影响乔化和矮密苹果园叶片性状的土壤微量元素因子研究

摘 要：陇东地区是黄土高原苹果优势生长区，本试验分析了该地区苹果园叶片性状与土壤微量元素之间的相关性，并探索了影响乔化和矮密苹果园叶片性状的主要土壤微量元素。结果表明，除叶片P、土壤Cl元素含量外（乔化果园＞矮密果园），其他叶片营养元素含量（N、Ca、Mg）、叶片基本性状（百叶鲜质量、百叶干质量、叶片含水量、叶面积、叶绿素含量）、土壤微量元素含量（Cu、Zn、B、Mo、S和Mn）在乔化和矮密果园之间均没有显著差异。土壤Zn、Cl含量均是乔化和矮密果园叶片性状的主要土壤微量元素影响因素，而影响最小的是土壤S含量。这一研究对于指导黄土高原地区苹果园的科学管理和提高果业生产效益具有重要意义。

关键词：黄土高原；乔化果园；矮密果园；微量元素；影响因子

中图分类号：S661.1；S158.3 文献标志码：A 文章编号：1008-1038（2025）01-0055-06

DOI：10.19590/j.cnki.1008-1038.2025.01.009

Research on Factors of Soil Trace Elements Affecting Leaf Traits

of Apple Orchard

HAN Ping1， MENG Yuan1，2， PANG Jingjing1， YAO Zhilong1，2， ZENG Tao1， CHEN Jinqi1

（1. College of Agriculture and Bioengineering， Longdong College， Qingyang 745000， China; 2. Gansu Key Laboratory of Protection and Utilization for Biological Resources and Ecological Restoration， Qingyang 745000， China）

Abstract： Longdong area is the dominant growing area of apple in Loess plateau. This study aimed to analyze the correlation between leaf traits and soil trace elements in apple orchards within a specific region， and to explore the primary soil trace element factors influencing leaf traits in upright-growing and dwarf-dense apple orchards. The results showed that there were no significant differences in the contents of nutrient elements （N， Ca， Mg）， leaf basic traits （fresh mass， dry mass， water content， leaf area， chlorophyll content） and soil trace elements （Cu， Zn， B， Mo， S and Mn） in the leaves except for the leaf content of P and Cl in the soil （arborization orchard gt; dwarf orchard）. The contents of Zn and Cl in soil were mainly affected by the soil trace elements of arborizationand dwarf orchard， and the least influential factor was soil S content. This research holded significant importance for guiding scientific management of apple orchards in the Loess plateau region and improving the production efficiency of the fruit industry.

Keywords： Loess plateau; arborization orchard; dwarf orchard; trace element; influence factors

苹果是中国第一大水果，苹果产业是我国农村经济发展的重要组成部分，在农民增收致富过程中发挥着重要作用。果园土壤养分状况直接影响苹果的产量和品质，良好的营养和土壤元素之间的平衡状况都是果树正常生长所必需的[1-2]。随着科技的不断进步，农村人口出现老龄化趋势，成年劳动力加速向城市流通，果树的栽培模式也随之发生了很大的变化。世界各国的苹果栽培纷纷由原来的乔化大冠稀植栽培向矮化密植栽培发展，栽培制度发生了重大改革[3]。矮砧密植园、半矮化砧密植园的枝条生长量小，叶面积指数较乔砧密植园降低，叶片光合速率提高，蒸腾速率降低，但果园产值提高[4]。陇东地区是甘肃省四大苹果种植区（庆阳、平凉、天水、陇南）之一，属于黄土高原苹果优势种植区，以乔化和矮密两种不同的苹果种植模式为主[5-6]。

土壤中所含的Cu、Zn、Fe、Mn、B等微量元素，对作物的生长发育不可或缺。这些元素广泛参与植株内部的生理过程，与叶绿体构造、多种呼吸酶的合成等紧密相关，是作物体内生长素与叶绿素合成的关键要素[7-8]，同时也深刻影响作物的光合作用、呼吸作用以及碳氮代谢等一系列生理机制[9-10]。在植物体内，微量元素是构成酶或辅酶的重要成分，尽管它们在土壤中的含量相对有限，但对植物的生长发育具有举足轻重的作用，可以提高苹果产量，减少病害发生率[11]。土壤有效态的Cu、Zn、Fe、Mn等微量元素，构成了土壤质量的重要环节[12]，其含量水平直接决定了作物对这些元素的吸收程度。研究显示，黄土高原苹果产区的果园土壤中，微量元素的变异系数显著高于大量元素[13-14]。然而，针对黄土高原苹果优势生长区域——陇东地区的相关研究尚显不足。本试验通过精确测定乔化与矮密苹果园中叶片的养分含量（涵盖N、P、K、Ca、Mg）、叶片的基本性状（如百叶鲜质量、百叶干质量、养分含量、叶片厚度、叶面积、含水量）以及土壤中的微量元素含量（包括Cu、Zn、B、Mo、Cl、S、Mn），并运用相关性分析方法，旨在揭示影响苹果叶片性状的主要土壤微量元素养分因子，为制定精准的施肥策略科学指导陇东地区微量元素肥料的合理施用提供了有力的技术支撑[14]。

1 材料与方法

1.1 采样地概况

陇东地区（甘肃省庆阳市）地势南低北高，海拔在885～2 089 m之间。地处内陆中纬度地带，受季风影响明显，属典型干旱半干旱大陆性气候[15]。果园试验于2016—2018年进行，主要布设在庆阳市的七县一区。如表1所示，矮密果园共布设了26个采样点，为新建果园，树龄为2～8年。乔化果园共布设了44个采样点，果园建园时间范围广，整体树龄为6～30年。

1.2 试验仪器

ICP质谱仪，X-SERIES2（ZXS-31），山西方向科技有限公司；ICP直读光谱仪，苏州博维仪器科技有限公司。

1.3 样品采集

2016—2018年每年土壤样品的采集，3月初春施肥之前进行土壤采样，取0～40 cm土层。采集时每个果园选择3～4棵树，在树冠正投影下方四个方向打土钻，多点采集，并对土样进行风干、去杂、过筛（18、100目）、分级及储备等预处理。

2016—2018年每年的7月下旬到8月上、中旬，在上述采集土壤样品的苹果园中采集相应的果树叶片样品。采集时每园选择10棵树，在每株树的不同冠层部位，按照不同的方向，分别采集长枝、中枝、短枝上的20片健康无损的叶片，装入密封保鲜袋带回实验室，随后将其烘干、粉碎、过筛（0.25～0.50 mm）、装瓶。

1.4 测定方法

苹果叶片洗涤、烘干和粉碎等均用标准方法进行[16-17]。叶片全氮含量用H2SO4-H2O2消煮-半微量凯氏蒸馏法测定；叶片全磷含量用H2SO4-H2O2消煮-钒钼黄比色法测定；叶片全钾含量用H2SO4-H2O2消煮-火焰光度法测定；叶片全钙含量用干灰化-EDTA滴定法测量；叶片全镁含量用干灰化-EDTA滴定法测量[16-17]。

土壤微量元素的检测依据为《NY/T 1121.1—2006 土壤检测》以及 《区域地球化学样品分析方法》中（DZ/T 0279—2016）的DZ/T 0279.5—2016、DZ/T 0279.3—2016、 DZ/T 0279.13—2016。其中，Mo、Cu、Zn采用电感耦合等离子体质谱法测定，Cl采用荧光光谱法测定，B采用交流电弧发射光谱法测定，S采用燃烧碘量法测定。

1.5 土壤微量元素含量分级标准

基于陇东地区乔化和矮密苹果园土壤微量元素各养分的测试分析数据，结合土壤微量元素分级标准（表2），对各养分进行分级以确定其目前的丰缺程度[18]。

1.6 数据处理

数据的方差分析采用SPSS 20的one-way ANOVA过程；相关性分析通过person相关系数完成；使用GraphPad Prism 6.0作图。

2 结果与分析

2.1 苹果树叶片的养分含量和基本性状

从图1可以看出，乔化果园和矮密果园叶片的N、Ca、Mg含量之间均没有显著性差异。乔化果园叶片的P含量显著性高于矮密果园。

从图2可以看出，乔化果园与矮密果园的叶片基本性状（百叶鲜质量、百叶干质量、叶片含水量、叶面积、叶绿素含量）之间均没有显著性差异。乔化果园的叶片厚度显著性低于矮密果园。

2.2 乔化和矮密苹果园土壤微量元素的含量

根据表3可知，乔化果园和矮密果园的土壤Cu、Zn、B、Mo、S和Mn的平均含量差异均不明显。但乔化果园的土壤Cl含量是矮密果园的2.82倍。乔化果园的土壤微量元素中锌属于一级，含量很多。乔化和矮密果园的土壤Cu、Mo、Mn含量均属于二级，含量丰。矮密果园的土壤B含量处于三级（适中）水平。乔化和矮密果园土壤硫含量均属于四级，含量稍缺。

2.3 相关性分析

由表4可以看出，百叶鲜质量方面，乔化果园主要受到土壤Cu、B、Mn的显著性负影响。百叶干质量方面，乔化果园主要受到土壤B、Mo、Mn的显著负影响，与土壤Zn、Cl有显著正相关性。含水量方面，乔化果园主要受到土壤Zn、Cl的负影响，并受到土壤Mo的正影响。叶片厚度方面，乔化果园主要受到土壤Cu、Zn、B、Cl、Mn的负影响，并与土壤S呈显著正相关性。叶面积方面，乔化果园主要受到土壤Cu、B、Mo、Mn的负影响，与土壤Zn、Cl呈显著正相关性。

表4显示，叶绿素含量方面，乔化果园主要受到土壤B、Mo、Mn的负影响，与土壤Zn、Cl呈显著正相关性。叶片磷方面，乔化果园主要受到土壤S的负影响，与土壤Cu、Zn、Cl、Mn呈显著正相关性。叶片钾方面，乔化果园与土壤Zn、Cl、Mn呈显著负相关性，并受到土壤Mo、S的正影响。叶片钙方面，乔化果园主要受到土壤Cu、Zn、Cl、Mn的负影响。乔化果园的树龄、密度、叶片氮、叶片镁含量均与土壤微量元素含量没有显著相关性。综上所述，乔化果园叶片性状的土壤影响因素主要是Zn、Cl和Mn（与8种叶片性状具有显著相关性）；其次是Cu、B和Mo（5种）；最后是S（3种）。

由表5可知，百叶鲜质量方面，矮密果园与土壤Mo呈显著负相关性。矮密果园的百叶干质量与土壤微量元素含量之间没有显著相关性。含水量方面，矮密果园与土壤B含量有显著正相关性。矮密果园的树龄与土壤Cl含量之间呈显著负相关性。密度中矮密果园主要与土壤Cu、Mo呈显著正相关性。在矮密果园中，叶片厚度与土壤Zn、B、Cl负相关，叶面积与土壤Zn、Cl正相关，叶绿素含量与土壤Zn、Cl正相关，叶片N与土壤B正相关，叶片磷与土壤Zn、B正相关，叶片K与土壤Cl负相关，与土壤B、S、Mn呈显著正相关。叶片Ca方面，矮密果园与土壤Mn有显著负相关性。叶片镁中矮密果园与土壤Cu、Zn、Mn呈显著负相关性。综上所述，矮密果园叶片性状的土壤影响因素主要是Zn、B和Cl（与5种叶片性状具有显著相关性），其次是Mn（与3种叶片性状具有显著相关性），然后是Cu、Mo（2种），最后是S（1种）。

3 讨论与结论

土壤微量元素是果树生长发育过程中不可或缺的矿质元素[19]。土壤微量元素的缺乏或过多都可导致果树产量的降低，适宜的各种矿质元素水平及平衡的比例关系是保证果树高产的前提[20]。

在本试验中，除土壤S含量稍缺外，陇东苹果产区乔化和矮密果园的土壤微量元素含量大部分处于二级（丰）以上的水平。这说明陇东地区作为黄土高原苹果优势生长区，土壤中的微量元素含量足够满足苹果生长的需要。也有关于甘肃省干旱地区的研究显示，Fe、Zn、Cu元素过量，缺少Mn[20]。乔化果园的Cl含量是矮密果园的2.82倍。这可能是由于乔化果园建园时间范围广，整体树龄为6～30年，而矮密果园均为新建果园，肥料的连续施用引起了土壤中Cl元素含量的累积，但未达到对苹果产量及品质产生不良影响的程度[21]。

苹果叶片养分是苹果高量高产的重要标志之一，苹果叶片养分含量是果实营养的重要因素之一，果实产量受叶片N、P、K、Ca、Mg等元素的影响[22]。乔化果园叶片P含量显著性高于矮密果园，其叶片P含量比矮密果园更多的受到土壤微量元素的影响。经过相关性分析发现，乔化果园叶片P含量主要受到土壤S的负影响，与土壤Cu、Zn、Cl、Mn呈显著正相关性，矮密果园则主要受到土壤Zn、B的正影响。负相关关系，表明如果继续过量增加土壤微量元素肥料施用量，可能会起到无效的作用；土壤微量元素和叶片养分之间呈正相关，即通过对土壤施肥可以相应地满足苹果树对这些元素的吸收。通过相关性分析探索乔化和矮密苹果园叶片性状的主要土壤微量元素影响因子，发现乔化果园叶片性状的土壤影响因素主要是Zn、Cl和Mn（与8种叶片性状具有显著相关性）；矮密果园叶片性状的土壤影响因素主要是Zn、B和Cl（与5种叶片性状具有显著相关性）。本研究可以为陇东地区叶片性状管理及微量元素肥料的施用提供理论依据和参考，合理施用矿物肥料，平衡树体营养，防止肥料的过量施用是果园养分管理的关键[23-24]。

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