荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标诊断标准的建立

朱永聪，罗东林，王 伟，白翠华，周昌敏，姚丽贤

（华南农业大学资源环境学院，广东 广州 510642）

植物体内钾、钙、镁交互作用普遍存在。在荔枝［1］、龙眼［2-3］、香蕉［4］、葡萄［5］、甘蔗［6］、玉米［7］、油菜［8］和烤烟［9］等作物上都有报道。植物钾、镁、钙的交互作用包括拮抗作用和协同作用［10］。不同比例的钾、镁、钙养分，既可促进也可抑制这3种及其他离子的吸收，三者只有在比例合适的条件下才有利于促进植物生长、提高作物产量及改善品质［5，10-11］。前人研究发现，供镁有助于烤烟K/（Ca+Mg）的提高，能提升烟叶品质，相反，缺镁时K/（Ca+Mg）值较低，烟叶品质不良［9，12］。适宜的钾、钙、镁水平能显著促进厚皮甜瓜生长发育，提高单果重量和品质［13］。苹果苦痘病的发生与K/（Ca+Mg）值有关，适宜的钾、钙、镁水平能降低发病率，提高果实品质和产量［14-15］。钾是植物代谢最重要的营养元素之一，在果树生长、果实发育、产量和品质形成、抗逆性及抗病性等方面均有良好的作用［16-18］。钙是果树生长的必需营养元素，具有多种生理功能，作为细胞内的第二信使参与果树生长代谢的多种生理过程，对维持细胞正常的生命活动具有重要作用，并从多方面影响植物的生长发育和果实的品质形成［19-20］。镁作为光合作用的必要元素，参与植物体内叶绿素的生物合成，减少果树对土壤重金属的吸收从而降低重金属对果树的不利影响，是保障树体营养及安全和果实品质极其重要的营养元素［18，21］。因此，作物钾、钙、镁营养状态的诊断及3种养分的平衡合理施用，对果树生长非常重要。

荔枝和龙眼是我国重要的热带、亚热带水果，是华南地区农业的重要组成及农民主要收入来源之一。我国虽然是世界上荔枝和龙眼生产量和栽培面积最大的国家［22-23］，但两种水果的单产却与其他一些国家的单产存在一定差距［24-25］。树体营养是荔枝、龙眼开花和坐果的物质基础，在很大程度上决定了果树产量潜力及果实品质。在木本果树上进行叶片营养诊断，已被证明是进行果树养分管理的有力支持手段。妃子笑是我国最广泛种植的荔枝品种，储良是华南主要的优质龙眼品种之一。本研究前期已经建立了华南妃子笑和储良叶片大、中、微量元素的诊断标准［26-27］，但是未涉及两种果树叶片钾、钙、镁交互作用指标的诊断标准，而仅利用叶片钾、钙、镁含量诊断标准对荔枝、龙眼叶片营养进行诊断，则难以判断钾、钙、镁养分状况是否平衡。不同生育期荔枝、龙眼对钾、钙、镁养分的需求和累积存在较大差别［28-29］。近年来笔者观察到在荔枝果实膨大期一次性大量施钾抑制了果皮的钙营养吸收而加剧裂果（未发表资料），过量钾营养还可能抑制果实钙、镁累积而导致果实一系列异常症状［30-32］。因此，十分必要补充建立荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标的诊断标准。

目前国际上缺乏荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用的诊断标准，由于充足范围法不仅可获得叶片各种养分诊断指标，而且诊断指标具有年际变异小的优点［26-27］。因此，本研究继续采用该法对荔枝、龙眼高产群体的叶片钾、钙、镁交互作用指标的诊断值进行研究，建立两种果树不同生育期叶片钾、钙、镁交互作用的诊断标准体系，为荔枝、龙眼的平衡施肥、营养调控和品质提升提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 供试果园情况

2016～2017年 在 广 东（7个）、广 西（7个）、海南（6个）、云南（1个）、福建（1个）荔枝主产区选择22个管理相对较好且产量相对稳定的成年妃子笑果园进行研究。上述果园地处19°21′～25°19′ N，109°32′～117°27′ E。每个果园选择约10株树体大小接近、树冠相对独立完整的试验树，共193株。试验树树龄为10～20年，种植密度为270～630株/hm2。

2017～2019年在广东茂名（5个）、广西北海（2个）和玉林（1个）选择管理相对较好且产量相对稳定的8个储良龙眼园进行研究。果园位置在21°35′～22°15′N，109°13′～110°57′ E。每个果园选择约10株树体大小接近、树冠相对独立完整的试验树，共82株。试验树树龄为20～25年，种植密度为75～270株/hm2。

1.2 叶片样本采集及果实产量记录

2016年在妃子笑果实膨大期（4月中旬到5月中旬）和末次梢老熟期（10月中旬到11月下旬）分别采集193株挂果树的叶片样本，2017年在妃子笑果实膨大期（4月下旬到5月下旬）采集其中159株挂果树的叶片样本，每株树采集不同方位枝条的第二复叶第二小叶，合计30～40片叶片作为1株树的样本。

分别在2017年龙眼末次梢老熟期（2017年12月中旬至2018年1月上旬）和2018年果实膨大期（5月中旬至6月上旬）采集82株挂果树的叶片样本。另外，在2018年龙眼末次梢老熟期（11月下旬至12月中旬）及2019年果实膨大期（5月中旬至6月中旬）采集叶片样本。由于受气候原因影响较大，2019年仅有52株树挂果，因此，这两个时期的样本仅保留挂果树的叶片样本。龙眼叶片样本采集方法与荔枝相同。

试验期间，在每年荔枝、龙眼果实成熟期，收获每株采样树的全部果实，并记录每株树准确的果实产量。

1.3 叶片样本处理与测试

叶片样本带回实验室经洗涤、烘干、制样后，用HNO3-HClO4消解，并用ICP-OES（710-ES，VARIAN，USA）测定钾、钙、镁的含量。用标准物质（GBW07603）控制测试质量。

1.4 数据处理

试验数据用Excel 2011整理。用SPSS 25.0对不同年份、不同时期荔枝、龙眼叶片钾、钙、镁含量比例进行t检验（*、**和***分别表示在0.05、0.01和0.001水平差异显著）或非参数检验（P＜0.05）。根据罗东林等［26］、朱永聪等［27］对荔枝和龙眼叶片营养诊断指标建立的方法，继续采用同样的高产群体及选用充足范围法，建立两种果树不同生育期的钾、钙、镁交互作用诊断指标。充足范围法的计算方法详见参考文献［26-27］。

2 结果与分析

2.1 荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标状况

研究期间荔枝和龙眼不同年份产量、叶片养分含量状况和高产群体的划分详见参考文献［26-27］，在本文不再赘述。

从荔枝和龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标来看，同一生育期不同试验树叶片K/Ca、K/Mg、K/（Ca+Mg）和Ca/Mg均差异较大，最低值与最高值相差数倍甚至20多倍，变异系数为23.8%～76.2%（表1，表2），这说明荔枝、龙眼树体钾、钙、镁营养不平衡状况普遍存在。而且，两种果树均为果实膨大期的变异明显大于末次梢老熟期的变异，这可能与荔枝、龙眼果实发育阶段需要的钾、钙、镁营养较多有关。

表1 2016～2017年荔枝叶片中钾、钙、镁交互作用指标状况

表2 2017～2019年龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标状况

2.2 荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标在不同年份及生育期的比较

对荔枝不同时期叶片中钾、钙、镁交互作用指标进行比较，总体样本（全部试验树）两年果实膨大期除叶片K/Mg差异显著（P＜0.05）外，其他指标在年份间的差异均未达显著水平（表3）。将2016年末次梢老熟期与2017年果实膨大期进行比较，所有钾、钙、镁交互作用指标均存在极显著差异（P＜0.001）。进一步对荔枝高产群体不同时期叶片指标进行比较，发现两年果实膨大期所有指标均差异不大，但2016年末次梢老熟期与2017年果实膨大期叶片指标间仍然存在极显著差异（P＜0.001）。同时，高产群体两年果实膨大期指标间的差异或同一生长周期不同生育期指标间的差异均明显低于总体样本的差异。

表3 2016～2017年荔枝叶片中钾、钙、镁交互作用指标比较

表4显示，龙眼总体样本中，两年末次梢老熟期叶片钾、钙、镁交互作用指标之间的差异极显著（P＜0.001），而两年果实膨大期之间的差异均不显著。对同一生长周期的两个生育期进行比较，即2017年末次梢老熟期与2018年果实膨大期及2018年末次梢老熟期与2019年果实膨大期相比，所有指标均存在极显著差异（P＜0.001）。对于高产群体，除2017和2018年末次梢老熟期叶片Ca/Mg的差异显著外，其他指标的差异均未达显著水平。但是，两个生长周期内的末次梢老熟期和果实膨大期所有指标间的差异均达到极显著水平（P＜0.001）。

表4 2016～2017年龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标比较

综合荔枝、龙眼总体样本和高产样本不同指标的比较，发现高产群体叶片中钾、钙、镁交互作用指标在不同年份同一生育期的变异均较小且均明显低于总体样本的变异，但不同生育期间指标的差异仍然达到显著水平，这意味着高产群体即使在不同年份的同一生育期仍具有稳定的叶片钾、钙、镁交互作用指标特征，可以建立稳定的诊断标准；但对不同生育期，上述指标需要有不同的诊断标准。

2.3 荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标诊断标准的建立

利用充足范围法对荔枝、龙眼高产群体叶片中钾、钙、镁交互作用指标的诊断值进行计算，获得两种果树的诊断指标，具体见表5和表6。荔枝和龙眼不同年份的同一生育期的部分诊断指标范围较为接近，部分指标范围相互包含甚至基本相同，同样具有年份变异小的优点。这对大小年结果现象普遍的荔枝和龙眼而言，稳定的诊断指标具有特别重要的实用价值。

表5 2016～2017年荔枝叶片中钾、钙、镁交互作用指标的诊断值

表6 2017～2019年龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标的诊断值

基于以上分析，分别计算荔枝、龙眼高产群体的两年末次梢老熟期和果实膨大期叶片中钾、钙、镁交互作用指标的各级诊断值的平均值，作为两个生育期的诊断标准，从而建立荔枝和龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标的诊断体系（表7，表8）。对荔枝、龙眼两个生育期的诊断值分别进行粗略比较，发现两个生育期各个指标都存在明显差别，两种果树均表现为末次梢老熟期K/Ca、K/Mg和K/（Ca+Mg）的各级诊断值明显高于果实膨大期，而其Ca/Mg的各级诊断值则明显低于果实膨大期。这种差异再次证实不同生育期应选取不同的诊断标准。

表7 荔枝叶片中钾、钙、镁交互作用指标诊断标准

表8 龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标诊断标准

3 结论

华南荔枝、龙眼叶片中钾、钙、镁交互作用指标在不同年份的同一生育期、同一生长周期的不同生育期差异均很大。利用充足范围法，在荔枝每种养分含量处于适宜范围的基础上，确定荔枝 末 次 梢 老 熟 期K/Ca、K/Mg、K/（Ca+Mg）和Ca/Mg的适宜范围分别为3.1～4.2、4.1～4.9、1.8～2.2和1.15～1.54，果实膨大期的适宜范围分别为0.51～0.92、1.63～2.81、0.40～0.73和2.62～3.66。在龙眼每种养分含量处于适宜范围的基础上，末次梢老熟期的适宜范围分别为1.55～2.06、8.9～10.2、1.32～1.69和5.1～6.2；果实膨大期的适宜范围分别为0.46～0.61、5.3～7.5、0.42～0.56和11.1～12.8。