香梨叶片黄化症状养分分析

摘 要：黄化病是钙化土地区果树常见的病症，也是影响植物生长发育的重要病害，发病范围广，致病因子多，发病机理复杂。近年来，随着社会的发展，环境污染以及化肥、农药等的大量施用，造成生态环境不断恶化，果树黄化病的发生程度有越来越重的趋势。黄化病是制约林果产业的重要因素。主要通过查阅文献，总结前人研究成果，并比较不同SPAD值库尔勒香梨叶片的营养元素的含量情况，进一步分析叶片黄化与营养元素间的关系，为解决香梨叶片黄化问题提供依据。

关键词：库尔勒香梨；黄化；营养诊断

库尔勒香梨（Pyrus sinkiangensis Yu），隶属于蔷薇科（Rosaceae）、梨亚科（Pomindeae）、梨属（Pyrus L.），是古老的地方品种，已有1400多年栽培历史。2021年入选为《中欧地理标志协定》第一批100个中国高质量发展的地理标志产品之一。其具有香气浓郁、色泽悦目、酥脆爽口、耐久贮藏、营养丰富等特点，被誉为“梨中珍品”、“果中王子”。

2022年库尔勒香梨种植面积为6.842万公顷，产量151.37万吨，栽培面积占全国梨面积的7.48%（91.497万公顷），产量占全国梨总产量的7.83%（1 926.53万吨），是新疆重要的特色林果，也成为重要的出口创汇农产品，为果农增收致富开辟了重要途经。

库尔勒香梨主要分布在南疆，果园土壤主要为灰钙土，pH值偏高，导致土壤中铁等阳离子有效性降低，极易导致库尔勒香梨出现缺铁性黄化症状。一直以来，黄化病是影响库尔勒香梨产量和品质的重要因素，叶绿素含量低导致叶片发黄甚至呈现白色，叶片光合能力差，果树生长缓慢，树势弱，产量下降，品质差，严重时甚至导致树体死亡[1-2]。许多研究认为缺铁是出现叶片黄化症状的主要原因，为了验证该结论在库尔勒香梨叶片黄化症上的适用性，特开展库尔勒香梨叶片黄化症状养分分析研究（图1）。

1 材料与方法

1.1 材料

本试验选取行株距4米×1米省力化库尔勒香梨果园，树龄10年，分别选取9棵正常以及9棵黄化树，采集相应完整展开的无损伤及虫害的叶片，将叶片采集后迅速带回实验室，依次用自来水、0.1%无磷洗洁精、0.1%盐酸清洗，最后用纯水清洗3次，后经105 ℃杀青30分钟，80 ℃烘干至恒质量，去除叶柄，粉碎后过1毫米筛，封装待测。

此外通过便携式叶绿素测定仪分别选取SPAD值为0、0～5、＞5～10、＞10～15、＞15～20、＞20～25、＞25～30、＞30～35、＞30～40范围内的完整展开的无损伤及虫害的叶片，制样方法同上。

1.2 检测方法

叶片经过浓硫酸-过氧化氢消化，转移并定容到100毫升容量瓶中，采用凯式定氮法测定消化液N含量，钒钼黄比色法测定P含量，采用原子吸收分光光度法测定K以及Cu、Fe、Mn、Zn含量。此外采用浓硝酸-过氧化氢硝化，转移并定容到100毫升容量瓶中，以La2+掩蔽干扰，采用原子吸收分光光度法测定Ca、Mg含量。

1.3 数据统计分析

通过EXCEL、SPSS对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

表1为正常叶片、黄化叶片及不同SPAD值区间叶片营养元素含量，采用t检验比较正常叶片与黄化叶片的营养元素含量的差异[3]，可以看出，叶片中P、K、Cu、Ca含量达到极显著差异水平，N、Fe、Mn、Zn、Mg含量无显著差异，其中黄化叶片中P、K、Cu含量高于正常叶片含量，分别是正常叶片的188.88%、111.18%、161.55%；黄化叶片中Ca含量比正常叶片低，是正常叶片的46.22%。进一步对不同SPAD值区间的营养元素含量进行独立性方差检验，结果显示（表1），各营养元素在不同SPAD值区间总体呈显著差异，少数区间没有显著差异，同时可以看出SPAD值最高时，Ca含量在SPAD值在区间内也最高。

分别对正常叶片，黄化叶片及不同SPAD值区间叶片的9项营养元素指标进行相关性分析，发现正常叶片中（表2），N与Mn，Fe与Mn呈显著相关，相关系数为-0.708，0.710，其中Fe与Mn为正相关，N与Mn为负相关；黄化叶片中（表3）Fe与Zn、Ca、Mg，Mn与Ca，Zn与Mg，Ca与Mg呈极显著相关，相关系数分别为0.913、0.868、0.867、0.816，0.838，0.849，均为正相关，Cu与Fe，Fe与Mn，Zn与Ca呈显著性相关，系数分别为0.673、0.726、0.779，均为正相关。不同SPAD值区间的（表4）N与P、Cu，P与K、Cu、Ca，K与Mn、Ca呈极显著相关，系数分别为0.895、0.843、0.932、0.846、-0.812、0.803、-0.897，其中P、K与Ca呈负相关，其余为正相关；此外N与K、Fe，K与Cu，Cu与Ca，Fe与Mg，Mn与Zn呈显著相关，相关系数分别为0.704、0.705、0.784、-0.770、-0.755、0.700，其中Cu与Ca，Fe与Mg呈负相关，其余呈正相关。由此可见叶片中各营养元素间存在互作关系，可认为正相关的因子间存在协同作用，负相关的因子间存在拮抗作用，由此可认为正常叶片中N与Mn具有一定的拮抗作用，Fe与Mn存在协同作用；黄化叶片中Cu与Fe，Fe与Mn、Zn、Ca、Mg，Mn与Ca，Zn与Ca、Mg，Ca与Mg存在协同作用。不同SPAD值区间N与P、K、Cu、Fe，P与K、Cu，K与Cu、Mn，Mn与Zn存在协同作用，Ca与P、K、Cu存在拮抗作用。

由于各元素间具有复杂的协同、拮抗关系，无法确切判断各元素对叶片黄化症状的影响程度，为了将这些多个相关的变量转换为一组线性不相关的变量，减少变量总数，明确各元素在其中的贡献度，分别对黄化叶片及不同SPAD值区间的叶片进行主成分分析，对黄化叶片进行主成分分析的结果显示，基于特征值大于1的标准，提取了3个公因子，使用最大方差法，成分1的特征值为4.451，成分2的特征值为2.109，成分3的特征值为1.256，这3个特征的方差贡献率为86.85%。总的来看，原有的指标信息丢失较少，主成分分析结果比较理想。由得分因子矩阵可知，第一主成分有Fe、 Zn、Ca、Mg 、Mn、Cu组成，第二主成分由N、P、K、Cu组成，第三主成分由K、P组成。由各主成分的得分因子系数可知，第一主成分中Fe、Zn、Ca、Mg贡献率大于80.00%，依次为98.90%、92.10%、90.30%、88.40%。

对不同SPAD值区间叶片元素含量进行分析的结果显示，提取了2个公因子，使用最大方差法，成分1的特征值为5.238，成分2的特征值为2.411，这两个的方差贡献率为84.99%。总的来看，原有的指标信息丢失较少，主成分分析结果比较理想。由因子得分矩阵可知，第一成分包括P、K、Cu、N、Ca、Mn、Zn，第二成分均包含Mn、Mg、Fe。第一主成分的大于0.8的各得分因子有P、K、Cu、N、Ca，系数依次为0.982、0.944、0.883、0.880、-0.855。综合两种主成分分析结果，在两种分析范围条件下，虽然提取的主成分指标信息丢失较少，结果比较理想，但是各成分包含的得分因子具有较大差异，其中Cu、Mn、Zn、Ca包含于两次分析结果的第一主成分中，只有Ca得分系数均高于0.8，可认为对叶片黄化症状具有较大的影响。

3 讨论与结论

许多果树黄化病的研究结论认为，缺铁是造成黄化的主要原因[4-6]，但本研究结果显示黄化叶片中Fe含量高于正常叶片，Fe含量随着SPAD值升高呈现总体下降的趋势，与缺铁导致黄化症状的研究相反，可以通过果树铁黄化悖论解释该现象[7]，果树铁黄化悖论目前有2种假说，一是认为果树缺铁黄化的PjUOE9kf0GUhmA35psTyzw==原因一是石灰性土壤的微环境阻碍了植株对铁的吸收和转运，包括HCO3-、pH值；二是HCO3-的远距离效应引起叶片质外体碱质化（质外体pH值升高），转运来的Fe3+ 易为OH- 或PO43- 捕获而沉淀，导致铁失活。库尔勒香梨果园的土壤条件与这两种假说条件一致，符合果树铁黄化悖论现象。有研究结果显示，库尔勒香梨黄化果树叶片全Fe含量高于正常叶片，但是有效Fe低于正常叶片，说明叶片中的Fe部分失活，验证了果树铁黄化悖论对库尔勒香梨叶片黄化症状的适用性。

此外，通过主成分分析可知，多种元素与叶片黄化具有高度关联性，同时这些各营养元素间存在着密切的相互作用关系，其中包括与Fe发生作用，可以推断其对叶片中Fe的吸收、积累具有调节作用。

因此，矫正库尔勒香梨果树黄化病，直接喷施Fe肥并不是最有效的方法，而需要改善Fe的吸收积累条件，保证叶片中的Fe的有效性。

参考文献

[1] 刘泽军，赵越，殷文娟，等.果树“铁素黄化悖论”现象探讨[J].北方园艺，2013（18）：174-178.

[2] 张苗，贾聪，周媛媛，等.3种铁肥对‘深州蜜桃’缺铁黄叶病的防治效果[J].中国果树，2020（2）：58-62.

[3] 刘金生，陈旭亮，韦才学，等.乌什县核桃叶片黄化与土壤矿质营养的关系[J].天津农业科学，2019，25（6）：68-71.

[4] 王亚国，李衡，郭培明，等.陕西武功县猕猴桃园土壤养分调查与评价[J].土壤，2019，51（6）：1100-1105.

[5] 赵晓伟，屈学农.秦岭北麓猕猴桃黄化病防治措施[J].西北园艺（果树），2015（6）：36-37.

[6] 鄢新民，葛元华，刘建库，等.果树缺素症状及防治[J].现代农村科技，2012（1）：26-27.

[7] 刘东臣，刘藏珍，谭俊璞，刘文科，王国英.苹果花中活性铁与树体铁营养状况相关性研究[J].河北农业大学学报，2001，24（3）：31-34.

基金项目：第二师铁门关市科技攻关项目（2020NYGG07）。

*通信作者：林敏娟（1979年—），女，教授，研究方向为果树遗传育种与品质改良。