威廉斯香蕉果实膨大期矿质元素累积与分配特征分析

马海洋 刘亚男 石伟琦 杜晓远 冼皑敏 陈菁

摘 要 以威廉斯8818香蕉为试材，采用整株挖掘、分解取样的方法，研究其干物质的构成特点、各器官矿质元素含量和累积及分布特征。结果表明，香蕉植株果实膨大期总干物质量为5.4 kg/株，其中叶片占36.1%，假茎占34.3%，球茎占15.1%，果实占10.6%，根占2.9%，果轴占1.1%。每株累积吸收N 61.65 g、P 4.40 g、K 49.65 g，N、P、K的吸收比例为1∶0.07∶0.81。此时期，N、P、K分配率规律为叶片>假茎>果实，果轴中则最低。叶片中N含量最高，其次为果实和果轴，假茎（叶鞘）最低。P以果实含量最高，叶片次之，球茎最低。K以果实含量最高，根次之，假茎（叶鞘）和球茎最低。叶片、假茎（叶鞘）、真茎（地上茎）和球茎中各矿质元素含量的大小顺序为N>K>P，而果实、果轴和根中则为K>N>P。

关键词 香蕉 ；果实膨大期 ；矿质元素 ；分配特征

分类号 S668.1.601

香蕉是世界四大水果之一，其产量仅次于柑橘位列第二[1]。亦是继水稻、小麦和玉米之后的第4大粮食作物[2-3]。目前我国是世界上第3大香蕉生产国[4]。威廉斯蕉是20世纪80年代引入品种，属于中杆品种，现为广东、广西、云南、福建各香蕉区的主要栽培品种之一，也是国外的主要栽培品种之一。其梳形整齐，指形较直，排列紧凑，果实香味浓，是很受欢迎的春夏蕉品种，也是广东省主要的栽培品种。但对于它的营养特性研究少见报道，我国有关香蕉营养特性的研究报道只集中在巴西蕉[5-7]和粉蕉[8]上。此外因土壤和气候条件的差异又限制了国外研究资料的应用。由于缺乏对威廉斯蕉矿质营养吸收与分配特征的了解，在生产实践中推荐施肥管理措施多以巴西蕉为参照，施肥不合理状况突出，配套栽培管理技术研究跟不上产业的发展。本试验以粤西香蕉主产区的威廉斯香蕉为试材，对人工栽培管理的果实膨大期香蕉植株不同器官的干物质累积与主要矿质元素含量及累积分配特征进行了系统研究，旨在揭示威廉斯蕉的矿质元素需求特点，为其蕉果发育期科学施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验在广东省湛江市中国热带农业科学院南亚热带作物研究所基地（110°17′N，21°12′E）进行。试验蕉园土壤为凝灰岩砖红壤，质地为轻质砂壤土。土壤pH值4.4，有机质含量23.0 g/kg，全氮0.9 g/kg，有效磷（P）5.0 mg/kg，速效钾（K）130.4 mg/kg。供试品种为威廉斯8818（Musa AAA Group Cavendish Williams），组培苗于2011年9月下旬种植，株距2 m，行距2.5 m，种植密度为2 000株/hm2。

1.2 方法

1.2.1 香蕉生物量获取及采样

在试验蕉园选取长势中等、无病虫害、正常结果的香蕉植株（株高2.3 m，青叶数12片），在果实膨大期（2012年7月20日）取样，采用整株挖掘、分解取样法。即把香蕉植株分解为叶片、假茎、球茎、果实、果轴和根，记录各部分生物量，然后均匀采集样品。采集叶片样品时从主脉处平均切开，取其中一半切碎混匀，采用四分法取样。采集假茎时按30 cm长，将假茎从地面处依次横切为8段，再将每段纵切平均分成4份，取对角线2份，各取一半切成细条后切断，四分法取样。采集球茎样品时，先纵切平均分成4份，取对角线2份切碎混匀后四分法取样。采集果轴时先纵切平均分成4份，取对角线2份切碎混匀。采集果实时，取每梳果实果指6个切碎混匀，四分法取样分析。根系样品取样时全部切碎混匀，四分法取样。

1.2.2 样品处理与测定方法

植株样品经清洗、杀青、烘干后记录干重，测定各部位水分含量并计算干物质量，样品粉碎后用于矿质元素含量分析。植株各部位样品经H2SO4-H2O2消煮后，N用碱解蒸馏法测定，P用钼锑抗比色法测定，K用火焰光度法测定。

1.2.3 数据处理

元素累积量=器官干物质量×元素含量。试验数据用Excel进行统计作图。

2 结果与分析

2.1 威廉斯香蕉植株总干物质积累与分配特征

威廉斯8818香蕉植株的总干物质量为5.4 kg/株，其中叶片占36.1%，假茎占34.3%，球茎占15.1%，果实占10.6%，根占2.9%，果轴占1.1%（图1）。叶片和假茎是威廉斯香蕉果实发育期干物质累积的主要部位。

2.2 威廉斯香蕉植株总矿质营养元素累积量与分布

表1显示，威廉斯香蕉每株吸收N 61.65 g、P 4.40 g、K 49.65 g，N、P、K的吸收比例为1∶0.07∶0.81。叶片中各矿质营养元素累积量均最大，其为次假茎，果轴中最少。叶片、假茎和球茎中N的累积量均最高。果实、果轴和根系中K的累积量高于N。各器官中P的累积量均最低。

从主要矿质营养元素在香蕉植株不同部位的分布情况看，矿质营养元素间的分配模式存在差别（图2）。此时期，N主要分配在叶片，分配率高达55.3%，其次是假茎和果实，分配率分别为18.9%和14.3%。P主要向叶片、假茎和果实中分配，分配率分别为44.5%、26.9%和18.4%。K主要分配在叶片、果实和假茎，分配率分别为37.9%、32.0%和15.5%。叶片中各矿质营养元素的分配率均最高，其次为假茎，果轴中最低。球茎中N和P的分配率高于K，而根系中K的分配率则高于N和P。

2.3 威廉斯香蕉不同部位矿质元素含量状况

同一矿质营养元素含量在香蕉不同部位存在显著差异（表2）。叶片中N含量最高，其次为果实和果轴，假茎（叶鞘）最低。P以果实含量最高，叶片次之，球茎最低。K以果实含量最高，根次之，假茎（叶鞘）和球茎最低。

不同矿质营养元素在香蕉植株同一部位的含量存在差异。叶片、假茎（叶鞘）、真茎（地上茎）和球茎中各矿质元素含量的大小顺序为N>K>P，而果实、果轴和根中则为K>N>P。

叶片是香蕉光合作用的主要器官，抽蕾期至收获期青叶数和叶片质量对香蕉产量和品质的影响很大[9]。香蕉叶片从顶部第1片至第12片中N、P、K含量呈逐渐下降趋势（图3），N、P、K含量分别下降9.63、0.55和4.21 g/kg，降低比例为39.7%、37.9%和29.2%。

香蕉的茎包括真茎与假茎，而真茎又包括球茎和地上茎两部分。假茎生物量大，还含有丰富的养分，其中的矿质养分可以转移到果实中，假茎的生长状况和养分含量与香蕉产量密切相关。假茎（叶鞘）和真茎（地上茎）不同部位矿质养分含量状况见图4、5 。真茎（地上茎）中相应部位N、P、K含量均高于假茎（叶鞘），且假茎（叶鞘）和真茎（地上茎）各部位矿质养分含量呈现不同的变化趋势。由图4可以看出，假茎（叶鞘）不同部位N、P含量变化趋势相同，但总体上变化幅度较小；K含量呈明显的下降-升高-下降的变化趋势，其中0～30 cm部位K含量最高达5.86 mg/kg。从图5可知，真茎（地上茎）中N、P、K含量从底部到顶部均呈升高而后下降的趋势，最高含量分别为14.24、1.24和12.25 mg/kg。

香蕉果穗各梳矿质元素含量见表3。从第1梳（头梳）至第7梳（尾梳）蕉果中P含量一直增加，N、K含量呈增加趋势。其中第7梳中N、P、K含量最高，第1梳中含量最低，这与蕉果的干物质量密切相关，第1梳蕉果干物质量最大，第7梳则最低。

2.4 威廉斯香蕉植株叶片、假茎、真茎和果实中干物质与矿质元素累积构成

由图6可知，随叶序的增加，威廉斯香蕉青叶片的干物质量和矿质元素累积量均呈先增加后降低的变化规律。从植株顶部起第4片叶的干物质量和矿质元素累积量最高，干物质累积量为175.6 g，N、P、K累积量分别为3.82、0.21和2.25 g。

威廉斯香蕉假茎（叶鞘）和真茎（地上茎）各部位干物质量以及N、P、K累积量变化趋势见图7、8。植株假茎和真茎各部位干物质及N、P、K累积量均随高度的增加而逐渐下降，且真茎的下降幅度较假茎大。除0～30 cm部位外，植株假茎和真茎矿质元素累积量顺序为N>K>P，且假茎中N、P、K累积量均高于真茎的相应部位。

香蕉果实各梳的干物质和养分累积量见表3。从第2梳至第7梳蕉果干物质量逐渐下降。第2梳蕉果果实干物质和N、P、K累积量最高。

3 讨论与结论

香蕉植株的养分吸收累积是产量形成的基础，是合理施肥的重要依据[8]。香蕉是常绿草本果树，在适宜的温度下周年都可以生长发育，且生长速度快，生物量大，需要大量水分和矿质营养元素。在本研究条件下，威廉斯香蕉果实膨大期每株累积吸收N 61.65 g、P 4.40 g、K 49.65 g。姚丽贤等[5]研究表明，在中高产水平下，每株巴西蕉成熟期地上部及球茎需要吸收N 128.6 g、P 11.5 g、K 419.9 g。杨苞梅等[8]对粉蕉的研究结果表明，成熟期粉蕉每株需要吸收N 167.9 g、P 19.3 g、K 521.7 g。与巴西蕉和粉蕉相比，威廉斯香蕉果实膨大期养分累积量低，这与香蕉品种的生长特性、土壤肥力状况等有关。巴西蕉属于高把香牙蕉，干高2.6～3.2 m，假茎上下较粗，生物量大[19]。粉蕉植株干高3.5～4.5 m，干粗（中周）达70～80 cm，叶片长大，植株产量亦较高[10]。因此，需要根据威廉斯蕉的养分吸收累积特性，调整推荐施肥量。若参照巴西蕉和粉蕉的结果，则会造成资源的浪费。

矿质元素吸收累积与分配特性是指导果树合理施肥的重要参数。本研究表明，威廉斯香蕉果实膨大期养分吸收比例为N∶P∶K=1∶0.07∶0.81，这与成熟期的巴西蕉[5]、粉蕉[8]有一定的区别，K素的累积比例降低，N素累积最多。叶片、假茎（叶鞘）、真茎（地上茎）和球茎中各矿质元素含量的大小顺序为N>K>P，果实、果轴和根中则为K>N>P。威廉斯蕉体内NPK含量的顺序结果与刘芳等[6]、周修冲等[11]的结果存在差异，这可能与香蕉品种、生育期的差异有关。以往的研究将假茎（叶鞘）和真茎（地上茎）统一划分为假茎，但其组织构成和主要功能不同。本研究结果显示，假茎（叶鞘）的NPK含量均低于真茎（地上茎），而干物质量和养分累积量则高于真茎，且不同部位间存在明显差异，故在假茎采样时需要考虑此特征。叶片是进行香蕉植株营养诊断常用的采样器官。由不同叶序（位）叶片的分析结果得到，随叶序的增加，威廉斯香蕉青叶片的干物质量和矿质元素累积量均呈先增加后降低的变化规律，叶片N、P、K含量逐渐降低，这与Turner[12]和Murray[13]的研究结果一致。Murray指出，从一个叶片到另外一个叶片营养元素浓度的变化受养分供给量的影响，当K供应充足时，从新叶到老叶片K含量都相对稳定，当钾缺乏时，K含量则会急剧降低[13]。可以利用叶片的矿质营养特点进行植株营养状况诊断，并进行施肥矫正。

参考文献

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[12] Turner D W. Growth and Mineral Nutrition of the Banana：An Integrated Approach[D]. Macquarie University， Sydney， 1979.

[13] Murray D B. Deficiency symptoms of the major elements in the banana[J]. Trop. Agric. Trin， 1959， 36：100-107.