位 杰，馬建江，陳久紅，姜 峰

(1.新疆生產(chǎn)建設兵團 第二師農(nóng)業(yè)科學研究所，新疆 鐵門關 841005;2.新疆生產(chǎn)建設兵團 第二師33團農(nóng)業(yè)發(fā)展服務中心，新疆 鐵門關 841005)

庫爾勒香梨(PyrussinkiangensisYü)簡稱香梨，是新疆著名的優(yōu)質(zhì)特產(chǎn)林果產(chǎn)品，也是最具有影響力的庫爾勒城市名片，以皮薄肉細、汁多渣少、酥脆爽口、清香怡人、極耐儲藏等優(yōu)點而備受消費者的喜愛。截至2016年，新疆香梨總面積達到7.30萬hm2，產(chǎn)量104.6萬t，其中核心區(qū)庫爾勒市的香梨總面積為2.88萬hm2，產(chǎn)量32.1萬t[1]。庫爾勒香梨在調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進農(nóng)業(yè)增效和果農(nóng)增收等方面發(fā)揮著重要作用?？茖W施肥是果樹生產(chǎn)管理的重要環(huán)節(jié)，也是果樹正常生長和優(yōu)質(zhì)果品生產(chǎn)的重要基礎，盲目施肥或依靠經(jīng)驗施肥會造成果樹生長過程中的營養(yǎng)失衡，進而導致果樹樹勢和果實品質(zhì)下降、產(chǎn)量變化幅度大。因此，加強果樹樹體營養(yǎng)的平衡供應是實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的基礎。

礦質(zhì)營養(yǎng)元素在果樹的生長發(fā)育、產(chǎn)量形成和品質(zhì)調(diào)控中起著重要的作用，缺失或過量都會在一定程度上影響果樹的正常生理代謝、產(chǎn)量提升、品質(zhì)改善和抗逆性的變化[2-7]。葉片不僅是植物進行光合作用、制造營養(yǎng)成分為果實生長發(fā)育提供營養(yǎng)基礎的主要組織器官，還是植物體進行花芽分化所需營養(yǎng)的重要合成器官，同時也是樹體積累和儲藏養(yǎng)分的重要“源”器官[8-9]。因此，葉片中礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量的豐缺會直接影響葉片光合能力的強弱，進而影響果樹生長發(fā)育、產(chǎn)量、果實品質(zhì)[10]。前人在庫爾勒香梨生長季果實和葉片礦質(zhì)元素含量變化[11]、不同樹齡香梨園土壤和葉片養(yǎng)分特征[10,12]、香梨園土壤養(yǎng)分與產(chǎn)量的關系[13]、不同產(chǎn)量香梨枝條的抗寒性評價[14]等方面已有一些研究，而關于不同產(chǎn)量園香梨葉片養(yǎng)分特征變化規(guī)律的報道還較少見。鑒于此，通過對不同產(chǎn)量園香梨葉片9種營養(yǎng)元素含量的測定，分析不同產(chǎn)量園庫爾勒香梨葉片養(yǎng)分含量的年變化特征，探求不同產(chǎn)量園庫爾勒香梨需肥規(guī)律的差異，為指導生產(chǎn)上庫爾勒香梨合理施肥和促進香梨園的持續(xù)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗地點位于新疆鐵門關市29團。供試材料為生長健壯、樹齡一致(20～25年生)的庫爾勒香梨樹。

1.2 試驗設計

根據(jù)前2 a產(chǎn)量情況將果園分為高產(chǎn)園(大于22.5 t/hm2)、中產(chǎn)園(15.0～22.5 t/hm2)、低產(chǎn)園(小于15.0 t/hm2)3個水平。每個產(chǎn)量水平各選取3個果園，每個果園按對角線取樣法選取5株生長健壯的香梨樹，每株樹為1個重復。試驗共選取9個果園，45株香梨樹。每株樹按東、南、西、北4個方位選取當年生枝條中部生長正常、無病蟲害的葉片20片，混合后作為一個待測樣品。2017年5月11日開始第1次采樣，以后每隔15 d采1次樣，10月8日采樣結(jié)束。采樣時盡量避開打藥、噴葉面肥。

果實成熟時統(tǒng)計每個果園5株樹的產(chǎn)量，每個產(chǎn)量水平的3個果園的平均值作為高、中、低產(chǎn)園實際產(chǎn)量。

1.3 方法

將采集的葉片樣品分組裝入紙袋中，盡快帶回實驗室，先后用自來水、0.1%洗潔精溶液、自來水、0.2%鹽酸、蒸餾水、去離子水依次洗滌，然后將葉片在105 ℃烘箱中進行30 min殺青處理，隨后在80 ℃烘箱中烘至恒定質(zhì)量，取出后去掉葉柄，分別用不銹鋼粉碎機粉碎，粉碎后的樣品經(jīng)過1 mm孔徑的篩子，然后將處理好的樣品裝入硫酸紙袋中密封，備測。

葉片N含量采用凱氏定氮法測定，P含量采用鉬銻抗比色法測定，K含量采用火焰光度計法測定，Ca、Mg、Cu、Fe、Mn和Zn含量采用硝酸-高氯酸消解，原子吸收分光光度法測定[15-17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003、DPS v7.05軟件進行方差分析、相關性分析和制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同產(chǎn)量園香梨葉片大量元素含量的變化特征

由圖1可知，隨著葉片的生長發(fā)育，不同產(chǎn)量園香梨葉片中N含量總體上均呈下降的趨勢。5月11日至6月10日，葉片中N含量下降幅度較大，高、中、低產(chǎn)香梨園分別下降8.04、10.08、11.84 g/kg，6月10日后葉片中N含量下降幅度減緩，7月10日后又有所增加，7月25日后又緩慢下降至基本穩(wěn)定。從5月11日至10月8日，高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中N含量的下降量分別為12.81、14.79、16.32 g/kg，下降幅度分別為43.30%、45.79%、47.48%。高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中N含量的平均值分別為20.56、21.19、21.60 g/kg，低產(chǎn)園葉片中的N含量最高，中產(chǎn)園次之，高產(chǎn)園最低。

由圖2可知，隨著葉片的生長發(fā)育，不同產(chǎn)量園香梨葉片中P含量隨季節(jié)變化波動較大，但總體上均呈下降的趨勢。5月11日至10月8日，高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中P含量的下降量分別為1.36、2.89、1.66 g/kg，下降幅度分別為21.97%、40.41%、23.21%。高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中P含量的平均值分別為4.95、5.04、5.36 g/kg，低產(chǎn)園葉片中的P含量最高，中產(chǎn)園次之，高產(chǎn)園最低。

圖1 庫爾勒香梨葉片N含量的年變化Fig.1 The annual change of leaf nitrogen content of Korla fragrant pear

圖2 庫爾勒香梨葉片P含量的年變化Fig.2 The annual change of leaf phosphorus content of Korla fragrant pear

由圖3可知，隨著葉片的生長發(fā)育，不同產(chǎn)量園香梨葉片中K含量總體上均呈先上升后下降的變化趨勢。5月11日至6月25日，不同產(chǎn)量香梨園葉片中K含量逐漸增加，隨后下降，7月10日又迅速增加，之后迅速下降至平穩(wěn)。高產(chǎn)園、低產(chǎn)園香梨葉片中K含量在6月25日達最大值，中產(chǎn)園香梨葉片中K含量在7月25日達最大值。5月11日至10月8日，高產(chǎn)園香梨葉片中K含量增加0.16 g/kg，增加幅度為0.96%，中、低產(chǎn)園香梨葉片中K含量分別下降1.01、1.93 g/kg，下降幅度分別為5.89%、10.63%。高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中K含量的平均值分別為19.04、18.92、19.72 g/kg，低產(chǎn)園葉片中的K含量最高，高產(chǎn)園次之，中產(chǎn)園最低。

圖3 庫爾勒香梨葉片K含量的年變化Fig.3 The annual change of leaf potassium content of Korla fragrant pear

2.2 不同產(chǎn)量園香梨葉片中量元素含量的變化特征

由圖4可知，隨著葉片的生長發(fā)育，不同產(chǎn)量園香梨葉片中Ca含量總體上均呈先上升后下降的變化趨勢。5月11日至8月9日，高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Ca含量總體上逐漸增加，其中高產(chǎn)園和低產(chǎn)園香梨葉片中Ca含量在7月25日出現(xiàn)一定程度的下降，各產(chǎn)量園香梨葉片中Ca含量均在8月9日達到最大值，分別為22.94、22.72、25.08 g/kg。8月24日至9月8日，各產(chǎn)量園香梨葉片中Ca含量迅速下降，之后較為穩(wěn)定。5月11日至10月8日，高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Ca含量分別增加2.97、2.38、3.80 g/kg，增加幅度分別為45.59%、37.73%、62.82%。高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Ca含量的平均值分別為14.18、14.41、15.94 g/kg，低產(chǎn)園葉片中的Ca含量最高，中產(chǎn)園次之，高產(chǎn)園最低。

圖4 庫爾勒香梨葉片Ca含量的年變化Fig.4 The annual change of leaf calcium content of Korla fragrant pear

由圖5可知，隨著葉片的生長發(fā)育，不同產(chǎn)量園香梨葉片中Mg含量總體上均呈逐漸上升的變化趨勢。5月11日至8月24日，不同產(chǎn)量園香梨葉片中Mg含量總體上緩慢增加，之后迅速增加，9月8日達到最大值，分別為6.97、7.47、8.31 g/kg，隨后平穩(wěn)下降。5月11日至10月8日，高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Mg含量分別增加4.44、5.01、5.16 g/kg，增加幅度分別為203.88%、222.15%、204.39%。高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Mg含量的平均值分別為4.02、4.51、4.88 g/kg，低產(chǎn)園葉片中的Mg含量最高，中產(chǎn)園次之，高產(chǎn)園最低。

圖5 庫爾勒香梨葉片Mg含量的年變化Fig.5 The annual change of leaf magnesium content of Korla fragrant pear

2.3 不同產(chǎn)量園香梨葉片微量元素含量的變化特征

由圖6可知，隨著葉片的生長發(fā)育，不同產(chǎn)量園香梨葉片中Cu含量總體上均呈先上升后下降的變化趨勢。不同產(chǎn)量園香梨葉片中Cu含量在前期出現(xiàn)一定程度的下降，隨后逐漸上升，9月8日達到最大值，分別為21.49、19.38、22.20 mg/kg，然后又迅速下降。5月11日至10月8日，高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Cu含量分別增加7.23、2.37、4.39 mg/kg，增加幅度分別為77.16%、22.26%、31.42%。高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Cu含量的平均值分別為13.51、13.54、16.42 mg/kg，低產(chǎn)園葉片中的Cu含量最高，中產(chǎn)園次之，高產(chǎn)園最低。

圖6 庫爾勒香梨葉片Cu含量的年變化Fig.6 The annual change of leaf copper content of Korla fragrant pear

由圖7可知，隨著葉片的生長發(fā)育，不同產(chǎn)量香梨園香梨葉片中Fe含量總體上均呈先上升后下降的變化趨勢。5月11日至8月9日，各產(chǎn)量園香梨葉片中Fe含量隨季節(jié)變化波動較大，總體上緩慢上升。高產(chǎn)園香梨葉片中Fe含量8月9日開始迅速增加，中產(chǎn)園和低產(chǎn)園香梨葉片中Fe含量從8月24日開始迅速增加，均在9月8日達到最大值，分別為188.31、167.56、175.72 mg/kg，隨后又迅速下降。5月11日至10月8日，高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Fe含量分別增加123.96、101.21、100.20 mg/kg，增加幅度分別為355.35%、324.80%、369.59%。高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Fe含量的平均值分別為92.54、78.72、72.29 mg/kg，高產(chǎn)園葉片中的Fe含量最高，中產(chǎn)園次之，低產(chǎn)園最低。

由圖8可知，隨著葉片的生長發(fā)育，不同產(chǎn)量香梨園香梨葉片中Mn含量總體上均呈上升趨勢。5月11日至7月10日，各產(chǎn)量園香梨葉片中Mn含量呈現(xiàn)快速上升趨勢，7月10日至7月25日出現(xiàn)一定程度的下降，隨后又快速上升。5月11日至10月8日，高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Mn含量分別增加41.84、63.62、66.19 mg/kg，增加幅度分別為119.87%、223.32%、193.69%。高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Mn含量的平均值分別為54.98、63.77、73.24 mg/kg，低產(chǎn)園葉片中的Mn含量最高，中產(chǎn)園次之，高產(chǎn)園最低。

圖7 庫爾勒香梨葉片F(xiàn)e含量的年變化Fig.7 The annual change of leaf iron content of Korla fragrant pear

圖8 庫爾勒香梨葉片Mn含量的年變化Fig.8 The annual change of leaf manganese content of Korla fragrant pear

由圖9可知，隨著葉片的生長發(fā)育，不同產(chǎn)量香梨園香梨葉片中Zn含量隨季節(jié)變化波動較大，但總體上均呈先上升后下降的趨勢。6月10日前，各產(chǎn)量園香梨葉片中Zn含量快速上升，隨后下降，7月10日各產(chǎn)量園香梨葉片中Zn含量再次快速上升，隨后又急劇下降，8月9日后緩慢起伏變化，變化趨勢較為平穩(wěn)。5月11日至10月8日，高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Zn含量分別下降28.63、26.73、17.22 mg/kg，下降幅度分別為82.02%、93.82%、50.40%。高、中、低產(chǎn)園香梨葉片中Zn含量的平均值分別為51.71、39.64、38.68 mg/kg，高產(chǎn)園葉片中的Zn含量最高，中產(chǎn)園次之，低產(chǎn)園最低。

圖9 庫爾勒香梨葉片Zn含量的年變化Fig.9 The annual change of leaf zinc content of Korla fragrant pear

2.4 香梨葉片中營養(yǎng)元素含量與產(chǎn)量的相關性

由表1可知，香梨葉片中營養(yǎng)元素含量的年平均值與產(chǎn)量存在一定的相關性，其中，N、Mg、Mn的平均值與產(chǎn)量呈極顯著負相關，P含量的平均值與產(chǎn)量呈顯著負相關，F(xiàn)e含量的平均值與產(chǎn)量呈顯著正相關，其余均未達到顯著水平。

由表2可知，各營養(yǎng)元素含量的年平均值之間也存在一定的相關性，其中N含量與Fe含量呈極顯著負相關，與Mg含量呈極顯著正相關，與Mn含量呈顯著正相關；P含量與Ca含量呈極顯著正相關，與Cu含量呈顯著正相關；K含量與Ca、Cu含量呈顯著正相關；Ca含量與Cu含量呈極顯著正相關；Mg含量與Fe含量呈極顯著負相關，與Mn含量呈極顯著正相關；Fe含量與Mn含量呈顯著負相關，與Zn含量呈顯著正相關；其余均未達到顯著水平。

由此可見，香梨園產(chǎn)量的形成是受各種礦質(zhì)營養(yǎng)元素協(xié)同作用的結(jié)果。

表1 香梨葉片營養(yǎng)元素含量平均值與產(chǎn)量的相關性Tab.1 Correlation between annual average of mineral elements contents and yield in Korla fragrant pear

注：* 和 **分別表示相關性達0.05、0.01水平，下同。
Note:* and ** mean significant at 0.05 and 0.01 level,respectively,the same below.

表2 香梨葉片營養(yǎng)元素含量年平均值之間的相關性Tab.2 Correlation of annual average of mineral elements contents in Korla fragrant pear

3 結(jié)論與討論

礦質(zhì)營養(yǎng)是梨生長發(fā)育、產(chǎn)量與果實品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎[18]。根據(jù)果樹對礦質(zhì)營養(yǎng)元素需求量的多少，可將其分為N、P、K大量元素，Ca、Mg中量元素和Fe、Mn、Cu、Zn微量元素[10]。葉片作為植物制造、積累、貯藏、提供養(yǎng)分的“源”器官，其體內(nèi)養(yǎng)分變化水平在一定程度上可以反映出果樹樹體的營養(yǎng)狀況和產(chǎn)量水平。賈兵等[9]對碭山酥梨葉片礦質(zhì)元素含量的年變化研究發(fā)現(xiàn)，N、P、K、Cu含量年變化總體上呈逐漸下降趨勢，Ca、Mn則呈逐漸上升趨勢，Mg含量年變化不大，Zn含量呈先下降后上升的趨勢,Fe含量的變化波動性較大。林敏娟等[19]對華山梨葉片礦質(zhì)元素含量年變化的研究表明，葉片內(nèi)N、P、Cu含量隨葉齡的增加而降低，Ca、Mg、Mn含量隨葉齡的增加而升高。姜喜等[11]的研究表明，隨著果實的生長發(fā)育，香梨葉片中P、K、Ca含量呈下降趨勢，Mg含量呈上升趨勢，N含量波動程度較大。朱海峰等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，1 a內(nèi)香梨葉片中N、P、K含量整體呈下降趨勢，Ca、Mg含量整體呈上升趨勢。本研究顯示，隨著香梨的生長發(fā)育，香梨葉片中的N、P含量總體上呈現(xiàn)下降趨勢，Mg、Mn含量總體上呈現(xiàn)上升趨勢，K、Ca、Cu、Fe、Zn含量總體上呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，這與前人的研究結(jié)果基本一致又不盡相同，可能與品種、樹齡、采樣時期、環(huán)境條件、栽培管理狀況、樹體生育狀況等的差異有關。

不同產(chǎn)量園香梨葉片內(nèi)同一種營養(yǎng)元素含量的變化趨勢基本一致，表明不同產(chǎn)量香梨樹體對各種營養(yǎng)元素的吸收利用規(guī)律較一致。香梨生長發(fā)育期葉片內(nèi)各礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量的平均值表現(xiàn)為N>K>Ca>P>Mg>Fe>Mn>Zn>Cu，N、P、Ca、Mg、Cu、Mn含量的平均值表現(xiàn)為低產(chǎn)園>中產(chǎn)園>高產(chǎn)園，K含量的平均值表現(xiàn)為低產(chǎn)園>高產(chǎn)園>中產(chǎn)園，F(xiàn)e、Zn含量的平均值表現(xiàn)為高產(chǎn)園>中產(chǎn)園>低產(chǎn)園。高、中、低產(chǎn)園香梨樹葉片中的N、P、K、Ca、Mg含量相差微小，F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn含量相差較為明顯。果樹內(nèi)各營養(yǎng)元素的含量以及適當比例對果樹產(chǎn)量有重要影響，各營養(yǎng)元素必須達到一定的濃度平衡比例關系，才能發(fā)揮其在植物體中應有的生理功能[21]，陸宏等[22]也認為，養(yǎng)分不平衡是限制黃花梨園優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)的重要因素。本研究表明，高、中、低產(chǎn)園在生長發(fā)育期內(nèi)大量元素和中量元素含量上的差異并不明顯，微量元素僅在個別時期出現(xiàn)一定差異，表明低產(chǎn)園各礦質(zhì)營養(yǎng)元素含量的比例失衡是造成低產(chǎn)園產(chǎn)量低的主要原因。

姜喜等[11]認為，多年生果樹樹體葉片內(nèi)各種營養(yǎng)元素不是孤立存在的，一種元素含量的變化必然會引起其他元素含量的一系列的次級變化。魏雪梅等[21]的研究也表明，梨葉片各營養(yǎng)元素之間存在著拮抗或增效作用。賈兵等[9]研究發(fā)現(xiàn)，碭山酥梨葉片中N與P、K、Cu含量呈極顯著正相關，與Mg、Fe含量呈顯著正相關，與Ca、Mn含量呈極顯著負相關。林敏娟等[23]對黃金梨葉片中礦質(zhì)元素的年動態(tài)研究發(fā)現(xiàn)，葉片中N與P、Cu含量呈極顯著正相關，與Ca、Mg、Mn含量呈極顯著負相關；P與Ca、Mg含量呈顯著負相關，與Cu含量呈顯著正相關；Mg與Mn、Zn含量呈極顯著正相關，與Cu含量呈極顯著負相關。羅洮峰等[24]研究表明，高產(chǎn)香梨園產(chǎn)量與葉片中Mg、Fe含量呈顯著負相關，低產(chǎn)香梨園產(chǎn)量與葉片中Ca、Mn含量呈顯著負相關。本研究顯示，庫爾勒香梨葉片中N、Mg、Mn含量的平均值與產(chǎn)量呈極顯著負相關，P含量的平均值與產(chǎn)量呈顯著負相關，F(xiàn)e含量的平均值與產(chǎn)量呈顯著正相關；N與Mg、P與Ca、Ca與Cu、Mg與Mn含量呈極顯著正相關，N與Mn，P與Cu，F(xiàn)e與Zn，K與Ca、Cu含量呈顯著正相關，N與Fe、Mg與Fe含量呈極顯著負相關，F(xiàn)e與Mn含量呈顯著負相關，說明庫爾勒香梨葉片中各營養(yǎng)元素間存在一定的協(xié)同性與拮抗性，既相互制約又相互促進。根據(jù)本研究結(jié)果，生產(chǎn)實踐中要在繼續(xù)穩(wěn)定香梨N、P、K、Ca、Mg含量的基礎上，進一步提高微量元素Fe、Zn、Cu、Mn肥料的施用，以調(diào)節(jié)香梨葉片中各種營養(yǎng)元素的比例，平衡樹體營養(yǎng)，提高肥料利用率，實現(xiàn)香梨穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的目標。