金沙柚果实品质与土壤、叶片、果实矿质养分的相关性分析

余 璇，文 婷，马青龄，刘德春，胡 威，刘 勇，杨 莉

（江西农业大学 农学院，江西 南昌 330045）

【研究意义】金沙柚[Citrus maxima（Burm.）Merr.]是金兰柚与沙田柚杂交的后代，具有结果早、丰产性好、抗逆性和适应性强等特点，果形端正、风味浓甜、营养丰富，是江西省吉安市井冈蜜柚特色发展主栽品种[1]。果树的长势及果实品质与果树生长环境的矿质营养密切相关，通过对果园土壤理化性状、树体营养状况、果实品质的检测和它们之间的相关性分析，可以找出果园土壤和树体管理中存在的问题[2]。基于合理的土壤和树体营养诊断，保持一定浓度和比例的矿质元素含量有利于果树的生长及结果[3]。【前人研究进展】目前，在柚类矿质营养对果实品质的影响研究已有不少。如张涓涓等[4]通过分析马家柚土壤、叶片和果实矿质元素与果实品质之间的关系发现解决土壤酸化问题、适当增施有机肥和锌肥、钙肥，对提高马家柚的果实品质有重要作用；郭雁君等[5]分析汶朗蜜柚果实品质与矿质养分之间的关系，发现果实品质的形成受树体对矿质元素的吸收和利用能力的影响大于土壤中矿质元素含量的影响；涂常青等[6]探索土壤养分状况与沙田柚果实品质的关系，发现沙田柚果实品质主要受土壤氮、磷、钾元素含量的影响。【本研究切入点】金沙柚作为江西本地特色品种，目前进行了分析采收成熟度对金沙柚长期贮藏品质的影响[7]、干旱胁迫对金沙柚生理特征的影响[8]等相关研究，而对于土壤、叶片、果实矿质养分对金沙柚果实品质的影响还尚未有研究。【拟解决的关键问题】本研究拟对江西省吉安市23个金沙柚果园进行土壤、叶片、果实矿质养分和果实品质检测，并对土壤、叶片、果实矿质养分和金沙柚品质之间的关系进行相关性和多元分析，了解吉安市金沙柚果园中矿质养分的盈亏状况，筛选影响果实品质形成的主要土壤、叶片和果实矿质因子，为金沙柚科学施肥提供直接依据，对生产品质优良的金沙柚具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 样品果园选取

本试验所采集金沙柚来自吉安市的23个果园，果园土壤类型为红壤土，树龄6～8年，树势均衡，当地对于树体的管理方式基本相同，果园气候类型基本一致。

1.2 土壤样品采集及处理

2018年11月中上旬果实采收后，按照“S”形在果园中选取长势基本一致的7～10株树，在每株采样树滴水线外20～30 cm 处确定一个取样点，用土钻采集0～40 cm 深处的土壤，采集后混合所有取样点土壤样品，用四分法取约1 kg 土壤，作为一个检测样品。将检测样品带回实验室烘干并研碎，过100 目筛，装入具塞的磨口玻璃瓶中，阴凉干燥处保存备用。

1.3 叶片样品采集及处理

在每株采样树的树冠中外围选取长势一致的春梢，采集枝条顶端往下第2、3片叶，每株树采约10片叶，每个果园采集70～100 片叶作为一个检测样品。将样品带回实验室洗净后，放入105 ℃烘箱中杀青20 min，75 ℃烘干，研磨后过60目尼龙筛，装入具塞的磨口玻璃瓶中，阴凉干燥处保存备用。

1.4 果实样品采集

果实成熟时，在土壤取样点的金沙柚树的树冠中部外围东、南、西、北不同方位各取果实一个，标记好后带回实验室。

1.5 测定方法

土壤测定方法：土壤样品采用玻璃电极法测定pH 值，重铬酸钾容量法—稀释热法测定土壤有机质含量，采用碱解扩散法测定碱解氮含量，碳酸氢钠浸提钼锑抗比色法测定速效磷含量，乙酸铵浸提火焰光度计法测定速效钾含量，乙酸铵提取，ICP-AES 法测定有效钙镁含量，0.1 mol/L 盐酸浸提后ICP-AES法测定有效铁、有效锰、有效铜和有效锌含量，沸水浸提后ICP-AES 法测定土壤有效硼含量。有效钼含量采用以草酸-草酸铵溶液为浸提剂的催化极谱法测定。

叶片测定方法：叶片样品采用硫酸-双氧水消解后，微量凯氏定氮法测定氮含量，钼锑抗比色法测定磷含量，火焰光度计法测定钾含量。利用硝酸-双氧水消解，ICP-AES 法测定钙、镁、铁、锰、铜、锌、硼的含量。钼含量采用干灰化-极谱法测定。

果实品质测定方法：分别用电子天平和游标卡尺测定单果质量和果皮厚度。取果汁测定果实内含物含量:可溶性固形物含量用手持折光仪测定；可滴定酸含量用酸碱滴定法测定；Vc 采用2,6-二氯靛酚氧化滴定法测定,总糖采用蒽酮比色法。

1.6 数据处理与分析

采用WPS 软件绘制图表，SPSS 22.0 软件对所测定的数据进行相关性分析以及线性回归方程的建立。

2 结果与分析

2.1 金沙柚果园土壤、叶片、果实矿质营养及果实品质概况

2.1.1 土壤矿质营养结果分析 土壤养分参照鲁剑巍等[9]、庄伊美[10]和何天富[11]文中的分级标准。金沙柚果园测得土壤pH 平均值为5.29，分布范围为4.45～7.76，有机质平均值为10.72 g/kg，分布范围为4.60～16.17 g/kg，根据土壤养分分级标准以及土壤pH 值的测试结果，77.27 %的果园土壤pH 值低于5.5，95.45%的果园有机质含量低于15 g/kg。

金沙柚果园土壤矿质养分基本情况如表1所示，根据矿质元素的适宜范围[9-11]，吉安市大部分金沙柚果园土壤中碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效硼供应不足，缺乏和极度缺乏的果园比例分别达到86.95%、60.87%、65.22%、82.61%、82.61%和100%。其中碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙和交换性镁还存在30.43%、26.09%、17.39%、4.35%和65.22%极度缺乏的果园比例。不过速效磷和交换性钙变异范围和变异系数较大，速效磷存在13.04%的果园含量为高量的情况，而交换性钙还存在8.7%的果园含量为过量的情况。土壤有效铁、有效锰和有效铜含量分布情况比较相似，三者适宜及适宜以上比例分别达到78.26%、65.22%和56.52%，并且达到过量的果园比例分别为8.70%、4.35%和13.04%。不过三者的变异范围和变异系数较大，特别是有效锰和有效铜还分别有4.35%和13.04%的果园含量极度缺乏。另外，土壤有效锌和有效钼分别有69.57%和52.18%的果园供应充足，但不存在过量情况，不过值得注意的是还存在17.39%的极度缺乏有效锌比例的果园。

表1 金沙柚果园土壤有效养分含量情况及分布频率Tab.1 Content and distribution frequency of available nutrients in‘Jinsha’pomelo orchard soil

2.1.2 叶片矿质营养分析 叶片养分分级综合参照杨宇等[12]、Thomas 等[13]的分级标准。叶片矿质养分基本情况如表2 所示，根据柑橘叶片营养诊断指标，叶片氮、磷、钾元素以适宜及适宜以上为主，分别达91.30%、100%、100%，其中氮、钾元素过量果园均达到21.74%，不过还存在4.34%氮元素极度缺乏的果园。叶片钙、镁元素含量以缺乏及极缺为主，分别达91.31%、69.57%，其中极度缺乏果园也达到了8.7%和21.74%。叶片铁含量高量及高量以上果园比例为100%。叶片锰、铜和硼元素含量以适宜及适宜以上为主，比例分别为95.65%、86.96%和95.65%，并且铜和硼元素还分别存在34.78%和13.04%含量为过量的果园。叶片锌和钼元素含量以适宜及适宜以下为主，锌元素的适宜、缺乏和极度缺乏果园比例分别为34.78%、34.78%、30.43%，而钼元素适宜和缺乏果园比例分别为47.83%、52.17%。

2.1.3 果实矿质营养分析 金沙柚果实矿质养分含量见表3。大量元素氮、磷、钾的平均值分别为0.80，0.16，1.48 g/kg；中量元素钙、镁的平均值分别为82.49，51.70 mg/kg；微量元素铁、硼的平均值分别为2.33，0.73 mg/kg，微量元素锰、铜、锌、钼含量的平均值为281.18，362.69，603.42，56.04µg/kg。此元素含量结果与庄伊美[14]对琯溪蜜柚鲜果果肉营养元素平均含量的分析的高低顺序一致。且微量元素中都以铁含量为最高，其余元素含量较低，这表明不同柚类品种的果实矿质元素含量之间存在共性。果实中不同矿质元素变异系数差异较大，最高为钼元素的变异系数，最低为镁元素。

表2 金沙柚果园叶片有效养分含量情况及分布频率Tab.2 Content and distribution frequency of available nutrients in leaves of‘Jinsha’pomelo orchard

表3 金沙柚果实矿质营养含量Tab.3 Mineral nutrition content of‘Jinsha’pomelo fruit

2.1.4 果实品质概况 金沙柚果实品质概况见表4，其中单果质量范围为634.33～1 198.67 g，果型指数平均值为1.13，果皮厚度范围为8.58～15.95 mm，囊瓣数和种子数的平均值分别为13.71和80.09，可食率和出汁率的平均值分别为54.24%和32.01%，可滴定酸的范围为0.29%～1.25%，Vc的平均值为63.42 mg/100 g，可溶性固形物的平均值为10.33%，总糖含量的平均值为8.26%。其中各果园差异最大的为种子数和可滴定酸，差异最小的是果形指数和囊瓣数。

2.2 果实品质影响因子的相关性分析

2.2.1 土壤矿质养分与果实品质的相关性分析 表5 所示为金沙柚土壤矿质养分与果实品质的相关性分析，其中呈显著性负相关的有果形指数与速效磷（-0.428）、可食率与有效锰（-0.415）、出汁率与有效锰（-0.505），可溶性固形物与有效铁（-0.470）和有效铜（-0.414）。而总糖与有效铁之间呈极显著负相关（-0.549）。另外，出汁率与pH值之间呈显著性正相关（0.506）。

2.2.2 叶片矿质养分与果实品质的相关性分析 金沙柚叶片矿质养分与果实品质的相关性结果见表6，其中果皮厚度与钼元素（-0.455）、种子数与磷元素（-0.428）、Vc与硼元素（-0.441）之间呈显著负相关，而出汁率与锰元素之间呈极显著负相关（-0.556）。可溶性固形物与铜元素（0.423）、可食率与钙元素（0.449）之间呈显著正相关，而可食率与铜元素（0.654）及钼元素（0.543）之间呈极显著正相关。

表4 金沙柚果实品质概况Tab.4 Fruit quality profile of‘Jinsha’pomelo

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

2.2.3 果实矿质养分与果实品质的相关性分析 表7所示为果实矿质养分与果实品质的相关性，不同矿质养分与金沙柚果实品质间存在较强的相关性，其中呈显著正相关（P＜0.05）的有单果质量与钙元素（0.520）、果形指数与铁元素（0.477）、果皮厚度与锰元素（0.500）、可滴定酸与铁元素（0.515）。呈极显著正相关的有果形指数与铜元素（0.526）、可食率与磷元素（0.657）、Vc与钙元素（0.772）。呈显著负相关的有可食率与锰元素（-0.512）、可滴定酸与磷元素（-0.513）、Vc与硼元素（-0.421）。

表6 叶片矿质养分与果实品质的相关性Tab.6 Correlation between leaf mineral nutrients and fruit quality

2.3 影响果实品质的矿质因子筛选及回归方程的建立

金沙柚土壤、叶片、果实矿质营养与果实品质之间的关系通过相关性分析得出的相关系数差异较大，表明矿质养分与果实品质之间的关系复杂，仅通过相关性分析不能客观反映各个矿质元素因子对果实品质的影响。本研究将果实单果质量（y1）、果型指数（y2）、果皮厚度（y3）、囊瓣数（y4）、种子数（y5）、可食率（y6）、出汁率（y7）、可滴定酸（y8）、Vc（y9）、可溶性固形物（y10）、总糖（y11）与pH 值（x1）、有机质（x2）、碱解氮（x3）、速效磷（x4）、速效钾（x5）、交换性钙（x6）、交换性镁（x7）、有效铁（x8）、有效锰（x9）、有效铜（x10）、有效锌（x11）、有效硼（x12）、有效钼（x13）进行线性回归分析，并建立线性回归方程。表8 所示是影响果实品质的主要土壤养分因子及回归方程，结果表明可食率受有效锰的影响，且与之呈负相关；出汁率主要受pH 值和有效锰的影响，且与pH 值呈正相关，与有效锰呈负相关；总糖主要与有效铁有关，与之呈负相关。影响果实品质的土壤养分因子主要是pH 值以及铁、锰、铜等微量元素，适当调节可有利于果实品质提高。

以相同的方法建立果实品质与叶片主要养分因子之间的线性回归方程。如表9所示，叶片铜元素对果实可食率和可溶性固形物都有影响，并且都呈现正相关，另外钙元素也与果实可食率呈正向相关的情况。相反的是，果皮厚度与叶片钼元素，出汁率与锰元素以及Vc与硼元素之间都呈负相关。

表7 果实矿质营养与果实品质的相关性Tab.7 Correlation between fruit mineral nutrition and fruit quality

表8 影响果实品质的主要土壤养分因子及回归方程Tab.8 Main soil nutrient factors and regression equations affecting fruit quality

表9 影响果实品质的主要叶片养分因子及回归方程Tab.9 Main nutrient factors and regression equations affecting fruit quality

影响果实品质的主要果实矿质养分因子及回归方程如表10 所示，其中果形指数与铁元素呈正相关，果皮厚度与锰呈元素正相关，可食率与磷元素呈正相关。可滴定酸主要受磷和铁的影响，且可滴定酸与磷呈负相关，但与铁呈正相关；影响果实品质的主要果实矿质养分因子主要为铁、锰、磷等。

表10 影响果实品质的主要果实矿质养分因子及回归方程Tab.10 Mineral nutrient factors and regression equations affecting fruit quality

3 结论与讨论

江西省吉安市属中亚热带季风湿润气候，以红壤为主，水资源十分丰富，非常适宜蜜柚栽培，柚类产业发展迅速[15]。吉安市建立的“井冈蜜柚”，以选育的金沙柚、金兰柚和桃溪蜜柚作为主导品种，已成功注册地理标志证明商标。截至2019 年底，吉安市井冈蜜柚种植总面积为2.68 万hm2，投产面积1 万hm2，总产量15 万t，位居江西省蜜柚栽培面积第一。但目前井冈蜜柚所存在的果品质量参差不齐问题，成为其发展的一大障碍。通过土壤和树体营养诊断，并了解其对果实品质的影响，进一步提出有效的解决方案，可以对“井冈蜜柚”品牌的建立起到一定的作用。本文以吉安市种植面积最大的井冈蜜柚品种金沙柚作为材料进行了相关的研究。

土壤pH 值及有机质作为土壤重要属性之一，对土壤中养分的有效性及保肥能力有着重要作用[16]。在23 个金沙柚果园中，77.27%的果园土壤pH 值低于5.5，同时95.45%果园的土壤有机质的含量低于15 g/kg。通过调查发现，除了土壤类型影响之外，盲目施肥也是造成土壤酸化、有机质不足的主要原因[17]。线性回归分析结果显示，土壤pH 值还与出汁率密切相关，适当提高pH 值可以改善果实口感。因此在生产中应通过增施石灰或白云石等解决土壤酸化的问题，并加大有机质肥的投入。

氮、磷、钾元素对果实品质和产量起着关键作用[18-19]，金沙柚果园土壤中大量元素氮、磷、钾含量大部分以缺乏为主，此调查结果与刘秀红等[20]和孙永明等[21]对江西柑橘果园调查结果一致。通过比较发现，金沙柚果实中氮和磷元素含量平均值远低于琯溪蜜柚，除了品种差异外，可能也存在一定的缺乏情况。但在叶片中氮、磷、钾元素含量情况与之相反，以适宜及适宜以上比例为主，分别达到91.30%、100%和100%，其中氮和钾元素还出现了21.74%果园含量过量情况。金沙柚叶片养分状况与土壤中元素含量丰缺情况不一致，可能与土壤养分分布不均、土壤养分的转化具有时效性、采用叶面施肥方式以及元素之间的相互作用等有关[22-25]。金沙柚叶片与果实养分状况不一致，可能与植物不同器官在吸收矿质养分的竞争能力有关[26]。通过线性回归分析发现，金沙柚果实磷含量与可食率呈正相关，可能与磷有利于果肉细胞分裂的原因有关[17]，而果实磷与可滴定酸呈负相关，这与Ladanyia 等[27]报道的在柑橘果实中由于缺磷导致果实中酸含量升高结果相同，因此果实中磷元素含量的提高有利于可食用部分的增加以及口感的提升。在实际生产中，一方面通过土壤理化性质的改善提高树体对土壤有效磷的吸收效率，另一方面还需要注意通过树势的控制增加果实相对于叶片对磷元素吸收的竞争能力。金沙柚果园土壤和叶片中钙和镁含量均以缺乏为主，土壤中缺乏及极缺所占比例均达到82.61%。而叶片中钙和镁元素缺乏及极缺果园的比例也分别占91.31%、69.57%。南方雨水较多导致钙和镁离子容易流失，土壤风化和淋溶作用也使得土壤对钙和镁离子的吸附量下降[28]。另外，钙镁肥施入不足，也是导致果园土壤和叶片中含量不足的原因之一[20]。线性回归方程结果显示叶片钙元素含量与可食率呈正相关，同时相关性分析还表明果实钙元素含量与单果质量、总糖以及Vc 均呈显著或极显著正相关，此结果与前人研究结果一致[29-30]，表明钙元素施入和吸收不足已成为金沙柚栽培的一个突出问题。因此在实际生产中，应该注重钙镁肥的施用，如施用镁质石灰等，为了增加钙镁肥的有效利用，可以采用叶片喷施的方法。

金沙柚果园土壤中微量元素铁、锰和铜元素适宜及适宜以上水平比例分别达到78.26%、65.22%和56.52%，而叶片中铁、锰和铜元素适宜及适宜以上水平比例分别达到了100%、95.65%和86.95%。土壤中富含铁、锰元素可能是由于酸性土壤下易发生土壤铁、锰的溶出，导致铁、锰含量过量[31]，锰含量过高也可能与代森锰锌药剂的使用有关。另外，应介官等[32]发现大部分所调查的柑橘果园中均存在土壤和叶片中铜过量的现象，认为与我国柑橘园常年喷施含铜农药有关。线性回归分析结果显示，土壤有效铁含量与总糖呈负相关，果实中铁元素含量与可滴定酸呈正相关，说明降低土壤和树体中铁含量有利于增糖降酸，提高果实品质。土壤有效锰含量与可食率和出汁率呈负相关，叶片锰元素也与出汁率呈负相关，而果实中锰含量与果皮厚度呈正相关，因此推测降低锰含量有利于减少果皮厚度并提高果汁含量。胡敏[33]等通过生石灰的施用发现可以显著降低土壤有效铁和锰的含量。因此增施有机肥提高土壤缓冲性，增施石灰、白云石等物质解决土壤酸化问题是解决金沙柚果园铁和锰元素含量过高的主要方法。叶片铜元素含量显示与可食率和可溶性固形物呈正相关，因此在铜元素缺乏的果园也仍然要注意其含量的提高。

金沙柚果园土壤中锌元素含量以适宜为主，但叶片锌元素含量不足的果园占比达65.21%，土壤与叶片锌亏缺程度不同的现象在江西的马家柚[4]和新余蜜桔[34]上也有报道。前人研究表明铁和铜元素含量过高会影响锌的吸收[35]，所以金沙柚叶片锌元素含量缺乏可能与之有关。金沙柚果园土壤中硼元素含量缺乏的比例为100%，但叶片中95.65%的果园含量达到适宜及适宜以上水平，表明果农叶面喷硼的方式起到了较好的作用。但施用硼肥之后对叶片锌的吸收也会存在明显的抑制作用[36]，所以叶片锌元素含量缺乏也可能与之有关。叶片硼元素与Vc呈负相关，表明在叶面喷硼的过程中应注意适量施用。土壤和叶片钼元素含量情况一致，有大约一半的果园存在缺乏情况，回归方程分析结果表明补充钼元素可以有利于果皮厚度的减少，除此之外相关性显示叶片钼元素与可食率呈极显著正相关。

本文通过土壤、叶片及果实营养的综合诊断发现，通过增施石灰等碱性物质，提高有机质的施入，可以有效地解决土壤酸化问题并改良土壤结构，也有利于在土壤铁、锰元素高量及过量果园中降低铁和锰元素含量，也有助于解决锌元素的拮抗问题。根据相关性和线性回归方程分析结果推测，土壤的改良有助于金沙柚增加可食率和出汁率，增糖降酸以及果皮变薄。另外还需要注意在钙、镁和钼元素缺乏的果园增施相应元素，以及通过控制树势来增大果实对磷元素的吸收能力，这可以对果实生长、可食率和总糖含量的提高以及可滴定酸含量的减少起到一定的作用，从而为金沙柚品质的提升和市场竞争力的提高打下基础。