扁桃叶片矿质元素在不同生长时期的含量变化及相关性分析

徐叶挺，龚鹏，杨磊，代培红，杨波，郑博文

(1.新疆农业科学院园艺作物研究所，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830091)



扁桃叶片矿质元素在不同生长时期的含量变化及相关性分析

徐叶挺1，龚鹏1，杨磊1，代培红2，杨波1，郑博文2

(1.新疆农业科学院园艺作物研究所，乌鲁木齐 830091；2.新疆农业大学农学院，乌鲁木齐 830091)

【目的】研究扁桃叶片矿质元素在不同生长时期的含量变化，并进行相关性分析，为不同扁桃生长时期营养诊断及合理施肥提供理论依据。【方法】以扁桃 ‘叶尔羌’品种为试材，研究叶片生长发育期间的N、P、K、B、Fe、Mn、Zn、Cu、Mg、Ca元素的含量。【结果】随着叶片生长发育，扁桃叶片中N、P、K、Mn、Zn、Cu元素含量呈下降趋势，Fe、Mg、Ca元素含量呈上升趋势，B元素含量呈锯齿状趋势。同时，扁桃各个生长时期的元素之间的相关性，展叶期时有3组，膨大期有7组，硬核期有4组，成熟期有6组，各个生长时期的矿质元素间相关均有不同。【结论】根据扁桃不同生长时期矿质元素间促进与拮抗，进行合理平衡施肥，才能满足树体对营养的需要。

扁桃；矿质元素；相关性

0 引 言

【研究意义】扁桃(AmygdaluscommunisL)[1, 2]是新疆主要的经济林作物，种植面积6×104hm2以上。多年来莎车扁桃产量不稳定，除去气候原因外植株营养的摄取也是决定产量的重要因素[3]。叶片是植物进行光合作用的场所，叶片营养供给的水平将决定植物光合产物多少。研究叶片生长发育期间矿质营养元素含量的变化，对了解叶片对矿质营养元素的吸收及利用特性、调节果树的营养需求分配有着重要意义[4]。【前人研究进展】目前，在扁桃叶片、果皮中研究发现Cu、Ca 2种元素含量呈升高趋势，Zn、Mn、Fe 3种元素含量呈下降趋势[4]。在香梨果皮发现的 N、Ca、Mg、B 含量较果肉高，而 N/Ca和K/Ca则较果肉低[5]。核桃树体对N、K、Ca的需求较多，对P、Mg的需求较少[6]。山楂研究发现Ca、Fe、K与果皮花青素有乘幂函数曲线负相关性[7]、荔枝环剥后对钾和镁影响微弱，而氮、磷、钙、铁、锰、铜、锌等矿质营养含量发生不同程度降低，其中微量元素铁、铜、锰的含量下降较为明显[8]。【本研究切入点】扁桃叶片的各个生长发育阶段的营养需求特点并不清楚，不同生长发育阶段养分元素之间的拮抗与促进也不明确。通过叶片营养元素含量定量与动态分析，探讨不同生长发育阶段各营养元素含量的变化规律。研究树木叶片营养元素含量的季节性变化，指出叶片不同发育阶段矿质元素间的拮抗与促进。【拟解决的关键问题】研究扁桃生长发育阶段矿质元素的动态变化与积累规律，明确扁桃叶片营养诊断时期及生长期间不同元素之间关系，为扁桃施肥和营养元素选择搭配及叶片营养诊断提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

以莎车县英吾斯塘乡9村种植‘叶尔羌’扁桃为取样对象，叶片样品于2013年4月16日(展叶期)、5月17日(膨大期)、6月10日(硬核期)、7月30日(成熟期)采集。果园土壤状况为：pH 8.4、有机质 11.1 g/kg、碱解氮 50 mg/kg、有效磷 11.9 mg/kg、速效钾 102 mg/kg(来源于2008年莎车县农技推广中心测得土壤数据)。株行距为(6×7) m，扁桃园产量>1 200 kg/ hm2，树龄16 a，且每株施0.5 kg油渣。在展叶期时选取扁桃园典型树体42株，以1～14数字顺序编号，重复两次完成编号。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

采集扁桃叶样方法，以树冠中部东、西、南、北方，距地1.5 m左右，随机采集1年生枝条上生长完全无缺陷的成熟叶片，每株树4个方向各10片，以相同编号的扁桃叶片组成1～14个混合叶样，用蒸馏水冲洗干净后，晾干后105℃烘10 min，后80℃烘4 h，收集粉碎后装入密封袋备用。

1.2.2 叶样测定

称取1 g粉碎叶样，加入硫酸双氧水消煮，混合液消煮至澄清液后，静置，用澄清液测 N养分含量(凯氏定氮法测 N)；称取1 g粉碎叶样，(用原子吸收法按照LY/T 1270-1999标准测定Zn、Fe、Mg、Cu、Mn、Ca、k，钼锑抗法测 P，甲亚胺法测B)。

1.3 数据统计

采用SPSS13.0对扁桃叶片矿质元素数据进行平均值、标准差及相关性统计，OriginPro8.0对叶片中N、P、K、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn、B元素含量进行制图。

2 结果与分析

2.1 扁桃叶片生长发育过程中N元素含量变化

研究表明，扁桃叶片中的N元素含量在不同生长发育阶段是呈下降趋势的，在扁桃叶片的展叶期N元素平均含量及标准差为3.44%与0.266 8，膨大期为2.5%与0.129 2，硬核期为2.38%与0.160 5，收获期为1.98%与0.106 6。且这四个时期叶片中的N含量是有明显差异(P<0.05)，其中以成熟期(7月30日)N含量数据与平均值差异较小(标准差小)。因此在诊断N元素丰缺时，不仅需考虑其生长发育阶段的含量的变化，而且也应考量含量数据的离散度较小(标准差小)，综合考量确定营养诊断采集叶片的时间。图1

2.2 扁桃叶片生长发育过程中P元素含量变化

研究表明，扁桃叶片中的P元素含量在不同生长发育阶段是呈下降趋势的，在扁桃叶片的展叶期P元素平均含量及标准差为3.32 mg/g与0.560 1，膨大期为1.89 mg/g与0.400 1，硬核期为1.58 mg/g与0.179 8，收获期为1.42 mg/g与0.097 8。展叶期、膨大期与硬核期叶片中P元素含量有明显差异(P<0.05)，硬核期与收获期P元素含量没有明显差异(P<0.05)。其中以成熟期(7月30日)P含量数据与平均值差异较小(标准差小)。因此营养诊断以数据的稳定的角度来说，应以成熟期采集叶样；但硬核期与成熟期P元素含量未见明显差异，单以P元素为例则在硬核期采集叶样也可。图1

2.3 扁桃叶片生长发育过程中K元素含量变化

研究表明，扁桃叶片中的K元素含量在不同生长发育阶段是呈下降趋势的，在扁桃叶片的展叶期K含量平均含量及标准差为22.9 mg/g与2.801 9，膨大期为22.43 mg/g与3.622 5，硬核期为20.24 mg/g与2.801 6，收获期为18.37 mg/g与2.331 5。展叶期与成熟期叶片中K元素含量有明显差异(P<0.05)，其他生长时期K元素含量俩俩无明显差异。其中以成熟期(7月30日)K含量数据与平均值差异较小(标准差小)。因此营养诊断采集叶样应以成熟期采集为宜。但是K元素四个生长时期的标准差数值均较大，只是成熟期标准差值相对其他三个时期较小，可能是扁桃树体对K元素需求大，而造成数据离散性较大(标准差较大)。 图1

2.4 扁桃叶片生长发育过程中B元素含量变化

研究表明，扁桃叶片中的B元素含量在不同生长发育阶段是呈锯齿形的，无明显趋势。在扁桃叶片的展叶期B平均含量及标准差为30.34 μg/g与5.150 6，膨大期为34.51 μg/g与11.075 2，硬核期为25.54 μg/g与6.935 7，收获期为30.32 μg/g与3.272 5。扁桃叶片中的B元素在各生长发育时期含量两两无明显差异(P<0.05)。其中以成熟期(7月30日)B含量数据与平均值差异较小(标准差小)。因此扁桃叶片中B元素营养诊断时以成熟期的叶片为宜。图1

图1 扁桃N、P、K、B矿质元素不同生长时期含量趋势
Fig.1 N, P, K, B elements content trend of different growth period of almond leaf

2.5 扁桃叶片生长发育过程中金属元素的含量变化

研究表明，扁桃叶片中的Fe、Mg与Ca元素含量在不同生长发育阶段是呈上升趋势的。其中Fe元素生长的各个时期的数据标准差差异不大，即Fe元素在扁桃生长发育各个阶段含量变异幅度都较为稳定。Mg元素在扁桃膨大期时叶片含量标准差最大，硬核期时标准差相对较小，即Mg元素在扁桃 膨大期时需求Mg元素可能较多，在硬核期时可能需求Mg元素相对较小。Ca元素生长的各个时期的数据标准差差异不大，即Ca元素在扁桃生长发育各个阶段含量变异幅度都较为稳定。

Mn、Zn与Cu元素含量在不同生长发育阶段是呈下降趋势的。Mn元素在扁桃膨大期时叶片含量标准差最大，硬核期时标准差相对较小，即Mn元素在扁桃膨大期时需求Mn元素可能较多，在硬核期时可能需求Mn元素相对较小。Zn元素在扁桃展叶期是叶片含量标准差最大，成熟期最小，可能是扁桃在展叶期时对Zn元素需求较多，在扁桃成熟期Zn含量最为稳定。Cu元素在扁桃膨大期是叶片含量标准差最大，成熟期最小，可能是扁桃在膨大期时对Cu元素需求相对较多，在扁桃成熟期Cu含量最为稳定。图2

2.6 扁桃展叶期叶片中矿质元素间的相关性

研究表明，扁桃展叶期叶片中矿质元素间两两相关有3组，其中在显著相关的有2组(5%水平上显著相关)，极显著相关的1组(1%水平上显著相关)。2组显著相关中有一组是负相关，1组正相关；极显著相关的1组中6组是正相关。在有相关性有3组中涉及到的矿质元素有4种，具体为r(Ca,Mn)为-0.558 8*、r(Ca,Mg)为0.564 4*、r(Ca,Fe)为0.845 8**。Fe、Ca、Mg三种元素在扁桃叶片中的含量，是随生长发育呈上升趋势，而Mn元素趋势相反，可能是扁桃树体需要Fe、Ca、Mg等元素破除休眠。加之树体刚解除休眠，且根系尚未完全恢复活力吸收养分的效率较低，扁桃展叶期树体形态建成利用的矿质元素主要以树体储藏为主，因此吸收矿质元素在叶片中的矿质元素相关未表现出来。表1

图2 扁桃Fe、Mn、Zn、Cu、Mg、Ca矿质元素不同生长时期含量趋势
Fig.2 Fe, Mn, Zn, Cu, Mg, Ca elements content of different growth period of almond leaf
表1 扁桃展叶期叶片中矿质元素含量间的相关性
Table 1 The correlation between different mineral element content in leaves of almond leaf stage

元素Element铜Cu锰Mn镁Mg铁Fe磷P锌Zn钾K钙Ca硼B锰Mn00240镁Mg04855-04905铁Fe-00233-0486604875磷P0297201957-00561-04591锌Zn0030503513015820002503176钾K-00105000100251100576-0485702041钙Ca-00851-05588∗05644∗08458∗∗-038480115303079硼B-041650215700581-00090-04822023360522501649氮N0263801729025430121604128053230260402406-02387

注:*表示5%水平上显著相关；**表示1%水平上显著相关，下同

Note：*Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed);**Correlation is significant at the 0.05 level (2-tailed), the same as below

2.7 扁桃膨大期叶片中矿质元素间的相关性

研究表明，扁桃膨大期叶片中矿质元素间两两相关有7组，其中极显著相关的就有7组(1%水平上显著相关)。极显著相关中有5组是正相关，2组是负相关。5组正相关分别为r(Cu,K)为0.667 2**、r(Mn,Fe)为0.925 4**、r(Mn,B)为0.857 7**、r(Mg,P)为0.857 7**、r(Fe,B)为0.875 1**；2组负相关分别为r(Mg,Ca)为-0.730 9**、r(P,Ca) 为-0.806 3**。正相关表明在扁桃膨大期时元素间存在相互促进的元素，负相关表明元素间有拮抗作用。表2

表2 扁桃膨大期叶片中矿质元素含量间的相关性
Table 2 The correlation between different mineral element content in leaves of almond expansion stage

元素Element铜Cu锰Mn镁Mg铁Fe磷P锌Zn钾K钙Ca硼B锰Mn02479镁Mg0485801513铁Fe0026909254∗∗-00631磷P04234-0053908872∗∗-02431锌Zn-00558042050178504553-00108钾K06672∗∗03602004770246300844-02498钙Ca-02646-01423-07309∗∗00009-08063∗∗-00851-00826硼B0073808577∗∗-0046908751∗∗-018500403904926-00367氮N037530087303152-00245040480022703123-03805-00778

2.8 扁桃硬核期叶片中矿质元素间的相关性

研究表明，扁桃硬核期叶片中矿质元素间两两相关有4组，其中显著相关的有4组(5%水平上显著相关)。显著相关中有3组是正相关，1组是负相关。3组正相关分别为r(Mg,Fe)为0.549 3*、r(K,Fe)为0.558 0*、r(Ca,Fe)为0.540 2*；1组负相关分别为r(N,K)为-0.647 1*。由此表明：扁桃硬核期Mg、K、Ca三种元素与Fe元素相互间均有促进作用，而此阶段N与K元素则相互拮抗。因此，扁桃硬核期此阶段应施用Fe肥促进其它元素的吸收，减少N肥施用减少对K肥的拮抗。表3

表3 扁桃硬核期叶片中矿质元素含量间的相关性
Table 3 The correlation between different mineral element content in leaves of almond hard stone stage

元素Element铜Cu锰Mn镁Mg铁Fe磷P锌Zn钾K钙Ca硼B锰Mn02887镁Mg0347204172铁Fe000250292705493∗磷P-00095-00934-0102101729锌Zn-00002024930363303196-01616钾K0131701920-0037805580∗02291-02209钙Ca-00900034710308005402∗020700115902207硼B0474403029-00682-0017100212036170143501481氮N-03454-02738-04229-05086-0010900540-06471∗-00791-00459

2.9 扁桃成熟期叶片中矿质元素间的相关性

研究表明，扁桃成熟期叶片中矿质元素间两两相关有6组，其中显著相关的有3组(5%水平上显著相关)，极显著相关的有3组(1%水平上显著相关)。显著相关中有3组均是正相关；极显著相关中1组为正相关，2组为负相关。显著相关3组正相关分别为r(K,Cu)为0.547 3*、r(K,Mg)为0.595 6*、r(Ca,Mg)为0.603 0*；极显著中1组正相关为r(K,Ca)为0.665 6**，2组负相关分别为r(Zn,Mg)为-0.674 8**、r(Zn,Ca)为-0.667 5**。扁桃成熟期的叶片中矿质元素的相关与其它三个时期的元素相关又有不同，由此得出扁桃不同时期对矿质元素的需求不同。因此在扁桃实际生产中应根据不同时期矿质元素促进与拮抗，而选择性的对扁桃进行补充营养。表4

表4 扁桃成熟期叶片中矿质元素含量间的相关性
Table 4 The correlation between different mineral element content in leaves of almond mature stage

元素Element铜Cu锰Mn镁Mg铁Fe磷P锌Zn钾K钙Ca硼B锰Mn-02610镁Mg02485-03145铁Fe-0122903258-00161磷P03636-0213302856-01221锌Zn-0011302943-06748∗∗0377000461钾K05473∗-0043705956∗-0135400371-03740钙Ca02857-0234306030∗-03235-00354-06675∗∗06656∗∗硼B-0009804896-0217304276-013410255000976-00332氮N0342802330-0429301095-001170415203083-0198502185

3 讨 论

3.1 营养诊断是植物精准施肥的依据，可根据施肥后叶片中的矿质元素的含量来判断所施肥料是否达到果树营养需求[9, 10]。同时，果树的营养诊断一般是采用叶片来作为营养诊断的载体，但是采集叶片多是以叶片中矿质元素变异幅度最小的时期为准，从果树营养需求规律来看，不同时期果树对营养元素的需求各有侧重点，传统认为7月成熟叶片中矿质元素含量稳定，变异幅度不大，适宜作为果树营养诊断采集时期，研究中大多数矿质元素变异幅度与传统认为一致，但是各种矿质元素含量随着时间变化呈现上升或者下降，实际生产中用7月矿质元素来指导全年的果树生产尚有不足，应当以不同果树关键时期进行营养诊断，得其标准值为果树施肥做到精准定量施肥提供理论依据。

3.2 植物的营养水平取决于其体内元素的种类和比例，处于最佳营养状态的植物具有最强的抗病力，同时也具有了最佳的生产能力[11]。氮、磷、钾是植物必需的大量元素，高氮增加了植物质外体和叶表面的氨基酸和酰胺浓度。磷是植物体细胞核的重要组分，可促进植物体内糖和蛋白质的正常代谢。钾有多项生理功能(提高光合作用，增厚细胞壁，刺激产生木质素、纤维素等)[11]。钙可增强植物抗病性，钙在胞间层可形成多聚半乳糖醛酸钙，提高细胞壁的稳定性，钙是细胞膜透性增加，促进低分子化合物(糖、氨基酸等)从原生质体进入质外体，给菌丝的繁殖和侵染提供营养[12]。铁、锰、铜、锌等微量元素可作为植物中多种酶的组分，这些元素的变化可影响多种酶系的活性，如铁、铜、锌可影响植物体内IAA氧化酶和酚酶活性，调控木质素、生长素和类生长素的产生，从而影响植物的抗病性。适量增加硼含量可提高细胞壁的稳定性[13]。矿质元素作用机理还不清楚，如酶活性变化、代谢过程变化等研究较少。对元素间的互作关系研究不够，单从营养研究元素间互作已有相关报道，但从营养对病虫害影响角度研究互作工作还不系统。得到扁桃各种矿质元素之间元素不同生长期内元素相关性不同，因此对待果树施肥时，不应单施一种肥料，也不应只以土壤施肥为主，应该多次土壤与叶面施肥相互配合，才能满足树体对营养的需求。总之，平衡植物营养可提高植物的抗逆力。

4 结 论

随着叶片生长发育，扁桃叶片中N、P、K、Mn、Zn、Cu元素含量呈下降趋势，Fe、Mg、Ca元素含量呈上升趋势，B元素含量呈锯齿状趋势。同时，扁桃各个生长时期的元素之间的相关性，展叶期时有3组，膨大期有7组，硬核期有4组，成熟期有6组，各个生长时期的矿质元素间相关均有不同。因此，除了满足N、P、K肥料需求外，在扁桃展叶期叶面喷施Zn、Cu肥，随后在扁桃膨大期至收获需叶面喷施Fe、Ca肥。

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Fund project:Natural Science Foundation of Xinjiang Uygur Autonomous Region(2015211B020)

Almond Leaf Mineral and Trace Element Content Changes and Correlation Analysis at Different Growth Stages

XU Ye-ting1, GONG Peng1, YANG Lei1, DAI Pei-hong2, YANG Bo1, ZHENG BO-wen2

(1. Research Institute of Horticulture Crops, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences,Urumqi830091,China; 2.CollegeofAgonomy,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830091,China)

【Objective】 Almond Leaf Mineral and Trace Element Content Changes and Correlation Analysis at Different Growth Stages. This paper's goal is to provide a theoretical basis for nutrition diagnosis and rational fertilization during the different growth stages.【Method】The almond 'Yerqiang' varieties were taken as test materials and the content changes of N, P, K, B, Fe, Mn, Zn, Cu, Mg, and Ca elements in the leaves during the growth periods as the study subjects.【Result】The results showed that during the leaf development, the content of mineral elements N, P, K, Mn, Zn and Cu showed a downward trend and meanwhile Fe, Mg, Ca demonstrated a rising trend, and the B element content was in a zigzag trend. At the same time, there were correlations between the various elements of the growth period. Three groups in the leaf expansion period, seven groups in expanding period, four groups during the period of hard core and six groups in the mature period, their correlation of mineral elements in different growth stages was different.【Conclusion】Therefore, according to the mineral elements at different growth stages of almond, only the rational balance of fertilization can meet the nutritional needs of the tree body.

almond; mineral and trace elements; correlation

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.11.007

2016-05-15

新疆维吾尔自治区自然科学基金(2015211B020)

徐叶挺(1981-)，男，新疆伊犁人，副研究员，研究方向为果树栽培与生理，(E-mail)cherishhave@qq.com

龚鹏(1963-)，男，新疆喀什人，研究员，研究方向为果树栽培与生理生化，(E-mail)gongpeng0923@163.com

S662.9

A

1001-4330(2016)11-2015-08