贵州红玉杧坐果后果实和叶片矿质元素的动态变化及相关性

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（1.贵州省农业科学院 亚热带作物研究所，贵州 兴义 562400；2.中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所，海南 儋州 571737；3.贵州南亚热作农业发展有限公司，贵州 兴义 562400）

杧果Mangifera indica为热带多年生常绿果树，是热带、亚热带地区重要的经济作物，其果实因营养价值高、口感好，具有“热带果王”的美称[1-3]。在全世界80 多个种植杧果的国家中，中国是种植面积较大的国家之一[4]。在中国，杧果主要分布于广西、海南等地处南亚热带的省（区），种植面积30 万hm2。随着农业产业结构的调整，近几年，在贵州的“两江一河”低热河谷区杧果产业发展迅速，种植面积约1.2 万hm2，杧果产业已逐步成为贵州热区的重要支柱产业。目前，由贵州科研单位引进的杧果品种有50 多个，推广的品种主要有金煌杧、台农1 号、红玉杧、金凤凰、桂热杧82 号、凯特杧、热农1 号等适应贵州低热河谷气候的优势品种[5-6]。掌握杧果树体矿质元素积累动态，是进行杧果平衡施肥的基础。李晓天等[7]对海南地区台农1 号杧果叶片的养分变化规律进行了研究，发现在10月该品种对大量元素的需求较大。兰子汉等[8]在分析土壤与果实矿质营养的关系时发现，微量元素对杧果发育起着重要作用。贵州为中晚熟优质杧果产区，其中红玉杧品种在贵州的适应性、产量、果实品质均表现较好[9]。红玉杧Mangifera indica‘Hongyumang’是中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所从海南昌江选育出的本地优势种，但是有关贵州地区该品种果实发育、矿质元素含量变化等方面的研究报道较为鲜见。本研究中通过采集红玉杧不同果实发育时期的果实和叶片样品，分析其果实和叶片中矿质元素含量的变化情况，旨在为贵州红玉杧的栽培管理提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

采样地为贵州省亚热带作物研究所杧果示范园。该示范园位于贵州省黔西南州兴义市田房村（104°59′23.6″E、24°52′46.2″N），海 拔780 m，年均气温20.25 ℃，全年积温7 298 ℃，全年日照1 636 h，年降雨量1 535.5 mm，全年无霜。示范园中红玉杧种植于2015年，株行距为4 m×3 m，种植面积2 hm2。

1.2 试验材料

以红玉杧的果实及第一蓬叶和第二蓬叶为研究对象。

1.3 试验方法

1.3.1 采 样

在2019年红玉杧坐果20 d 后（5月13日）开始采集果实和叶片样品，每隔15 d 采集1 次，直至果实生理成熟，可以采收为止，共采集6 次。采样时，随机选取长势正常且基本一致的植株，从东南西北4 个方向各采集1 个果实及第一蓬叶和第二蓬叶各3 片，每株树采集4 个果实及第一蓬叶和第二蓬叶各12 片，将采集的5 株树的样品混合成1 个混合样，共采集3 个混合样。

1.3.2 指标测定

将采集的果实和叶片清洗并擦干净。称取每混合样中20 个杧果的总质量，以其平均值作为单果质量；用游标卡尺分别量出果实的纵径、横径、厚度，果形指数为果实纵径和横径的比值[10]。

将叶片和切成小块的果实样品在105 ℃下杀青30 min，然后在65 ℃下恒温烘干，粉碎过1 mm 筛，用于矿质元素含量的测定。采用浓硫酸-过氧化氢消煮-纳氏试剂比色法测定氮含量，采用浓硫酸-过氧化氢消煮-钼锑抗比色法测定磷含量，采用干灰化-火焰光度法测定钾含量，采用干灰化-原子吸收法测定钙、镁、铁、锰、铜、锌含量[11]。

1.4 数据分析

使用Microsoft Excel 2010、SPSS 19.0 软件进行数据的统计分析。

2 结果与分析

2.1 红玉杧果实发育过程中形态的变化

不同采样期红玉杧果实的形态指标见表1。由表1可知，红玉杧果实成熟时，其纵径为148.46 mm，横径为79.61 mm，果实厚度为80.01 mm，果形指数为1.87，单果质量为421.81 g，各采样期果实的纵径、厚度、果形指数、单果质量差异显著，7月12日和7月27日所采果实的横径显著高于其他日期所采样品。在生长发育过程中，红玉杧果实的横径、厚度、单果质量均呈逐渐增长趋势，果实保持长椭圆的形态，纵径呈“慢—快—慢—快”的增长方式，横径呈“快—慢—快—慢”的增长方式，果实质量呈“慢—快—慢”的增长方式，果形指数呈“降—升—降—升”的变化趋势。

表1 不同采样期红玉杧果实的各形态指标†Table 1 Morphological changes of Hongyumang fruits in different sampling periods

5—6月是红玉杧果实的快速生长期，其纵径、横径、厚度分别占全生长期的85.51%、79.92%、68.06%，红玉杧单果质量也迅速增加，增长量达到了全生长期的76.13%。6—7月，红玉杧果实的纵径、横径、果实厚度虽有增长，但是增长的幅度有所减缓，随着营养物质的持续积累，单果质量增加的幅度仍然较大，占到了全生长期的23.87%。根据果实的生长变化规律，可以将红玉杧果实的生长发育大致分为3 个阶段：坐果期、快速生长期、缓慢生长期。

对红玉杧果实的各形态指标进行相关分析，结果见表2。由表2可知，果实的纵径、横径、果实厚度、单果质量等指标间均呈极显著正相关关系。

第三，对破坏林业资源行为的处罚无论是罚款还是拘留都缺乏规范性，个别管理人员恣意横行，随意罚款，其处罚结果缺乏说服力。

表2 红玉杧果实各形态指标的相关系数†Table 2 Correlation coefficients of morphological indexes of Hongyumang fruits

2.2 红玉杧果实发育过程中果实和叶片中矿质元素含量的变化

2.2.1 果实全生长期果实和叶片中矿质元素的含量

红玉杧果实全生长期果实和叶片中营养元素的含量见表3。由表3可知，在红玉杧果实全生长期，果实中矿质元素平均含量由高到低依次为K、N、Ca、P、Mg、Mn、Fe、Cu、Zn，K 含量最高（15.64 g/kg），其次是N 含量（8.22 g/kg），Zn含量最低（8.88 mg/kg）。第一蓬叶中矿质元素平均含量由高到低依次为N、Ca、K、Mg、P、Mn、Fe、Zn、Cu，N含量最高（13.52 g/kg），其次是Ca含量（13.28 g/kg），Cu 含量最低（9.12 mg/kg）。第二蓬叶中矿质元素平均含量由高到低依次为Ca、N、K、Mg、P、Mn、Fe、Zn、Cu，Ca 含量最高（14.75 g/kg），其次是N 含量（13.92 g/kg），Cu 含量最低（9.48 mg/kg）。在叶片中N 含量相对较高，第一蓬叶与第二蓬叶中N 含量的差异不显著，但显著高于果实中的含量；在叶片与果实中P、Fe、Cu 含量的差异均不显著；果实中K 含量显著高于叶片；叶片中Ca、Mg、Mn、Zn 含量显著高于果实，且在第一蓬叶中的含量均显著高于第二蓬叶。

表3 红玉杧果实全生长期果实和叶片中矿质元素的含量Table 3 Analysis on the difference of nutrient content between fruit and leaf in the whole growth period of Hongyumang

2.2.2 不同采样期果实和叶片矿质元素的含量

不同采样期红玉杧果实、第一蓬叶、第二蓬叶中矿质元素含量见表4。由表4可知，5—7月第一蓬叶和第二蓬叶中N 含量的变化趋势相同，均呈“升—降”变化，但第一蓬叶中N 含量在各采样期的差异不显著，7月27日所采第二蓬叶中N含量显著低于其他采样期。第一蓬叶和第二蓬叶中N 含量均在6月12日达最高值，分别为14.08、14.65 g/kg；第一蓬叶和第二蓬叶中N 含量在7月27日达到最低值，分别为12.32、13.18 g/kg。果实中N 含量整体呈下降趋势，在6月底稍有上升后，在果实成熟期又下降。5月13日所采集果实中N 含量显著高于其他采样期，为16.96 g/kg；7月27日所采果实中N 含量除与6月27日差异不显著外，显著低于其他采样期，为3.60 g/kg。

由表4可知，第一蓬叶中P 含量呈逐渐上升的趋势，第二蓬叶中P含量除在5月28日略有下降外，整体呈上升趋势。两蓬叶中P 含量的最高值均在7月27日出现，分别为0.96、1.04 g/kg；第一蓬叶中P 含量的最低值在5月13日出现，为0.75 g/kg，第二蓬叶中P 含量的最低值在5月28日出现，为0.85 g/kg。果实中P 含量呈“降—升”的变化趋势，且各采样期的差异显著，5月13日含量最高，为1.65 g/kg，7月12日含量最低，为0.56 g/kg。

由表4可知，两蓬叶中K 含量均呈“降—升—降—升”的变化趋势，5月13日、6月12日、7月27日的K 含量差异均不显著。第一蓬叶中K 含量的最高值和最低值分别在7月27日和5月28日出现，含量分别为11.90 和8.91 g/kg；第二蓬叶中K 含量的最高值和最低值分别在5月13日和7月12日出现，含量分别为11.15 和8.79 g/kg。果实中K 含量呈“降—升—降”的变化趋势，5月13日的K 含量显著高于其他采样期，为21.36 g/kg，6月27日的K 含量除与7月27日差异不显著外，显著低于其他采样期。

由表4可知，两蓬叶中Ca 含量呈“降—升—降—升”的变化趋势。7月27日第一蓬叶中Ca 含量显著高于5月13日和5月28日，与其他采样期差异不显著，含量最高值为14.03 g/kg，最低值为11.77 g/kg；各采样期第二蓬叶中Ca 含量的差异不显著，最高值和最低值分别为15.58、13.75 g/kg。果实中Ca 含量呈“升—降—升”的变化趋势，5月13日 的Ca 含量与5月28日差异不显著，但显著高于其他采样期，最高值和最低值分别为1.39、0.62 g/kg。

由表4可知，第一蓬叶中Mg 含量呈“升—降”的变化趋势。Mg 含量最高值在6月12日出现，为1.56 g/kg，除显著高于7月27日外，与其他采样期差异不显著，最低值为1.31 g/kg。第二蓬叶中Mg 含量呈“降—升—降—升”的变化趋势，5月13日的Mg 含量显著高于6月12日和7月12日，与其他采样期差异不显著，最高值为1.85 g/kg，最低值为1.59 g/kg。果实中Mg 含量呈“降—升—降”的变化趋势，5月13日的Mg 含量显著高于其他采样期，为1.12 g/kg，最低值在6月27日出现，为0.28 g/kg。

由表4可知，在叶片和果实中Fe含量均呈“升—降—升—降”的变化趋势。第一蓬叶中Fe 含量的最高值和最低值分别在6月27日和6月22日出现，分别为88.60、62.27 mg/kg。第二蓬叶中Fe 含量的最高值和最低值分别在6月27日和7月27日出现，分别为82.69、55.84 mg/kg。果实中Fe 含量的最高值在5月28日出现，为183.39 mg/kg，最低值在7月27日出现，为17.41 mg/kg。

由表4可知，在两蓬叶中Mn 含量呈“升—降—升—降”的变化趋势。两蓬叶中Mn 含量的最高值和最低值均分别在7月12日和5月13日出现，第一蓬叶中Mn 含量的最高值和最低值分别为1 033.65、764.09 mg/kg，第二蓬叶中Mn 含量的最高值和最低值分别为1 173.49、930.30 mg/kg。其中，5月13日两蓬叶中Mn 含量显著低于其他采样期，但其他采样期Mn 含量的差异不显著。果实中Mn 含量呈下降趋势，最高值和最低值分别出现在5月13日和7月12日，Mn 含量分别为142.49、46.23 mg/kg。

表4 不同采样期红玉杧果实和叶片中矿质元素的含量Table 4 Contents of mineral elements in fruits and leaves of Hongyumang fruit in different sampling periods

由表4可知，第一蓬叶中Cu 含量呈“升—降—升”的变化趋势，最高值和最低值分别在7月27日和5月13日出现，Cu 含量分别为10.72、7.74 mg/kg。第二蓬叶中Cu 含量逐渐增加，最高值为10.39 mg/kg，最低值为8.51 mg/kg。果实中Cu 含量呈“升—降—升—降”的变化趋势，最高值和最低值分别在5月28日和6月27日出现，Cu 含量分别为12.38、8.69 mg/kg。

由表4可知，两蓬叶中Zn 含量均呈“降—升”的变化趋势。第一蓬叶中Zn 含量的最高值和最低值分别在7月27日和6月27日出现，分别为18.25、13.44 mg/kg；第二蓬叶中Zn 含量的最高值和最低值分别在5月13日和6月27日出现，分别为25.82、19.83 mg/kg。果实中Zn 含量呈“降—升—降”的变化趋势，最高值和最低值分别在5月13日和6月27日出现，分别为16.80、3.62 mg/kg。

2.3 红玉杧果实和叶片中各矿质元素含量的相关性

2.3.1 同一部位各矿质元素含量的相关性

红玉杧果实中各矿质元素含量的相关系数见表5。由表5可以看出，果实中大量元素N、P、K的含量相互间呈极显著正相关，且均与Mn、Cu、Zn 含量呈显极著正相关，与Ca、Mg 含量呈显著正相关；中量元素Ca、Mg 含量与微量元素Mn、Cu、Zn 含量呈显著正相关；中量元素Ca 含量与Fe、Mn、Zn 含量呈显著正相关，Mn 含量与Zn 含量呈显极著正相关。红玉杧果实中这些具有显著或极显著相关性元素的吸收具有相互促进的作用。

表5 红玉杧果实和叶片同一部位中各矿质元素含量的相关系数Table 5 Correlation coefficients of mineral elements in the same part of fruit and leaf of Hongyumang

红玉杧第一蓬叶中各矿质元素含量的相关系数见表5。由表5可以看出，第一蓬叶中N 含量与Mg 含量呈显著正相关，相关系数为0.503，与K、Fe、Mn、Zn 含量呈负相关，但相关性不显著。P 含量与Ca、Cu 含量呈显著正相关，相关系数分别为0.547、0.764，与Zn 含量呈负相关，但相关性不显著。K 含量与Cu 含量呈显著正相关，相关系数为0.693，Fe 含量与Zn 含量呈显著负相关，系数为-0.621。其他元素含量间相关性不显著。

红玉杧第二蓬叶中各矿质元素含量的相关系数见表5。由表5可以看出，第二蓬叶中P 含量与Ca、Cu 含量呈显著正相关，相关系数分别为0.604、0.789；Mg 含量与Ca 含量呈显著正相关，相关系数为0.563，其余元素含量间相关性不显著。

2.3.2 不同部位各矿质元素含量的相关性

红玉杧果实与叶片中各矿质元素含量的相关系数见表6。由表6可以看出，红玉杧果实发育期间，第一蓬叶中P、Cu 含量与果实中N、P、K、Mn、Zn 含量呈显著负相关；第一蓬叶中K 含量与果实中Fe 含量呈显著负相关；第一蓬叶中Ca 含量与果实中Fe、Mn、Cu、Zn 含量呈极显著负相关；第一蓬叶中Zn 含量与果实中P、K、Ca、Mg、Mn、Cu 含量呈显著正相关。第二蓬叶中Zn 含量与果实中N、P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn 含量呈显著正相关，其他元素含量间相关性不显著。

表6 红玉杧果实与叶片中各矿质元素含量的相关系数Table 6 Correlation analysis of the contents of different elements in the fruits and leaves of Hongyumang

红玉杧第一蓬叶与第二蓬叶中各矿质元素含量的相关系数见表7。

由表7可以看出，红玉杧果实发育期间，第一蓬叶中P 含量与第二蓬叶中Ca、Cu 含量呈显著正相关；第一蓬叶中K、Zn 含量与第二蓬叶中Zn含量呈显著正相关；第一蓬叶中Mg 含量与第二蓬叶中Mn 含量呈显著负相关；第一蓬叶中Mn 含量与第二蓬叶中Mn 含量呈显著正相关；第一蓬叶中Cu 含量与第二蓬叶中P、Cu 含量呈显著正相关。两蓬叶中其他元素含量间相关性不显著。

表7 红玉杧第一蓬叶与第二蓬叶中各矿质元素含量的相关系数Table 7 Correlation analysis of the contents of different elements in the leaves

3 结论与讨论

红玉杧果实的生长期为115 ～120 d，果实整体呈长椭圆形，与龚德勇等[12]的研究结果一致。果实的纵径、横经、厚度、单果质量呈逐渐增长的趋式，且相互间呈极显著正相关关系。但是在不同发育期4 个指标的增长率不同，纵径、厚度、单果质量在前期增长缓慢，在果实膨大期增长速度较快，而果实横径在前期增长速度较快，后期相对较慢。本研究中将红玉杧果实的生长发育划分为坐果期、快速生长期、缓慢生长期3 个阶段，这与潘宏兵等[13]、吕成群[14]、武红霞等[15]对其他杧果品种果实发育过程的研究结果一致。

矿质元素是果树生长发育、产量形成和果实品质提高的物质基础，对果树生理代谢和生长结果起着极其重要的作用。了解果树生长发育期叶片和果实中养分含量的变化规律，可为果树的营养诊断、合理施肥提供理论依据。果实生长发育期是营养元素被大量吸收利用的关键时期[16-21]。自细胞分裂开始，叶片等器官向果实供应大量营养元素，以保证果实营养积累的需要，因此本试验中研究了从幼果期到果实成熟期叶片和果实中矿质元素含量。结果表明，在果实生长发育期，红玉杧果实、第一蓬叶、第二蓬叶中矿质元素平均含量最高的分别为K、N、Ca，且果实中K 含量显著高于叶片，表明红玉杧果实在发育期对K的需求量较大，叶片中Ca、N 含量显著高于果实，表明红玉杧叶片对Ca、N 的需求量较大，因此在果实发育期要注意补充钾肥、氮肥和钙肥，确保果实和叶片需求量较大的营养元素供应充足，这与白亭玉等[22]、康专苗等[23]、王艺蓉等[24]、范家慧等[25]的研究结果一致。

从红玉杧果实和叶片中矿质元素含量的变化规律可以看出，除Mg 元素外，第一蓬叶和第二蓬叶中各矿质元素含量的变化趋势相似，这与李华东等[26]、白亭玉等[22]的研究结果一致。两蓬叶中，N 含量整体上呈下降趋势，P 含量呈上升趋势，K、Ca、Zn 含量呈“下降—上升”的变化趋势，Fe、Mn、Cu 含量呈“升—降—升—降”的变化趋势。Mg 元素在第一蓬叶中呈“升—降”的变化趋势，在第二蓬叶中呈“降—升—降—升”的变化趋势，且第二蓬叶中Mg含量显著高于第一蓬叶，根据“源-库”理论，这可能是因为第一蓬叶距果实较近，Mg 含量降低较明显。果实中各矿质元素含量整体上均呈下降趋势，但Ca、Mn 含量的变化幅度较小，且幼果期各矿质元素含量显著大于果实成熟期，这可能是因为前期果实生长较旺盛，对矿质元素的需求量较大；在果实中Ca 元素含量变化较小，这与Ca 元素在植物体内难移动的特性有关，但该元素含量较高，这与覃杰凤[27]报道的研究结果一致。

在植物体相同部位，不同营养元素的吸收、转运和利用存在一定的促进或抑制关系[28-30]。本研究中对果实、第一蓬叶和第二蓬叶中各矿质元素含量的相关性进行分析，结果表明果实中许多矿质元素的吸收具有相互促进的作用，例如N、P、K，这与李华东等[26]的研究结果一致。果实中的矿质元素均是从叶片及其他部位转移而来。在杧果生长发育期，果实作为营养储存库，各矿质元素的含量与杧果的生长是互相协调的关系，在营养储存过程中矿质元素相互促进积累，从而保障果实正常发育。但是在第一蓬叶中部分矿质元素的吸收具有拮抗作用，例如Fe 与Zn，这与薛晓芳等[21]的研究结果一致。在不同部位各矿质元素含量的相关性分析中发现，不同部位在吸收矿质元素时多存在竞争关系，例如第一蓬叶中P、Cu的吸收会影响果实中N、P、K、Mn、Zn 的吸收，第一蓬叶中Ca 的吸收会影响果实中Fe、Mn、Cu、Zn 的吸收，可能是因为树体对某种矿质元素的吸收抑制了对其他矿质元素的吸收，导致植株体内各矿质元素向果实的转移受到影响，具体原因有待进一步研究。叶片中Zn 的吸收会促进果实中P、K、Ca、Mg、Mn、Cu 的吸收，因此果实发育期间，可以适当施用锌肥，促进果实的生长发育。本研究中仅分析了红玉杧果实发育期果实和叶片中矿质元素含量的变化规律，未深入分析果实不同生长阶段糖酸含量的变化，具有一定的局限性，下一步将对杧果树全生育期矿质元素含量的动态变化及果实中糖酸转化进行深入研究，探索红玉杧的需肥规律及果实品质变化过程，从而为红玉杧的合理施肥提供参考。