黄金柰李果实品质与土壤和叶片养分的关系

彭 程，邓林萍，谭禾俊，蒙万聪，罗贱良，张增文，陈慧琼，常晓晓，邱继水，陆育生

（1.广东省农业科学院果树研究所 a.农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室；b.广东省热带亚热带果树研究重点实验室，广东 广州 510640；2.乐昌市岭南落叶果树研究所，广东 韶关 512200）

黄金柰李Prunus salicinavar.cordata属蔷薇科李属植物，其果大核小、酸甜可口、质脆嫩化渣、脱核、风味独特而深受人们喜爱[1]。广东省黄金柰李种植区域主要集中在粤北地区，2020 年商业种植面积约10 000 hm2，总产量26.68 万t，是当地农民增收的支柱产业之一。近年来，通过采用套袋技术促使果皮变薄，嫩黄鲜亮，从原先的“青涩柰果”成为“黄金柰李”，经济价值显著提升。然而，广东柰李果园多分布在南岭九峰山地区，这些果园均存在土地贫瘠、土壤酸化、矿质元素比例不协调等问题，影响柰李果树生长和果实品质提升，制约黄金柰李产业优质高效发展。因此，柰李果园土壤改良、果实品质提升是柰李从业者致力解决的问题。已有研究表明果实品质与土壤矿质营养状况、叶片营养状况存在密切关系[2-4]。首先，增施叶面元素肥有助于果实品质提升。谭迪等[5]采用叶面钙肥方式增加叶片钙元素含量可提高蟠桃果实横径、果实硬度、可溶性固形物含量。樊卫国等[6]发现叶片增施硼肥对刺梨果实单果质量、可溶性总糖、可溶性固形物、可滴定酸等有改善作用。王唯[7]研究表明增加叶片钾元素含量可以提升沙梨总糖含量和提高果实硬度。王玉霞等[8]发现对油桃喷施叶面肥增加叶片元素含量可提升油桃单果质量、可溶性固形物。张瑜等[9]研究表明增加叶片氮、磷、钼的元素含量可降低欧李Cerasus humilis果实可滴定酸含量。其次，合理配比土壤元素有助于提升果实品质。徐阳等[10]发现土壤钙元素与甜柿单果质量、可溶性固形物、果实硬度均密切相关，降低土壤中氮肥，科学配比土壤中氮、磷、钾元素，可以提高甜柿产量。徐丽等[11]研究表明土壤养分与核桃品质之间具有较强的相关性，通过控制土壤养分可以得到较高品质的核桃。另外，果园土壤中氮、磷、钾元素不同配比以及有机质含量也能够显著影响植物果实品质和产量。薛光娜[12]研究表明氮、磷、钾元素比例为1∶2∶2 时，南阳大红李树冠冠幅生长量大，结果量多。吴文平等[13]研究表明冬季底肥使用商品有机肥（有机质≥45%、氮磷钾≥5%）、花前和果实膨大期追施普通复合肥（氮∶磷∶钾=15∶15∶15）能够显著提升平均亩产量、果实品质。林冬梅[14]研究表明每亩施肥量400 kg 有机肥+75 kg 复合肥比未施用有机肥的李果增产显著，优果率提升。李艳丽等[15]研究表明施用混合有机肥海藻素∶菜粕∶农家绿为1∶1.5∶1 时能够显著提升脆枣产量和果实品质。上述研究集中在土壤或者叶片矿质营养元素与果实品质间的相关性，未从整体上分析土壤—叶片—果实品质之间的关系。

前述已知柰李果实品质可能与土壤矿质营养状况、叶片营养状况密切相关，然而对于柰李果实品质与土壤矿质营养、叶片营养的相关性还缺乏研究。因此，本研究针对黄金柰李主产区15 个果园养分状况与品质，研究土壤养分、叶片养分以及果实品质之间的相互关系，全面了解粤北山区黄金柰李果园土壤养分盈亏状况，为粤北地区黄金柰李品质提升和黄金柰李产业可持续发展提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 采样地点

广东的黄金柰李主要种植区在韶关市乐昌市，位于南岭山脉南麓，属亚热带季风气候区，夏、秋两季昼夜温差大，年平均气温18.60℃，平均海拔500 m。本实验于2020 年10 年至2021 年7 月分别在韶关市（九峰、两江、梅花、白石镇）15个黄金柰李果园进行土壤、叶片以及果实样品采集。利用GPS 记录采样点的地理位置。果园土壤类型为红壤土，树龄10～15 年，树势均衡，栽植44 株/667 m2。这些果园的气候类型基本一致，树体管理方式基本相同。

1.2 样品采集与处理

1.2.1 土壤样品采集

根据黄金柰李园的地形和面积合理分布采样点及采样数量，每个黄金柰李园5 个采样点。采用“S”形布点，每株对角采四点，采样避开施肥穴，用不锈钢取土器采集树冠滴水线附近0～40 cm土样，每个土壤样品由5个样点的土壤组成混合样。将各采样点的土壤等量混匀呈一个样品，用四分法缩分至1.00 kg 左右，作为一个样品。土壤样采集带回后，阴干，磨碎，过筛备用。

1.2.2 叶片样品采集

对于土壤取样的黄金柰李植株，于树冠外围中部位置的四周，随机选取春梢营养枝，采集春梢顶端往下第10 片正常叶，每棵树采集20 片，5 株树的叶片混合为一个样品，每份叶片样品共采集100 片叶。新鲜叶片立即带回实验室，经自来水和去离子水清洗，105℃杀青30 min，80℃烘干至恒重，样品粉碎并保存在-80℃冰箱备用。

1.2.3 果实样品采集

每个果园对应采集土壤的5 株黄金柰李树，沿每株树树冠中部四周共随机采取10 个黄金柰李果实，共采集50 个果子混成一个样品。每个果实样品经清洗擦干后，一半果实用于测定单果质量、纵横径、糖酸等品质，其中一半果实的果皮经杀青、烘干、粉碎制样，剩余部经破壁机粉碎成匀浆后称取100 g，保存在-80℃冰箱备用。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 土壤元素含量测定

结合“新工科背景下”专业实验的特点，在构建实验教学体系时，就要求把握好方向，即：培养什么样的人，怎样培养问题。具体要求如下：（1）创新发展的新技术（方向）—立足优势、紧跟形势、引领趋势；（2）融合智慧的教学新平台—注入“互联网+”新理念；（3）个性化学生深度参与的新模式—自构知识体系和能力结构；（4）体现“设计思维”的教学新体系—培养学生独立解决问题的综合素质。

土壤养分测定参照《土壤农业化学分析方法》[16]进行，使用HJ 962—2018 测定土壤pH 值，参考LY/T 1228—2015 测定土壤全氮，运用NY/T 88—1988 测定土壤全磷，利用NY/T 87—1988 测定土壤全钾，采用NY/T 1121.7—2014 检测土壤有效磷，参照NY/T 889—2004 测定土壤有效钾，根据NY/T 1121.6—2006 测定土壤有机质，选用GBT 32737—2016 测定土壤速效氮。其他微量元素和中量元素采用《土壤农业化学分析方法》[16]进行。

1.3.2 叶片和果实营养元素含量测定

叶片、果实样品采用H2SO4-H2O2消煮，半微量凯氏定氮法测定氮含量、钼锑抗比色法测定磷含量、火焰光度法测定钾含量。其他微量元素和中量元素测定按《土壤农业化学分析方法》[16]进行。

1.3.3 果实品质测定

采用称量-均值法测定果实单果质量；游标卡尺测量-均值法测定果实纵横径；数显果实硬度计（GY-4）邵氏硬度测量法测定果实硬度；采用手持式可溶性固形物测定仪（Atago PR-101R,Tokyo,Japan）测定果实可溶性固形物含量；酸碱中和滴定法测定果实可滴定酸含量。

1.4 李园养分及叶片营养分级标准

李适宜生长在微酸性至微碱性土壤上，其最适pH 值为5.50～6.50[17]，不宜种植在强酸或强碱性土壤上。由于李园养分暂无分级标准，具体李园土壤pH 值分级标准参照其他树种[18-23]，其中强酸性土壤的pH 值不高于4.50、酸性土壤的pH 值为4.50～5.50、弱酸性土壤的pH 值为5.50～6.50、中性土壤的pH 值为6.50～7.50、碱性土壤的pH 值为7.50～8.50、强碱性土壤的pH 值高于8.50。黄金柰李园土壤有机质分级标准参照其他树种[18-22]。其中，土壤有机质含量不高于5 g·kg-1，为缺乏水平；5～10 g·kg-1，为低量水平；10～15 g·kg-1，为适量水平；15～30 g·kg-1，为丰富水平；大于30 g·kg-1，为过量水平。

黄金柰李果园土壤元素和叶片分级状况参照其他果树标准并进行微调，具体如表1 和表2 所示。

表1 李园土壤养分分级标准Table 1 Classification standards of soil nutrients

表2 李叶片矿质养分含量分级标准Table 2 Classification standards of leaf nutrient elements

1.5 数据分析

2 结果与分析

2.1 粤北黄金柰李果园土壤养分状况分析

由表3 可知，粤北地区黄金柰李园土壤pH 平均值为5.06，偏酸性土壤占86.67%。土壤有机质含量总体适量，适量以及丰富比例为100.00%。土壤中氮、磷、钾有效养分，大部分果园基处于适量或丰富。有效钙、有效镁含量低量或缺乏。土壤有效铁、有效锰、有效锌、有效铜含量处于适量及丰富。

表3 柰李园土壤养分含量和分布频率Table 3 Content and distribution frequency of available nutrients in the orchard soil

2.2 叶片矿质营养元素分析

由表4可知，根据黄金柰李叶片营养诊断指标，叶片氮元素含量变幅较大，适量及适量以上的果园占87.50%；叶片磷、钾元素以适量及适量以上为主。其中叶片磷元素所有果园均处于丰富；叶片钾元素，62.50%果园叶片钾元素丰富；叶片钙元素基本上处于少量及缺乏，其中75.00%果园叶片钙元素处于少量；叶片镁元素，有12.50%果园处于缺乏状态；叶片中铁、锰、铜、锌元素以适量及适量以上为主，不过还存在6.25%果园锰元素少量和18.75%果园锌元素少量的果园；叶片硼元素含量以少量为主。果实中不同矿质营养元素变异系数差异较大，最高的为锌元素的变异系数，最低的为氮元素。总体来说，叶片中大量元素处于适量或丰富，钙元素和硼元素处于少量以及缺乏，其他元素适量。

表4 黄金柰李叶片矿质养分含量Table 4 Content and distribution frequency of available nutrients in leaves of Prunus salicina

2.3 果实矿质营养元素分析

由表5 可知，黄金柰李果实大量氮、磷、钾元素的平均值分别为9.05 g·kg-1、1.00 g·kg-1、9.74 g·kg-1；中量元素钙、镁平均值分别为2.91 g·kg-1、0.46 g·kg-1；微量元素铁、硼的平均值分别为19.56 mg·kg-1、16.25 mg·kg-1，微量元素锰、铜、锌含量的平均值分别为11.54 mg·kg-1、3.05 mg·kg-1、8.23 mg·kg-1。果实中不同矿质营养元素变异系数差异较大，最高位硼元素的变异系数，最低的为钾元素。

表5 黄金柰李果实矿质营养含量Table 5 Mineral nutrition contents of Prunus salicina fruits

2.4 黄金柰李果实品质分析

由表6 可知，不同果园平均单果质量为119.72 g；黄金柰李果实可溶性固形物含量最低为9.42 Brix，最高为16.96 Brix，总糖含量范围为5.56%～8.01%，说明黄金柰李是糖度中等的品种；果实总酸含量变异系数为10.06%，说明变化不大。果实纵径、横径、总糖、总酸含量变异系数小于等于10.10%，而黄金柰李单果质量，硬度以及可溶性固形物变异空间较大，说明黄金柰李果实基本风味指标变化不大。

为分析不同果园果实品质差异因素，对15 个果园柰李果实品质采用K 均值聚类分析，以果实平均单果质量、纵径、横径、硬度、可溶性固形物、总糖和总酸为变量，聚类数为3 类。结果如表6所示，第I 类果园共计5 个，分别为A1、A4、B2、B5 以及C2，该类果园果实平均单果质量最大、可溶性固形物和总糖含量最高，总体品质最好；第II 类果园共计4 个，分别为A2、A3、A6 以及E1，该类果园果实平均单果质量最小、可溶性固形物和总糖含量最低，总体品质最差；第III 类果园共计6 个，分别为A5、B1、B3、B4、C1 以及C3，该类果园果实平均单果质量、可溶性固形物、总糖含量均为中等，总体品质中等。

表6 黄金柰李果实基本品质分析Table 6 Analysis of basic fruit quality of Prunus salicina

2.5 柰李果实品质与果园元素相关性分析

2.5.1 黄金柰李果实矿质元素差异分析

为了分析影响果实品质差异的关键因素，对三类果园果实矿质元素进行差异分析。结果如表7 所示，第I 类和第II 类果园果实之间，果实铁元素含量、锰元素含量存在显著性差异，而其他元素未见显著差异，而第III 类果园果实元素含量处于二者之间且与其他两类果园果实元素不存在显著性差异。

表7 不同类型果园果实元素差异分析†Table 7 Fruit elements in different types of orchards

2.5.2 不同类型果园叶片元素差异分析

为了分析叶片元素与果实品质之间的关系，分析不同类型果园叶片元素情况。结果如表8所示，第I 类果园叶片磷元素含量、钙元素含量以及硼元素含量均显著低于第II 类果园，而第III 类果园叶片中磷元素含量、钙元素含量以及硼元素含量均处于两者之间且与其他不存在显著性差异。其他元素，如叶片中氮元素含量、钾元素含量以及镁、铁、锰、铜、锌等微量元素含量在三者之间未见显著性差异。进一步分析不同类型果园叶片元素与果实品质指标的相关性（表9），结果显示不同类型果园叶片中磷元素含量、钙元素含量以及硼元素含量与果实平均单果质量、纵径、横径、硬度和可溶性固形物含量呈负相关，与总糖和总酸含量呈正相关。

表8 不同类型果园叶片元素差异分析†Table 8 Leaf elements in different types of orchards

表9 不同类型果园叶片差异元素与果实品质之间相关性分析Table 9 Correlation between leaf differential elements and fruit quality in different types of orchards

2.5.3 不同类型果园土壤元素差异分析以及与叶片元素相关性分析

为了分析土壤元素与柰李果实品质之间的相关性，对三类果园土壤pH 值、有机质含量以及元素进行差异分析。结果如表10 所示，第I 类和第II 类果园在土壤有机质含量、碱解氮含量、速效钾含量存在差异但不显著，其余土壤养分指标在三类果园间不存在差异。另外，由表11 可知，柰李果园土壤pH 值与叶片氮、磷、钾、钙、镁、硼呈正相关，与铁、锰、锌呈负相关。

表10 不同类型果园土壤元素差异分析†Table 10 Soil elements in different types of orchards

表11 土壤与叶片元素相关性分析†Table 11 The correlation analysis between soil and leaf elements

3 讨 论

本研究对韶关地区黄金柰李主产区果园果实品质、果园土壤矿质元素、果园叶片元素进行分析。根据果实品质指标将果园分成三类，然后对不同类果园土壤元素含量、果园叶片元素含量、果园果实元素含量差异分析以及差异组分与果实品质相关性分析，明确黄金柰李果实品质与矿质营养元素之间的关系，为乐昌等韶关乃岭南主产区黄金柰李园精准施肥提供参考。

本研究根据K 值聚类分析可将不同果园分成三类，第I 类果园果实品质最好，第II 类果园果实品质最差，第III 类果园果实品质中等。进而分析不同类型果园叶片元素、土壤元素的差异性，以及差异元素与果实品质指标的相关性。结果表明，第I 类型和第II 类型果园叶片中磷元素含量、钙元素含量以及硼元素含量存在显著差异，且三种矿质元素与果实平均单果质量、纵径、横径、硬度、可溶性固形物含量呈负相关，与果实总糖和总酸含量呈正相关（表8～9）。该结果可能与韶关柰李主栽区果园土壤磷元素丰富或过量有关。首先，本研究结果显示黄金柰李果园土壤磷元素及叶片中磷元素处于丰富或者过量的状态。当土壤和叶片中磷元素过量时，可能会抑制氮元素、钙元素等其他元素的吸收和转运，从而影响果实品质提升[23-24]。其次，本研究分析发现第II 类果园叶片中磷元素含量以及钙元素含量显著高于第I类果园，提示叶片中磷元素含量过量或高量可能不利于叶片钙元素转运至果实，从而影响高品质柰李果的形成。再者，本研究分析显示黄金柰李果园叶片钙元素含量处于低量或不足状态，加剧果实钙元素来源不足，进而有碍果实品质进一步提升。因此，在乐昌柰李果园中，适当降低叶片中磷元素含量或者提升叶片中钙元素含量，可能可以促进钙元素等元素进入果实，提升果实品质。已有研究表明在桃生长发育期采取叶面喷钙处理，能够提高果实单果质量，果实硬度和可溶性固形物含量[25]。陈桂芬等[26]对春甜桔进行喷钙处理，也能有效提高春甜桔的单果质量和果实总产量。牛晓琳等[27]对金丝小枣喷施页面钙肥能够显著提升单果质量。另外，微量元素能够影响果实品质，但是如何评价微量元素对柰李果实品质的重要程度，至今没有统一说法，可能在柰李果园中有效硼元素能够促进树体营养均衡来影响果实品质，它们之间的确切关系有待进一步探究。

从本研究结果可知第I 类型和第II 类型柰李果园土壤元素含量存在差异但不显著，暗示柰李果园土壤元素对柰李果实品质影响可能属于间接因素。首先，本文研究结果可知黄金柰李主要产区土壤pH 值偏低（平均pH 值为5.06），不是李类栽培生长最适宜的土壤pH 值（5.5～6.5）[17]，可能与种植地区以典型酸性红壤有关[28]，也有可能与人为大量使用酸性肥料和含氮肥料的硝化有关[29]。然而，土壤pH 值偏低可能会影响柰李土壤矿质元素的有效性[30]。本研究发现柰李果园土壤pH 值与叶片大量元素、中微量元素（钙、镁、硼）呈正相关（表11）。该结果证实提升土壤pH值，有利于树体平衡吸收、转运和利用土壤元素，促使叶片中元素积累，进而提升果实品质。

4 结 论

黄金柰李产业是广东韶关地区重要的果树产业，由于传统粗放管理模式以及地域特性等因素致使果园土壤营养元素比例不协调，不利于黄金柰李果实品质的进一步提升。因此，本研究从全果园角度出发，分析黄金柰李主产区不同果园土壤矿质营养元素含量、叶片和果实元素含量以及果实品质指标。结果表明粤北地区黄金柰李园土壤pH 平均值为5.06，土壤整体偏酸。土壤有机质含量总体适量，氮、磷、钾有效养分处于适量或丰富。土壤有效铁、有效锰、有效锌、有效铜含量丰富，有效钙、有效镁、有效硼含量不足。叶片中大量元素处于适量或高量，钙元素和硼元素处于少量以及缺乏，其他元素适量。不同果园单果质量总体平均值为119.72 g；可溶性固形物含量9.42～16.96 Brix，总糖含量范围为5.56%～8.01%，说明黄金柰李为糖度中等系品种。相关性分析显示叶片磷元素含量、钙元素含量以及硼元素含量与果实平均单果质量、纵径、横径、硬度、可溶性固形物含量呈负相关，与果实总糖和总酸含量呈正相关。另外，土壤pH 值偏低通过影响土壤中磷等元素的吸收与转运，从而间接影响柰李果实品质的提升。因此，在土壤和叶片磷元素含量丰富或过量的前提下，适当降低叶片和土壤中磷元素含量、提高柰李果园土壤pH 值对提升柰李果实品质较为重要。