苹果园土壤养分与果实营养品质的多元分析

王胜永,谭雪红

苹果园土壤养分与果实营养品质的多元分析

王胜永1,谭雪红2

1. 徐州生物工程职业技术学院, 江苏 徐州 221006 2. 徐州工程学院, 江苏 徐州 221000

为研究土壤养分对苹果园果实品质的影响，为优化施肥方案提供科学依据，对江苏丰县苹果园土壤养分和果实品质进行了调查，并对主要土壤进行了调查。采用SPSS软件进行相关分析和回归分析，探讨影响果实品质的营养因素。结果表明，土壤养分与果实营养品质呈正相关，但可滴定酸与总钾、VC含量、可溶性糖和可溶性蛋白呈负相关，与其他矿质元素呈正相关。果实中VC、可溶性糖和可溶性固形物含量主要受速效钙、速效硼和速效锌的影响，可滴定酸主要受总氮、总钾和碱解氮的影响。因此，施用有机肥，增加土壤有机质含量，合理施用钾、有效钙和有效硼，是提高江苏省丰县苹果果实品质的重要措施。

苹果; 果园土壤; 果品分析

在相关农业政策的支持下，苹果产业获得了巨大的发展时机，但受土地资源的约束，苹果的整体质量不能满足产业可持续发展战略的需求[1,2]。土壤是苹果生长的基础，肥沃的土壤有助于提升苹果产量和品质，对我国苹果产业的健康发展具有重要作用。张娟娟等[3]研究认为在弱酸性土壤中，增施有机肥、锌肥、钙肥能够显著提升马家柚的品质。黄霄等[4]研究认为肥沃的土壤能够增加叶片和果实中矿质元素的含量，对枇杷果实品质的提升具有重要作用。通过实验对比得知，无论是矿质元素，还是土壤养分，对于果实质量起着突出的影响效应，同时这也是对前者的作用体现[5-9]。就土壤有机质而言，对于果实矿质含量的提升起着积极促进作用，且土壤养分含量对于果实质量的提升起着关键作用，其相关性尤为突出，但不同的养分因子所产生的作用有所差异[10-12]。由于不同地区间土壤差异较大，立足江苏省果园土壤条件，深入研究苹果园土壤养分与果实矿质营养的相关关系具有重要意义。为了开展实证研究分析，特选择徐州地区20个苹果园作为研究对象，探究土壤养分对果实质量的作用机理，并对其相关特点开展对比分析，同时为了探究其线性关系，特开展回归分析，对土壤养分因子的作用机理加以探究，分析其与果实质量之间的关系，以便为果园开展科学施肥提供有益参考。

1 材料与方法

1.1 试验地区基本情况

试验在徐州市丰县进行，该地属于暖温带半湿润季风气候区，年均气温15 ℃，无霜期200 d左右，年降雨量630 mm左右，四季分明，日照充足。丰县属黄泛冲积平原，土壤肥沃，盛产优质苹果，拥有果树面积33 350 hm2，被誉为“红富士之乡”、“苏北果都”。

1.2 试验材料的采集

试验在徐州市丰县选取20个管理水平中等偏上的10-15a生苹果园，单个果园面积不低于0.2 hm2，栽培品种为“烟富8号”，栽培密度为3 m×5 m。每个果园定点选择3株果树，重复3次，分别2018年9月和2019年9月采集土样和果实样品。

土壤采集方法：在开展土壤养分测定过程中，在树干周围采集土样，以树干为中心点，方圆1.2 m四周取样，取样深度达到40 cm，首先将采集的土样进行去杂处理，然后进行混合处理，针对各个处理样地，采取“四分法”进行取样，同时留存1000 g土样，便于后续开展指标测定。

果实的采集方法：以土壤采集点的苹果树为果实采摘树，针对各个果园进行60个果实采集，之后带回实验室，用去离子水洁净后切成小块，用于测定果实内养分含量。

1.3 测定项目与方法

土壤养分指标的测定[13]：将备用土壤过2 mm筛，对于有机质、全氮、全磷的测定分别借助于重铬酸钾法、定氮法、比色法进行测定，对于碱解氮、速效磷、全钾含量的测定采取碱解扩散法、钼锑抗比色法、光度法进行相应的测定，醋酸铵浸提火焰光度法测定土壤速效钾的含量，采用中性乙酸铵浸提一原子吸收光谱法和二乙三胺五乙酸（DTPA）浸提一原子吸收光谱法测定硼、铜、铁、锌和锰的含量。

果实品质测定[14]：首先需要对果实进行磨碎处理，之后开展对可溶性糖分、Vc含量的测定，本研究分别采用蒽酮法、滴定法进行，对于固形物含量的测定采取糖度计测定，对于可滴定酸含量的测定采取中和滴定法。

1.3 数据统计与分析

对所采集的数据进行整理，本研究借助于Excel 2007开展分析，同时进行图表的展示，以更为突出醒目，此外在开展方差分析过程中借助于SPSS 19.0软件。

2 结果与分析

2.1 果园土壤养分与苹果品质基本状况

表 1 苹果果园土壤养分概况

注：不同小写字母表示差异显著(<0.05)，下同。

Note：Different lowercase letters represented significant difference (<0.05). The same as below.

通过对表1的分析发现，对于不同果园而言，无论是有机质、钾及全钾，还是速效氮、磷和锌等土壤养分，其含量的差异尤为突出，对于整个果园而言，其平均的有机质含量达到了19.6 g/kg，对于土壤全氮、全磷和全钾而言，其含量分别达到了1.4、1.2、13.9 g/kg，对于速效氮、磷、钾而言，其含量分别达到了97.2、171.1、224.5 mg/kg，对于土壤有效钙、铁、锌而言，其含量分别达到2.3、20.8、7.1 mg/kg，与其他地区同类水果种植区相比，全氮及有效钙的含量并不高，且差异尤为突出[15]，而无论是全钾、速效磷，还是速效钾和有效铁，其含量较同类地区明显较高[1,2,5]。

表 2 苹果果实品质基本情况

对于苹果品质的衡量，不仅能够从Vc、可溶性糖含量方面对比，还可以从可溶性固形物含量和可滴定酸含量方面入手。

由表2可知，不同果园苹果的品质差异较为明显，其中以可溶性固形物含量最为显著，最大值为15%，最小值为6.62%，平均值为12.60%。苹果平均Vc含量、可滴定酸含量和可溶性糖含量分别为5.77 mg/100g、0.53%、10.43%，显著高于国家鲜苹果标准。

2.2 土壤养分与果实品质指标的相关性

表 3 土壤养分含量间的相关系数

注：**表示相关性达极显著(< 0.01)水平；*表示相关性达显著(< 0.05)水平。下同。

Note: **stands for significant difference at< 0.05 level, * for significant differentce at< 0.01 level. The same as below.

通过对表3的分析不难发现，土壤养分之间并不是孤立存在的，其相关性较为明显，无论是全氮，还是有效铁及有效硼，其均与有机质呈现突出的正相关，且通过了0.01显著检验，相关系数均在0.69以上；而对于速效钾和速效钙而言，其与全钾之间的正向相关也较为突出，相关系数均在0.7以上，且通过了0.05显著检验；对于全氮及全钾而言，二者与有机质之间的相关系数均在0.6以上，且通过了0.05显著检验；对于全钾、有效钙及有效锌而言，其与全氮之间的相关系数均在0.6以上，且通过了0.05显著检验；有效钙与速效钾及有效铁之间的相关系数也均在0.6以上。

表 4 苹果品质与土壤养分的相关系数

由表4可知，苹果营养品质与土壤养分之间存在一定的相关性。果实Vc含量与土壤全氮（=0.414）、全钾（=0.473）、有效钙（=0.441）的相关性显著，与有效锌（=-0.492）和有效硼（=0.551）的相关性极显著；可滴定酸与土壤有机质（=0.410）、全氮（=0.477）、全磷（=0.419）、有效钙（=0.491）的相关性显著；可溶性糖含量与全钾（=0.518）、有效锌（=-0.515）的相关性极显著，有效硼（=0.483）相关性显著；果实可溶性固形物含量与土壤有机质（=0.428）、有效铁（=0.393）、有效硼（=0.469）的相关性显著，与全钾（=0.449）、有效钙（=0.513）的相关性极显著。

2.3 影响果实品质指标的土壤养分因子的多元分析

表 5 果实品质与土壤养分的回归方程

对于土壤养分而言，其并不是孤立存在的，其交互作用尤为突出，共同作用于植株生长，不仅制约着其长势，还对其品质产生突出作用，仅仅通过相关分析并不能深入反映养分的作用机理，还需要开展多元分析，开展量化研究[16]。采用“进入”方法，建立多元线性回归方程（表5）。此方法下的回归的显著检验Sig<0.05，回归程度显著。由表5可知，果实的营养品质与土壤养分存在一定相关性，且从回归方程系数和正负效应可知不同土壤因子对果实品质的影响程度和正度效应。果实Vc与土壤有效钙、有效锌和有效硼关系密切，且与有效锌的影响为负相关；果实可滴定含量与全氮、全钾和碱解氮关系密切，对于可溶性糖及固形物而言，其明显受制于有效钙及锌的作用，其相关性尤为突出，且与有效锌之间的负相关尤为突出。

3 讨 论

土壤是果树赖以生存的基础，土壤的养分含量、理化性质、微生物含量和土壤酶活性等众多土壤环境决定着苹果果实生长发育和品质[17]。与其它地区果园土壤养分含量报道相比，对于丰县果园而言，与其他地区同类水果种植区相比，全氮及有效钙的含量并不高，且差异尤为突出，而无论是全钾、速效磷，还是速效钾和有效铁，其含量较同类地区明显较高。对于有机质而言，作为土壤养分的关键部分，对于其活性及肥力施加无可替代的关键性作用。本研究中土壤有机质和全氮（=0.691）、有效铁（=0.796）、有效硼（=0.741）之间的相关性极显著，与全钾（=0.614）相关性显著，与其它土壤养分指标均呈正相关，说明增施有机质能够提高土壤养分含量[18]。微量元素是参与植物光合作用及碳水化合物运转的重要元素，虽然需求量很小，但其作用不可忽视。研究表明土壤微量元素对提高果树产量和品质具有直接作用[19]。本研究发现有机质对微量元素含量增加效果更明显，表现为有机质与有效钙（=0.574）、有效铁（=0.796）、有效锌（=0.538）、有效硼（=0.741）的相关系数（值）明显高于有机质与全磷（=0.528）、速效磷（=0.509）、速效钾（=0.493）的相关系数（值）。说明土壤微量元素除受土质影响较大外，受土壤有机质含量的影响较为明显。

苹果的整个生长周期中，对氮、磷、钾的需求量大，研究表明，增施氮、磷、钾三大元素有助于增加苹果的产量，改善果实品质。通过持续观测研究分析得知，土壤养分之间并不是孤立存在的，其相关性较为明显，无论是全氮还是全钾，其均与果实Vc含量呈现突出的正相关；无论是全氮、全磷，还是有机质，其均与可滴定酸呈现突出的正相关，且通过了0.05显著检验；而对于速效钾和速效钙而言，其与全钾之间的正向相关也较为突出，且通过了0.05显著检验；对于全氮及全钾而言，二者与有机质之间的相关通过了0.05显著检验；对于全钾、有效钙及有效锌而言，其与全氮之间的相关通过了0.05显著检验，这与王小龙[20]学者的研究结果基本一致。

本研究通过多元分析的方法，进一步研究了果实品质与土壤养分含量之间的关系。苹果果实可滴定酸含量主要受土壤全氮、全钾和碱解氮含量的影响，而果实Vc、可溶性糖和可溶性固形物的含量主要受有效钙、有效锌和有效硼的影响。通过研究得知，有效锌对于果实品质的提升起着较为突出的抑制作用。

4 结 论

果实品质特性是土壤养分的诸多因子共同作用的结果，只有充分研究果园土壤养分含量和供应能力，才能优化果园施肥方案，提高果实产量和品质[7,21]。本研究数据显示，微量元素是影响丰县果实品质的关键土壤养分因子，这与该地区土壤养分水平较高，偏施氮磷钾化肥有关。因此增施有机肥，提高土壤有机质含量和微量元素含量，对提高苹果果实品质具有重要意义。本研究仅是理论值，生产中还需根据土壤养分水平，优化施肥方案，使有机肥和化肥配合施用，才能促进苹果种植产业的可持续发展。

[1] 韩建,霍增起,尹兴,等.太行山南部苹果园土壤养分特征及其与果实品质关系的多元分析[J].河北农业大学学报,2018,41(5):69-74

[2] 张强,李民吉,周贝贝,等.两大优势产区‘富士’苹果园土壤养分与果实品质关系的多变量分析[J].应用生态学报,2017,28(1):105-114

[3] 张涓涓,杨莉,刘德春,等.土壤养分状况与马家柚果实品质相关性的多元分析[J].经济林研究,2015(4):25-31

[4] 黄霄,王化坤,渠慎春,等.江苏东山山地枇杷果实品质与果园土壤、叶片和果实矿质元素的关系[J].西北植物学报,2019,39(4):692-701

[5] 张强,魏钦平,刘旭东,等.北京昌平苹果园土壤养分、pH与果实矿质营养的多元分析[J].果树学报,2011,28(3):377-383

[6] 兰子汉,姚智,陈瑞州,等.陵水芒果园土壤养分、pH与果实矿质营养的状况分析[J].热带作物学报,2018,39(3):426-432

[7] Neilsen D, Neilsen G. Nutritional effects on fruit quality for apple trees [J]. New York Fruit Quarterly, 2009,17(3):21-24

[8] 肖杰,熊康宁,李开萍,等.喀斯特石漠化治理区不同地形土壤养分与刺梨果实品质相关分析[J].江苏农业科学,2019,47(14):143-147

[9] 马亚平,曹兵,王艳.灵武长枣土壤养分与果实品质间的相关性分析[J].经济林研究,2017,35(4):105-111

[10] 刘同祥,龚榜初,徐阳,等.‘次郎’甜柿土壤养分、叶片养分与果实品质的多元分析及优化方案[J].林业科学研究,2017,30(5):812-822

[11] 孔婷婷,刘爱华,张静文,等.石榴园土壤养分与果实品质的多元分析[J].河南农业大学学报,2017,51(3):318-323

[12] 张静文,岳朝阳,刘爱华,等.新疆玛纳斯葡萄土壤养分与果实品质关系多元分析[J].西南农业学报,2017,30(7):1606-1611

[13] 鲍士旦.土壤农化分析[M].北京:农业出版社,1999:178-200

[14] 叶尚红,张志明,陈疏影,等.植物生理生化实验教程[M].昆明:云南科技出版社,2004

[15] 张强,魏钦平,刘惠平,等.苹果园土壤养分与果实品质关系的多元分析及优化方案[J].中国农业科学,2011,44(8):1654-1661

[16] 涂常青,王开峰,温欣荣,等.沙田柚主产区土壤养分状况与果实品质关系初探[J].中国生态农业学报,2009,17(6):1128-1131

[17] 宋少华,刘勤,陈卫平,等.甜柿土壤养分与果实品质关系多元分析及优化方案[J].南京农业大学学报,2015,38(6):915-922

[18] 哈地尔·依沙克,马合木提·阿不来提,木合塔尔·扎热,等.骏枣果园土壤养分对果实品质的影响[J].西北林学院学报,2017,32(6):140-144

[19] 樊卫国,叶双全.花期喷硼对刺梨果实产量及品质的影响[J].中国南方果树,2016,45(4):111-113

[20] 王小龙,张正文,钟晓敏,等.不同施肥对酿酒葡萄果实产量和品质的影响[J].中国南方果树,2020,49(2):107-113

[21] 卢晓鹏,李静,曹雄军,等.湘西椪柑园土壤pH值和树龄与土壤养分及果实品质的关系[J].中国南方果树,2015,44(1):21-25

Multivariate Analysis of Fruit Qualities and Soil Nutrients in Apple Orchard

WANG Sheng-yong1, TAN Xue-hong2

1.,221006,2.,221000,

In order to study the effect of soil nutrients on fruit quality in Apple Orchard, and to provide a scientific basis for optimizing fertilization scheme, the soil nutrient and fruit quality of Apple Orchard in Feng County, Jiangsu were investigated, and the main soil nutrient factors affecting fruit quality were discussed by using SPSS software for correlation analysis and Regression analysis. The results showed that soil nutrients were positively correlated with fruit nutrition quality, except titratable acid was negatively correlated with total potassium, VC content, soluble sugar and soluble protein, and positively correlated with other mineral elements. The contents of VC, soluble sugar and soluble solids in fruits were mainly affected by available calcium, available boron and available zinc, and titratable acid was mainly affected by total nitrogen, total potassium and alkali-hydrolyzed nitrogen. Therefore, it is an important measure to improve apple fruit quality in Feng County, Jiangsu Orchard to apply organic fertilizer, increase organic matter content in soil, and apply potassium, effective calcium and effective boron properly.

Apple; orchardsoil; fruit quality analysis

S155.4+1

A

1000-2324(2022)01-0024-05

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.01.004

2021-04-24

2021-05-17

2021年江苏省科学技术厅苏北科技专项先导性项目(SZ-YC202129);徐州市科学技术局重点研发计划(现代农业)项目(KC17063)

王胜永(1970-),男,硕士,副教授,主要从事果树生理与栽培工作. E-mail:wsyxzsw@163.com