不同土壤类型中土壤有效硫、有效硼对灰枣果实品质的影响

宋 健，张少博，王英鹏，李建贵*

(1.新疆农业大学草业与环境科学学院，新疆 乌鲁木齐 830052；2.新疆农业大学林业研究所，新疆 乌鲁木齐 830052)

【研究意义】枣，为鼠李科枣属落叶灌木或小乔木，是原产我国的特有果树。红枣作为我国的一种特色果品，色泽红艳，酸甜适口，历来受到人们青睐[1-3]。枣具有重要的营养价值和药用价值，除含有大量的糖和纤维素以外，还含有丰富的维生素和多种微量矿物质[4-5]。枣树具有耐旱、抗寒、开花晚、花期长等生理特性。作为红枣主产区之一的新疆南疆区域，地域辽阔、日照时间久、降雨量少、蒸发量大。这一独有的气候特征，同内地产枣大省的气候相比均有明显优势，这也无疑成为了红枣产业发展的先天条件。这些有利条件，使得新疆红枣在含糖量、维生素含量等品质方面要远高于其他产区的产品[6]。【前人研究进展】营养元素是红枣生长过程中的物质基础，直接影响到红枣的产量、品质等。其中，枣果在生长过程中需要的常量营养元素有氮、磷、钾等，中量营养元素有钙、镁、硫等，微量营养元素有硼、锌、铁等,这些元素对于枣果的生长都起着必不可少的作用。硫是植物生长必须的营养元素，不能被其他养分所替代，其对植物的光合作用、呼吸作用、碳水化合物的代谢等生理过程都有重要作用。对植物的生长调节、解毒等过程起一定的作用，并会影响体内某些物质的成分和结构，从而影响到作物的产量和品质[7]。硼，是一种稀有元素，对与果实中碳水化合物的运转、植物光合作用以及生殖器官的发育都有重要作用。缺硼会使得果实产量、品质下降，严重时还会导致光合作用受阻，开花不结果。有研究指出，土壤中的有效硼含量与果树中含量呈显著正相关[8]，但关于中微量营养元素对枣果实品质的研究相对较少。【本研究切入点】本试验以不同土壤类型为基础，以阿瓦提县种植的灰枣作为研究对象，应用相关性分析和多元线性回归分析的方法，对5种不同土壤类型的土壤有效硫、有效硼及灰枣果实品质进行分析。【拟解决的关键问题】探讨不同土壤类型条件下土壤有效硫、有效硼与灰枣果实品质之间的关系，为灰枣的种植、果实品质以及合理施肥提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概述

采样点位于新疆维吾尔自治区阿克苏地区阿瓦提县，地处北纬39°31′～40°50′、东经79°45′～ 81°05′之间，属于暖温带干旱气候区，多年平均气温10.4 ℃，极端高温39.4 ℃，极端低温-8.3 ℃，年均降水量46.7 mm，年均蒸发量1890.7 mm，无霜期211 d，年均日照时数2679 h[9]，昼夜温差较大适于灰枣生长。

1.2 试验方法

1.2.1 实验设计 供试灰枣样品与土壤样品选择在阿瓦提县5个栽培管理基本一致，树龄3年以上，土壤类型不同(潮土，灌淤土，风沙土，草甸土和沼泽土)的灰枣园进行采样，每种土壤类型的枣园选择5个取样点，共计25个取样点。从每个枣园内不同方位，避开堆肥，随机选取5株枣树，每株为1个处理组并采集15颗成熟枣果。以每株枣树为中心，距离1 m，垂直向下30～40 cm处采集土壤样品，共采集25个土壤样品，混匀装袋并标记，带回实验室进行各项指标测定。

1.2.2 土壤养分测定方法 测定土壤样品前，根据测定的项目不同，分别使用1和0.25 mm筛对土样进行过筛处理。土壤有效硫含量测定采用碳酸氢钠浸提—硫酸钼锑抗比色法；土壤有效硼含量测定采用沸水提取法；pH和电导率采用电导率仪进行测定；土壤有机质测定采用重铬酸钾法；碱解氮含量测定采用碱解扩散法；速效钾测定采用乙酸铵提取火焰光度法；速效磷含量的测定采用钼锑抗比色法；土壤含水量采用烘干法进行测定。

1.2.3 枣果品质测定方法 平均单果重、可食率测定：抽取每一处理组的灰枣枣果5个，分别放在电子天秤上称量，计算平均值，取出相应的果核后再进行称量取平均值，计算其可食率；果肉密度测定采用排水法，将称重后的枣果放入成有一定体积水的容器中，所增加的容积为枣果体积，再根据公式计算得枣果肉密度。

可溶性糖含量测定使用3,5-二硝基水杨酸法；可滴定酸含量测定使用中和滴定法；可溶性蛋白质含量测定使用考马斯亮蓝染色法；枣果中游离氨基酸含量测定使用茚三酮显色法；Vc含量测定使用可见分光光度法；黄酮含量测定使用紫外分光光度法；单宁含量测定使用高锰酸钾法；果胶物质含量测定用咔唑比色法。

1.3 数据处理与分析

使用SPSS17.0和Excel软件对枣果品质和土壤指标进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 不同土壤类型养分测定

由表1可知，5种不同土壤类型养分之间存在一定的差异。从计算得出的变异系数来看，土壤电导率差异最为明显，风沙土的电导率最大，其次为潮土、草甸土、沼泽土和灌淤土；差异相对较大的是土壤含水率及土壤速效磷含量，沼泽土的含水量最大，其次为风沙土、灌淤土、潮土、草甸土，潮土中速效磷含量最大，其次为风沙土、草甸土、灌淤土和沼泽土；土壤中的有效硫和有效硼之间也存在差异，沼泽土中土壤有效硫含量最大，其次为风沙土、草甸土、灌淤土和潮土，风沙土中土壤有效硼的含量最大，其次为潮土、灌淤土、沼泽土和草甸土；土壤碱解氮、速效钾及有机质也存在差异，但差异程度不大；土壤pH差异最小，均在6.8左右。

表1 不同土壤类型养分测定

2.2 不同土壤类型条件下灰枣果实品质的测定

由表2显示，不同土壤类型条件下，灰枣果实品质指标表现出不同的差异。可溶性糖、糖酸比、游离氨基酸、Vc含量在5种土壤类型中均存在较明显的差异性，灰枣单果重、可食率、果肉密度、可滴定酸、可溶性蛋白质和果胶物质总量在5种土壤类型中均存在较小的差异性。

表2 不同土壤类型条件下灰枣果实品质测定

续表2 Continued table 2

土壤类型Soil type测定指标Measurement index最大值Max.最小值Min.平均值Mean标准差Standard deviation变异系数(%)Coefficient of variation可食率(%)Edible ratio0.8990.8640.8770.0151.710果肉密度(g/cm3)Pulp density1.1570.9821.0660.0797.411可溶性糖(%)Soluble sugar69.04333.97246.58513.49728.973可滴定酸(%)Titratable acid1.0500.7130.8150.13416.442糖酸比Acid-sugar ratio65.75543.11256.6239.09016.054可溶性蛋白质(mg/g) Soluble protein3.3451.7642.9940.68923.013游离氨基酸(μg/100g)Free amino acid31.61410.12421.9178.15937.227Vc (mg/100g)Vitamin C563.540268.760453.720128.79228.386黄酮含量(mg/g)Flavone content22.50010.63517.2474.77927.709单宁(g/100g)Tan0.2350.1230.2050.04722.927果胶物质总量(%)Amount of matter pectin0.1270.1100.1200.0075.833草甸土Meadow soil单果重(g)Weight of fruit5.4503.8404.4620.61013.671可食率(%)Edible ratio0.8780.8290.8460.0202.364果肉密度(g/cm3)Pulp density1.1090.8910.9920.0929.274可溶性糖(%)Soluble sugar67.35143.50958.0609.30416.025可滴定酸(%)Titratable acid1.1000.6750.8330.17220.648糖酸比Acid-sugar ratio86.90561.02271.11113.83219.451可溶性蛋白质(mg/g) Soluble protein3.5883.1636.4140.1692.635游离氨基酸(μg/100g)Free amino acid24.15115.29919.5403.83519.626Vc (mg/100g)Vitamin C1297.600361.240649.084386.88059.604黄酮含量(mg/g)Flavone content22.87018.53019.8901.7158.622单宁(g/100g)Tan0.2170.0390.1350.06346.667果胶物质总量(%)Amount of matter pectin0.1320.1080.1220.0129.836沼泽土Boggy soil单果重(g)Weight of fruit4.9903.6004.6380.54711.793可食率(%)Edible ratio0.9000.8740.8790.0141.593果肉密度 (g/cm3)Pulp density1.0950.9101.0120.0676.621可溶性糖(%)Soluble sugar88.73229.34162.97922.21335.270可滴定酸(%)Titratable acid0.8750.6750.7650.08410.980

续表2 Continued table 2

土壤类型Soil type测定指标Measurement index最大值Max.最小值Min.平均值Mean标准差Standard deviation变异系数(%)Coefficient of variation糖酸比Acid-sugar ratio111.85741.91582.39729.12035.341可溶性蛋白质(mg/g) Soluble protein3.6593.2643.4550.1464.226游离氨基酸(μg/100g)Free amino acid39.64510.21225.01212.19948.773Vc (mg/100g)Vitamin C598.220286.100464.124122.43526.380黄酮含量(mg/g)Flavone content19.95013.41015.5542.57416.549单宁(g/100g)Tan0.2140.1220.1440.01812.500果胶物质总量(%)Amount of matter pectin0.1310.0920.1140.01815.789潮土Misture soil单果重(g)Weight of fruit4.9604.0304.5340.4018.844可食率(%)Edible ratio0.8900.8630.8750.0101.143果肉密度(g/cm3)Pulp density1.0860.9061.0400.0777.404可溶性糖(%)Soluble sugar78.11925.66645.10521.91848.593可滴定酸(%)Titratable acid0.9520.6750.8180.10312.592糖酸比Acid-sugar ratio94.68934.08854.28324.29044.747可溶性蛋白质(mg/g) Soluble protein3.6493.2643.4890.1664.758游离氨基酸(μg/100g)Free amino acid35.72319.66124.4236.47626.516Vc (mg/100g)Vitamin C592.440407.480508.05280.56815.858黄酮含量(mg/g)Flavone content24.70016.21020.2343.39316.769单宁(g/100g)Tan0.2370.1140.1910.05126.702果胶物质总量(%)Amount of matter pectin0.1310.0840.1020.02019.608

2.3 不同土壤类型中土壤有效硫、有效硼与灰枣果实品质的相关性分析

由表3显示，灌淤土条件下，可食率与土壤有效硼呈负相关(r=-0.846)，果肉密度与土壤有效硫、有效硼均呈负相关(r=-0.779、r=-0.806)，单宁与土壤有效硫呈现显著正相关(r=0.958)，果胶物质总量与土壤有效硼呈极显著负相关(r=-0.964)，游离氨基酸、Vc与土壤有效硼之间也存在负相关性(r=-0.845、r=-0.858)。

风沙土条件下，单宁与土壤有效硫呈负相关性(r=-0.803)，与土壤有效硼呈正相关性(r=0.785)。

草甸土条件下，游离氨基酸与土壤有效硫呈现显著负相关(r=-0.937)，可溶性蛋白质与土壤有效硫呈正相关(r=0.707)，与土壤有效硼呈负相关(r=-0.850)。

沼泽土中，可溶性糖、糖酸比与土壤有效硫呈正相关(r=0.863、r=0.799)，可溶性蛋白质与土壤有效硫呈负相关(r=-0.782)，可滴定酸、游离氨基酸与土壤有效硼呈负相关(r=-0.815、r=-0.737)。

潮土条件下，果肉密度与土壤有效硫呈显著负相关(r=-0.954)，可食率与土壤有效硫呈负相关(r=-0.768)可溶性糖、糖酸比与土壤有效硫呈极显著正相关(r=0.993、r=0.990)，游离氨基酸与土壤有效硼呈极显著正相关(r=0.992)，Vc与土壤有效硫呈正相关关系(r=0.776)。虽然其他因子之间的相关性未达到显著及以上水平，但枣果果实品质与土壤有效硫、有效硼的含量都存在着一定的联系。

表3 不同土壤类型中土壤有效硼、有效硫与灰枣果实品质相关性分析

2.4 不同土壤类型中土壤有效硫、有效硼与灰枣果实品质多元线性回归分析

将不同土壤类型中土壤有效硫和土壤有效硼作为自变量，分别编号x1、x2…x10，将灰枣果实品质中所测得的12项指标作为因变量，分别编号y1、y2…y12。进行多元线性回归分析，如表4所示。灌淤土中，果肉密度与土壤有效硫、有效硼均呈显著正相关，单宁与土壤有效硫呈显著正相关，果胶物质总量与土壤有效硼呈显著正相关；风沙土中，可溶性糖与土壤有效硫、有效硼均呈显著正相关；草甸土中，可溶性蛋白质与土壤有效硫、有效硼均呈显著正相关，果胶物质总量与土壤有效硫呈显著正相关；潮土中，果肉密度与土壤有效硫呈显著正相关，糖酸比与土壤有效硫呈显著正相关，游离氨基酸与土壤有效硼呈显著正相关；灰枣果实品质未与沼泽土中土壤有效硫、有效硼表现出显著的相关关系。

表4 不同土壤类型中土壤有效硫、有效硼与灰枣果实品质多元线性回归分析

3 讨 论

枣果生长过程中大部分营养来自土壤，果实营养的形成是土壤中众多因子综合作用的结果，土壤中的营养物质含量直接影响枣果的生长发育及枣果品质。硫是植物生长过程中不可缺少的必须营养元素,由于在植物体内硫元素含量仅次于氮、磷、钾而高于其它微量元素，所以人们一般将硫元素称作中量元素[10]。硫与植物的生长发育有紧密的联系，而且影响植物的产量和品质，特别是影响植物的抗逆性(如抗旱等)[11]。土壤中施用硫会导致其pH值降低，pH值降低能够促进土壤中的硫转化、运输与吸收，并提高土壤微量元素的有效性,而土壤中的有效硫又是植物体内硫元素的主要来源[12-13]。微量元素硼，属于类金属元素，所有缺硼的高等植物，其生殖器官的形成均会受到影响，出现花而不孕[14]。与铁、锰、锌、铜等微量元素不同，硼不是酶的组成，不以酶的方式参与营养生理作用，没有化合价的变化，不参与电子传递，也没有氧化还原能力，其只对植物具有某些特殊的营养功能。主要是促进植物体内碳水化合物的运输和代谢，参与半纤维及有关细胞壁物质的合成，促进生殖器官的建成和发育，促进核酸和蛋白质的合成等。缺少硼元素时，不仅蛋白质合成受阻，而且细胞膜重要组份的磷脂蛋白的合成也会受其影响[15]。影响灰枣果实品质差异的因素很多，本研究只是从不同土壤类型的土壤有效硫和土壤有效硼方面入手，探讨影响灰枣果实品质的一种途径。通过比较枣果果实中的各营养成分和不同土壤类型中的土壤有效硫、土壤有效硼的相关关系，了解其中的促进与制约性。

灌淤土种植条件下，枣果的果肉密度与土壤有效硫、有效硼均呈显著正相关，单宁与土壤有效硫呈显著正相关，果胶物质总量与土壤有效硼呈显著正相关。适当增加土壤有效硫、有效硼的含量能够提高枣果的果肉密度、单宁含量和果胶物质总量。单宁是广泛存在于各种蔬菜与水果体内的一类多元酚化合物，在我们日常摄食、饮茶等活动中，都会摄取一定量的单宁，其抗营养特性与人体的健康有着密切的关系，单宁与唾液蛋白质的结合达到一定程度时会产生涩味的感觉，吃某些水果(柿子、苹果)或饮茶时的涩口感即是这种反应的体现，但并不是单宁含量越高，涩味就越强，这二者之间并不一定呈线性正相关关系[16]。枣果中的单宁含量是否也满足这种关系，有待进一步研究。

风沙土种植条件下，可溶性糖与土壤有效硫、有效硼均呈显著正相关。该土壤容重小，表面含沙而多孔，下层土质精密、松软，上沙下黏，具有良好的通透性，但是其缺点是土壤肥力较弱，土壤矿物质含量不丰富[17]。增加土壤中的有效硫、有效硼含量有助于提高枣果中可溶性糖的含量，进而影响糖酸比，糖酸比越高，则枣果的风味约适口。从分析结果来看，风沙土条件下，枣果的平均糖酸比为56.623，口感风味达到酸甜适口[18]。

草甸土种植条件下，可溶性蛋白质与土壤有效硫、有效硼均呈显著正相关，果胶物质总量与土壤有效硫呈显著正相关。增加土壤有效硫、有效硼的含量可以提高枣果中的可溶性蛋白质含量，而可溶性蛋白质含量的增加，有助于作物在低温环境下生存以及果实的低温保存。土壤有效硫的增加，还会提高枣果中的果胶物质总量。果胶物质主要以原果胶、果胶、果胶酸等3种不同的形态存在于果实组织中，在植物细胞间有接着剂的作用，并对植物组织的强度和密度有影响[19]。

潮土种植条件下，果肉密度与土壤有效硫呈显著正相关；果实糖酸比与土壤有效硫呈显著正相关，平均糖酸比达到54.283，口感风味达到酸甜适中，适当增加土壤有效硫的含量对提高枣果品质有一定的帮助；游离氨基酸与枣果品质和特殊风味的呈现有关，游离氨基酸含量的变化还会影响到枣果组织的生理生化代谢，其与土壤有效硼呈显著正相关，适当提高土壤有效硼的含量，对提高游离氨基酸的含量有一定帮助。

4 结 论

在不同土壤类型条件下，土壤有效硫、土壤有效硼均与枣果中不同成分指标呈现不同的相关性。综上分析结果表明，土壤中的有效硫、有效硼含量对灰枣果实营养成分的积累及提升枣果品质是有一定的帮助。在枣树的种植过程中，可以通过科学有效的田间管理，伴随常规施肥措施同时针对不同土壤类型中有效硫及有效硼含量的差异，进行人为改善，以帮助灰枣果实品质的提升。