油橄榄叶果营养元素动态及其相关性

戴前莉，朱恒星，黄飞逸，卢 敏，陈本文，陈 琴，管运峰，尹思琴，祝元春

（1重庆市林业科学研究院，重庆 400036；2重庆市沙坪坝区农业技术服务中心，重庆 400030；3重庆市巴南区桥口坝林场，重庆 401320；4重庆瀚业园林工程有限公司，重庆 400036）

0 引言

油橄榄(Olea europaeaL.)，为木犀科(Oleaceae)木犀榄属(Olea)植物，一般为灌木或小乔木，四季常绿[1]。被誉为“液体黄金”的橄榄油是倡导的地中海式健康饮食的重要组成部分，油橄榄也因此被引种栽培至世界各个适生区[2-3]。1964年，中国开始规模化引入油橄榄，至今已有57年的历史，目前国内各产区种植面积已达7.3万hm2，约3200万株，年产鲜果3万t，初榨橄榄油约5000 t[4]。重庆地区作为中国油橄榄的主要适生区之一，栽培面积和鲜果产量都呈逐年增加趋势[5]。50多年以来，从事油橄榄相关的科研工作者在良种选育[6-7]、丰产栽培[8]、适生区划[9]、果实品质[10-12]、油品质量[13-15]、果渣应用[16-17]、产业化发展[18-19]等方面的研究工作取得的进展大大推动了国内油橄榄产业的发展。然而，在油橄榄叶、果营养元素的分配动态和分配规律方面的研究相对不足，且实际生产中肥料种类、施肥时间、肥料使用量等操作不当，导致很多油橄榄园开花坐果不良、落叶落果，丰产性难以体现。

充足的矿质营养供给是树体生长发育、果实产量形成和品质形成的物质基础[20]。叶片是植物光合同化作用制造养分供开花、结果及其生长发育的主要器官，同时也是整个植株对所处生境及土壤矿物质营养变化反应最敏感的器官之一。叶片的营养状况直接反映了植株对其根系所处土壤环境中矿物质营养的吸收利用状况。利用生长中叶片中矿质元素的检测和对比分析结合生长发育状况可对树体潜在的营养状况进行综合诊断，进而达到指导配方施肥，合理管护，科学管理的目的[21]。国内学者对油橄榄叶片和果实矿质元素含量及叶片的营养诊断研究相对较少，少数在土壤养分分析方面[22-25]。FERNANDEZ等[26]认为油橄榄在开花期到果核硬化期对元素N需求量最大，后呈逐渐下降趋势。元素P因参与植物细胞分裂、组织分化、碳水化合物的利用、光合同化反应等重要过程，在果实膨大期有较大需求。元素K是易流动元素，在油橄榄树体各部位水平不稳定，但K能增强树体光合作用，促进碳水化合物的代谢及合成，增强树体对逆境的抵抗能力，需求也较高。元素Ca是植物细胞壁的重要组成元素，油橄榄树体对缺Ca非常敏感；但一般情况下，生产中常用石灰调节油橄榄园土壤酸碱度和树干刷白防虫，因此通常不缺元素Ca。元素Mg是叶绿素的重要组成部分，在油橄榄花芽分化过程中起重要作用，并能提高果实产量和品质[28]。其他果树树种研究上，徐慧等[29]研究表明，矿质元素协同调控苹果的膨大生长和果品品质。阎永齐等[20]认为猕猴桃叶片、果实、叶片-果实间的矿质元素含量在其果实发育期存在普遍的显著相关性。

综上所述，开展油橄榄果实发育期叶、果营养元素动态变化研究，分析果实中矿质元素与果实发育的关系，以期为油橄榄树体合理施肥和丰产优质栽培提供理论依据具有现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验点在重庆市合川区隆兴镇峨眉村油橄榄种植园(106.06°N，30.20°S)，海拔325 m。亚热带季风气候，多年平均气温18℃，1月平均气温10℃，极端最低气温0～-1℃；7月平均气温32℃，极端最高气温43℃；平均气温年较差25.2℃；生长期年平均100天，无霜期年平均280天，最长300天，最短260天；年平均日照时数1200 h；年平均降水量1100 mm，最大雨量1450 mm，最少雨量720 mm，降雨集中在每年5—9月。

1.2 试验材料

选择油橄榄品种‘豆果’(Arbequina)为试验材料，树龄7年，栽植株行距为3 m×4 m。

叶片和果实采样时间为2019年6月17日至10月22日。定株选择种植园内树势一致，无病虫害的3株油橄榄树，随机采集结果枝中部不同方位的成熟健康叶片和果实若干。采样果实为油橄榄自由授粉子代。

1.3 试验方法

将采集的叶片和果实样品低温下迅速带回实验室，依次用自来水—0.1%洗涤剂溶液—自来水—去离子水漂洗干净。叶片和去核的果肉于105℃恒温杀青30 min后，90℃烘干至恒重，用不锈钢粉碎机粉碎，置于玻璃干燥器中保存待测。

每次随机选取20个油橄榄果实，用游标卡尺分别测量不同时间点采集样品的纵、横径；用千分之一天平测量果实质量。

K、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe、Zn、P元素测定用硝酸—盐酸—高氯酸消煮—ICP法测定。N元素采用凯氏定氮法测定。

2 结果与分析

2.1 叶片与果实营养元素含量变化

图1表示‘豆果’油橄榄果实发育期内叶片及果实中大量元素的动态变化曲线。元素N在叶片中呈波动上升趋势，在果实中总体表现为下降趋势；元素P在叶片中先上升后下降，在果实中呈波动趋势。元素K在叶片中呈上升趋势，在果实中先上升后下降，但总体上，果实中元素K高于叶片中的；元素Ca在叶片中含量7月中旬和8月底较高，总体为波动上升，在果实中先上升后下降，呈下降总趋势；元素Mg在叶片和果实中变化趋势相当，均较平缓。总体上，叶片中大量元素含量为K＞Ca＞N＞P＞Mg；果实中大量元素含量为K＞N＞Ca＞P＞Mg。

图1 ‘豆果’油橄榄发育期内叶片和果实中大量元素含量动态变化

图2表示‘豆果’油橄榄发育期内叶片及果实中微量元素的动态变化曲线。油橄榄对微量元素Fe的需求量明显高于元素Mn、Zn、Cu，且叶片中元素Fe远高于果实中的。叶片和果实中元素Mn的动态变化趋势相当，在7月中旬达到最高值，但叶片中元素Mn含量高于果实中的。

图2 ‘豆果’油橄榄发育期内叶片和果实中微量元素含量动态变化

2.2 元素间的相关性分析

‘豆果’油橄榄叶片中部分营养元素间具有一定相关性，元素P和K、Mn、Zn在0.05水平存在显著正相关；元素P与Fe在0.01水平上极显著负相关。‘豆果’油橄榄果实中，元素N与P、K、Cu在0.01水平上极显著正相关；元素P与K、Cu在0.01水平上极显著正相关，与元素Zn在0.05水平上显著正相关；元素K与Cu和Zn分别在0.01水平极显著和0.05水平显著正相关；元素Mg与Fe在0.05水平显著正相关；元素Cu与Zn在0.05水平显著正相关。‘豆果’油橄榄叶片和果实间矿质元素的相关性分析显示，元素N与Ca在0.05水平显著负相关；元素Mn与P及自身存在0.01水平极显著正相关；元素K与Cu在0.05水平显著正相关（表1）。

表1 ‘豆果’油橄榄叶片和果实中矿质元素间相关性

2.3 果实膨大与各元素间的相关性

由图3可见，‘豆果’油橄榄果实在9月底到10月中下旬果实快成熟时有快速膨大期，在此之前均为平稳的增长阶段。油橄榄果实膨大过程中，其横径及横径的增长趋势具有高度的一致性。

图3 ‘豆果’油橄榄果实膨大发育规律

对‘豆果’油橄榄果实膨大与叶片及果实内矿质元素间的相关性表明（表2），果实横纵径的增长与叶片及果实内矿质元素间存在相关性，横径与元素Mg、Fe、Zn在0.05水平显著负相关，纵径与元素Zn在0.05水平显著负相关。

表2 ‘豆果’油橄榄果实膨大发育规律与叶片及果实内矿质元素间的相关性

3 结论

为了促进油橄榄营养生长和生殖生长的平衡，本研究以合川区发育期的‘豆果’油橄榄叶片和果实为研究对象，开展果实生长期叶、果营养元素动态变化研究，分析果实中矿质元素与果实发育的关系。从矿质元素在叶片、果实中的含量来看，营养元素N、K、Ca在发育期中一直保持相对较高水平，肥料施用上应充分满足；微量元素整体含量较低，但仍不可或缺。考虑到元素之间的拮抗和协同关系，N肥还应搭配P肥、K肥、微量元素肥（含Cu和Zn）施用而避免和Fe肥一起施用。此外，为达到合理施肥，均衡营养，维持树势稳定目的，油橄榄园土壤条件与树体营养的关系还应进一步研究探讨。

4 讨论

油橄榄叶果营养元素的动态分析旨在探讨其树体的营养水平在果实发育过程中的变化趋势，维持树体生长及果实形成所需元素间的平衡关系。本研究对发育期的‘豆果’油橄榄叶片及果实内的矿质营养含量进行动态分析，结果表明，叶片中元素K、Ca、Fe、Mn变化幅度较大，而果实中元素K、Fe、Zn、Mn变化幅度较大；叶片和果实中元素P、Mg、Cu的变化幅度较小。

邓明全等[1]认为盛花期后坐果至幼果发育阶段，油橄榄树体叶片中元素N和P的吸收量逐渐下降，但同时果实中元素N和P的吸收量持续增加，到果皮的颜色由绿变为紫红时，果实中元素N和P吸收量才缓慢趋向定值。这与本研究的结果基本一致。在植物的年生长周期中，元素K是植物体含量最多的阳离子和主要的渗透调节物，调节膜电位和细胞内压力，同时还兼具激活酶活性的作用，是植物生长所必需的大量关键元素[28-29]。元素K在油橄榄叶和果实中的变化趋势与N和P完全不同。在幼果发育期，叶片内元素K含量较高。从果核基本形成到果皮转成紫红色这段时间内，叶片内的元素K含量一直呈下降趋势。相反，同期果实内元素K的吸收量则持续增加，一直到果内元素K的含量几乎保持恒定值时停止。本研究中，6月中旬至9月中旬，叶片和果实中元素K的变化基本一致，均表现为先上升后下降后略有上升的趋势，这可能是油橄榄品种间的差异或者产地不同的原因造成的。年生长周期中，随着果实子房膨大、胚体形成到果核硬化，对元素Ca的吸收量将随之增大[1]。叶片内元素Ca吸收量的动态变化幅度较其他主要营养元素要大得多。本研究中，叶片中元素Ca在7月中旬达到最高值后略有波动，果肉中则一直相对较为平缓，这可能与果核的硬化发展阶段有关，该时期后“豆果”果实横纵径便趋于相对稳定直至后期的快速膨大期。元素Mg在油橄榄年生长发育周期中，吸收量的动态变化要比元素N、P、K要小的多，马婷等[23]认为油橄榄生长过程中元素Mg的最大需求期出现在开花授粉期及坐果期，之后则较为平稳。本研究中，因油橄榄坐果初期难以辨识单性果和受精果，故未在开花及坐果初期采集样品，但元素Mg在果实膨大期的发育规律与前人研究结果相似。本研究中，元素Cu和Mn在油橄榄叶果中的变化趋势基本一致，这可能主要Cu元素不易移动，而7月中下旬是果肉油脂积累的快速阶段有关。

油橄榄树体内矿质元素含量，不仅与土壤养分含量有着直接关系，还与体内各矿质元素之间的相互作用密切相关。本研究发现油橄榄叶果中各矿质元素间存在明显相关性，既有正相关也有负相关，说明各种矿质元素间发育过程中在既存在拮抗作用也有协同作用。油橄榄果实中元素N和P、K、Cu之间极显著正相关；叶片中元素P和Fe极显著负相关；叶片和果实中元素Mn极显著正相关，说明微量元素在果实发育过程中具有不可或缺的作用，与大量元素N、P、K之间关系密切，参与可溶性糖、蛋白质、油脂的相互转化过程[30]。对油橄榄叶片和果实矿质元素间相关性进行分析，了解各元素间的相互作用，在油橄榄养分管理中可依据相关关系采取适宜的措施来协调养分平衡，也可以通过调节几种或某几种元素的施用量以达到纠正另一种元素的吸收量。

油橄榄从谢花受精后到果实成熟需要130天左右，谢花后40～100天是果实体积和鲜质量快速增长阶段，主要进行细胞分裂增生和细胞增大。本研究中因‘豆果’品种果实较小，变幅不明显但果实膨大规律与其他主栽品种基本相同。果实膨大规律与果实和叶片内矿质元素呈正相关或者负相关关系。本项目中果实纵横径膨大与果实中元素Mg、Fe、Zn间具有显著负相关关系。果实的幼果期多种矿质元素水平较高，可能是果实在细胞分裂开始时需要较高水平的营养积累；而随着幼果的膨大和干物质的逐渐积累，因稀释作用而使矿质元素相对含量呈逐渐下降趋势。