金煌芒芒果果实矿质元素与品质的相关性及通径分析

黄 海， 段军娜， 刘 荣， 党志国， 朱 敏， 刘清国， 彭 杨， 朱文华， 龚德勇

(1.贵州省亚热带作物研究所，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，海南海口 571101)

果实品质是芒果重要的商品属性，直接决定其市场竞争力的大小。芒果果实品质受多种因素影响，其中，果实矿质元素的供应是较为重要的因素之一。作为果实品质的物质基础，果实中矿质元素的种类和含量影响着果实品质的形成，适宜的元素含量可起到改善果实品质的效果。如苹果果实中Mg含量升高可增加其可溶性糖的含量，Fe含量升高可增加其可溶性固形物的占比。因此，探讨芒果果实矿质元素对果实品质的影响，筛选出决定其品质优劣的主要矿质元素，对实现芒果的优质高效生产具有重要意义。

已有研究主要采用相关性分析来确定矿质元素对品质指标的影响。但随着研究的不断深入，研究人员发现相关性分析虽反映了两者间的关联性，却无法明确各元素对果实品质的作用方式和大小。通径分析在相关性分析的基础上，将相关系数分解为直接和间接通径系数，分别反映了矿质元素对品质的直接和间接作用，同时，通径系数的绝对值反映了作用大小，从而明确了各因素对品质的影响方式及程度。近年来该方法在许多经济果树上已有相关研究应用。在甜柿上的研究表明，甜柿果实的可溶性固形物受果实中N的直接负作用，维生素C含量受P的负向直接作用最大，受Ca的正向直接作用最大；在苹果上的研究表明，苹果的单果质量受P的正向直接作用最大，可溶性固形物受N的负向直接作用最大，受P的正向直接作用最大，可滴定酸受K的正向直接作用最大，受Mn的负向直接作用最大；在梨上的研究发现，可溶性糖、可滴定酸和维生素C受N的正向直接作用最大，而糖酸比受N的负向直接作用最大。

目前，矿质元素对芒果品质影响的研究主要集中在肥料的施用类型及用量等方面，而关于果实矿质元素与品质的关系鲜见报道。本研究以贵州芒果主产区18个果园内的金煌芒为研究对象，采用相关性和通径分析探究果实内10种矿质元素对金煌芒果实7个品质指标的作用方式及大小，从而明确影响果实品质的主要矿质元素，旨在为芒果产量品质提升的施肥措施提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试芒果品种为金煌芒，采摘于贵州省芒果产区的18个果园，其中兴义市南盘江镇产区7个，贞丰县鲁容乡产区6个，望谟油迈乡产区5个。园内土壤以砂页岩黄壤为主，树龄6～7年，管理水平中等。

1.2 试验方法

果实采摘：2020年、2021年8月，采用五点法选取各果园5株树，于树体东南西北方向各采摘无病害果实1个，重复3次，每个果园共60个果。常温条件下放至成熟后进行果实品质和矿质元素含量的测定。

品质指标测定：称取采摘芒果的质量，取平均值作为单果质量；用GY-3型果实硬度计测定果实同一部位的硬度；用2，6-二氯靛酚滴定法测定其维生素C含量；用蒽酮比色法测定可溶性糖含量；用酸碱滴定法测定果实总酸度，并计算糖酸比。

果实矿质元素含量测定：用凯氏定氮法测定全氮含量；用钒钼黄比色法测定磷含量；用火焰光度计法测定钾含量；用原子吸收分光光度法测定钙、镁、铁、锰、锌、铜、硼等的含量。

1.3 数据处理

研究数据采用2020年2021年的平均值，用SPSS 25.0进行相关性分析，用Excel 2010和SPSS 25.0软件进行通径分析。

2 结果与分析

2.1 金煌芒果实品质与果实矿质元素

18个芒果园2年的果实品质指标均值见表1。从表1可知，果实各品质指标中变异系数最大的是维生素C含量，为47.03%，变异系数最小的是可食率，仅4.07%。此外，可溶性糖含量的变异系数为15.00%，而可滴定酸含量的变异系数高达41.85%，由此可知，可滴定酸含量是引起金煌芒果实糖酸品质差异的主要原因。

表1 金煌芒果实主要品质性状

由表2可知，N、P、K等大量元素含量的变异系数介于26.84%～34.20%之间。中微量元素中Ca含量的变异系数为21.93%，变异程度小于大量元素，这与土壤中含有大量的钙元素有关。其他元素含量的变异系数介于33.98%～74.85%之间，变异程度大于大量元素，其中Cu含量的变异程度最大，这主要是由于生产中注重补充大量元素，而缺少中微量元素肥料的补充而引起的。

表2 金煌芒果实的矿质元素含量

2.2 金煌芒果实矿质元素含量与品质的相关性分析

由表3可知，金煌芒果实的K含量与可溶性糖含量呈显著负相关(<0.05，下同)，相关系数为 -0.572；维生素C含量与Ca和Mg的含量呈极显著正相关(<0.01，下同)，相关系数分别为0.602、0.666。其他元素含量与果实品质指标间的相关性未达到显著水平。

表3 金煌芒果实矿质元素含量与品质的相关性

2.3 金煌芒果实矿质元素含量与品质的通径分析

由表4可知，各元素对单果质量直接作用的大小顺序为N含量(-0.972)>K含量(0.851)>Cu含量(0.667)> Zn含量(-0.594)>Ca含量(-0.405)>P含量(-0.370)>B含量(0.30.7)>Fe含量(-0.252)>Mn含量(-0.089)>Mg含量(0.028)，其中N具有最大的直接作用，而Mn和Mg的直接贡献小。同时，K对单果质量的间接影响作用最大(-0.786)，其次为Cu含量(-0.777)、N含量(0.676)、Ca含量(0.503)和Zn含量(0.385)，其他元素的间接作用相对较小。由此表明，主要影响单果质量的元素为N、K、Cu、Zn、Ca。

表4 金煌芒果实矿质元素含量与单果质量的通径分析含量

由表5可知，对果实硬度直接贡献最大的矿质元素为K(-1.046)，其次是Ca(0.518)、Mg(-0.508)、Cu(-0.463)，而Mn(-0.071)和Zn(0.020)的直接作用较小。间接通径系数表明，Mg对果实硬度的间接作用最大，系数为0.738，其次为Cu(0.688)、K(0.592)，而Ca的间接作用较小，表明Ca对果实硬度的影响主要为直接正向作用。由此可知，主要影响果实硬度的元素为K、Ca、Mg、Cu。

由表6可知，各元素含量对金煌芒可食率直接作用的大小顺序为K(1.306)>Cu(0.979)>N(-0.745)> Mg(-0.571)>B(-0.529)>Fe(0.517)> Mn(0.444)>P(-0.410)>Ca(0.393)>Zn(0.374)，其中K和Cu的正向作用均达到显著水平。此外，K和Cu对可食率的间接通径系数分别为 -0.893 和-1.041，表明这2种元素对可食率的间接影响较大。因此，K、Cu为影响可食率的主要元素。

由表7可知，对金煌芒维生素C含量直接贡献较大的元素为B(0.719)、Ca(0.662)和Mg(0.499)，且均为正向作用，P和Mn的直接作用较小。间接通径系数表明，B对维生素C的间接作用最大，间接通径系数为-1.020，而Ca和Mg的间接通径系数较小，分别为-0.059和0.167，表明Ca和Mg主要是通过直接作用来影响果实的维生素C含量。因此，B、Ca、Mg为影响维生素C的主要元素。

表5 金煌芒果实矿质元素与果实硬度的通径分析结果

表6 金煌芒果实矿质元素含量与可食率的通径分析结果

表7 金煌芒果实矿质元素含量与维生素C含量的通径分析结果

由表8可知，N对金煌芒果实可溶性糖具有最大的直接作用(-0.454)，其次为P(-0.394)、Cu(0.385)和Mg(0.348)。Ca和B的直接作用相对较小，系数分别为-0.064和-0.080。N、Mg和Cu的间接通径系数分别为0.146、-0.242和-0.195，P的间接通径系数相对较小，为-0.059，表明P主要通过负向直接作用影响金煌芒果实的可溶性糖含量。

由表9可知，对金煌芒可滴定酸含量影响较大的元素为N、K、Zn和Ca。其中，N、Zn和Ca均为正向直接作用，直接通径系数分别为0.971、0.841和0.686，K为负向直接作用，系数为-0.870。同时，N具有最大的负向间接作用，系数为-0.757，Zn、K和Ca的间接通径系数较大，分别为-0.734、0.691和-0.522。

表8 金煌芒果实矿质元素含量与可溶性糖含量的通径分析结果

表9 金煌芒果实矿质元素含量与可滴定酸含量的通径分析结果

由表10可知，对金煌芒糖酸比直接作用较大的元素为N(-1.174)、Zn(-0.954)、K(0.756)、Mn(-0.739)和Ca(-0.704)，其中，Zn、N、Mn、Ca为负向作用，K为正向作用。Mg、B和Fe的直接作用相对较小。间接通径系数表明，Zn通过其他元素对糖酸比的影响最大，系数为0.928，其次为N(0.756)、K(-0.751)、Ca(0.626)和Mn(0.617)，其他元素的间接作用相对较小。因此，主要影响糖酸比的元素为N、K、Ca、Zn、Mn。

3 讨论与结论

与其他影响果实品质形成的因素相比，矿质元素的供应易于操作及实现，已成为改善芒果品质的重要栽培措施。近年来的研究表明， 土壤肥力因子与果实品质指标的关联性较弱。叶片矿质元素作为果实矿质元素的直接来源， 虽与果实矿质元素的相关性较强，但与果实品质的相关性较小。果实中矿质元素含量直接反映了果实对元素的吸收状况，与果实品质的相关性最大。因此，研究果实矿质元素含量对品质的影响对芒果的品质提升更具研究意义和应用价值。本研究采用相关性分析和通径分析研究了金煌芒果实矿质元素含量与品质的关系，结果显示，影响金煌芒果实品质的主要元素为N、K、Ca、Mg、Cu和Zn。

表10 金煌芒果实矿质元素含量与糖酸比的通径分析结果

N和K是芒果品质形成过程中吸收较多的营养元素，因此，关于N肥和K肥对芒果产量和品质影响的研究较多，有研究表明K肥的增产提质效应高于N肥。但这些研究缺乏N、K元素对芒果品质指标的具体影响作用。本研究结果表明，N对单果质量具最大的负向作用，表明N供应过量对芒果的产量具消极作用，而K对单果质量具正向作用，因此N肥的增产效应低于K肥。同时，N对可溶性糖含量和糖酸比具最大的负向直接作用，对可滴定酸含量具最大的正向直接作用，表明N过量对果实的糖酸品质具负向作用。而K对可滴含量定酸具负向直接作用，对糖酸比具正向作用，表明K对芒果品质具正向作用，因此它的提质效应优于N肥。这与前人的研究结果相一致。此外，K对果实硬度具负向直接作用，与徐慧等在苹果上的研究结果一致。

近年来，中微量元素对芒果品质的改善作用逐渐受到关注。Ca是除N和K外，芒果果实中含量较多的元素，对芒果果实品质的形成起着至关重要的作用。本研究结果显示，Ca对单果质量具负向直接作用，对果实硬度具正向直接作用，这与在甜柿等果树上的研究结果相同。Ca含量与维生素C含量呈极显著正相关，对维生素C含量具较大的正向作用，表明增施Ca肥可提高芒果果实的维生素C含量。但Ca对可溶性糖的作用较小，对可滴定酸具正向直接作用，对糖酸比具负向直接作用，表明果实的Ca供应过多时，对果实的糖酸品质起负向作用。

前人的研究表明，增施镁肥对提高芒果品质具有积极的影响。本研究中，Mg含量与维生素C含量呈极显著正相关，对维生素C含量和可溶性糖含量具较大的正向作用，由此表明，Mg含量对芒果的营养和糖酸品质具正向作用

Cu在果树叶绿素的形成及碳水化合物的分配等方面发挥着一定的作用。本研究结果表明，Cu含量对芒果果实的可食率及可溶性糖含量具正向作用，与Cu的作用相吻合，因此提高果实中的Cu含量可提高芒果的可食程度和糖酸品质。而生产中，有机肥是果实中的Cu主要来源之一，由此推测，丰富的Cu含量是有机肥提高芒果果实糖酸品质的原因之一。

在苹果上的研究表明，施加Zn肥可提高可溶性糖含量和糖酸比，使果实的糖酸品质得以改善。Zn含量对芒果品质的影响鲜见报道。本研究结果显示，Zn含量对芒果果实的可溶性糖和可滴定酸含量均具直接正向作用，这是因为Zn有利于果实中同化物的积累。但因其对可滴定酸含量(0.841)的作用大于可溶性糖含量(0.292)，从而对糖酸比具负向作用。由此可知，Zn含量对芒果果实品质的提升具负向作用，这与沙守峰等在梨上的研究结果一致。因此，减少果实中的Zn含量是提升芒果品质的主要措施之一。

综上所述，N、K、Ca、Mg、Cu和Zn等元素为影响金煌芒品质的主要矿质元素。在生产中可增加K、Mg和Cu的用量，降低N、Ca和Zn的用量。本研究仅以金煌芒对研究对象，研究结果是否适用于其他芒果品种有待验证。因此，下一步将以我国芒果主栽品种为试验对象，对芒果果实矿质元素与品质的关系进行深入研究，从而为芒果品质提升的养分供应提供依据。