不同有机肥配比对中秋酥脆枣光合作用及果实品质的影响

（中南林业科技大学 经济林培育与保护教育部重点实验室，湖南 长沙 410004）

中秋酥脆枣Ziziphus jujuba‘Zhongqiu Sucui’是中国南方鲜食枣主栽品种[1]，富含蛋白质、糖类、维生素C 及有机酸，是兼并营养与医疗药食于一体的滋补佳品[2-3]。中国是世界枣树的种植大国，枣树栽培面积（1.33×106hm2）和产量（2.46×106t）均占全世界的95%以上[4]。枣因可以被直接食用，所以对枣果在外观和口感品质方面的研究十分重要[5]。然而，由于近年来枣树果园的管理粗放、长期单一盲目的施肥及气候异常等因素，导致枣果产量和品质降低、叶片光合效率低等一系列问题。科学选用肥料种类并确定适宜的施肥量是综合提高果树品质的重要保障，也是果树优化施肥管理中的重要决策，尤其是有机肥的施用，对于改良土壤、提升果实品质都起到重要作用[6-7]。生物有机肥是一类在生物肥基础上升级的新型的有望取代化肥的环境友好型肥料，它既安全又高效，是传统有机肥和微生物菌肥的有机结合体[8]。例如，本研究所设计使用到的3 种不同有机肥：海藻有机肥（Sea-weed，SW），利用海洋中的大型藻类为原料研制而成的新型绿色有机肥；菜粕有机肥（Rapeseed-dregs，RD），生物有机肥生产中常用的营养载体以及农家绿有机肥（Farmyard-manure，FM），具有对人体无害和对环境无污染的特性，能够促进植株的生长和产量的提高，同时还能增强植物的抗逆性[9-10]。目前，中秋酥脆枣已经成为南方各省改造荒山、致富农村的新兴重要经济林树种。科研工作者对中秋酥脆枣开展了多方面的科学研究，例如避雨栽培对中秋酥脆枣果实产量与品质的影响[11]、不同处理对中秋酥脆枣果实采后裂果的影响[12]、木质化和半木质化的中秋酥脆枣枣吊叶片光合效率的比较[13]、不同基肥配比对中秋酥脆枣栽培的土壤理化性质的影响[14]等。然而关于有机肥的配方施肥对中秋酥脆枣叶片的光合生理特性、果实的产量及品质的研究则欠缺。因此对于如何科学有效施肥，改善和维持绿色枣果生产所需要的肥料养分，提高枣果营养品质，已成为中秋酥脆枣生产所急需解决的问题。

光合作用是植物植物生长发育重要的指标，是植物干物质积累合成产量的基础。本研究探讨3种有机肥不同施肥量的配比施用对中秋酥脆枣的叶片光合性能、果实产量及营养品质的影响，以期寻求较佳的施肥配比，为提高中秋酥脆枣果实产量、生产优质果品提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

实验在湖南省衡阳市岳屏镇富强果业合作社进行，选用生长条件相同、长势基本一致的6年生中秋酥脆枣嫁接苗。设置9 个处理（A-I）和1个对照组（CK），选用海藻素（SW）、菜粕（RD）和农家绿（FM）3 种不同的有机肥，每种肥料设置4 个不同的施肥量梯度：0、2.5、5.0 和7.5 kg/株。施肥方案的设计安排见表1。采用穴施（规格：40 cm×40 cm×30 cm），每个处理3 次重复。

表1 施肥试验L9(34)的正交设计方案Table 1 Orthogonal design scheme of fertilizer test L9 (34)

1.2 测定指标与方法

1.2.1 叶绿素含量和光响应参数的测定

于2017年7月中旬，选择晴天，在9:00—12:00取各个处理中秋酥脆枣枣吊上的第3 到4 节健康叶片，使用便携式叶绿素计（SPAD-502Plus，KONICA MINOLT，美国）测得相对叶绿素含量，用SPAD 表示。同时，利用便携式光合测定（LI-6400XT，美国）测定净光合速率（Net photosynthetic rate，Pn）、光饱和点（Light saturation point，LSP）、光补偿点（Light compensation point，LCP）及最大净光合速率（Maximum net photosynthetic rate，Pmax）等光合响应参数[15]。在整个光合的测定过程中，采用吸收式气路，设置参比室CO2浓度为400 μmol/mol（其中CO2气体由CO2小钢瓶供应），气体流速为500 mol/s，光合有效辐射分别设置为0、25、50、100、150、200、300、400、600、800、1 000、1 200、1 500 和1 800 μmol/（m2·s）。测定后的光合数据采用光合计算4.1 的非直角双曲线修正模型进行光合指标的拟合计算[16]。

1.2.2 果实单株产量、果皮硬度、果形指数及品质的测定

于中秋酥脆枣果实成熟期，采摘各个处理的枣树果实，分别使用电子天平称重、游标卡尺测定果实横/纵径，并计算单株产量和果形指数，其中果形指数=果实横径/果实纵径[17]。果皮硬度采用Cat.Nos.510-5（FHM-5）型硬度计测定[18]，单位为kg/cm2。果实可溶性固形物按照NY/T 2637—2014 用阿贝折射仪进行测定[19]；果实可滴定酸含量的测定采用酸碱滴定法[20]；果实可溶性糖的测定采用蒽酮比色法[21]；果实维生素C 含量的测定采用比色法[22]。

1.3 数据处理与分析

数据分析采用SPSS Statistics 22.0、叶子飘光合计算4.1 及Excel 2017 软件完成，图表采用Origin 9.0 软件制作，采用单因素方差分析法（Oneway ANOVA）分析不同处理的显著性差异。

2 结果与分析

2.1 不同有机肥配比对中秋酥脆枣叶片SPAD 值的影响

不同有机肥配比对中秋酥脆枣叶片SPAD 值和净光合速率有显著影响（图1），其中E 处理显著增加了中秋酥脆枣叶片的相对叶绿素含量。如图1所示，E 处理和B 处理的叶片SPAD 值较高，分别较CK 提高了33.91%和24.56%，其中E 处理的叶片SPAD 值最高，达到55.63。

图1 不同有机肥配比对叶片SPAD 值的影响Fig.1 Effect of different organic fertilizer applications on the SPAD value of leaves

2.2 不同有机肥配比对中秋酥脆枣叶片光响应的影响

由图2和表2可知，3 种有机肥不同施肥量的配比下，中秋酥脆枣叶片最大净光合速率（Pmax）、光补偿点（LCP）和光饱和点（LSP）存在显著差异。其中E 处理的Pmax、LCP 和LSP 均最高，其中Pmax达到24.10 μmol/m2s，较CK 提高了33.96%；G 和I 处理叶片的Pmax，LCP 和LSP 值都偏低。结果表明，3 种有机肥中的1 种有机肥的施肥量偏低时，光响应参数会随着另外2 种有机肥施肥量的相应提高而升高；E 处理的光响应参数显著高于D 和F 处理，当SW 施肥量同为5.0 kg/株时，RD 和FM 施肥量的减少会降低叶片Pmax、LCP 和LSP 等光响应参数。

图2 不同施肥配比下叶的净光合速率对不同光照强度的响应Fig.2 Responses of leaf net photosynthetic rate to different light intensity under different fertilization ratios

表2 不同有机肥配比下叶的光响应参数†Table 2 Photoresponse parameters of different base fertilizers in leaf

2.3 不同有机肥配比对枣树果实大小、果皮硬度及经济性状的影响

由表3可知，不同有机肥配比条件下，中秋酥脆枣果实单果质量、果型指数、果皮硬度和单株产量存在显著差异。其中E处理果实裂果率最小，产量和单果质量均显著高于其他处理；E、F 和I 处理果实单果质量较CK 分别提高了27.68%、21.56%和11.31%。从表3中还可以看出,果实较大的E 处理和F 处理的产量显著高于其他处理。

表3 不同有机肥配比对枣果实相关指标的影响Table 3 Effect of different organic fertilizer ratios on related indicators of jujuba fruits

2.4 不同有机肥配比对枣果实品质的影响

2.4.1 不同有机肥配比对枣果实维生素C 含量的影响

不同有机肥配比处理枣果实维生素C（Vc）含量情况见图3。在果实成熟期，每个施肥处理的枣果实Vc含量均显著高于空白对照组CK（P＜0.05），其中E 处理的Vc值最高，达到270.82 mg/100g，较CK 高出53.54%。

图3 不同有机肥配比处理的枣果实维生素C 含量Fig.3 Vitamin C content of jujuba fruits treated with different organic fertilizer ratios

2.4.2 不同有机肥配比对中秋酥脆枣果实可溶性固形物含量的影响

由不同处理的枣果实可溶性固形物含量（表4）可知，各处理的果实可溶性固形物含量均在0.05水平显著，均高于对照组。F、G、H、I 处理的果实可溶性固形物含量均在30%以上，分别较CK提高了14.01%、12.34%、10.37% 和10.37%。其中F 处理的含量最高，达到31.13%。A 处理和D处理的枣果可溶性固形物含量增加幅度则较小。

2.4.3 不同有机肥配比对中秋酥脆枣果实可溶性糖含量的影响

果实积累的可溶性糖是果实的风味物质生物合成的基础原料，直接影响果实的食用价值[23]。中秋酥脆枣果实品质在很大程度上取决于糖的种类和含量,其种类和含量直接影响着果实的营养价值、风味口感、色泽等品质性状[24]。不同处理枣果实的可溶性糖含量如表4所示，各处理枣果实在脆熟期的可溶性糖含量均显著高于对照组（P＜0.05）。其中E 和I 处理枣果的可溶性糖含量显著高于其他处理，高达93.24 g/kg 和91.91 g/kg，分别相对于对照组处理提高了103.31%和100.41%。

表4 不同有机肥配比对枣果相关指标的影响Table 4 Effect of different organic fertilizer ratios on the related indicators of jujuba fruits

2.4.4 不同有机肥配比对中秋酥脆枣果实可滴定酸含量的影响

由表4可知，各处理的枣果实可滴定酸含量在3.11～3.57 g/kg 之间。除F 处理之外，其他处理的枣果实可滴定酸含量分别与空白对照组相比都在P＜0.05 水平具有显著的差异。处理A、B、C、D、E、G、H 和I 的可滴定酸含量分别比对照组（CK）高7.84%、6.92%、3.36%、9.43%、6.90%、12.72%、14.69%和11.01%。

2.4.5 不同有机肥配比对中秋酥脆枣果实糖酸比的影响

糖酸含量偏低，果实风味偏淡；糖酸含量愈高，风味愈浓[25]。施肥的不同处理均能在不同程度上提高枣果实的糖酸比值（表4）。E、F 和I处理的枣果实糖酸比值分别为28.01%、27.34%和26.59%，显著高于其他处理（P＜0.05），分别较对照组提高了90.16%、85.61% 和80.52%，其中处理E 和处理F 表现效果最好。

3 结论与讨论

Pmax表示植物的潜在最大净光合效率，即光饱和点（LSP）时的光合速率[26-27]。净光合速率（Pn）说明植物光合产物积累的情况,而提高光合效率可以制造更多的有机物，利于植株生长发育。研究结果表明，施加有机肥后可以明显提高叶片的Pn和Pmax值。其中，E 处理的Pmax值较高，且差异显著（P＜0.05），这表明了E 处理利于提高中秋酥脆枣的光合效率。

糖及其活化形式多处于果实各种代谢的上游位置，为果实多种代谢过程提供底物、中间反应物和能量等，是果实品质和风味形成的重要决定因素[28]。在本实验中，对于3 种不同有机肥配比处理的枣果进行果实的可溶性糖含量测定，与对照（CK）相比，施加有机肥的果实可溶性糖含量均较高,其中E 处理提高的效果最明显。叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，它在光合作用的光吸收中起核心作用[29]。结果表明，E 处理的SAPD 值和Pmax值均高于其他处理。这可能是因为不同有机肥配施的肥效对提高土壤肥力起到了一定作用，继而增强叶片的光合作用，并使其积累更多的光合产物。

中秋酥脆枣果实在近成熟期存在果皮薄而硬，含糖量高的特征，若此时期遇雨枣果吸水过多，造成果皮不能适应果肉的吸水膨胀而开裂。开裂的中秋酥脆枣果实，不仅在外观上卖相较差且不耐贮藏，病菌也易通过果皮开裂口侵入并引起果实腐烂，因此对枣农的增收产生直接影响。在中秋酥脆枣控水防裂的研究上，前人研究从新型生物技术出发，研发果实防裂剂[30]。然而本试验则通过采用3 种有机肥的配方施肥，计算不同处理的果实裂果率，从而得到E处理的枣实裂果率最低，远低于CK 的22.36%。这在一定程度上推测出有机肥料的配方施用对枣果防裂起到了促进作用，然而对其相关性分析需进一步研究。

高产农田长期单一、过量地施用化肥，忽视土壤和环境养分的利用是造成肥料利用率低的主要原因[31]。在林业生产实践中，不能盲目地施用传统的肥料，要注意合理搭配各个营养成分[32]。有机肥的施用在优化果实品质、促进果实养分累积和实现增产方面有着重要的作用。本研究选用海藻素、菜粕和农家绿有机肥，设置了4 个梯度的施肥量（0、2.5、5.0 和7.5 kg/株）、9 个处理（A-I）和1 个空白对照（CK），通过对各个处理的中秋酥脆枣叶片的光合作用、果实单株产量和果实品质等指标进行比较研究，从而得出，对于中秋酥脆枣果实产量和品质的而言，3 种有机肥的不同施肥量配比的肥效较好，说明不同有机肥的配方施用对中秋酥脆枣产量和果实品质的提高起到一定促进作用。其中，E 处理能够有效提高中秋酥脆枣果实单株产量、Vc含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量和糖酸比，降低枣果裂果率、有机酸含量，其中在提高枣果产量和改善枣果品质方面优于其他处理。植物肥料的施用可以依据叶片光合效率和果实品质情况为参考指标[33]。因此，综合考虑海藻素（SW）、菜粕（RD）和农家绿（FM）有机肥的不同施肥量配比利用率、植株的光合生理特性及果实的品质因素，在中秋酥脆枣的实际生产和栽培中，筛选出E 处理的不同有机肥施肥量的配比效果最佳，即海藻素，5.0 kg/株；菜粕，7.5 kg/株；农家绿有机肥，5.0 kg/株。与此同时，由于植物的光合生理特性、果实单株产量的高低及品质的优劣受多重因素影响，因此对于本研究受试验条件的局限可能出现的不完全充分部分，仍需后续监测与探究。