不同早实核桃品种叶片矿质元素含量变化及其与产量的关系

冀爱青， 朱 超， 彭功波， 李建中， 杨红雁， 吴国良*

(1山西农业大学园艺学院，山西太谷 030801； 2河南农业大学园艺学院，河南郑州 450002； 3登封市林业局，河南登封 452470；4河南省济源市林业局，河南济源 454650；5山西省晋中市气象局，山西晋中 030600；6河南省果树瓜类生物学重点实验室，河南郑州 450002)

不同早实核桃品种叶片矿质元素含量变化及其与产量的关系

冀爱青1,2,6， 朱 超2,6， 彭功波3， 李建中4， 杨红雁5， 吴国良2,6*

(1山西农业大学园艺学院，山西太谷 030801； 2河南农业大学园艺学院，河南郑州 450002； 3登封市林业局，河南登封 452470；4河南省济源市林业局，河南济源 454650；5山西省晋中市气象局，山西晋中 030600；6河南省果树瓜类生物学重点实验室，河南郑州 450002)

早实核桃； 叶片； 矿质元素； 年动态变化； 产量

核桃(JuglansregiaL.)系胡桃科核桃属多年生落叶果树，又名胡桃、羌桃。50年代末开始内地引种新疆早实核桃及随后的新品种选育研究，使早实类核桃新品种成为我国核桃的主栽品种。近年来，在我国大面积发展的核桃品种中，绝大多数为早实类的品种。该类品种表现出早果丰产及易取仁等诸多优点，但又存在水肥条件需求高和适应性差的问题，若管理粗放，果园投入不足，就会造成核桃品质低劣，更严重的是会在初果期树体表现适应性差而早衰[1-2]。因此，加强土肥水管理，提高早实核桃树体营养水平和果实品质迫在眉睫，故开展早实核桃树体营养研究，对保证核桃树体健壮、优质丰产尤为重要。

1 材料和方法

1.1 试验材料

1.2 测定方法

叶片杀青30 min，80℃烘干至恒重，粉碎，过60目(0.25 mm)筛，置于干燥器内备用。用凯氏定氮法测定全N；钒钼黄比色法测P；K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn用[日]岛津AA-6200型原子吸收分光光度计测定。

试验数据用EXCEL和SPSS13.0软件进行方差分析和相关分析，所有结果均为两年重复3次的平均值。

2 结果与分析

2.1不同早实核桃品种间叶片矿质元素含量的变化

图1 叶片矿质元素含量在不同早实核桃品种中的变化Fig.1 Changes of the contents of mineral elements of leaves of different cultivars of early walnut [注(Note): XL—香玲Xiangling； LG—鲁光Luguang； ZL1—中林1号Zhonglin 1； BF—薄丰Bofeng. 柱上不同小写字母表示处理间差异达5% 显著水平Different small letters above the bars mean significant among the treatments at 5% level.]

变异来源SourceofvarietyNPKCaMgFeMnCuZn品种Cultivar1378∗359334491022∗5121820216193∗∗25191515采样时期Samplingstage002031574∗1056∗61754140∗∗3671∗∗6853∗∗6683∗∗2247∗∗

注(Note): *—

2.2不同早实核桃品种叶片中矿质元素含量的年变化

4个早实核桃品种不同物候期的叶片中各元素含量的年变化趋势见图2。从图2以看出，9种矿质元素含量的变化趋势表现为3种类型。

图2 不同早实核桃品种叶片中9种矿质元素含量的年动态变化Fig.2 Dynamic changes of the contents of nine elements in leaves of different early walnut in a year [注(Note): LES—展叶期Leaf-expand stage; SRGS—新梢速长期Shoot rapid-growing stage; FRES—果实膨大期Fruit rapid-expanding stage; SHS—硬核期Stone hardening stage; DPS—落叶前期Deciduous pro-stage.]

2)在整个生长季节，早实核桃叶片中Ca、 Mg、 Fe、 Mn含量的变化从4月20日到7月20日趋势大体相似，呈有波动的曲线上升，仅Mg含量在后期有一小幅度回落，整体上呈现前低后高的趋势。从Ca、 Mg、 Fe、 Mn 4种营养元素的整体变化趋势看，亦可确定其稳定期为5月至7月。

3)叶片中Cu、 Zn含量呈波浪状变化，整体变幅趋势相似，但不同品种间有一定差别。叶片中Cu元素含量波动较大，表现为前期高而后期低的趋势，尤以薄丰在果实膨大期其含量最高；Zn含量呈现降升降的趋势，香玲品种的Zn含量最高，变幅最大。综合考虑，这2种养分元素的稳定期应在5月20日左右(新梢速长期)。

由图2还可看出，不同品种间的元素含量变化差异不是很大。N、 P、 K、 Ca、 Mg 5种元素的变化趋势相似，品种间差异很小，而Fe、 Mn、 Cu、 Zn 4种元素的变化趋势在品种间有一定差异。该结果说明在树体养分稳定期进行营养诊断时，还要综合考虑养分种类和品种类型等因素。

2.3早实核桃叶片中不同矿质元素间的相关分析

探讨核桃叶片中矿质营养元素间的相互关系，对准确进行树体营养诊断有重要意义，可防止片面孤立地以某种单一营养元素作为树体营养指标而造成误判。不同早实核桃品种叶片中矿质元素间的相关分析结果见表2。从表中可以看出，N、 P、 K含量变化之间均极显著正相关；而N、 P分别与Ca、 Mg、 Mn、 Cu 4种元素含量变化间达到极显著负相关，其中，Cu 与Ca、 Mg、 Mn含量的变化呈极显著正相关，而Ca与Mn呈显著正相关；K与Mg、 Mn、 Zn含量变化之间分别达到极显著负相关、 显著负相关、 极显著正相关；而Fe与其它8元素之间的相关性均不显著。因此可以认为，N、 P、 K这3种矿质营养元素彼此间存在增效作用，而Ca、 Mg、 Mn、 Cu对N、 P、 K均存在一定的拮抗作用。

表2 早实核桃叶片中的矿质元素相互间的相关性Table 2 Correlation among the contents of mineral elements in walnut leaves

注(Note): *— <γ0.05=0.444, ** — <γ0.01=0.561, n=20.

2.4早实核桃叶片内矿质元素含量与产量的相关分析

研究的4个早实核桃品种香玲、 鲁光、 中林1号和薄丰两年的平均单株鲜果重分别为35.12、 30.26、 32.67、 10.18 kg/plant。通过对早实核桃所选定的前4个物候期叶片的矿质元素含量的分析，分别求得4个物候期在两年间叶片元素含量与单株产量的相关系数(表3)，可以看出，早实核桃叶片N含量与产量仅在展叶期相关性不显著，其余的物候期均存在着(极)显著正相关，相关系数分别为0.819、 0.971和0.849；P含量在新梢速长期和果实膨大期与产量的正相关性均达到极显著水平；在新梢速长期叶片K含量与产量呈极显著正相关，Ca、 Cu、 Zn含量分别呈显著正相关；果实膨大期叶片Mg含量与产量呈极显著正相关；展叶期的Ca、 Cu含量与产量有极显著的负相关关系；其余时期产量与其他元素含量的相关性未达显著水平。

表3 不同采样时期叶片矿质元素含量与单株产量的相关系数Table 3 Correlation coefficients of the contents of mineral elements and single plant yield of early walnutin different sampling stages

注(Note): *— <γ0.05=0.707, ** — <γ0.01=0.834， n=8.

3 讨论与结论

果树叶片中矿质元素的累积量在整个生长期不断变化，且各元素在不同生长期内含量的动态变化与生物量及产量密切相关[3,23-24]。本试验对不同品种早实核桃叶片中N、 P、 K、 Ca、 Mg、 Fe、 Cu、 Mn、 Zn 9种矿质元素含量的变化及其与产量的关系的研究结果表明，不同早实核桃品种叶片中9种矿质元素含量在生长季的吸收积累有各自的特点且呈规律性变化，核桃叶片的9种矿质元素含量与单株产量也有不同程度的相关性。

核桃叶片中矿质元素含量在其不同的生长发育期存在差异，这与在山楂研究上得出的结论相符[25]。在核桃开花前后， N、 P、 K含量在叶片内积累迅速下降，主要原因是早实核桃的花量大、 坐果率高，前期器官的建造消耗了上年贮藏的营养。因此应在注重秋季施基肥提高树体贮藏养分积累的基础上，在生长期及时追肥以满足新梢旺长和开花的营养需求。从各元素间的相关性分析结果可知，N、 P、 K彼此间存在增效作用，而Ca、 Mg、 Mn、 Cu对N、 P、 K这3种元素均存在拮抗作用。在大量元素中Ca含量较高，微量元素中Fe的含量较高，这与前人在欧李等植物中矿质元素的变化规律研究结果相一致[26]，由此可推断核桃可能是喜Ca、 喜Fe树种。由于叶片中各营养元素含量随生长发育进程的变化规律不完全一致，加之不同树种和品种间存在差异[5,8]，因此，通过叶片营养元素分析确定树体营养指标时，选择测定养分的稳定期，才能保证树体营养诊断结果的可靠性。如银杏[15]、 苹果[5,24]在春梢停止生长后，叶片营养元素含量变化趋于缓和时是采集叶样的适宜时期。赵明范[17]报道在核桃上叶片N、 P、 K 3种营养元素分析的适宜采样时期为5月份，本试验与此相符，本试验结果还显示元素测定的采样时期可适当放宽。

此外，不同植物基因型的差异会影响矿质养分的吸收和利用[5-6,8,27]，可能与品种本身及树体生长势有关。试验供试的4个早实核桃品种叶片中N和Ca的吸收积累品种间的差异达到显著水平，Mn的吸收积累差异达极显著水平，对其它6种元素的吸收积累品种间差异不显著。其原因可能与不同品种对这3种元素的需求量和利用效率存在差异有关。N、 P、 K、 Ca、 Mg在不同品种间的年季变化差异不大，而Fe、 Mn、 Cu、 Zn的变化趋势品种间有一定差异。说明在树体养分稳定期进行叶营养诊断时，还要综合考虑养分及品种类型等因素。

核桃树作为一种多年生的高大乔木，集中栽植必然会出现叶幕厚度与光合效率的问题，国外很早就开展了光照与核桃营养、 树体发育及产量关系方面的研究[19-22]，但其品种类型属于厚壳的晚实类。作为我国当前生产上的主栽品种类型，早实类核桃树整体营养水平，除了本文探讨的矿质元素水平外，利用冠层光谱特性开展光合效能研究也是需要考虑的问题[28]。这是因为早实类核桃成花量大、 树体养分需求量大，树体对光照不良状况比晚实类品种更为敏感，因此国内也急需要深入开展有关研究。由于本试验仅在早实核桃的生长期中间对叶片的9种营养元素进行了初步的测定，今后还需要进一步加强大田条件下早实核桃营养元素及其他因素对产量影响的研究，并分析其在核桃产量形成过程中的影响程度大小，为生产中早实核桃的栽培管理和科学施肥提供重要依据和指导。

[1] 吴国良. 如何科学选择核桃品种[J]. 果农之友, 2010, (4):7-8. Wu G L. How to scientifically choiced walnut varieties[J]. Fruit Growers’ Friend, 2010, (4):7-8.

[2] 郗荣庭, 张毅萍. 中国果树志·核桃卷[M]. 北京: 中国林业出版社, 1996. 247-248. Xi R T, Zhang Y P. Notes on apple fruit · Walnut volum[M]. Beijing: China Forestry Press, 1996. 247-248.

[3] 韩振海. 果树营养诊断与施肥[M]. 北京: 中国农业大学出版社, 1999. 12-15. Han Z H. Fruit nutrition diagnosis[M]. Beijing: China Agricultural University Press, 1999.

[4] Jones J B. Plant nutrition manual[M]. Washington, D C: CRC Press, 1998. 149.

[5] 李港丽, 苏润宁, 沈隽. 几种落叶果树叶内矿质元素标准值的研究[J]. 园艺学报, 1987, 14(2): 81-89. Li G L, Su R N, Shen J. Studies on the nutritional ranges in some deciduous fruit trees[J]. Acta Hort. Sin., 1987, 14(2): 81-89.

[6] 李辉桃, 周建斌, 郑险峰, 等. 旱地红富士苹果园土壤营养诊断和施肥[J]. 干旱地区农业研究, 1996, 14(2): 45-50. Li H T, Zhou J B, Zheng X Fetal. Nutrient diagnosis and fertilization in soils in Fuji apple orchards in rainfed land[J]. Agric. Res. Arid Areas, 1996, 14(2): 45-50.

[7] Wardlaw I F. The control of carbon partitioning in plants[J]. New Phytol., 1990, 116: 341-381.

[8] 安贵阳, 范崇辉, 杜志辉, 等. 苹果叶营养元素含量的影响因素分析[J]. 园艺学报, 2006, 33 (1) : 12-16. An G Y, Fan C H, Du Z Hetal. Analysis of effective factors of nutrient content in apple leaves[J]. Acta Hort. Sin., 2006, 33 (1) : 12-16.

[9] 安贵阳, 史联让, 杜志辉, 等. 陕西地区苹果叶营养元素标准范围的确定[J].园艺学报, 2004, 31 (1) : 81-83. An G Y, Shi L R, Du Z Hetal. Studies on the standard range of apple leaf nutritional elements in Shaanxi province[J]. Acta Hort. Sin., 2004, 31 (1) : 81-83.

[10] 刘红霞, 张会民, 郭大勇, 等. 豫西地区红富士苹果叶片营养诊断[J]. 植物营养与肥料学报, 2009, 15(2) : 457-462. Liu H X, Zhang H M, Guo D Yetal. Foliar nutrition diagnosis of red Fuji apple in western Henan province[J]. Plant Nutr. Fert. Sci., 2009, 15(2) : 457-462.

[11] 夏仁学, 马梦亭. 板栗叶片矿质元素含量及年周期变化的研究[J]. 湖北林业科技, 1991, (2): 1-6. Xia R X, Ma M T. Study in mineral elements and its annual cycle variation of chestnut leaf[J]. Sci. Tech. Hubei For., 1991, (2): 1-6.

[12] 张彤彤, 徐福利, 汪有科, 等. 施用氮磷钾对密植梨枣生长与叶片养季节动态的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2012, 18(1): 241-248. Zhang T T, Xu F L, Wang Y Ketal. Effects of fertilization on growth and seasonal dynamic of leaf nutrients of close planting pear-jujube trees[J]. Plant Nutr. Fert. Sci., 2012, 18(1): 241-248.

[13] 陈波浪, 盛建东, 李建贵, 等. 红枣树氮、 磷、钾吸收与累积年周期变化规律[J]. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(2): 445-450. Chen B L, Sheng J D, Li J Getal. Study on N, P, K absorption and accumulation in Zizvphus jujube tree[J]. Plant Nutr. Fert. Sci., 2011, 17(2): 445-450.

[14] 李宁, 苏淑钗, 景淼, 等. 榛子叶片内矿质元素的动态变化[J]. 浙江农业学报, 2011, 23(2): 309-312. Li N, Su S C, Jing Metal. Dynamic changes of mineral nutritious elements in leaves of hazel[J]. Acta Agric. Zhejiang, 2011, 23(2): 309-312.

[15] 蒋代华, 白厚义, 罗献宝,等. 银杏氮素营养诊断技术研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2002, 8(2):210-213. Jiang D H, Bai H Y, Luo X Betal. Research of technique on the nutrition diagnosis of nitrogen applied toGinkgobilobaL[J]. Plant Nutr. Fert. Sci., 2002, 8(2): 210-213.

[16] 盖素芬, 赵宝军, 郑庆生, 等. 早实核桃不同生育期主要器官氮、磷、钾含量变化规律及特征[J]. 经济林研究, 2002, 20(2): 63-66. Gai S F, Zhao B J, Zheng Q Setal. Characteristics and pattern of change in nitrogen, phosphorus and potassium content in various organs of a precocious walnut cultivar at its different growth stages[J]. Res. Econ. For., 2002, 20(2): 63-66.

[17] 赵明范. 核桃树体N、P、K营养元素诊断中采叶时间的确定[J]. 林业科学研究, 1991, 4(5): 578-581. Zhao M F. Study on fixation of sampling date for nutritional diagnosis (N, P, K) of walnut[J]. For. Res., 1991,4(5): 578-581.

[18] 郭向华, 李保国, 齐国辉, 等. 核桃叶片早衰与叶片矿质元素含量的关系[J]. 林业科学, 2007, 43(2):111-114. Guo X H, Li B G, Qi G Hetal. Relationship of presenility pathogenesis and mineral elements contents of walnut leaves[J]. Sci. Silv. Sin., 2007, 43(2) :111-114.

[19] Ryugo, K G. Bartolini, Carlson R Metal. Relationship between catkin development and cropping in the Persian walnut ‘Serr’[J]. HortSci., 1985, 20:1094-1096.

[20] Klein I, Weinbaum S A, DeJong T Metal. Relationship between fruiting, specific leaf weight, and subsequent spur productivity in walnut[J]. J. Amer. Soc. Hort. Sci, 1991, 116(3): 426-429.

[21] Klein I, DeJong T M, Weinbaum S Aetal. Specific leaf weight and nitrogen allocation responses to natural light exposure within walnut tree canopies[J]. HortSci., 1991, 26:183-185.

[22] Ferhad M H, Lbrahim O, Kenan Yetal. Some chemical composition of walnut (JuglansregiaL.) selections from Eastern Turkey[J]. African J. Agric. Res, 2010, 5(17): 2379-2385.

[23] 薛进军, 杨青琴, 王秀茹, 等. 铁及其他矿质元素在苹果树不同器官中的分布[J]. 广西农业生物科学, 2003, 22(1):16-20. Xue J J, Yang Q Q, Wang X Retal. Distribution of iron and other mineral elements in different organs of apple tree[J]. J. Guangxi Agric-Biol. Sci., 2003, 22(1):16-20.

[24] 仝月澳, 周厚基. 果树营养诊断法[M]. 北京:农业出版社, 1982. 25-31. Tong Y A, Zhou H J. Nutrional diagnosis method on fruit trees[M]. Beijing: China Agricultural Press, 1982.

[25] 刘永菁, 任世忠, 裴学魁, 张育明. 山楂叶片营养诊断技术的研究[J]. 中国农业科学, 1992, 25(2): 63-68. Liu Y J, Ren S Z, Pei X Ketal. A study of the technique on the hawthorn leaf nutrional diagnosis[J]. Sci. Agric. Sin., 1992, 25(2): 63-68.

[26] 马建军, 张立彬. 野生欧李生长期矿质营养元素含量的变化[J]. 园艺学报, 2004, 31 (2):165-166. Ma J J, Zhang L B. Change of mineral nutrient elements content in growing period of cerasus humilis[J]. Acta Hort. Sin., 2004, 31 (2):165-166.

[27] 严小龙, 张福锁. 植物营养遗传学[M]. 北京: 中国农业出版社, 1997. 45-88. Yan X L, Zhang F S. Plant nutrition genetics[M]. Beijing: China Agricultural Press, 1997. 45-88.

[28] 王磊, 白由路. 基于光谱理论的作物营养诊断研究进展[J]. 植物营养与肥料学报, 2006, 12(6): 902-912. Wang L, Bai Y L. Research advance on plant nutrition diagnosis based on spectral theory[J]. Plant Nutr. Fert. Sci., 2006, 12(6): 902-912.

Relationshipbetweenyieldandmineralelementcontentsinleavesoffourearlywalnutcultivars

JI Ai-qing1,2,6, ZHU Chao2,6, PENG Gong-bo3, LI Jian-zhong4, YANG Hong-yan5, WU Guo-liang2,6*

(1CollegeofHorticulturalScience,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China; 2CollegeofHorticulturalScience,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou450002,China; 3DengfengForestryBureau,Dengfeng,Henan452470,China; 4JiyuanForestryBureau,Jiyuan,Henan454650,China; 5JinzhongCityMeteorologyBureau,Jinzhong,Shanxi030600,China; 6HenanKeyLaboratoryofFruitandCucurbitBiology,Zhengzhou450002,China)

The contents of mineral nutrition elements in the leaves of early walnut trees their correlation with yields were studied by comparing the four early cultivars in Jiyuan City in 2010 and 2011. The contents of N, P, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Mn and Zn. In the leaves of four early walnut cultivars were determined at five phonological stages. The results show that the mean contents of nine nutrient elements are in order of Ca>N>Mg>P>K, Fe>Mn>Zn>Cu. In all the four cultivars, Mn contents show the maximum variations with a rang from 127.69 mg/kg to 169.53 mg/kg, and K show the minimum variation with a range from 2.19 mg/kg to 2.26 mg/kg. The contents of N, P and K are higher at the leaf-expanding stage (17.45 g/kg, 5.54 g/kg and 2.93 g/kg, respectively), and lower at the deciduous pro-stage (17.45 g/kg, 2.66 g/kg and 1.86 g/kg, respectively). The contents of Ca, Mg, Fe and Mn keep slow increasing, Cu and Zn chane slightly. Generally, the nutrient contents of walnut trees are stable from May to July. There are significantly positive correlations among N, P and K contents, but the cotents of N and P are significant negatiely correlate with those of Ca, Mg, Mn and Cu. The yields are significant corelated with the N, P and K contents in leaves at shoot rapid-growing stage, the correlation efficient are 0.819, 0.843 and 0.895 respectively, indicating the shoot rapid-growing stage the optimal leaf sampling time for nutrient diagnosis.

early fruiting walnut; leaf mineral elements; yield

2012-12-15接受日期2013-04-28

国家自然科学基金 (31171943)； 河南省重大科技攻关项目(92101110600)； 河南省科技攻关项目(102102110178，112102110205)资助。

冀爱青(1976—)，女，山西寿阳人，博士研究生，讲师，主要从事果树种质资源及栽培生理研究。E-mail：aiqingji2003@163.com * 通信作者 E-mail: wugood2002@yahoo.com.cn

S644.1.601

A

1008-505X(2013)05-1234-07