脐橙早熟芽变及其亲本幼苗矿质元素含量差异分析

刘桂东　李碧娴　胡萍　管冠　姚锋先　钟八莲　周高峰

摘 要 以赣南地区主栽的枳砧纽荷尔脐橙及其早熟芽变品种赣南早脐橙幼苗为材料，利用盆栽试验进行早熟脐橙幼苗各部位元素含量差异分析。结果表明，赣南早脐橙幼苗根中的磷和镁，老叶中的磷、钾、镁以及新叶中的钙和镁含量均显著高于纽荷尔脐橙相应部位的元素含量。砧木茎和接穗茎中的磷、钾、钙含量也表现为赣南早显著高于纽荷尔。对于微量元素而言，除根以外，赣南早脐橙各部位硼含量均显著高于纽荷尔脐橙相应的各部位。根和新叶中的锰含量也均表现为赣南早显著高于纽荷尔脐橙。

关键词 脐橙 ；早熟 ；矿质元素 ；养分需求

中图分类号 S666.4 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.08.005

Abstract Pot experiment was conducted to study the differences of mineral element contents in different parts of navel orange between the major cultivar Newhall and early-mature variety Gannanzao， an early-mature bud sport of Newhall. The results showed that the navel orange variety Gannanzao had significantly higher contents of phosphorus and magnesium in their roots， of magnesium， phosphorus and potassium in their old leaves， and of magnesium and calcium in their leaves than the navel orange cultivar Newhall. The contents of phosphorus， potassium and calcium in the stems of rootstock and scion were also significantly higher in Gannanzao than in Newhall. For trace elements， Gannanzao navel orange had significantly higher boron content than Newhall navel orange in all parts of the plants， except in the roots. The contents of manganese in roots and new leaves were also significantly higher in Gannanzao than in Newhall navel orange.

Keywords navel orange ； early-mature ； mineral elements ； nutrient requirement

柑橘是世界上最重要的水果之一，其中臍橙是中国赣南地区主要的栽培种类。目前，赣南地区脐橙的种植面积和产量均居全国第一[1-2]。‘赣南早脐橙为目前主栽的枳砧纽荷尔脐橙变异优选早熟品种，果实10月上旬成熟，比纽荷尔早30 d以上[3]，于2012年通过江西省农作物品种审定委员会的新品种审定。早熟脐橙品种在优化品种结构保证中国水果市场供应等方面发挥着重要作用，发展潜力巨大，但目前赣南地区早熟脐橙品种几乎没有[4]。因此，‘赣南早的推广应用将会使赣南脐橙的品种结构得到优化，延长货架期。但是一个新品种的推广，首先得制定与之相配套的栽培管理措施，而施肥是柑橘栽培管理措施的重要内容之一，肥料种类、施肥量和施肥时期决定柑橘产量和品质[5]。因此，本研究以纽荷尔脐橙幼苗作为对照，对赣南早脐橙幼苗各部位矿质元素含量进行分析，明确其养分需求规律为合理施肥提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

所选材料为同一时期嫁接的一年生枳[Poncirus trifoliata （L.） Raf.]砧纽荷尔脐橙[C. sinensis （L.） Osb. CV. Newhall]和赣南早脐橙[C. sinensis （L.） Osb. CV. Gannanzao]幼苗，赣南早为纽荷尔的早熟芽变品种。

1.2 方法

1.2.1 生长条件及管理

本试验在国家脐橙工程技术研究中心温室大棚进行。选取生长在相同育苗基质中的相对一致的纽荷尔和赣南早脐橙幼苗，每株小苗保留1个抽梢，将该梢的叶片定义为老叶，同时对植株根系进行重剪（促进植株多发须根[6]）。然后，用自来水清洗苗木除去根表面的污渍，将植株移栽至装有6 L左右石英砂和珍珠岩（1∶1，V∶V）的黑色塑料盆中。每盆一棵。根据Hoagland等[7]研究的 No.2营养液浇灌。营养液的配方如下：6 mmol/L KNO3，4 mmol/L Ca（NO3）2，1 mmol/L NH4H2PO4，2 mmol/L MgSO4，25 μmol/L H3BO3，9 μmol/L MnCl2，0.8 μmol/L ZnSO4，0.3 μmol/L CuSO4，0.01 μmol/L H2MoO4和50 μmol/L Fe-EDTA。大棚的温度控制在22～28℃，相对湿度为50%～75%。每2 d浇灌1次营养液，每次均浇透，即营养液有约150 mL从盆底流出。1个月左右植株开始抽新梢，待新梢长势稳定后每株植株保留2个新梢，将新梢的叶片定义为新叶。试验持续100 d。为了防止盐分在基质中累积，每周用10 L去离子水浇灌植株，而后用3 L营养液浇灌，确保有过量溶液从盆底淋出[8]。endprint

1.2.2 取样和矿质元素含量测定

试验结束时，将每株植株分为根、砧木茎、接穗茎、老叶和新叶5个部位，用去离子水清洗，擦干称取鲜重，然后在70℃烘箱中烘干并称干重，粉碎，贮藏于密封袋用于矿质元素含量的分析。每份样品称取粉碎的干样0.30 g左右，先在电炉上碳化直至无黑烟，随后放入马弗炉中500℃灰化6 h。然后，用10 mL 5%的HNO3溶解，用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS， Agilent 7900， USA）测定矿质营养元素的含量。

1.2.3 统计分析

除非特别说明，图表中的数据代表4个单独植株（重复）的平均值。所有数据均用SAS 8.1（SAS Institute， Cary， NC， USA）软件进行统计分析，同一部位纽荷尔和赣南早之间干重、元素含量的比较用独立样本t检验，显著水平为p<0.05。

2 结果与分析

2.1 不同植株部位的干重

由表1可知，赣南早脐橙幼苗的根和接穗茎干重显著高于纽荷尔脐橙，而砧木茎、老叶和新叶的干重，赣南早与纽荷尔脐橙无显著差异。

2.2 大量元素磷、钾、钙、镁含量差异

植物中的磷属于可再利用的元素，随着生长中心的转移而转移，因此，新叶和根中的磷含量要高于其他部位的含量。钙是不可再移动的元素，老叶中的钙含量是所有部位中最高的。由图1可知，赣南早脐橙根、砧木茎、接穗莖和老叶中的磷含量均显著高于纽荷尔脐橙；赣南早脐橙砧木茎、接穗茎和老叶中的钾含量均显著高于纽荷尔脐橙；赣南早各部位钙含量也均高于纽荷尔脐橙，其中砧木茎、接穗茎和新叶表现出显著差异；赣南早各部位镁含量也都高于纽荷尔脐橙，其中，根、老叶和新叶表现出显著差异（图1）。

2.3 微量元素硼、锰、铜、锌含量差异

由图2可知，除根以外，赣南早脐橙各部位硼含量均显著高于纽荷尔脐橙，叶片中的硼含量远高于其他部位；赣南早根和新叶中的锰含量显著高于纽荷尔脐橙，而砧木茎、接穗茎和老叶未表现出显著差异；铜在脐橙各部位中的含量较低，且各部位含量差异不大，赣南早和纽荷尔脐橙各部位铜含量均未表现出显著差异；锌在根和接穗茎中的含量要高于叶片中的含量，赣南早和纽荷尔脐橙各部位锌含量无显著性差异。

3 讨论

3.1 柑橘不同品种间营养元素含量差异

任何品种都有自己的养分需求特性，了解不同品种的养分需求特性可以更好地指导施肥。柑橘多采用嫁接栽培，砧木不仅影响柑橘的品质和产量，也会影响柑橘对于矿质元素的需求[9]。同一砧木不同品种对于某些营养元素的需求也会表现出明显的差异[10]。本研究结果表明，纽荷尔脐橙早熟芽变品种赣南早幼苗对于矿质元素的需求明显增加，整体来讲，赣南早脐橙各部位大量元素（磷、钾、钙、镁）的含量都要高于纽荷尔脐橙（图1），微量元素除了铜和锌在2个品种间无显著差异外，硼和锰也都表现为赣南早中的含量高于纽荷尔脐橙（图2）。因此，在推广赣南早脐橙时，应根据其养分需求特性来制定合理的养分管理措施。当然，由于本试验所选材料为幼苗，且培养时间较短，尚不能判断在大田条件下是否表现出类似的规律，还需要对结果树的养分需求规律作进一步研究。

3.2 脐橙早熟芽变品种元素含量变高的原因分析

矿质营养元素在植物体内的作用有2方面，一是构成物质的结构成分，二是作为酶的组分或酶的活化剂参与各种代谢反应[11-12]。本研究中，早熟变异品种必需矿质元素含量的升高则可能与这2方面的变异有关。早熟品种在光合产物的形成和输出方面会发生明显的变化[13]。本研究中赣南早的根和接穗茎的干重明显高于纽荷尔脐橙（表1），表明早熟脐橙光合产物的输出能力更强。另一方面，赣南早脐橙早熟特性主要表现在转色和着色提早，可溶性固形物和可溶性糖积累加快，固酸比跃升期提早等[14]，即赣南早脐橙需要相对更短的时间积累更多的代谢物。因此，赣南早脐橙幼苗磷、钾、镁、锰等含量增加可能与其本身碳水化合物代谢需求增加有关。钙在树体中以离子或难溶的钙盐存在，是一种不易流动的元素，其主要的生理功能在于调节树体内酸度和细胞结构尤其是细胞壁的组成成分，能防止细胞和细胞中的物质外渗，具有稳固细胞壁、细胞膜的作用[11，15]。硼是细胞壁和细胞膜的成分，在维持细胞结构方面具有重要的作用[15-16]。因此，本研究中，赣南早脐橙钙和硼含量的同时增加则可能与早熟品种细胞壁结构发生变化有关，需要进一步测定细胞壁组成变化及细胞壁钙和硼含量来验证此推测。

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