“阳光玫瑰”叶片矿质元素含量测定及黄化原因分析

师守国，牛民泽

(运城学院 生命科学系，山西 运城 044000)

葡萄是葡萄科(Vitaceae)葡萄属(VitisL.)的一种常见落叶木质藤本植物，是一种浆果类果树。阳光玫瑰(ShineMuscat)葡萄，又叫夏音玛斯卡特，是近年来从日本引进来的一种欧美杂交新葡萄品种，是由日本人在果树试验基地用安芸津21号×白南杂交培育而来，从1990年代开始在日本各县农场进行试种，2006年3月在日本进行了新品种的注册，2009年引进中国[1]。近年来，随着国家对农业的大力扶持和农业现代化的普及，运城市阳光玫瑰的种植面积不断扩大，随着种植面积的扩大和果实的品质和抗逆性的提高，果实增产、增收也成了人们需要考虑的问题，这就需要预防一些病害的发生，特别是黄化病，黄化病一旦发生会严重影响果实的质量和品质。

黄化病又叫黄叶病，通常指的是植株生长发育中因缺少某些植物所必须吸收的营养元素而造成的黄化现象[2]。黄化病是农作物和果树中最常见的一种病害，它广泛存在于各种植物中，如桂圆、大豆、黄瓜、苹果、葡萄、柑橘等。当植物出现黄化的时候，第一个症状就是在生长期新梢的叶脉间失去了绿意，叶脉呈现出淡黄色或淡绿色；黄化严重时，叶片卷曲、干枯，部分叶片出现棕色斑点，叶片全部变黄。由于缺乏矿质元素，影响了叶绿素的合成，使叶片中的叶绿素难以从老叶向新叶片中迁移，造成营养缺乏，从而使植株新梢产生枝条纤细、坐果率低、抗逆性差等现象，不仅造成果实品质降低，产量下降，而且对次年的生产也有不利的影响。因此对黄化病的研究得到了很多人的重视。

黄化病主要分为生理上的黄化和病理上的黄化，病理上的黄化是指植物地上、地下部分被病原体入侵而引起的黄化现象。植原体的病害统称为黄化，包括植株的黄化、矮化、丛枝等，而植原体的病害则以嫁接、菟丝子、昆虫等为主要的传播媒介，当病株的黄化时，会从主枝的一侧向上生长，如果病情较重，则会导致整个植株的叶子黄化；生理性黄化是指植株在生长过程中缺乏矿物元素，或体内矿物质营养平衡失调，而叶片则是黄化症状最明显的器官。

葡萄叶片黄化程度划分参考晁无疾[3]的方法大致可分为四个等级，根据叶片黄化程度依次为正常叶、轻度黄化叶、中度黄化叶和重度黄化叶，以下是详细等级标准，见表1。

表1 葡萄叶片黄化病等级标准

Cubareva等(1984)和Rauta等(1984)均认为，随着土壤中钙离子活性的逐步增加，葡萄叶片的失绿率也会增加；Fardosl等(1984)对成年葡萄叶片黄化现象进行了研究，结果表明：霜冻会抑制新梢的生长，导致叶片中的锌、铜、铁、锰等元素的积累，同时也会导致根系中的锌含量增加，这种情况下，不是铁的缺乏，而是铁、锌、锰、铜的综合作用，也有可能是由于温度降低了某些酶的活性，阻碍叶绿素生成的因素；陈星黎(1991)在北京团河农场观测了一批黄化的葡萄，结果显示，在5月中旬之前，尚未有新的根系出现，直至一个月后才能发芽；1991年春季，孔庆山对宋碧葡萄园进行了黄化处理，结果表明，在黄化严重的开花期，没有发现新根。因为叶子的生长速度太快，开花的时候需要大量的营养，而根系却没有吸收的能力，这就是叶子枯萎的原因；陈星黎(1988)、Murisier(1989)和Perret(1991)均认为，导致这些根系和叶片的生长失衡，是因为第一年果实过多，导致枝条生长不充分，储藏养分不足，再加上春季温度上升较快，地面温度较低，导致表层新根出现较晚[4]。

阳光玫瑰叶片黄化是运城葡萄生产中普遍存在的一种重要病害，不但会影响葡萄的品质，还会减产，甚至绝收，黄化病在葡萄的其他品种及其他果树上也普遍发生。该病对葡萄质量和产量的负面影响，严重影响了广大果农的生产积极性，也严重威胁着运城葡萄产业的健康发展。针对该问题，本文以研究不同黄化程度阳光玫瑰叶片矿质元素的测定为主来分析因缺素导致的黄化病的发病机理，为合理的施肥提供基础，实现果树养分的相互平衡，为黄化病的矫治技术提供理论依据。

1. 实验材料及方法

1.1 实验材料

1.1.1 样品采集

阳光玫瑰叶片采集于运城市盐湖区贵家营村的阳光玫瑰种植基地，叶片采收后,放入-20℃的冰箱保存，备用。

1.1.2 仪器、药品和试剂

仪器:TAS-900 AFG型原子吸收分光光度计(北京普析)；水浴锅；电子分析天平；干燥箱等；

药品和试剂：待测元素钾、钙、镁、铁配制标准液时的药品氯化钾、碳酸钙、硫酸镁和氧化铁；盐酸；三氯化铁；水为超纯水。

1.2 实验方法

1.2.1 混合标准液的制备

1.钾标准液的配制：准确称取KCl 0.1923 g，加热灼烧，无爆裂声，冷却至室温后，放在锥形瓶中，溶于少量水后，移入1000 ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，贮备液含钾100 mg/L；2.钙标准液的配制：称取0.2497g预先在105-110℃干燥至恒温的碳酸钙(CaCO3)于300 ml烧杯中，加入20 ml水，然后滴加盐酸至完全溶解，再加入10 ml盐酸，煮沸除去二氧化碳，移入1000 ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，贮备液含钙100 mg/L；3.准确称取1.0127 g硫酸镁(MgSO4·7H2O)，加入20 ml水、慢慢加入20 ml盐酸，待溶解完全后，加热煮沸，冷却后移入1000 ml容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀，此溶液1 L含有100 mg镁；4.准确称取0.1430 g氧化铁，加入10 ml硝酸溶液慢慢加热并滴加盐酸助溶，至完全溶解后加纯水至1000 ml。

取100 mg/L的待测元素标准液分别用1 mol/L的盐酸溶液稀释并配制成相应浓度的混合标准夜系列，浓度见表2。

表2 标准液稀释后的浓度

1.2.2 待测液制备

将采集的葡萄叶片用超纯水浸泡数分钟，然后用稀释的洗洁精对采集的叶片进行清洗，洗去其表面的农药、杂质、有机物，用超纯水淋洗叶片表面，按表2的标准吧叶子分为黄化叶和正常叶，分别置于65℃烘箱烘烤至叶片干透无水分，冷却取出，用研钵研碎至细粉，过筛，准确称取不同黄化程度的叶片分别0.5 g放入100 ml锥形瓶中。加入50 ml的1 mol/L的盐酸，放入60℃的水浴锅里水浴加热1小时，水浴加热期间每隔十几分钟进行一次振荡，水浴加热后冷却至室温(20℃)，沉降，过滤，分别抽取滤液2 ml，加5%三氯化铁1 ml，超纯水定容50 ml后摇匀钾、钙、镁、铁四种元素。

1.2.3 不同黄化程度阳光玫瑰叶片矿质元素的测定

标准溶液测定：待仪器预热等一系列准备工作完成以后，将标准溶液浓度由低到高注入原子吸收分光光度计中，测定待测元素的含量，测定结果如下：

表3 镁元素标准液测定结果

表4 钙元素标准液测定结果

表5 铁元素标准液测定结果

表6 钾元素标准液测定结果

试验溶液测定：将试验溶液分别注入原子吸收分光光度计发射光谱仪中，正常叶、黄化叶的各元素测定结果如下：

表7 样品中各元素的测定结果

1.2.4 数据分析

试验数据用Microsoft Excel2010进行数据计算，将被测元素的标准溶液浓度作为横坐标，并将其解析谱线的吸收度反应值作为纵坐标，画出了一条标准曲线，得到了以下的回归公式：

表8 各元素回归方程及相关系数

2. 结果与分析

2.1 不同黄化程度阳光玫瑰叶片矿质元素含量对比

采用原子吸收光谱法测定不同黄化程度叶片中所含镁、铁、钙、钾等四种矿质元素的含量，把测定的各响应值的平均数带入对应回归方程中得结果如下：

表9 叶片中各元素的含量

如上表结果显示，黄化叶的钾、钙的含量都高于正常叶的含量，铁和镁的含量低于正常叶，且正常叶片中镁元素的含量适量，黄化叶含量低量；铁的含量都高于正常根据表9各元素的含量，结合表10中国葡萄叶片营养分级标准得到样品中各矿质元素的分布状态，结果如表11所示。

表10 中国葡萄叶片营养元素分级标准

表11 样品中矿质元素的状态

2.2 叶片矿质元素与黄化相关性分析

从表11可以看出，黄化叶和正常叶钙的含量都在正常范围内，所以土壤中钙的含量是比较适合葡萄生长的，但是，黄化叶的钙离子浓度比正常叶的高，这一结果与Cubareva等(1984)和Rauta等(1984)的表述一致；黄化叶和正常叶的钾元素都较低，可以通过施用含钾元素的肥料，增加土壤中钾的含量，根据离子拮抗作用，钾的含量也不能过多，钾肥过量的话，易引起浓度失调，导致植株发生病虫害，进而引起土壤、植株体内钙、镁、硼等阳离子养分的拮抗。严重时会导致叶片黄化，过量施用钾肥往往会造成减产；黄化叶中镁元素的含量较低，正常叶中适量，所以要适当增加土壤中镁元素的含量；黄化叶和正常叶中铁元素含量都比较高，逐步提高土壤矿物元素的品质，可以提高阳光玫瑰对矿物元素的合理吸收，提高叶片元素的含量，让叶片黄化程度得到有效控制。综合上表的矿质元素状态，再结合前人得出的结论分析该样品叶片黄化的原因可能是：

(1)叶片中缺钾元素，钾元素对于植物生长很关键，并且在许多的代谢过程中都有作用如果缺少钾肥的话，会导致植物的老叶叶缘处开始发黄，植物容易发生倒伏；

(2)叶片中缺镁，镁是叶绿素的构成元素，是很多酶的活化剂，在光合作用反应中起催化作用，缺镁就会影响光合作用的发生，从而影响叶绿素的合成，造成叶片失绿；

(3)根系生长和枝叶生长不平衡，由于枝叶的旺长，加上开花消耗大量养分，而根系却没有足够的能量来吸收，储存营养不良，所以叶子就会黄化。

3. 讨论

黄化病是葡萄常见的生理疾病，大多数由于缺少矿质元素而引起的，在世界各地区都有发生,尤其是在葡萄生长的高峰时期，由于叶子变黄，无法进行正常的光合作用,导致葡萄生长发育受到了极大的限制，不仅会使葡萄当年果品的产量和品质明显下降,还会影响当地第二年葡萄产业的发展。如果不及时采取有效的控制对策的话,后果可想而知,会严重影响果农的积极性。由此可见,葡萄缺素黄化是对葡萄产量和品质产生不良影响的很大障碍,所以，葡萄素黄化是当前发展葡萄生产亟待解决的问题。由某些矿质元素的缺乏或过量而引起的黄化病作为阳光玫瑰生产上的一种常见的病害，在我国葡萄种植区均有发生，且危害十分严重。近年来葡萄产业迅速发展，种植面积不断扩大，黄化病的危害涉及的面积更加广泛。

在本实验中，选择了两种黄化程度的阳光玫瑰叶片矿质元素进行测定，通过对两种叶片中所含钙、铁、镁、钾等四种矿质元素含量对比分析，与中国葡萄叶片营养元素分析标准进行比较，得到样品中矿质元素的状态，黄化叶中镁、铁元素含量都低于正常叶片，钙和钾的含量都高于正常叶片，有利于通过有效营养肥来防治黄化病的发生。

葡萄叶片黄化病的发生与矿质营养(土壤矿质元素、叶片矿质元素等)、环境因子(光照、温度、水分等)、栽培管理(施肥不当或不足、灌溉方式不当等)有关，种植葡萄通过合理施肥，可以使叶片矿质元素含量相平衡，本文研究不同黄化程度阳光玫瑰叶片矿质元素含量分析，首先，由于采集样品的地方有限和实验条件有限，且其他矿质元素含量有待进一步研究，其次，叶片黄化程度划分不明确；还有，由于条件限制本次实验没有测其他相关指标，没有分析引起叶片黄化的其他原因，如品种间的差异、叶绿素含量、药害、地形以及气候条件等。因此，本实验仅为目前研究的阳光玫瑰种植、合理施肥，以达到叶片矿质元素含量均衡，减弱黄化病的发生提供理论依据。

葡萄叶片发生黄化现象有多种，主要有药害、肥害、病害和缺铁性黄化等。要从葡萄黄化的特征入手，找出造成黄化的原因，并制定相应的控制措施。根据本实验得出来的结论，总结了以下5种防治措施：

(1)要合理施用肥料，前期N为主P次之，适当喷施Mg、Fe、Ca等中微量元素，增强植物的生命力，促进其生长，并保证其生长所需的营养。

(2)在培育目标上，控制产量、减少负重、相对增加养分积累、加强整形、开花管理等方面。

(3)利用嫁接苗建园，为增强葡萄的抗逆性，选择抗砧3号、3309 M等抗盐碱能力强的砧木对阳光玫瑰进行嫁接，用嫁接苗建园，以增强阳光玫瑰葡萄的抗逆性，减少黄化现象的发生。

(4)强化病虫害防治，防止叶片受到伤害，确保光合作用；通过改善葡萄植株的生长和抗逆性，维持其正常的根系吸收，减轻黄化现象的发生。

(5)采用生草制，避免清耕法，减少对葡萄根系造成的伤害。