石榴园土壤养分与果实品质的多元分析

孔婷婷， 刘爱华， 张静文， 岳朝阳， 努尔古丽， 牛俊丽， 杨 健

(1.新疆林科院森林生态研究所，新疆 乌鲁木齐 830000；2.新疆特色林果检测中心 乌鲁木齐 830000；3.新疆林业科学院 乌鲁木齐 830000)

石榴园土壤养分与果实品质的多元分析

孔婷婷1， 刘爱华1， 张静文1， 岳朝阳1， 努尔古丽1， 牛俊丽2， 杨 健3

(1.新疆林科院森林生态研究所，新疆 乌鲁木齐 830000；2.新疆特色林果检测中心 乌鲁木齐 830000；3.新疆林业科学院 乌鲁木齐 830000)

为探讨石榴园土壤养分对果实品质的影响，并为果园科学配方施肥提供参考依据，本研究对皮山县皮亚曼石榴园的土壤养分和果实品质进行调查，应用SPSS软件进行多元统计分析，筛选出影响果实品质的主要土壤养分因子。结果表明，和田皮亚曼石榴果实Vc、可溶性糖、可溶性固形物含量均高于其他石榴产区，为优质甜石榴品种。土壤有机质除与速效钾和锌外，与其他土壤矿质元素均为正相关。果实Vc含量与土壤有效磷、铁和锰含量呈正相关，与速效钾呈负相关；可滴定酸含量与土壤锰呈正相关，与有机质、全氮呈负相关；可溶性糖含量与土壤有机质、全氮和铜呈正相关；可溶性固形物含量与土壤速效钾、全氮和锌呈正相关。因此，提高土壤有机质含量，适量增施氮、磷肥和微量元素，是提高当地果园石榴果实品质的重要措施。

皮亚曼石榴；土壤养分；果实品质；多元分析

石榴(PunicaL.)为石榴科石榴属落叶灌木或小乔木，是中亚古老果树之一，远在2 000多年前新疆就已有了种植石榴的记载[1-2]。石榴果实色泽艳丽、味道甜酸、营养丰富，同时兼具生态、经济、观赏与保健等功能[3]。随着南疆林果业的不断发展和市场需求的增加，新疆石榴产业在近10年间得到了迅速发展，逐步成为促进农民增收的重要途径。新疆南部的气候条件利于石榴的生长发育，石榴的着色、含糖量等均优于国内其他地区[4-6]，尤其是皮山县的皮亚曼石榴，是和田地区唯一获得商标注册权的特色果品，享有很高知名度。但长期以来，新疆石榴种植普遍存在盲目施肥、随意施肥的现象，影响了石榴产量、品质和经济效益的提高。土壤养分是皮亚曼石榴获取所需矿质营养的主要来源，矿质营养又是果树生长发育、产量和品质形成的物质基础，所以土壤养分含量直接影响到树体的生长发育、果实品质以及果园的可持续发展[7-8]。国内学者在土壤营养与果实品质的关系方面做了大量研究[8-10]，但有关土壤营养与石榴果实品质关系的研究还未见报道。本研究通过对皮山县皮亚曼石榴园土壤养分和果实品质的调查分析，应用典型相关分析和线性回归分析的方法，探讨土壤养分与石榴果实品质的多元关系，找出影响果实品质的主要土壤理化因子，对指导果园科学施肥、提高果实品质、增加果农收入以及保持果园可持续生产等提供理论依据。

1 材料与方法

1.1试验地概况

试验地位于新疆维吾尔自治区和田地区皮山县皮亚勒玛乡，属暖温带大陆性干旱气候，县内现有耕地2.13×103hm2，其中皮亚曼石榴种植面积达2 000 hm2，挂果面积1.53×103hm2，总产量达到6 500 t，人均纯收入可达1.28万元。采样地点位于皮山县皮亚勒玛乡兰干村1小队(N 37°16′30″，E 79°10′02″)和2小队(N 37°17′22″，E 79°08′43″)，海拔1 360 m，土壤类型为砂土，灌溉方式为漫灌，选择栽培管理相同、树龄6 a以上的皮亚曼石榴园，分别采集土壤和果实样品。

1.2采样方法

土壤样品：在皮亚勒玛乡选择2块样地，按“S”形均匀布点，选择9个样株，每样株按照东、南、西、北4个方向，此外，为避免误差，再随机选取1样株按照东、南、西、北、东南、东北、西南、西北8个方向，分别采集0～20 cm和20～60 cm深度的土壤，湿样不少于1.0 kg，共采集土样176份，标记后带回，风干、研磨、过筛备用。

图1 样株选取方法Fig.1 The method of selecting sample trees

果实样品：在每株采样树的树冠中部外围东、南、西、北4个方向各取中等大小的皮亚曼石榴，重量不小于2.0 kg，混合为1个样品，共采集果实样品20份，标记后带回实验室进行检测。

1.3测定方法

土壤：分别采用重铬酸钾氧化-外加热法、凯氏定氮法、碱解扩散法、NaHCO3浸提-钼锑抗比色法、中性乙酸铵浸提-原子吸收光谱法和二乙三胺五乙酸(DTPA)浸提-原子吸收光谱法[11]，测定有机质、全氮、速效氮、有效磷、速效钾、有效硼、铜、铁、锌和锰的含量。

果实：Vc含量和可滴定酸度采用2,4-二硝基苯肼法测定；可溶性糖采用苯酚法测定；可溶性固形物采用折光仪进行测定；果实矿质元素钾采用火焰发射光谱法，磷用钼锑抗比色法，钙、镁、铜、铁、锌、锰等元素含量采用硝酸、高氯酸消化-原子吸收分光光度法进行测定。

1.4数据处理与分析

数据采用Excel和SPSS19.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1果园果实品质和果实矿质营养基本状况

从表1可以看出，石榴果实Vc、可滴定酸、可溶性糖和可溶性固形物的平均含量分别为16.17%、0.07%、15.69%和16.47%，根据中国农科院郑州果树研究所曹尚银等[12]制定的石榴优良品种的标准，皮亚曼石榴的可溶性糖(≥10%)和可溶性固形物(≥14%)含量达到了优良品种的标准；根据中国鲜石榴质量标准[13]，酸度(≤0.4%)和可溶性固形物(≥15.5%)达到特级标准。果实矿质元素磷、钾、钙、镁、铜、铁、锌和锰的平均含量分别为51.83、1 844.79、1 824.63、281.76、0.40、6.87、3.57和51.83 mg·kg-1，其中钾、钙、镁元素含量明显高于其他地区石榴品种[14]。

表1 果园果实品质和果实矿质营养基本状况Table 1 Survey data of fruit quality and fruit mineral nutrients

2.2果园土壤养分基本状况

试验石榴园土壤pH为7.4～8.6，偏碱性，石榴根区土壤速效氮、有效磷、速效钾、有机质、全氮、有效硼、铜、铁、锌和锰的平均含量分别为54.56、24.42、357.42 mg·kg-1、0.55%、0.07 %、1.40 mg·kg-1、0.58、3.96、0.52和4.31 mg·kg-1，根据第二次全国土壤普查养分划分等级标准[11]和中国土壤养分微量元素分级标准[15]，土壤有效磷、速效钾、有效硼和铜含量处于高或很高水平，锌含量处于中等水平，而速效氮、全氮、有机质、铁和锰等含量处于低或很低水平。

表2 果园土壤养分基本状况Table 2 Survey data of soil nutrients

2.3果实矿质营养元素与果实品质的相关性分析

石榴果实Vc含量与果实各矿质元素间均为正相关，其中与钾(r=0.707)、钙(r=0.664)和锰(r=0.643)相关性较高；可滴定酸含量与果实各矿质元素间均为负相关，其中与磷和钾含量呈极显著负相关、与铜和锰含量呈显著负相关；可溶性糖含量与磷含量、钾含量、钙含量、镁含量、铜含量和锰含量呈显著正相关；可溶性固形物含量与果实钾含量呈极显著正相关，与磷、镁、铜和铁元素呈显著正相关。

2.4石榴园土壤养分与果实品质因子的相关分析

果园土壤养分含量与树体生长、产量增加和品质提高有密切关系，果树正常生长所需要的养分，主要是通过根从土壤中汲取的。从表4可以看出，除速效钾和锌外，土壤有机质含量与土壤各营养成分均呈显著或极显著正相关，其中与有效磷、有效硼、铜和锰的相关系数较高，分别为0.587、0.739、0.584和0.602，说明提高果园土壤有机质含量可以增加土壤中各矿质元素的含量；土壤矿质元素间相关系数较大的有速效氮与全氮(r=0.561)、有效硼(r=0.546)和铁(r=0.517)，全氮与有效硼(r=0.543)和铁(r=0.611)，有效硼与铁(r=0.629)，铁与锰(r=0.641)。

表3 果实品质与果实矿质营养的相关性Table 3 Correlation coefficient between fruit quality and fruit mineral nutrients

注：*表示在P<0.05水平上显著相关，**表示在P<0.01水平上显著相关。同下。

Note：* stands for significant difference atP<0.05 level, ** stands for significant differentce atP<0.01 level. The same as below.

表4 土壤养分含量间的相关性Table 4 Correlation coefficient among soil nutrients

由表5可知，Vc与土壤各养分含量间均为正相关，其中与有机质、有效磷、速效钾、有效硼、铁、锌和锰的相关系数均大于0.6，且为极显著正相关；可滴定酸与有机质、速效氮、全氮和有效硼呈显著负相关，与铜、锌和锰呈显著正相关；可溶性糖与速效钾和锰呈显著正相关，与有机质、速效氮、全氮、有效硼和铁呈极显著正相关；可溶性固形物与速效氮、有效磷和全氮呈显著正相关，与有机质和有效硼呈极显著正相关。不同土壤养分因子与果实之间的相关系数差异较大，说明土壤养分与果实品质间的关系较为复杂，并不能用简单的相关性分析来说明，需要采用多元统计分析方法进一步探讨其相关性。

2.5土壤养分对果实品质影响的因子筛选和回归方程建立

土壤养分之间既相互作用，又共同影响着果实品质，简单相关分析并不能准确地反映土壤养分与果实品质之间的真实关系。因此在单因子分析的基础上需要进行多元统计分析。果园土壤养分和果实品质是两个不同的正态总体，果园土壤营养成分间的相关系数大于0.7(土壤有机质与与有效硼间的相关系数0.739)，根据近代回归分析理论[16]，若某一正态总体中，因子间的相关系数R≥0.7，在建立方程中易导致系数不稳、方程系数符号相反或与生产实际不一致等问题。需要用主成分回归、典型相关、零回归等近代回归方法建立方程。本研究应用典型相关分析方法，以土壤有机质(x1)、速效氮(x2)、有效磷(x3)、速效钾(x4)、全氮(x5)、有效硼(x6)、铜(x7)、铁(x8)、锌(x9)和锰(x10)为一个总体，以果实Vc(y1)、可滴定酸(y2)、可溶性糖(y3)和可溶性固形物(y4)为另一个总体，依据典型相关系数的大小，结合石榴的需肥特性与统计分析特点筛选出了影响皮亚曼石榴果实品质的土壤养分因子，建立了果实品质与主要土壤养分因子的回归方程(表6)。同时对回归方程进行显著性检验，差异均达到极显著水平，表明建立的方程稳定可靠。从影响果实品质的主要土壤养分因子回归系数来看，皮亚曼石榴Vc含量主要与铁和锰呈正相关，同时还受到有效磷和速效钾的共同影响；可滴定酸受有机质、全氮和锰的影响，其中与有机质和全氮含量呈负相关、与锰含量呈正相关；可溶性糖主要受到有机质、全氮和铜的共同影响，其中与铜含量呈负相关；可溶性固形物与全氮含量、速效钾含量和锌含量呈正相关。

表5 土壤养分与果实品质的相关性Table 5 Correlation coefficients between soil nutrients and fruit quality

表6 影响果实品质的主要土壤养分因子筛选和回归方程建立Table 6 Selection of soil nutrient factors and establishment of regression equation affecting fruit quality

3 结论与讨论

本研究从Vc、可滴定酸、可溶性糖、可溶性固形物等果实品质指标对皮亚曼石榴进行了测定分析和综合评价。Vc是一种抗氧化物质，有多种健脑强身的功效，皮亚曼石榴的Vc含量为16.17%，高于大多数石榴品种[14，17]；可溶性糖、可溶性固形物等是反应石榴品质的重要指标，结合石榴优良品种的标准[11]，皮亚曼石榴的可溶性糖和可溶性固形物含量均达到了优良品种的标准；酸度和糖酸比是影响和决定果实风味品质的重要因素，皮亚曼石榴的糖酸比远大于40[18]，综合以上因素，皮亚曼石榴是典型的优质甜石榴鲜食品种，前景广阔。

土壤是果树赖以生存和发展的基础，土壤养分含量在很大程度上决定着石榴果实的生长发育和品质。土壤有机质是衡量土壤肥力的基础，增加土壤有机质的含量可以增强土壤的保肥性能、改善土壤物理性质、促进树体养分的吸收。本研究中，土壤有机质与大多数土壤矿质元素间均为正相关，说明提高土壤有机质含量可以增加土壤矿物质含量，从而改善石榴果实品质。前人研究表明[8-10]，仅用简单的相关性分析不能反映土壤养分间的相互作用，就需要借助多元分析的方法探讨土壤养分对果实品质的影响。本研究也表明，石榴果实品质是土壤养分诸多因子综合作用的结果。在土壤养分和果实品质的简单相关分析中，有机质、速效氮、有效磷、速效钾、全氮含量均与果实Vc、可溶性糖和可溶性固形物正相关，与可滴定酸负相关。这与梁智等[19]通过平衡施肥试验得出果园适量施用N、P、K肥可提高石榴果实的可溶性固形物、总糖和Vc含量，降低可滴定酸含量的结果相吻合；与彭家成等[20]不同施肥处理对珍珠番石榴品质影响的研究相似，增加氮肥施用量可增加果实可溶性固形物含量。在影响果实品质的主要土壤养分因子的筛选中，土壤有机质、全氮与果实可滴定酸含量呈直线负相关，与可溶性糖含量呈直线正相关，全氮含量还与可溶性固形物含量呈直线正相关，说明适量有机质和氮肥的施用，可以降低果实酸度，增加果实可溶性糖和可溶性固形物含量，提高果实品质。土壤速效钾含量与果实Vc含量呈直线负相关，与可溶性固形物含量呈直线正相关，石榴喜钾，适量增施钾肥有助于提高石榴果实营养。锰能促进Vc的形成[21]，并能提高果实可滴定酸含量，可施用锰肥来抑制贮藏期间果实可滴定酸和Vc含量的下降[22]。

石榴园管理中盲目施肥的问题，不仅造成浪费、环境污染等问题，还会导致果实品质的下降。本研究结果表明，果实品质特性受多个土壤养分因子的综合作用，所以，在实际生产中应根据果实品质的需肥特性，考虑各种矿质元素的相互影响，制定科学的平衡施肥方案，才能达到石榴优质高效的栽培目的。

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(责任编辑：李莹)

Multivariateanalysisbetweenboilnutrientsandfruitqualitiesinpomegranateorchard

KONG Tingting1, LIU Aihua1, ZHANG Jingwen1, YUE Zhaoyang1, Nurgul1, NIU Junli2, YANG Jian3

(1.Institute of Forest Ecology, Xinjiang Academy of Forestry, Urumqi 830000, China; 2.Xinjiang Test Center of Special Forest Fruits, Urumqi 830000, China; 3.Xinjiang Academy of Forestry, Urumqi 830000, China)

To discuss the influence of soil nutrient status on fruit qualities and provide analysis reference for scientific fertilizer formulas of pomegranate orchard, the soil nutrients and fruit qualities of pyaman pomegranate from different orchards were measured, and canonical correlation analysis was performed with SPSS software to screen major soil nutrient elements affecting fruit qualities. The results showed that the pomegranate fruit quality indicators of Vc, soluble sugar and soluble solid content were higher than those in other pomegranate producing areas. So Pyaman pomegranate in Hetian region is a good-quality pomegranate variety. The soil organic matter (OM) had positive correlation with all soil mineral elements except available K and Zn. The Vc content had positive correlation with available P, Fe and Mn, and negative correlation with available K; Titratable acid content had positive correlation with Mn and negative correlation with OM and total nitrogen; Soluble sugar content had positive correlation with OM, total nitrogen and Cu; Soluble solid content had positive correlation with available K, total nitrogen and Zn. Therefore, increasing the content of soil OM, nitrogenous fertilizer, phosphate fertilizer and microelement appropriately, is an important measure to improve the pomegranate fruit quality of local orchard．

pomegranate; soil nutrients; fruit quality; multivariate analysis

S665.4

：A

2016-09-20

新疆自治区林业科技专项基金项目(20122015)

孔婷婷(1985-)，女，新疆石河子人，助理研究员，硕士研究生，主要从事林木有害生物方面的研究。

1000-2340(2017)03-0318-06