潘宏兵，劉 偉，羅 玲，李貴利，李桂珍，王 斌，杜 邦*

（1.四川省攀枝花市農(nóng)林科學研究院，四川 攀枝花 617061；2.四川省農(nóng)業(yè)科學院園藝研究所，四川 成都 610066；3.四川農(nóng)業(yè)大學果蔬研究所，四川 成都 611130）

芒果（Mangifera indica L.）是熱帶、亞熱帶重要水果之一，被譽為熱帶水果之王［1］。攀枝花市金沙江干熱河谷區(qū)域具典型的南亞熱帶氣候類型［2］，在海拔900～1 800 m均有芒果種植，主栽品種為‘凱特’芒，是國內(nèi)少有的晚熟芒果生態(tài)最適宜區(qū)。截至2018年底，攀枝花芒果種植面積3.4萬hm2，投產(chǎn)面積1.4萬hm2，產(chǎn)量24萬t，產(chǎn)值達25億元。

芒果幼果黑心病為果實常見生理性病害，多發(fā)病于種子液態(tài)胚乳后期或果實長至大拇指大小，初期果肉出現(xiàn)褐色水漬狀或種子壞死變黑伴有種子積液外滲，嚴重時果肉、種核、種子等組織壞死變黑，果皮出現(xiàn)凹陷黑色病斑，最后病果萎蔫脫落。近年，攀枝花芒果園幼果黑心病危害越來越嚴重，病果園減產(chǎn)明顯，嚴重者絕收，雖然在幼果期噴施多次Ca和B葉面肥能起到部分緩解作用，但幼果黑心病成因尚缺乏系統(tǒng)的研究。隨著果園不合理肥料施入和種植年限的增加，土壤性狀固有平衡被打亂，易加速果樹衰敗和生產(chǎn)力降低［3］。有關(guān)植物病害與土壤養(yǎng)分、酶活性、微生物、環(huán)境因子等相關(guān)性研究發(fā)現(xiàn)，青稞根腐病與土壤有效磷和速效鉀呈正相關(guān)，與過氧化氫酶和放線菌等呈負相關(guān)［4］，姜溫病與土壤溫度呈正相關(guān)，與含水量呈顯著正相關(guān)，與速效磷呈極顯著正相關(guān)［5］，蘋果樹腐爛病與土壤速效鉀呈極顯著負相關(guān)［6］，晚稻菌核病、橡膠樹死皮病均與土壤氮含量呈正相關(guān)［7-8］。由于受到氣候、管理水平及土壤性狀等因素的影響，各地不同作物果園土壤問題存在差異［9］。芒果園土壤pH值、養(yǎng)分等性狀是影響芒果生長的重要因素，能引起病害或產(chǎn)量、品質(zhì)改變，不同地區(qū)芒果園土壤限制因子可能不同。為此，試驗選攀枝花芒果幼果黑心病果園，開展幼果黑心病與土壤pH值和養(yǎng)分相關(guān)性等研究，旨在分析芒果幼果黑心病成因，進而提出芒果幼果黑心病防治對策，促進攀枝花晚熟芒果產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

土壤樣品采集：2018年1月，在調(diào)研基礎上選擇具有代表性的16個幼果黑心病芒果園作為采樣地，土壤類型有紅壤土、燥紅土、黃壤土、黃沙土、灰沙土和昔格達土。采用“S”形土壤取樣法，每樣地取點15個，土壤采集深度0～20 cm，各樣地所采集土壤混合后四分法留取土樣用于分析。土壤樣品按相關(guān)要求，經(jīng)風干、研磨、過篩處理后備用。

果實樣品采集：2018年4月，選擇3個幼果黑心病率高于0.3的芒果園作為采樣地，地點及土壤類型分別是福田鎮(zhèn)黃壤土、同德鎮(zhèn)灰沙土、金江鎮(zhèn)紅壤土。采用隨機多點抽樣法，每樣地隨機選8株黑心病芒果樹，沿每株樹冠外圍東、西、南、北4個方向采集正常果和病果各8～12個。采集果實隨即帶回實驗室，用超純水清洗后切塊，經(jīng)105℃殺青30 min和70℃烘干至恒重，再進行粉碎、過篩處理后備用。

1.2 測定、調(diào)查指標及方法

采用pH酸度計測定土壤pH值；重鉻酸鉀-硫酸氧化-硫酸亞鐵滴定法測定土壤有機質(zhì)；堿解擴散法測定堿解氮；碳酸氫鈉/氟化銨-鹽酸浸提-鉬銻抗比色法測定土壤有效磷；乙酸銨浸提-火焰光度法測定速效鉀；乙酸銨浸提-原子吸收分光光度法測定交換性鈣、鎂；采用磷酸鹽-乙酸浸提-硫酸鋇比濁法測定有效硫；二乙三胺五乙酸（DTPA）浸提-原子吸收分光光度法測定土壤有效鐵、銅、錳、鋅；沸水浸提-甲亞胺比色法測定有效硼。

參照食品安全國家標準，果實礦質(zhì)養(yǎng)分鉀、鈣、鎂、鐵、銅、錳、鋅采用火焰原子吸收光譜法，磷采用鉬藍分光光度法；參考土壤農(nóng)化分析常用方法，果實礦質(zhì)養(yǎng)分氮采用凱氏蒸餾法，硫采用硝酸鎂氧化-硫酸鋇比濁法，硼采用碳酸鈉熔融-甲亞胺比色法。

每樣地隨機選擇8株黑心病芒果樹，沿每株樹冠外圍東、西、南、北4個方向隨機采集20個果，將果實切開調(diào)查統(tǒng)計黑心病率。

1.3 評價標準

根據(jù)四川省第二次土壤普查土壤pH值和養(yǎng)分分級標準（表1），對供試芒果園土壤進行相關(guān)指標含量等級劃分，以此評價攀枝花幼果黑心病芒果園土壤酸堿度和養(yǎng)分豐缺情況。

表1 土壤pH值和養(yǎng)分含量分級標準

1.4 數(shù)據(jù)分析

研究目的是為了按土壤pH值和養(yǎng)分指標來對病害進行相關(guān)性分析，需要對原始變量進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，分析結(jié)果才有實際意義。土壤養(yǎng)分狀況系統(tǒng)研究法［10］認為，可用高、中、低3個等級標準來衡量土壤有效養(yǎng)分測定值，低水平表示該土壤養(yǎng)分缺乏，中等水平表示土壤養(yǎng)分不足，高水平表示對一般作物而言，可以不施該養(yǎng)分。參照把高水平的值（3倍臨界值）定為本文數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的最佳值［11］，堿解氮（x3′）、有效磷（x4′）、速效鉀（x5′）、交換性鈣（x6′）、交換性鎂（x7′）、有效硫（x8′）、有效鐵（x9′）、有效銅（x10′）、有效錳（x11′）、有效鋅（x12′）、有效硼（x13′）的最佳值（以土壤密度2.65 kg/L進行數(shù)據(jù)換算）分別為84.9（z3）、15.8（z4）、88.3（z5）、498.1（z6）、110.0（z7）、13.6（z8）、11.3（z9）、1.1（z10）、5.7（z11）、2.3（z12）、0.2（z13）mg/kg， 轉(zhuǎn)換公式為：xi=1-sqrt（xi′-zi）2/zi。土壤 pH 值（x1′）偏酸、堿對植物而言不利，其值以7為最佳，轉(zhuǎn)換公式為：x1=1-sqrt（x1′-7）2（x1′-7）/7。 土壤有機質(zhì)（x2）含量對植物而言越高越好，無需數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)整理，用SAS 9.3統(tǒng)計分析軟件進行相關(guān)、方差、逐步回歸和通徑分析，分析方法詳見參考文獻［12-13］。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑心和正常幼果之間礦質(zhì)養(yǎng)分含量比較

結(jié)果（表2）表明，黑心和正常幼果之間礦質(zhì)養(yǎng)分含量差異明顯。黑心病果的礦質(zhì)養(yǎng)分氮、鉀、磷、鎂、鋅含量分別高達15 625.67、3 503.70、619.67、569.50、8.99 mg/kg，均顯著高于正常果；黑心病果的礦質(zhì)養(yǎng)分鈣、銅、錳含量高于正常果，而鐵、硫、硼含量低于正常果，但差異均不顯著；正常果實礦質(zhì)養(yǎng)分含量高低為氮＞鉀＞硫＞鎂＞磷＞鈣＞鋅＞鐵＞錳＞硼＞銅，幼果主要吸收大、中量礦質(zhì)元素。

表2 黑心和正常幼果間礦質(zhì)養(yǎng)分含量比較 （mg/kg）

表3 幼果黑心病芒果園黑心病率和土壤pH值、有機質(zhì)及大量元素基本狀況

表4 幼果黑心病芒果園土壤pH值、養(yǎng)分豐缺度 （%）

2.2 幼果黑心病芒果園幼果黑心病率、土壤pH值、有機質(zhì)及大量元素基本狀況

本研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，黑心病芒果園的幼果黑心病率、土壤pH值、有機質(zhì)及大量元素變異系數(shù)在17.84%～67.83%（表3），病果園土壤pH值及養(yǎng)分豐缺度差異明顯（表4）。幼果黑心病率在0.10～0.55之間，土壤pH值在4.61～7.95之間，土壤有機質(zhì)含量在3.71～13.67 g/kg之間，堿解氮在27.00～116.00 mg/kg之間，有效磷在2.10～26.55 mg/kg之間，速效鉀在28.00～164.00 mg/kg之間；病果園土壤pH值在二至五級水平，62.50%病果園土壤偏酸性（其中25%偏強酸），土壤中性和偏堿性均為18.75%；病果園土壤有機質(zhì)含量嚴重偏低，都低于三級以下，六級占25%；病果園土壤堿解氮含量在三至六級水平，五級最高，為43.75%；病果園土壤有效磷、速效鉀含量都低于一級，三、四級之和均為68.75%。

2.3 幼果黑心病芒果園土壤中、微量元素基本狀況

由表5可以看出，不同幼果黑心病芒果園土壤中、微量元素含量差異明顯，變異系數(shù)在44.94%～123.89%之間，病果園土壤中、微量元素豐缺度差異明顯（表5）。土壤交換性鈣含量在127.00～2 272.00 mg/kg之間，差異最明顯，變異系數(shù)最高；而土壤有效硼含量在0.04～0.27 mg/kg之間，差異最小，變異系數(shù)最低； 62.50%病果園土壤交換性鈣含量在五級水平，12.50%在一級水平，其他在三、四級水平；75.00%病果園土壤交換性鎂含量在一級水平，其他在二、三級水平；病果園土壤有效硫含量在三級水平；病果園土壤有效鐵、銅、錳、鋅含量多在一至五級水平，分別在一、三、三、二級水平最高（37.50%～56.25%），75%病果園土壤有效硼含量在四級水平，其他在五級水平。

表5 幼果黑心病芒果園土壤中、微量元素基本狀況

2.4 幼果黑心病率和主要土壤性狀的相關(guān)分析

表6 幼果黑心病率和主要土壤性狀的相關(guān)系數(shù)

幼果黑心病率和土壤主要性狀的相關(guān)性詳見表6。幼果黑心病率與土壤pH值、有效硼、有效磷、交換性鈣、有效鐵和有效錳均呈負相關(guān)，其中與pH值和有效硼負相關(guān)顯著，相關(guān)系數(shù)分別為-0.531和-0.546；而幼果黑心病率與土壤有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀、交換性鎂、有效硫、有效鋅均呈正相關(guān)，其中與有機質(zhì)、堿解氮分別呈極顯著和顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.684和0.584。土壤性狀間相關(guān)性明顯，pH值與堿解氮和有效硫均呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.583和-0.558，與有效錳顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.597；有機質(zhì)與堿解氮、有效鐵分別呈極顯著正和負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.751和-0.758；大量元素間以及與中、微量元素相關(guān)差異不顯著；中量元素交換性鈣與交換性鎂顯著負相關(guān)，有效硫與有效錳、有效鋅分別為極顯著負相關(guān)和極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.596、-0.800和0.680；微量元素有效銅與有效鐵、有效鋅均顯著正相關(guān)，有效錳與有效鋅顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.593、0.582和-0.589；其他土壤養(yǎng)分之間相關(guān)性差異不顯著。

現(xiàn)有研究認為鈣養(yǎng)分對果實生理性病害有重要影響，本研究發(fā)現(xiàn)幼果黑心病率與土壤交換性鈣負相關(guān)，有關(guān)幼果黑心病率與土壤交換性鈣含量/其他養(yǎng)分含量比的相關(guān)性結(jié)果詳見表7。幼果黑心病率與交換性鈣/有機質(zhì)、交換性鈣/堿解氮、交換性鈣/有效磷、交換性鈣/速效鉀、交換性鈣/交換性鎂等均成負相關(guān)關(guān)系，相關(guān)性均不顯著，相關(guān)系數(shù)在-0.488～-0.112之間。

表7 幼果黑心病率與土壤交換性鈣養(yǎng)分平衡的相關(guān)系數(shù)

2.5 幼果黑心病率與主要土壤性狀的逐步回歸分析

研究表明，幼果黑心病率與上述13個土壤性狀相關(guān)性明顯，為查明土壤性狀對幼果黑心病發(fā)生影響的重要性，確定哪些土壤性狀因素對幼果黑心病率的回歸方程預測效果最好，同時能降低分析性狀的共線性對回歸方程的影響，經(jīng)采用逐步回歸分析對多選土壤性狀因子進行篩選，取sle=0.10、sls=0.10，逐步回歸分析結(jié)果見表8和表9。

表8 回歸模型的方差分析

表9 回歸參數(shù)及顯著性檢驗

通過逐步回歸分析得pH值（x1）、有機質(zhì)（x2）、交換性鎂（x7）及有效硼（x13）對幼果黑心病率（y）的回歸方程：y=1.319 38-0.876 92x1+0.011 08x2+0.017 94x7-0.432 12x13，（F=45.8，P＜0.000 1，R2=0.943 4），所求多重線性回歸方程非常顯著，說明做y關(guān)于x1、x2、x7、x13的通徑分析是有意義的。

2.6 主要土壤性狀對幼果黑心病率的通徑分析

回歸方程中自變量除可以通過直接作用引起因變量變化外，還可以通過與其相關(guān)的其他自變量間接引起因變量的變化［14］。而通徑分析主要是在對簡單相關(guān)系數(shù)進行分解的基礎上，進一步研究自變量直接和通過其它自變量間接影響因變量效果的大小，即直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)。由表10可知，pH值與幼果黑心病率顯著負相關(guān)，而對幼果黑心病率負直接作用影響達到極顯著水平（-0.681），pH值通過有機質(zhì)、交換性鎂和有效硼對幼果黑心病率起間接作用總和為0.150，較直接作用低很多，說明pH值對幼果黑心病率的影響主要是其直接作用決定，土壤偏酸、堿都易引起幼果黑心病發(fā)生；有機質(zhì)與幼果黑心病率極顯著正相關(guān)，而對幼果黑心病率正直接作用僅達到顯著水平（0.269），有機質(zhì)通過pH值對幼果黑心病率起正間接作用（0.331），通過交換性鎂、有效硼起負或正間接作用較小，說明有機質(zhì)對幼果黑心病率的影響主要由其直接作用和通過pH值間接作用決定；交換性鎂與幼果黑心病率不顯著正相關(guān)，而對幼果黑心病率正直接作用影響達到極顯著水平（0.290），交換性鎂通過pH值、有機質(zhì)和有效硼對幼果黑心病率起間接作用總和為-0.175，說明交換性鎂對幼果黑心病率的影響主要是其直接作用決定；有效硼與幼果黑心病率顯著負相關(guān)，而對幼果黑心病率負直接作用影響達到極顯著水平（-0.668）。有效硼通過pH值對幼果黑心病率的正間接作用（0.188），遠高于通過有機質(zhì)和交換性鎂的負間接作用，說明有效硼對幼果黑心病率的影響主要是通過其直接作用決定，同時受通過pH值正間接作用影響較大。

綜上，芒果幼果黑心病發(fā)生受多個重要土壤性狀因子影響，土壤性狀因子之間相互促進與制約關(guān)系并存；4個土壤性狀因子對幼果黑心病率的直接作用（絕對值）大小順序為：pH值＞有效硼＞交換性鎂＞有機質(zhì)，pH值、交換性鎂和有效硼對幼果黑心病率影響主要是其直接作用決定，有機質(zhì)對幼果黑心病率的影響主要其直接作用和通過pH值間接作用決定。

表10 逐步回歸后的土壤性狀與幼果黑心病率的通徑分析

3 討論與結(jié)論

幼果實礦質(zhì)養(yǎng)分氮、鉀、鎂、磷、硫含量遠高于其他礦質(zhì)元素，可能和芒果果實礦質(zhì)養(yǎng)分的生物吸收系數(shù)大小相關(guān)［15］。黑心和正常幼果之間礦質(zhì)養(yǎng)分含量差異明顯，黑心病果礦質(zhì)養(yǎng)分氮、鉀、磷、鎂、鋅含量均顯著高于正常果，其他礦質(zhì)養(yǎng)分含量差異不顯著，說明芒果果實礦質(zhì)營養(yǎng)吸收失衡引起幼果黑心病發(fā)生，與王春枝等［16］研究結(jié)果相一致。由于土壤養(yǎng)分含量與果實礦質(zhì)元素含量的相關(guān)性較強［9］，即幼果黑心病發(fā)生和土壤營養(yǎng)狀況緊密相關(guān)。

合理施肥是影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)的重要因素，而且還能提高其土壤肥料和環(huán)境效益［17］。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，攀枝花黑心病芒果園土壤pH值在4.61～7.95之間，與同生態(tài)區(qū)云南華坪縣芒果園土壤pH值4.9～ 7.8相近［18］。土壤pH值影響果樹根系對營養(yǎng)成分的吸收和利用，適宜的土壤pH值可以避免作物多種營養(yǎng)元素的缺乏和毒害作用［19-20］，因此需要對43.75%病果園的土壤pH值進行調(diào)節(jié)，使其滿足芒果樹最適宜土壤pH值為5.5～7.0。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同幼果黑心病芒果園土壤養(yǎng)分豐缺度差異明顯，主要表現(xiàn)為有機質(zhì)嚴重偏低，交換性鎂和有效鐵含量偏高，50%以上病果園土壤養(yǎng)分中有效磷、交換性鎂、有效硫、有效鐵、有效銅、有效錳和有效硼含量超過其3倍臨界值，除交換性鎂和有效鐵外的其他土壤養(yǎng)分都存在低于其臨界值情況，可能是長期不合理施用肥料造成，而交換性鎂和有效鐵含量偏高現(xiàn)象有別于國內(nèi)其他芒果產(chǎn)區(qū)，可能與攀枝花地質(zhì)構(gòu)造和土壤發(fā)育形成有關(guān)。

果園土壤養(yǎng)分狀況、微生物及環(huán)境因子等與作物病害發(fā)生存在相關(guān)性［4-8］。本研究發(fā)現(xiàn)，幼果黑心病率與土壤pH值和土壤養(yǎng)分存在相關(guān)性，同時土壤pH值與土壤養(yǎng)分間存在相關(guān)性。其中，幼果黑心病率與土壤pH值和有效硼顯著負相關(guān)，而與土壤堿解氮和有機質(zhì)分別達顯著和極顯著正相關(guān)，結(jié)果與黑心、正常幼果之間礦質(zhì)養(yǎng)分含量差異吻合。幼果黑心病率與土壤交換性鈣、土壤交換性鈣含量/其他養(yǎng)分含量均呈負相關(guān)關(guān)系，且黑心病幼果鈣含量比正常果高，主要是幼果吸收礦質(zhì)元素鈣和鐵、硼之間存在著拮抗作用，黑心病幼果吸收鐵、硼含量減少促進了鈣含量吸收，與缺鈣誘發(fā)芒果“軟鼻病”［21］、果肉海綿組織［22］、果肉潰敗［23］等生理病害研究結(jié)果不一致。

通過逐步回歸分析，建立了土壤pH值、有機質(zhì)、交換性鎂以及有效硼與幼果黑心病率的最優(yōu)回歸方程，可用于預測攀枝花地區(qū)芒果園幼果黑心病發(fā)生情況。通徑分析結(jié)果表明，pH值、交換性鎂和有效硼對幼果黑心病率影響主要由其直接作用決定，有機質(zhì)對幼果黑心病率的影響主要由其直接作用和通過pH值間接作用決定，通徑分析更能準確地揭示自變量對因變量作用的實質(zhì)［24］。本研究認為，黑心病發(fā)生與土壤pH值和養(yǎng)分緊密相關(guān)，土壤pH值失衡影響了芒果樹體對部分土壤營養(yǎng)的吸收轉(zhuǎn)化，是否還受土壤水分、溫度等其他因素影響有待進一步研究，建議采取調(diào)節(jié)芒果園土壤的pH值、有機質(zhì)、交換性鎂和有效硼含量改良土壤和幼果期補施葉面肥，減輕幼果黑心病發(fā)生。