摘要
针对我国柑橘园土壤交换性镁及微量元素普遍缺乏导致产量品质下降的问题,利用创制的含微量元素镁肥,以江西赣州脐橙为试验材料,采取田间小区试验,比较含微量元素镁肥(MG1)、含微量元素钙镁肥(MG2)、速溶镁肥土壤施用(MG3S)、速溶镁肥叶面喷施(MG3F)对赣南脐橙产量、品质、养分含量的影响。结果显示,施用4种镁肥均可显著提高果实产量,其中MG1和MG2分别增产28.82%和24.76%,MG3S和MG3F分别增产18.78%和16.01%;施用镁肥可显著增加脐橙单果质量、可溶性固形物和维生素C含量、固酸比,改善果实品质,其中以MG2综合评分得分最高,即果实品质最佳;含微量元素镁肥明显提高果实养分积累,MG1和MG2的钙携出量分别显著提高32.12%和53.50%,镁携出量分别显著提高25.28%和29.90%,果实氮、硼、锌、钼养分积累量也显著增加。结果表明,施用镁肥对赣南脐橙有显著的增产提质效果,含微量元素镁肥、钙镁肥能明显改善树体钙、镁及硼、锌、钼营养状况,增产提质效果最好;速溶镁肥土壤施用和叶面喷施效果相近。
柑橘是我国第一大类水果,2022年中国柑橘产量达6 003.89万
镁是植物生长发育所必需的营养元素,参与植物体内光合作用、调节源库分配以及酶的活化等多种生理活
2022年3月至2023年11月在江西省赣州市柑橘研究所(N 24°10′34.7″,E 117°23′3.77″)柑橘园布置田间试验。试验品种为纽荷尔脐橙,砧木为枳壳,树龄4年,采果期在10月中旬至12月。试验土壤类型为红壤,基本理化性质为pH 4.54,有机质12.58 g/kg、碱解氮38.92 mg/kg、速效磷23.97 mg/kg、速效钾216.53 mg/kg、交换性镁33.79 mg/kg、交换性钙247.77 mg/kg、有效硼0.27 mg/kg、有效锌1.40 mg/kg、有效钼0.04 mg/kg,参照柑橘园土壤养分分级标
试验采用完全随机区组设计,选择树势基本一致的柑橘树,基于赣南脐橙需肥特性和土壤质量状况,试验设置5个处理,分别为习惯施肥(XG)、习惯施肥+土壤施用含微量元素镁肥Ⅰ(MG1)、习惯施肥+土壤施用含微量元素钙镁肥Ⅱ(MG2)、习惯施肥+土壤施用速溶镁肥(MG3S)、习惯施肥+叶面喷施速溶镁肥(MG3F),每个处理重复4次,每个重复柑橘树5株。供试肥料包括:(1)习惯施肥处理,与当地农户保持一致,按照习惯施入氮磷钾复合肥(15-6-14);(2)含微量元素镁肥Ⅰ(含MgO 30%和B、Zn、Mo适量);(3)含微量元素钙镁肥Ⅱ(含CaO 45%、MgO 30%及B、Zn、Mo适量);(4)速溶镁肥(MgO 26.7%),试验镁肥均由辽宁营口菱镁化工集团有限公司提供。习惯施肥及土壤施用镁肥为沟施(于树冠滴水线范围附近挖深度和宽度约30 cm的长沟,施肥后覆土),全年分2次施用。3月下旬(萌芽期)和7月上旬(壮果期)施用氮磷钾复合肥0.5 kg/株;3月下旬和7月上旬土壤施用镁肥(MG1、MG2和MG3S处理),用量为0.2 kg/株和0.1 kg/株;3月下旬和7月上旬叶面喷施镁肥(MG3F处理),用量为1.87 L/株,各处理留足保护行,保证各小区地力、树势以及其他管理措施一致。试验于2022年实施,第2年(2023)壮果期(7月)、果实收获期(11月)分别采集柑橘园叶片样品和成熟果实样品用于后续试验分析。
在每株果树的东、西、南、北4个方向采集当年生营养春梢部顶端起第2~3片叶,每棵树8~12片叶组成混合样。带回实验室后用0.1%的中性洗涤剂水溶液洗涤叶片30 s,用蒸馏水洗净表面洗涤剂后再用0.2%的HCl溶液洗涤叶片约30 s,最后用去离子水将叶片洗净。经烘箱105 ℃杀青后,70 ℃烘干至恒质量。植物全氮采用H2SO4-H2O2消化-半微量凯氏定氮法测定,全磷采用H2SO4-H2O2消化-钼锑抗比色法测定,全钾采用H2SO4-H2O2消化-火焰光度计法测定,钙镁锌采用HNO3-HClO4消化-原子吸收分光光度法测定,硼钼采用HNO3-HClO4消化-ICP-MS测定,具体方法参照文献[
成熟期于果树4个方向分别采取果实样品,每个重复采集12~16个果实组成混合样,测定单果质量、果皮厚度、果形指数、出汁率、可食率、含水率、果皮养分携出量、果肉养分携出量、果实养分携出量、产量。维生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法测定,可溶性固形物含量采用手持数显糖量计(PAL-1,Japan)测定,可滴定酸含量采用NaOH中和滴定法测定,计算固酸
由

图1 不同处理下赣南脐橙产量(A)和挂果数(B)
Fig. 1 Effects of magnesium fertilizer on fruit yield(A) and number(B) of Gannan navel orange
不同小写字母表示不同处理间差异显著(P<0.05)。下同。Different lowercase letters above the bars indicate significantly different among different treatments(P<0.05).The same as below.
由
处理 Treatment | 单果质量/g Single fruit weight | 果皮厚度/mm Peel thick | 可食率/% Edible rate | 果型指数 Shape index | 维生素C含量/(mg/100 g) Vitamin C content | 可溶性固形物 含量/% Soluble solids content | 可滴定酸 含量/% Titratable acid content | 固酸比 Solids to acid ratio | 出汁率/% Juice yield |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
XG | 280.64b | 5.15b | 79.41a | 1.05a | 18.93b | 11.38b | 0.58a | 19.55a | 49.01ab |
MG1 | 322.79a | 5.91a | 79.80a | 1.07a | 21.15a | 12.11a | 0.56a | 21.36a | 52.04a |
MG2 | 313.75ab | 6.42a | 80.02a | 1.08a | 21.48a | 12.07a | 0.57a | 21.33a | 51.61a |
MG3S | 305.94ab | 6.16a | 80.64a | 1.07a | 21.05a | 12.26a | 0.58a | 21.16a | 48.24b |
MG3F | 297.78ab | 5.81ab | 80.90a | 1.07a | 20.71ab | 12.08a | 0.56a | 21.41a | 47.73b |
注: 同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。Note:Different lowercase letters in the same column indicate significant differences(P<0.05).The same as below.
内在品质方面,不同镁肥处理下脐橙果实维生素C和可溶性固形物含量均显著高于XG处理,果实维生素C含量以MG2处理最高,其次为MG1处理,增幅为9.40%~13.47%;可溶性固形物含量以MG3S处理最高,其次为MG1处理,增幅为6.15%~7.73%;不同镁肥处理下脐橙果实可滴定酸含量与XG处理相比无显著差异;固酸比高低排序为MG3F> MG1> MG2> MG3S> XG,但各处理间差异不显著;MG1、MG2处理下脐橙果实出汁率显著高于MG3S和MG3F处理,与XG处理相比差异不显著。
以上结果表明,施用镁肥对赣南脐橙果实品质有显著影响,能有效改善果实品质,其中含微量元素镁肥、钙镁肥在提高脐橙单果质量、维生素C含量、固酸比和出汁率方面效果明显。
将赣南脐橙果实单果质量、果皮厚度、可食率、果型指数、维生素C含量、可溶性固形物、可滴定酸、固酸比、出汁率9个品质指标进行Z-score标准化处理及主成分分析,结果显示,3个主成分的贡献率分别为48.54%、21.84%、15.11%,累计贡献率达到85.49%(
项目 Item | 主成分 Principal component | ||
---|---|---|---|
1 | 2 | 3 | |
特征值/% Characteristic value | 4.37 | 1.97 | 1.36 |
贡献率/% Contribution rate | 48.54 | 21.84 | 15.11 |
累计贡献率/% Cumulative contribution | 48.54 | 70.38 | 85.49 |
单果质量Single fruit weight | 0.89 | -0.15 | 0.13 |
果皮厚度Peel thick | 0.86 | 0.32 | 0.15 |
可食率Edible rate | 0.49 | 0.42 | -0.64 |
果型指数Shape index | 0.89 | -0.04 | -0.16 |
维生素C含量 Vitamin C content | 0.70 | 0.51 | 0.19 |
可溶性固形物含量Soluble solids content | 0.09 | 0.89 | 0.19 |
可滴定酸含量Titratable acid content | -0.67 | 0.71 | 0.14 |
固酸比Solids to acid ratio | 0.90 | -0.27 | -0.07 |
出汁率Juice yield | 0.24 | -0.18 | 0.89 |
以各主成分特征值的贡献率为分配系数,构建赣南脐橙果实综合评价模型:Y=0.57Y1+0.26Y2+0.18Y3,式中Y1、Y2、Y3分别代表赣南脐橙品质主成分分析提取出的第1、2、3主成分(
处理 Treatment | 得分Score | 排名 Ranking |
---|---|---|
XG | -1.96 | 5 |
MG1 | 0.60 | 2 |
MG2 | 1.00 | 1 |
MG3S | 0.41 | 3 |
MG3F | -0.05 | 4 |
由
处理 Treatment | 果实养分携出量/(mg/kg) Fruit nutrients removal amount | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
N | P | K | Ca | Mg | B | Zn | Mo | |
XG | 1 756.73b | 168.85a | 1 656.26b | 221.13c | 157.18b | 3.39b | 1.54c | 0.024 8c |
MG1 | 2 010.69a | 192.45a | 1 728.18ab | 292.16b | 196.91a | 4.42ab | 2.04ab | 0.052 9a |
MG2 | 2 052.77a | 180.95a | 1 812.65a | 339.44a | 204.19a | 5.18a | 2.25a | 0.048 2ab |
MG3S | 2 134.25a | 180.09a | 1 807.19ab | 321.76ab | 193.12a | 3.93b | 1.61c | 0.040 9abc |
MG3F | 2 015.21a | 185.78a | 1 806.64ab | 295.79b | 192.87a | 3.65b | 1.86bc | 0.029 8bc |
由
时期 Period | 处理Treatment | 叶片养分含量/(g/kg) Nutrient contents in leaves | ||||
---|---|---|---|---|---|---|
N | P | K | Ca | Mg | ||
7月 July | XG | 36.38ab | 1.67a | 26.03a | 22.98c | 2.70b |
MG1 | 33.90b | 1.62a | 25.58a | 27.06a | 3.20a | |
MG2 | 38.44a | 1.68a | 24.21a | 24.26b | 2.98ab | |
MG3S | 33.90b | 1.69a | 25.28a | 23.03c | 2.68b | |
MG3F | 37.41ab | 1.73a | 25.11a | 23.83bc | 2.57b | |
11月 November | XG | 29.34b | 1.32ab | 21.17a | 26.49bc | 1.72c |
MG1 | 33.68a | 1.25ab | 21.07a | 31.09a | 2.23a | |
MG2 | 34.76a | 1.29ab | 21.38a | 28.03abc | 1.91bc | |
MG3S | 32.74ab | 1.11b | 18.07b | 25.56c | 1.85c | |
MG3F | 34.69a | 1.42a | 21.17a | 28.79ab | 2.17ab |
与XG处理相比,7月和11月MG1处理下叶片钙含量分别显著增加17.75%和17.37%,MG2处理分别增加5.57%和5.81%;MG3S和MG3F处理与XG处理间差异不显著。7月MG1、MG2处理下叶片镁含量分别较XG处理增加18.52%和10.37%;11月MG1和MG3F处理较XG处理分别显著增加29.65%和26.16%。
以上结果表明,施用镁肥均显著增加了果实成熟期(11月)脐橙叶片氮含量,但没有显著影响叶片磷、钾含量;土壤施用含微量元素镁肥、钙镁肥和叶面喷施速溶镁肥均不同程度增加了果实成熟期叶片钙、镁含量,但只有土壤施用含微量元素镁肥、钙镁肥增加了7月份叶片钙、镁含量,说明施用镁肥能够有效改善果实成熟期叶片氮和钙、镁营养。
由

图2 不同月份镁肥处理下赣南脐橙叶片硼、锌、钼养分含量
Fig. 2 Boron, zinc and molybdenum contents in leaves of Gannan navel orange applied with magnesium fertilizer in different months
南方地区土壤酸性和淋溶作用较强,多数果农习惯重视大量元素肥料而忽视中微量元素肥料的施用。近年来柑橘缺镁、少钙和少微量元素的情况日益严重,造成柑橘树势早衰、果实产量和品质下降等现
结合脐橙中微量元素推荐用量相关研究,考虑土壤基础养分含量、赣南脐橙需肥特性和果树树龄,本研究中基施镁肥用量控制在80~120 g/株MgO,喷施镁肥质量分数控制在0.2
植物矿质养分丰缺状况是影响脐橙生长发育和果实品质的重要因素,果树的增产提质效果与有效养分含量呈现正相关关系。柑橘果实膨大期对养分的需求量较大,需充分补足养分。研究表明,施用镁肥不仅能促进缺镁作物对镁的吸收利用,还能显著提升植株对其他营养元素的吸收,如施用镁肥增加了白菜叶片的氮、磷、钾含
在叶片养分含量方面,施用镁肥可以显著提高脐橙叶片氮元素含量,而对磷、钾含量无显著影响,此结果与脐橙果实养分携出量一致。11月份MG3S处理的叶片钾、钙含量均低于XG处理,这是由于植物在对钾、钙和镁元素的吸收中存在较强的拮抗作用,土壤施用速溶镁肥导致的交换性镁含量升高加剧了这一现象,引起树体对钾、钙吸收的抑制,而叶面喷施对其影响较小。MG1处理叶片钙、镁含量高于MG2处理,结合果实养分携出量,其原因可能为MG2处理叶片中钙、镁元素更多向果实转运所导致。土壤施用速溶镁肥显著降低了脐橙叶片中的硼含量,这可能与硼、镁在吸收机制中的竞争关系有关,前期研究表明,硼能降低番茄果实的镁含
综上所述,施用含微量元素镁肥、钙镁肥能促进树体对氮、钙、镁养分的吸收积累,有效补充硼、锌、钼养分,可使脐橙树体养分趋近平衡、协调生长,在柑橘园土壤中微量元素普遍缺乏的现状下,更能达到增产提质效果,而叶面喷施速溶镁肥作为一种更为经济的施用方法也值得考虑。
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