程中4个主要部位同时进行系统研究，对了解果实在整个发育过程中营养元素的含量、分布与吸收累积规律更全面，可为施肥管理提供较好的理论依据。

果实中营养元素的月累积量可反映出果实生长发育各阶段对营养元素的需求，是指导果园适时施肥的理论依据。从本结果看，香水椰子果实N、K、Ca和Mg的累积量较大的时期总体上均为6个月果龄和11～12个月果龄。6个月果龄正好是果肉开始形成期，也是果实发育的快速膨大期与较易出现裂果时期[30]，因此，香水椰子的壮果肥应在5个月果龄时施，以提高其作为嫩果鲜饮食用时的营养状况和品质，同时可增强果实硬度，提高其抗寒、抗裂性。若作为老果加工或育苗时，除了在5个月果龄时施肥外，还应在10个月果龄时再施一次，确保果实的良好生长。

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