海南菠萝蜜种植园土壤与叶片微量元素含量分析研究

白亭玉++吴刚++郝朝运++孙燕++谭乐和

摘 要 对海南不同区域菠萝蜜种植园土壤微量元素有效态含量及叶片中微量元素含量进行分析，旨在探明土壤、叶片微量元素含量差异及其丰缺等级，为营养诊断、科学施肥提供理论依据。结果表明：菠萝蜜种植园土壤有效态锰、有效铁、有效锌、有效铜含量分别为44.90、36.77、3.96、0.94 mg/kg，其中，有效态铁、锌、锰含量极丰富，有效铜处于适中水平；不同区种植园土壤微量元素有效态含量差异显著，万宁-陵水区含量较高，海口-文昌、三亚-乐东区含量适中。叶片锰、铁、锌、铜含量均值分别为458.37、71.25 、23.89、2.69 mg/kg。海南菠萝蜜种植园叶片微量元素含量参考值适宜范围为全锌17.85～29.93 mg/kg、全铜1.67～3.72 mg/kg、全铁57.30～85.20 mg/kg、全锰323.33～593.41 mg/kg。

关键词 菠萝蜜 ；土壤 ；叶片 ；微量元素 ；评价

中图分类号 S667.8 文献标识码 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.07.001

Analysis of Trace Elements in Soil and Plant Leaves of

Jackfruit Plantations in Hainan

BAI Tingyu WU Gang HAO Chaoyun SUN Yan TAN Lehe

（Spice and Beverage Crops Research Institute， CATAS， Wanning， Hainan 571533）

Abstract The contents of available trace elements in the soil and jackfruit leaves in jackfruit plantations in different climatic zones were determined and analyzed to find out the differences between trace elements in soil and leaves and the abundance of the trace elements for nutrient diagnosis and fertilizer recommendation. The results showed that the contents of available trace elements， Mn， Fe， Zn and Cu， in the soil were 44.90， 36.77， 3.96 and 0.94 mg/kg， respectively. The contents of Fe， Zn and Mn were extremely rich， while the content of Cu was at the moderate level in the soil. The contents of available trace elements were found significantly different in the soils of jackfruit plantations in different zones， higher in Wanning-Lingshui area， moderatein Haikou-Wenchang area/Sanya-Ledong area. The contents of total Mn， Fe， Zn and Cu in the leaves of jackfruit were 458.37， 71.25， 23.89 and 2.69 mg/kg. The Standard value ranges for leaf contents of total Zn， Cu， Fe and Mn for jackfruit plantations in Hainan are 17.93～29.85 mg/kg， 1.67～3.72 mg/kg， 57.3～85.20 mg/kg and 323.33～593.41 mg/kg， respectively.

Keywords jackfruit ； soil ； leaves ； trace elements ； evaluation

菠蘿蜜（Artocarpus heterophyllus Lam.）又称木菠萝、树菠萝，为桑科（Moraceae）菠萝蜜属（Artocarpus），是典型的热带果树，享有“热带水果皇后”、“齿留香”的美称。菠萝蜜果肉富含糖、 蛋白质、维生素A、维生素C[1]，钙、镁含量特别高，锌、铁、锰等有益元素含量也高，而铅、镉、砷等有害元素含量很低[2]。此外，菠萝蜜树体木质细密、色泽鲜黄、纹理美观，是优质木材[3-4]。目前，中国菠萝蜜生产主要分布在海南、广东、广西和云南等地区，以海南、广东等地种植最多。据不完全统计，近10余年来，菠萝蜜种植面积以每年近15%的速度增长，并在一些优势产区出现了规模化商业种植，至2015年底，中国菠萝蜜种植面积达1.33多万公顷。海南种植面积和产量均居第一，主栽品种为‘琼引1号（‘马来西亚1号），年产量达15万吨，年产值10多亿元。

目前，国内学者多是针对菠萝蜜果肉加工贮藏等方面开展了的大量研究，但对菠萝蜜种植及营养等方面研究较少。为掌握海南‘马来西亚1号菠萝蜜种植园土壤、叶片微量元素含量特性，本试验研究了海南不同气候区菠萝蜜种植园土壤、叶片微量矿质营养元素含量，为菠萝蜜营养诊断、科学施肥等提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

根据车秀芬等[5]、 何大章等[6]对海南不同地区气候特点的研究以及梁继兴[7]对海南土壤类型区域的划分，本研究于2016年9～10月份，从海口、文昌、琼海、万宁、陵水、三亚、乐东等市县不同区域选取管理规范、果树生长健壮的菠萝蜜品种‘马来西亚1号种植园采集土壤和叶片。不同区域气候及土壤特点见表1。

1.2 方法

1.2.1 土壤采样及处理

在菠萝蜜种植园（避开施肥区域）用标准土钻，按“S”型线路，采集‘马来西亚1号种植园0～20 cm土壤，放入土样袋并充分混匀作为一混合样（约1 kg），共采集3个混合土样。样品充分混均匀后，用四分法，保留1/4鲜土用于测定有效锰；其余土样风干、研磨，过1和0.25 mm标准筛，装入封口袋中，做好标签备用。

1.2.2 叶片采样及处理

于菠萝蜜种植园中随机选取长势一致、健壮无病虫害的植株，从东、西、南、北4个方向采集中上部成熟稳定叶各1片，每采集15株作为一个混合样，共采集3个混合样，带回实验室；叶片经清洁的湿毛巾擦干净后，先以105℃杀青30 min，再以75℃恒温烘干至恒重，粉碎至l mm粉末，放入封口袋，做好标签备用。

1.2.3 矿质养分测定方法

土壤、叶片矿质元素含量测定参照文献[8]进行。

1.3 数据处理

利用Excel 2003进行数据处理和作图，利用SPSS软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同种植园土壤微量元素有效态含量分析

1985年在西安召开的微量元素肥料工作会议所制定的“全国农业系统的土壤速效微量元素丰缺指标”和1989年中国科学院在南京召开的微量元素工作会议所制定的“中国科学院微量元素组的土壤有效态微量元素评价标准”（表2）是较普遍使用的2个评价标准[9-10]。本研究参考上述评价标准，对菠萝蜜种植园土壤微量元素有效态含量状况进行评价。

表2、3表明，土壤微量元素有效态含量均值大小顺序为：锰>铁>锌>铜，分别为44.90、36.77、3.96 、0.94 mg/kg；不同种植园含量差异较大（p<0.05），但各元素平均含量均处于中等水平以上。其中，有效锌含量以陵水为最高（10.22 mg/kg），万宁处于极高水平，三亚、乐东处于高水平，海口、文昌处于中等水平，不同种植园间含量差异显著。土壤有效铜含量以海口为最高（2.3 mg/kg），文昌处于高水平，万宁、陵水、三亚处于中等水平，而乐东为0.19 mg/kg，略低于临界值（0.2 mg/kg），各种植园间差异显著（p<0.05）。土壤有效铁含量以万宁为最高（58.36 mg/kg），各种植园含量均高于评价标准的极高值（15 mg/kg），处于极高水平，表明不同地区的种植园土壤中有效铁含量较为丰富，但不同区域种植园间差异显著（p<0.05）。土壤有效锰含量在不同种植园间差异显著（p<0.05），其中陵水种植园含量最高，为70.80 mg/kg；海口、万宁、乐东种植园中有效锰含量均大于30 mg/kg，处于极高水平；文昌种植园处于中等水平；三亚种植园处于极低水平。

综合分析表明，海南不同地区的菠萝蜜种植园土壤微量元素较为充足，仅有极少数种植园存在单一微量元素匮乏，应该根据元素丰缺情况，进行合理施肥。根据各地区土壤微量元素有效态含量，把菠萝蜜主产区大致划分为3个区，分别为：海口-文昌、万宁-陵水、三亚-乐东。

2.2 不同菠萝蜜种植园叶片微量元素含量分析

由表4可知，菠萝蜜叶片微量元素含量均值大小顺序为：全锰>全铁>全锌>全铜，分别为458.37、71.25、23.89、2.69 mg/kg，不同种植园间差异较大。全锌含量以三亚最高，为34.82 mg/kg；陵水最低，为17.74 mg/kg；其中，海口、文昌、万宁两两之间差异不显著，陵水与海口、文昌之间差异不显著，其他两两间差异显著。全铜含量以陵水为最高，为4.53 mg/kg，乐东最低，为1.42 mg/kg；陵水、乐东与其他果园之间差异显著，海口、文昌、三亚之间差异不显著，万宁与文昌、三亚之间差异不显著，其他两两间差异显著。全铁含量以文昌最高，为95.04 mg/kg，乐东最低，為55.71 mg/kg；文昌与其他果园之间差异显著，万宁与三亚、陵水之间差异不显著，海口与乐东之间差异不显著，其他两两间差异显著。全锰含量以陵水最高，为605.83 mg/kg，三亚最低，为199.49 mg/kg；海口、文昌之间差异不显著，其他两两间差异显著。

综合分析表明，不同种植园叶片微量元素含量差异较大，主要是与各地区种植园土壤环境、气候、栽培管理方式等不同有关。海南岛气温高、降水多，有利于土壤微量元素形态及时有效地转化为菠萝蜜可以吸收的有效态，进而确保各微量元素含量均能满足菠萝蜜植株的正常生长及产量。通过分析测定种植规范的、管理标准的菠萝蜜种植园健康植株叶片铁、锰、铜、锌含量，得出正常菠萝蜜叶片中微量元素含量的适宜范围如下：全锌17.85～29.93 mg/kg，全铜1.67～3.72 mg/kg，全铁57.30～85.20 mg/kg，全锰323.33～593.41 mg/kg，各数值为均值加减标准差所得。本研究中，陵水叶片锌含量、乐东叶片铜和铁含量、三亚叶片锰含量均低于参考值。

3 讨论与结论

本研究结果中，不同菠萝蜜种植园土壤微量元素含量差异较大，这与周泽[11]在西安土壤微量元素含量研究中得出的结论一致，由于其气候环境、土壤理化性质不同[12-14]，土壤有机质含量不一[15-16]。本研究采样点土壤酸度、有机质含量不同等，最终导致土壤微量元素有效态含量不同。其中有效态锰含量最高、有效态铜含量最低，与程红艳等[17]对临汾土壤有效态微量元素含量的研究结果一致，但相比孙燕等[18]研究的海南菠萝蜜园土壤微量元素有效态含量所得结果略低，主要原因是本研究中样品均采自产量正常且常规管理的种植园，能够代表海南各区域的整体水平，而孙燕等[18]采样点均为高产园，其常规管理措施及成本投入高。前人研究表明，微量元素是植物体内酶类、维生素和生长激素等的重要组成成分，直接参与有机体的代谢活动，对植物的生长发育具有十分重要的作用[19]，而能被植物吸收利用的部分则是以相对活动态存在于土壤中的有效态微量元素[20]。由此可见，土壤微量元素有效态含量对菠萝蜜产量起着至关重要作用。

通过与1989 年南京微量元素肥料工作会议资料、“全国农业系统的土壤速效微量元素丰缺指标”2个通用标准比较可知，海南菠萝蜜种植园土壤有效锌、铁、锰含量豐富，有效铜含量处于适中水平，极个别种植园含量较低。不同种植园土壤有效态微量元素含量存在差异，与前人研究得出的“微量元素有效态含量分布受土壤性质、土壤环境条件和土壤管理等各种因素的影响”的结论[21-25]一致。本研究是环海南岛采样，采样点覆盖菠萝蜜主产区且分布于不同的气候区域，由于温度、降水、土壤成因等因素不同而导致土壤有效态微量元素含量差异显著。其中，万宁-陵水一带有效态微量元素含量显著高于海口-文昌、三亚-乐东两区，主要是因为该地区雨热同期，土壤温度上升，水分含量升高，土壤中盐分向地表的垂直运动加快，表土盐分含量提升并改变土壤pH值，直接影响微量元素的存在形态、有效性及迁移转化[12-14]，进而影响到土壤、叶片中微量元素含量高低。

本研究结果中，叶片全锰、铁含量高，锌含量适中，铜含量最低，这与凌丽俐等[26]、刘德鸿等[27]在赣南脐橙、苹果上的研究结论一致。不同种植园叶片微量元素含量存在差异，主要是由于生态环境、栽培管理、树体生育状况等对叶片元素含量产生明显影响[28-29]，本研究环绕海南岛采样，其土壤成因、气候环境、土壤理化性质均不同，致使叶片中微量元素含量差异大。叶片是果树对土壤矿质营养反应最敏感的器官，其矿质营养可以代表树体对土壤矿质营养的吸收利用状况，可以作为果树营养诊断的部位[27]。本研究采用标准值法确定各元素变化范围为：全锌17.85～29.93 mg/kg，全铜1.67～3.72 mg/kg，全铁57.30～85.20 mg/kg，全锰323.33～593.41 mg/kg，该结论可以粗略判断菠萝蜜叶片中微量元素含量丰缺情况，但尚不准确，仍需进一步研究细化，制定出标准合适的范围或适宜值作为菠萝蜜营养诊断的标准值。

不同种植园土壤中微量元素有效态含量存在差异，土壤微量元素有效态锰、有效铁、有效锌、有效铜含量均值分别为：44.90、36.77、3.96、0.94 mg/kg；各元素在万宁-陵水含量较高，其他两区含量适中；菠萝蜜种植园土壤有效锌、铁、锰含量丰富，有效铜处于适中水平，极个别种植园含量较低。乐东地区宜适量补充土壤有效铜元素，三亚地区宜适量补充有效锰元素，其他元素控制施用或不施用，以达到微量元素间平衡，避免某种微量元素匮乏或过度而造成植物中毒。

菠萝蜜叶片锰、铁、锌、铜含量均值分别为：458.37、71.25g、23.89、2.69 mg/kg；各微量元素含量变化范围为：全锰323.33～593.41 mg/kg、全铁57.30～85.20 mg/kg、全锌17.93～29.85 mg/kg、全铜1.67～3.72 mg/kg；陵水锌含量、乐东铜和铁含量、三亚锰含量均低于参考值。针对该地区果园可以适量喷施叶面肥补充缺少的微量元素，以免发生缺素症。

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