‘砂糖橘’养分累积分布特性研究

李国良　周昌敏　杨苞梅　何兆桓　徐培智　杨少海　姚丽贤　涂仕华

摘 要 为明确矿质养分在‘砂糖橘（Citrus reticulata Blanco cv. Shiyue Ju）树体的分布规律，以7年生中高产‘砂糖橘树为试材，采用挖取全株、分解取样的方法，研究了‘砂糖橘养分累积及其分布特性。结果表明：为生产50 kg果实，‘砂糖橘树体需要累积N 0.393 kg、P 0.040 kg、K 0.366 kg、Ca 0.161 kg、Mg 0.043 kg、S 0.083 kg、Fe 7 865 mg、Mn 1 837 mg、Cu 175 mg、Zn 1 356 mg、B 1 161 mg、Mo 2.6 mg。在成熟期每收获50 kg果实，其果实带走的养分量为N 0.208 kg、P 0.025 kg、K 0.237 kg、Ca 0.033 kg、Mg 0.017 kg、S 0.035 kg、Fe 702 mg、Mn 151 mg、Cu 87 mg、Zn 228 mg、B 573 mg、Mo 0.9 mg，养分比例N ∶ P ∶ K ∶ Ca ∶ Mg ∶ S为1 ∶ 0.12 ∶ 1.14 ∶ 0.16 ∶ 0.08 ∶ 0.17。同时，阐明了‘砂糖橘不同部位养分含量和不同养分在‘砂糖橘不同部位的分配模式。

关键词 ‘砂糖橘；养分累积特性

中图分类号 S184； S667.1 文献标识码 A

The Accumulation and Distribution Characteristics of

Mineral Uutrients in‘ShatangjuMandarin

LI Guoliang1， ZHOU Changmin1， YANG Baomei1， HE Zhaohuan1，

XU Peizhi1， YANG Shaohai1， YAO Lixian1， TU Shihua2

1 Key Laboratory of Plant Nutrition and Fertilizer in South Region， Ministry of Agriculture / Institute of Agricultural Resources

and Environment， Guangdong Academy of Agricultural Sciences / Guangdong Key Laboratory of Nutrient Cycling and Farmland

Conservation， Guangzhou， Guangdong 510640， China

2 International Plant Nutrition Institute Chengdu Office， Chengdu， Sichuan 610066， China

Abstract The aim of this study was to investigate the distribution of mineral nutrients in‘Shatangju. Field experiment was conducted to study the nutritional accumulation and distribution in different parts of‘Shatangjutrees of 7 years old which were uprooted. The result showed that‘Shatangjuplant absorbed 0.393 kg N，0.040 kg P，0.366 kg K，0.161 kg Ca，0.043 kg Mg，0.083 kg S，7 865 mg Fe，1 837 mg Mn，175 mg Cu，1 356 mg Zn，1 161 mg B，2.6 mg Mo with 50 kg fruits. The nutrient removed by 50 kg‘Shatangjufruits included 0.208 kg N，0.025 kg P，0.237 kg K，0.033 kg Ca，0.017 kg Mg，0.035 kg S，702 mg Fe，151 mg Mn，87 mg Cu，228 mg Zn，573 mg B，0.9 mg Mo，and the nutrient ratio of N ∶ P ∶ K ∶ Ca ∶ Mg ∶ S was 1 ∶ 0.12 ∶ 1.14 ∶ 0.16 ∶ 0.08 ∶ 0.17. The nutrient content in various parts and distribution patterns of various nutrients in‘Shatangjuplant were also clarified in this work.

Key words ‘Shatangjumandarin； Nutritional accumulation properties

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.12.010

‘砂糖橘为原产于广东省四会市的名特优柑桔品种，果实味甜如砂糖，故称之为‘砂糖橘[1]。2010年，广东柑桔种植面积25.0万hm2，产量293.07万t[2]，近年来，已成为该省主要经济作物之一。砂糖橘产量高，养分需求多，为了保证‘砂糖橘的正常发育、优质高产，获取更高的经济价值，合理施肥就成为关键技术措施。而要进行合理施肥，必须对‘砂糖橘树的生物量构成特点及其营养特性有充分了解。

近年柑桔果园土壤养分肥力的研究显示，目前广东省柑桔园土壤主要障碍因素为低镁、缺硼及钾、钙、镁养分不平衡，钾、镁不平衡状态甚至比以前的调查评价结果有所加剧[3]，这反映土壤养分肥力可能是柑桔低产原因之一。国外早期对柑桔属果树中的伏令夏橙和马叙葡萄柚植株进行解体分析，简要阐明了养分在树体中的分配模式[4-5]，而Chapman则报道了柑桔植株营养器官各元素占灰分中的比例有明显差异[6]。然而，一直以来，中国对柑桔主产区施肥条件下柑桔生物量构成及营养特性系统研究鲜见报道。同时，由于成年柑橘具有大量的木质部、叶片和庞大的根系统，样品采集十分繁冗，因此有关其体内养分分布的文献较少。而柑橘各器官在不同生长期各自都进行着复杂的生理活动，对矿质元素的需求不同。因此，其叶片、枝干、根系和果实对各矿质元素的吸收与富集自然具有明显的规律性[7]。为了解‘砂糖橘树体养分累积分布特性，本课题组在柑橘主产区挖取的3株成熟期生长正常的中高产‘砂糖橘树，研究大、中、微量元素养分在树体的累积分布规律，以期为明确矿质养分在‘砂糖橘树体的分布提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试材料 2011年1月在广东省柑橘主产区选择有代表性的3株‘砂糖橘进行试验。供试‘砂糖橘位于清远市飞来峡镇黄竹斗村‘砂糖橘果园，树龄为7 a，种植密度为1 050株/hm2，树冠较为整齐完整，果园管理水平较高。3株‘砂糖橘均为嫁接苗，砧木为枳壳[Poncirus trifoliata（L.）Raf.]，挖取前丈量树体，量得株高平均为2.05 m，树冠弧长平均为4.37 m，树冠投影直径平均为2.67 m。该砂糖橘园3年平均产量约为31 500 kg/hm2，基本没有裂果现象。供试‘砂糖橘当年养分施用情况：N 170.5 kg/hm2，P2O5 130.9 kg/hm2，K2O 225.3 kg/hm2，中微量元素肥料均无施用。

1.1.2 供试果园土壤 供试果园土壤为花岗岩发育的赤红壤，试验前在‘砂糖橘树滴水线外约20 cm处用土钻采集8个50 cm深的土柱，充分混匀后作为该‘砂糖橘园土壤样本。土壤风干后磨碎过筛，进行主要农化性质分析，测定方法为：有机质采用沙浴加热重铬酸钾容量法；碱解氮采取0.25 mol/L NaOH碱解扩散法；有效磷用0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼锑抗比色法；速效钾选0.25 mol/L NH4OAc浸提-火焰光度法；有效钙、镁则用0.25 mol/L NH4OAc交换法；有效锌用的是0.1 mol/L HCl浸提-原子吸收分光光度法；有效硼则采用沸水浸提-姜黄素比色法；有效钼选草酸-草酸铵浸提-极谱法；pH检测时采用水土比为1 ∶ 2.5，电位法[8]。经测定，‘砂糖橘园土壤pH为4.4，有机质20.6 g/kg，碱解氮67.8 mg/kg，有效磷（以P计）286.2 mg/kg，速效钾（以K计）69.8 mg/kg，有效钙336.0 mg/kg，有效镁39.2 mg/kg，有效锌3.30 mg/kg，有效硼0.25 mg/kg，有效钼0.140 mg/kg。根据全国第二次土壤普查土壤养分分级标准评价[9]，表明土壤为强酸性，碱解氮、速效钾、有效钙、有效钼含量中下，有机质中等，有效锌中上，有效磷丰富，有效镁、有效硼和有效钼缺乏。

1.2 方法

1.2.1 ‘砂糖橘生物量获取及采样方法 在‘砂糖橘成熟期分别收获果实、叶片、树干，然后挖取全部根系（包括主根和侧根）并用自来水冲洗干净，称取各部位生物量。将每株树所有叶片和果实分别混为一堆，充分混匀后采集叶片和果实样本各4个。选取4条中等的树干作为4个树干样本，锯取主根及侧根4个样本。在所有果实中随机选取100个果实，然后剥开果实分为果皮、果肉和果核，称取各部分鲜重。

1.2.2 样本处理及测试 植株样本经冲洗、杀青、烘干后记录干重，粉碎后按照常规方法[8]测定氮、磷、钾、钙、镁、硫、铜、锌、铁、锰、硼和钼。所有项目均用标准物质GBW07603控制测试质量。

1.2.3 统计及分析 试验数据为3株树的平均值，采用Excel和SAS9.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 ‘砂糖橘树及其果实生物量构成特点

从‘砂糖橘树体生物量构成来看，3株‘砂糖橘果实平均产量为（29.6±1.2）kg，属于中高产水平。全株生物量为（57.8±1.3）kg，均以果实占全株生物量百分比最大，为52%，树干次之，占21%。叶片和根系生物量相当且均较低，仅占全株的11%和16%。从‘砂糖橘果实生物量构成来看，‘砂糖橘果实以果肉为主。果肉重量占果实总重的75.3%，其果皮和果核分别占果实总重的24.2%和0.5%。

2.2 ‘砂糖橘不同部位养分元素分布特征

由表1可知，叶片中各元素含量大小为N>Ca>K>S>Mg>P>Fe>B、Mn>Zn>Cu>Mo，树干中各元素含量为Ca>N>K>S>P>Mg>Fe>Zn>B>Mn>Cu>Mo，根系中各元素含量为N>K>Ca>S>Mg>P>Fe>Mn>Zn>B>Cu>Mo，果皮中各元素含量为K>N>Ca>S>Mg、P>Fe>B>Zn>Mn>Cu>Mo，果肉中各元素含量为K>N>S>P>Ca>Mg>Fe>B>Zn>Mn>Cu>Mo，果核中各元素含量为N>K>Ca>S>P>Mg>Fe>B>Zn>Mn、Cu>Mo。

同一元素在不同部位含量也存在差异，其中N、P、K、Ca、Mg、S在叶片中含量均高于树干和根，在果核中含量均高于果皮和果肉，对于微量元素养分含量，Fe在‘砂糖橘不同部位含量最高，Mo含量最低。Fe、Mo含量状况可能与果园土壤Fe含量丰富、Mo含量缺乏有关。华南地区赤红壤等酸性土壤含Fe丰富，生长于其中的‘砂糖橘果实也含有丰富的Fe，可成为良好的食物Fe源。Mo是植物生长必需营养元素，为催化C和N代谢过程关键酶所必需，与植物C、N和激素代谢均有密切关系[10]。因此缺Mo导致植物不能有效利用和转化养分，造成植物体内营养分布失衡[11]。中国柑橘果园极少施用Mo肥，故在缺Mo柑橘园施用充足的Mo是极为必需的。

2.3 ‘砂糖橘不同部位养分累积

为了便于说明‘砂糖橘的养分累积特性，以生产单位重量果实‘砂糖橘树体需要吸收累积的养分量来进行说明。如表2所示，为生产50 kg‘砂糖橘果实，全株树体需要累积N 0.393 kg、P 0.040 kg、K 0.366 kg、Ca 0.161 kg、Mg 0.043 kg、S 0.083 kg、Fe 7 865 mg、Mn 1 837 mg、Cu 175 mg、Zn 1 356 mg、B 1 161 mg、Mo 2.6 mg，养分比例N ∶ P ∶ K ∶ Ca ∶ Mg ∶ S为1 ∶ 0.10 ∶ 0.93 ∶ 0.41 ∶ 0.11 ∶ 0.21。表2同时显示，在成熟期每收获50 kg‘砂糖橘果实，其果实带走的养分量为N 0.208 kg、P 0.025 kg、K 0.237 kg、Ca 0.033 kg、Mg 0.017 kg、S 0.035 kg、Fe 702 mg、Mn 151 mg、Cu 87 mg、Zn 228 mg、B 573 mg、Mo 0.9 mg，养分比例N ∶ P ∶ K ∶ Ca ∶ Mg ∶ S为1 ∶ 0.12 ∶ 1.14 ∶ 0.16 ∶ 0.08 ∶ 0.17。

2.4 ‘砂糖橘不同部位养分分配

如图1所示，在‘砂糖橘树体，N、P、K、Mg和B在果实和根部分布比例接近，N、Ca、S和B主要累积在叶片，Zn、Fe和Mn则主要贮藏于根部。在成熟期，收获‘砂糖橘果实带走的养分占全株养分比例分别为：N 19.0%、P 27.5%、K 25.2%、Ca 8.2%、Mg 18.6%、S 11.7%、Cu 18.4%、Zn 6.1%、Fe 3.3%、Mn 2.7%、B 9.8%、Mo 16.7%。

‘砂糖橘果实养分分配数据进一步显示（图2），除Ca以外，其他养分在‘砂糖橘果肉贮藏最多，Ca则在果皮累积最多；果核中所有营养元素分布最少且均匀。Mn在果皮和果肉中分布较均匀。

3 讨论与结论

果实是整个树体养分最终流向的一个重要库，树体吸收的养分绝大部分随果实收获被带走。本研究显示，成熟期每收获50 kg‘砂糖橘果实，其带走的养分以N、P、K、Mg和B相对较多，Mo次之，从1989年柑橘园土壤养分评价结果与2003～2004年广东省柑橘园土壤养分评价结果看[3]，土壤有效镁和有效硼含量一直停留在低水平，这反映出柑橘生产中镁、硼肥的施用一直没有受到重视。由于收获带走的镁和硼相对较多，而农户又没有重视镁硼肥的施用，导致广东省柑橘园土壤镁硼养分相对缺乏。作物在吸收钾、钙、镁时存在拮抗作用，而柑桔为对镁敏感作物，这3种养分的平衡对柑橘的正常生长发育有很大的影响。本试验在土壤速效钾、有效钙含量中下和有效镁缺乏条件下，‘砂糖橘树N、P、K、Ca、Mg吸收累积比例为1 ∶ 0.10 ∶ 0.93 ∶ 0.41 ∶ 0.11，N、K吸收累积最多，Ca次之，P和Mg吸收累积较少，与其他果树矿质元素累积特性Ca比K吸收累积量多有所区别[12-16]。这与近年来柑橘园土壤钙含量有所降低，土壤钙、镁含量在低水平上渐趋于相对平衡而钾镁不平衡状态仍然存在有关[3]。

温明霞[17]在重庆柑橘钙素营养及调控研究中发现，不同种类柑橘叶片钙含量差异较大，其中以脐橙最高，锦橙最低，主要与树体本身的遗传特性及对养分的吸收利用不同有关。其研究中，柑橘对钙吸收和分配的结果表明，成熟期柑橘树体中钙含量为：叶片>枝>根>果实，柑橘树体吸收的钙大部分贮藏于叶片和枝梢，成熟期果实的钙含量和累积量均表现为最低，与本研究结果一致。‘砂糖橘为多年生木本植物，树体中存有大量的营养，其吸收累积的N约19.0%、P约27.5%、K约25.2%、Ca约8.2%、Mg约18.6%、B约9.8%被收获时果实带走，随果实带走的N、P、K和Mg较多，Ca和B较少，建议在‘砂糖橘果实采后及时补充N、P、K、Mg营养，并增施石灰或其它碱性肥料，一方面可以增加土壤钙素等的供应，另一方面通过提高土壤pH，同时提高果园土壤镁和硼的有效性。

养分在作物不同器官中的含量和分配各不相同，表明作物精确定量施肥的肥料数量和养分配比只有符合作物对养分吸收特性，肥效才能达到最大。根据植物营养理论[18]，植物体内的每一种必需营养元素都有其特定的功能，不能为其他元素所替代；同时各元素间又可相互作用，每一种元素功能的发挥还受养分最小因子律的影响。因此，施肥要根据作物对养分吸收特性平衡施肥。

矿质元素累积分配特性是指导果树合理施肥的重要参数。本研究认为，营养元素在‘砂糖橘各器官中的分布有以下规律：N、K、Ca、Mg、S、B以叶片含量最高；P以果核含量最高；Fe、Cu、Mn、Zn、Mo以根含量最高。‘砂糖橘树N、P、K、Ca、Mg、S吸收累积比例为1 ∶ 0.10 ∶ 0.93 ∶ 0.41 ∶ 0.11 ∶ 0.21，N、K吸收累积最多，Ca次之，P和Mg吸收累积较少。每收获50 kg果实，带走的养分量为N 0.208 kg、P 0.025 kg、K 0.237 kg、Ca 0.033 kg、Mg 0.017 kg、S 0.035 kg、Fe 702 mg、Mn 151 mg、Cu 87 mg、Zn 228 mg、B 573 mg、Mo 0.9 mg。

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