山西省苹果果品质量与土壤营养调查研究

续海红，张鹏飞，弓桂花，吴晓璇，安栋，高鹏，魏钦平

（1.山西省农业科学院 果树研究所，山西 太谷030815；2.山西农业大学 园艺学院，山西 太谷030801；3.北京市农林科学院 林业果树研究所，北京100093）

苹果是我国北方最主要的落叶果树之一。据农业部2008年数据统计，全国苹果栽培面积和产量分别为199.22万公顷和2984.66万吨，其中山西苹果栽培面积和产量分别是14.82万公顷和22.9万吨，为五大苹果产区之一［1］。土壤肥力的合理配比是果实品质和单位面积产量提高的基础。随着人们生活水平的改善以及对健康的要求，消费者除了注重苹果的外观品质之外，对苹果的内在品质的要求也不断提高。许多研究表明，土壤的营养状况对果园的可持续发展、树体生长、果实产量以及果实品质有很大的影响［2］。土壤p H值对苹果根系的养分吸收和利用也有重要影响。如果果园土壤理化性状良好，土壤通气性、保水能力、有机质含量高，质营养元素含量适宜，则有利于根系生长和吸收，可以提高果实产量和品质［3，4］。本文针对山西中南部苹果主产区5个不同果园土壤养分状况进行了调查，分析了相应地区的果品矿质营养和果实矿质营养的关系，并得出果品的营养品质，同时抽选了不同的年龄阶层的人群对果品的综合消费特性进行了评价。通过数据比较，为山西中南部地区的果园土壤改良、改善土壤环境、提高单位面积产量、改善果实品质、增加果农收益提供合理施肥理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料的采集和处理

在山西省中南部苹果主产区，选择5个有代表性的县市，每个县（市）随机选择3个15～20年生的盛果期富士苹果园进行样品采集。每个果园中，采用五点取样法，确定采样植株。

土壤采样时，分别在每株树冠投影内侧20 c m处，东、西、南、北4个方位，用土钻采集0～40 c m土层的土壤，混合，四分法取样，每个果园取土样500 g。过筛、风干后，分别用高温外加热重铬酸钾氧化－容量法测定土壤有机质，凯氏定氮法测定土壤全氮，碱解扩散法测定碱解氮，碳酸氢钠浸提－钼锑抗比色法测定有效磷，乙酸铵浸提－火焰光度计法测定有效钾，DTPA浸提－原子吸收分光光度法分析有效铁、锌，醋酸钠浸提－原子吸收法分析有效钙，沸水浸提－甲亚胺－H酸比色法分析有效硼［4］。

在采样树树冠的东南和西南方向采集果实，每株采果10个，每个果园采果30个，混合。用百分之一电子天平（Mettler Toledo，AL104）称量单果质量，GY－1型果实硬度计测量果实硬度，PR－100型数字糖度计测定可溶性固形物含量，用0.1 mol·L－1Na OH中和滴定法测定可滴定酸含量；用H2SO4－HCl O4消化，碱解氮扩散法测定元素氮（N），钒钼黄比色法测定磷（P），火焰光度计法测定钾（K），铁（Fe）和锌（Zn）等微量元素含量用原子吸收法测定。醋酸钠浸提－原子吸收法分析有效钙，沸水浸提－甲亚胺－H酸比色法分析有效硼的含量［5］。

利用SPSS 18.0（SPSS，Illinois，USA）软件对采集数据进行相关性分析。

1.2 果品质量消费者调查

随机抽选取样地当地的群众，按年龄划分为20～30岁（含20）、30～40岁（含30）、40～50岁（含40）、50～60岁（含60）和60岁以上5类人群，每个年龄阶层抽选10人，依据预设的评分表，对样品果实进行品尝、打分。果品评分满分为100分，其中外观30分、口感30分和风味40分。调查结果进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同地区果园土壤养分分析

由表1可见，山西省中南部苹果主产区果园土壤中平均全氮含量为0.85 g·kg－1，除临汾地区含量较低外，其他地区果园土壤中均含有充足的全氮；临猗和芮城地区的有机质含量均低于平均值13.46 g·kg－1［6］。与其他地区相比，翼城的有机质平均含量较高为16.4 g·kg－1。这5个地区中所含的碱解氮、有效磷和有效钾，以万荣地区的含量最高，其含量分 别 是 114 mg·kg－1、124.67 mg·kg－1和534.67 mg·kg－1。5个不同地区果园土壤中有效钙、有效铁、有效锌、有效硼平均含量为5.6 mg·kg－1、9.27 mg·kg－1、1.6 mg·kg－1和0.35 mg·kg－1。苹果适宜的土壤p H值为6.5～7.5［7］，由表1可以看出，这5个地区的土壤都偏碱性，这意味着许多微量元素（铁、锌和硼）都不能很好地被根系吸收利用。

表1 不同地区苹果园土壤营养成分分析Table 1 Analysis of soil nutrients in apple orchards in five different districts

2.2 不同地区果实矿质营养含量分析

果实矿质营养的数据分析调查资料见表2。万荣地区的果实中全氮0.35%、全磷0.077%和全钾0.823%均高于其他地区。根据前人研究，将果实矿质营养含量所划分为的等级来看，全钙、全铁、全锌和 全 硼 含 量 分 别 大 于 100、7.5、0.45 和 6.0 mg·kg－1均为优质含量［4］。由表2可得这5个地区的微量元素含量均较高，万荣地区的果实中全钙的含量为919 mg·kg－1和全铁142.6 mg·kg－1高于其他地区，而临汾的全锌4.567 mg·kg－1和芮城的全硼29.033 mg·kg－1最高。

表2 不同地区果实矿质营养分析Table 2 Analysis of fruit nutrients in five different districts

2.3 土壤矿质元素含量与果实矿质养分相关性分析

果实中各种矿质元素的含量很大程度上受环境条件所影响，与土壤中矿质元素的含量有明显的相关性［8］。由表3可见，所有元素都呈正相关，相关性大小依次为有效钾＞有效磷＞有效锌＞有效铁＞有效硼＞全氮＞有效钙。

表3 土壤矿质元素含量与果实矿质养分的相关性Table 3 Relative analysis of fruit and soil nutrients in five different districts

2.4 不同地区的果实品质状况

不同地区果实品质的分析见表4。各地区果实的果形指数和果实硬度基本相当；临猗产的单果重最高，达255 g；而芮城的果实着色面积最大，为93%；可溶性固形物和可滴定酸含量均以临汾地区最高，分别为13.64%和0.25%；比较土壤矿质营养，铁和速效钾对果实中可溶性固形物以及可滴定酸含量影响最大；果实硬度以万荣地区最高，得出土壤中全磷越低，果实硬度高，呈负相关；花青苷含量和含水量以翼城地区的果实最高，分别达232.91（总吸收度／100 c m2）和87%。综合评价果实品质翼城地区的果实最佳。

表5和表6分别列出了不同地区的果实在干重和鲜重下含酸量（L－苹果酸、琥珀酸、乳酸和乙酸）和含糖量（果糖、葡萄糖和蔗糖）的数据结果。在干重下，L－苹果酸、琥珀酸、乳酸和乙酸的含量最高值分别是56.712 mg·g－1、5.952 mg·g－1、0.242 mg·g－1和0.051 mg·g－1。果糖、葡萄糖和蔗糖的含量最高值分别是457.432 mg·g－1、124.170 mg·g－1和249.434 mg·g－1。。

表6 5个不同地区果实不同含糖量Table 6 The sugar value of fruits in five different districts

2.5 果品质量消费者调查

不同年龄阶层的人综合评价如表7，按照人们的消费观念，即外观、口感和风味每一项指标做出了划分。由表7可以看出，这5个地区的总和得分由高到低分别依次是翼城（67.21）、芮城（66.66）、万荣（65.03）、临猗（65.03）和临汾（61.3）。

3 结论与讨论

3.1 土壤矿质营养与果实的关系

果园的土壤矿物养分与果实营养水平间的关系比较复杂。土壤有效锌含量随p H值的升高而降低，p H大于6时植物吸收锌速率明显降低，会影响光合作用的产物［2］，这5个地区的p H含量均高于一般水平，需要通过栽培技术加以改善。有研究表明土壤中的有效硼含量与果实硼含量密切相关［9］，土壤p H值和有效钙含量会显著影响果实中全氮的含量并与之呈负相关，也有人认为苹果果实中的钙含量主要与钙素运输分配有关系，与土壤中钙的供应关系微小，因此，苹果缺钙会经常发生在石灰性土壤等含钙量较高的土壤上［10］，关于土壤中的含钙量与果实品质的关系还有待深入研究［11，12］。本文中土壤氮、磷、钾、锌和铁的含量与单果重呈正相关，土壤含钙量与单果重呈负相关，如临汾地区的含钙量最高，而单果重最低。在本研究中发现土壤中矿物质元素与果实中的营养成分成正相关，相关性大小依次为有效钾＞有效磷＞有效锌＞有效铁＞有效硼＞全氮＞有效钙。有研究表明在多种矿物质营养因素相互作用的情况下，土壤矿质营养中铁和速效钾对果实中果糖、总糖以及可滴定酸含量影响最大，土壤中全磷与果实硬度呈负相关，铁与果实硬度呈正相关而钙的作用比较小［13，14］。土壤养分与果实矿质元素间之间错综复杂关系，有待于进一步研究。

3.2 山西省苹果果实品质评价

苹果优质果的标准中，果实含糖量＞13%、硬度≥8 kg·c m－1、糖酸比应为40～60［4］，本研究中所有试验区的果品基本能满足要求。但这5个地区的果实可溶性固形物 、可滴定酸含量均偏低，需要通过栽培技术的改进，提高果实可溶性固形物含量和风味。果实的品质除了受土壤矿质营养含量和比例的影响外，还受品种、气候条件、管理措施等多种因素的影响，必须综合分析、应用，从而真正达到优质高产。此外本研究结合不同地区、不同消费者对苹果品质的感观评价，更加全面的评价了果实品质。

致谢：感谢北京市农林科学院林业果树研究所栽培课题组给予的资助和指导。

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