王貴 白娜 鄒宗峰 李元軍 慈志娟 劉笑宏 牟紅梅

摘要：通過(guò)研究萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系，分析影響萊陽(yáng)梨果實(shí)品質(zhì)的主要礦質(zhì)元素，為萊陽(yáng)梨園合理施肥和品質(zhì)提升提供一定理論依據(jù)。以山東省煙臺(tái)市12個(gè)萊陽(yáng)梨果園的成熟果實(shí)為樣品，應(yīng)用相關(guān)分析和通徑分析方法研究萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)之間的相關(guān)性和通徑系數(shù)。結(jié)果表明，不同果園萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素含量存在一定程度差異。相關(guān)性分析表明，N與可滴定酸顯著正相關(guān)，Ca與果實(shí)硬度呈顯著正相關(guān)，Mn與可溶性固形物呈顯著正相關(guān)。通徑分析表明，N對(duì)可滴定酸的通徑系數(shù)為0.655，Mn對(duì)可溶性固形物的通徑系數(shù)為0.606;K對(duì)固酸比直接通徑系數(shù)為0.815，達(dá)到顯著水平。萊陽(yáng)梨生產(chǎn)中合理協(xié)調(diào)好各種礦質(zhì)元素的比例可提高果實(shí)品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)萊陽(yáng)梨的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：萊陽(yáng)梨;果實(shí)品質(zhì);礦質(zhì)元素;通徑分析

中圖分類(lèi)號(hào)：S661.201 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）24-0178-06

收稿日期：2021-04-25

基金項(xiàng)目：山東省農(nóng)業(yè)良種工程項(xiàng)目（編號(hào)：2019LZGC008）。

作者簡(jiǎn)介：王 貴，男，碩士，農(nóng)藝師，主要從事作物育種、高效栽培研究。E-mail：woxinqiji@163.com。

通信作者：牟紅梅，女，碩士，農(nóng)藝師，主要從事果樹(shù)育種與高效栽培技術(shù)研究。E-mail：345414617@qq.com。

萊陽(yáng)梨（Pyrus brestschmeideriRehd）屬于薔薇科（Rosasceae）梨亞科（Pomoideae）梨屬（Pyrus）中白梨系統(tǒng)，果實(shí)中含有大量糖類(lèi)、有機(jī)酸、維生素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是煙臺(tái)地區(qū)“名、優(yōu)、特”水果之一。近年來(lái)，由于管理粗放，商品意識(shí)差等原因，其存在的問(wèn)題也逐漸凸顯，主要表現(xiàn)為果心大、品質(zhì)下降、果皮粗糙等，影響了萊陽(yáng)梨的果實(shí)品質(zhì)。果實(shí)品質(zhì)是決定市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要因素，礦質(zhì)元素的缺失或者過(guò)量都會(huì)影響果樹(shù)的生理代謝和果實(shí)品質(zhì)提升[1-6]。Neilsen研究發(fā)現(xiàn)，果實(shí)中含量充足的鉀元素（K）可提高果實(shí)糖含量及增加果實(shí)色澤[7]。張強(qiáng)等的研究表明，果實(shí)中氮（N）和磷（P）與果實(shí)硬度、可溶性固形物含量呈負(fù)相關(guān)，鉀（K）和鐵（Fe）與果實(shí)可溶性固形物含量呈正相關(guān)，N和鋅（Zn）與果實(shí)可滴定酸含量呈正相關(guān)[8]。徐慧等認(rèn)為N、K、Fe與果實(shí)硬度呈顯著負(fù)相關(guān)，銅（Cu）與可溶性固形物含量呈顯著負(fù)相關(guān)，而果實(shí)單果質(zhì)量與各礦質(zhì)元素間不存在顯著相關(guān)性[9]。礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)間的關(guān)系在蘋(píng)果[10]、甜柿[11]、柚子[12]、庫(kù)爾勒香梨[13-14]上均有報(bào)道，但果樹(shù)各品種品質(zhì)不同，所需礦質(zhì)元素的代謝效率不同，國(guó)內(nèi)關(guān)于萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系尚未報(bào)道。本研究通過(guò)采集萊陽(yáng)梨主產(chǎn)區(qū)的果實(shí)，利用相關(guān)性和通徑分析研究萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素含量與果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的關(guān)系，篩選出影響果實(shí)指標(biāo)的主要礦質(zhì)元素因子，明確影響萊陽(yáng)梨果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素，為萊陽(yáng)梨園合理施肥和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)及果實(shí)品質(zhì)提升提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2019年10月上旬果實(shí)成熟期，在山東省煙臺(tái)市選擇12個(gè)萊陽(yáng)梨生產(chǎn)園，樹(shù)齡20年左右的萊陽(yáng)梨樹(shù)。在果實(shí)成熟期，各采樣點(diǎn)隨機(jī)選取5株樹(shù)，隨機(jī)采果3個(gè)，帶回實(shí)驗(yàn)室待分析。

1.2 儀器與設(shè)備

電子分析天平;GY-1型硬度計(jì);手持糖度折光儀（Pocket Pal-1，Atago，Japan）;HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋;K-35凱氏定氮儀。

1.3 方法

采集的果實(shí)用自來(lái)水洗凈，再用去離子水沖洗2次，在通風(fēng)處陰干。果實(shí)N含量采用凱氏定氮法測(cè)定;P含量采用鉬鏑抗比色法測(cè)定;K含量采用火焰光度計(jì)法測(cè)定;Cu、Ca、Mg、Mn、Zn含量采用硝酸-高氯酸消解原子吸收分光光度法測(cè)定[15-17]。

果實(shí)單果質(zhì)量用電子天平稱(chēng)取;用電子數(shù)顯卡尺測(cè)量果實(shí)的縱徑和橫徑，縱徑和橫徑之比即為果形指數(shù)[18];果實(shí)去皮后用硬度計(jì)測(cè)定果實(shí)硬度?？扇苄怨绦挝锖坑檬殖譁y(cè)糖儀測(cè)定;用蒽酮比色法測(cè)可溶性糖含量[19];可滴定酸含量用酸堿滴定法測(cè)定[20]，固酸比用可溶性固形物含量與可滴定酸含量的比值表示;糖酸比用可溶性糖含量與可滴定酸含量的比值表示。各指標(biāo)重復(fù)3次，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

應(yīng)用Excel和SPSS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 萊陽(yáng)梨果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)和礦質(zhì)元素含量分析

由表1可知，不同萊陽(yáng)梨果園的果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)存在一定差異，其中，單果質(zhì)量變異系數(shù)最大（17.06%），可溶性固形物含量變異系數(shù)最?。?.76%）。由表2可知，不同果園萊陽(yáng)梨果實(shí)的礦質(zhì)元素含量差異較大，其中，Ca元素變異系數(shù)最大（69.82%），P元素變異系數(shù)最?。?.91%）。

2.2 萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)相關(guān)性

為研究萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)之間的關(guān)系。以N、K、P、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu和Zn為整體，單果質(zhì)量、果實(shí)硬度、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比和固酸比為整體，進(jìn)行相關(guān)性分析。由表3可知，萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)存在一定的相關(guān)性。不同礦質(zhì)元素對(duì)萊陽(yáng)梨果實(shí)品質(zhì)的影響不同。其中，果實(shí)可溶性固形物和N元素存在顯著負(fù)相關(guān)，Ca元素與果實(shí)硬度顯著正相關(guān)，F(xiàn)e元素和可溶性糖顯著正相關(guān)，Mg元素與糖酸比和固酸比顯著正相關(guān)。

2.3 萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的通徑分析

由于各礦質(zhì)元素間還有相互作用的關(guān)系，各礦質(zhì)元素與果實(shí)指標(biāo)相關(guān)程度的大小并不能完全代表其對(duì)果實(shí)品質(zhì)的作用大小，其相互作用的大小需要通過(guò)通徑分析來(lái)進(jìn)一步估算。通徑分析能更好地反映各相關(guān)指標(biāo)間的相互影響及每個(gè)指標(biāo)對(duì)果實(shí)品質(zhì)性狀的相對(duì)重要性，其絕對(duì)值的大小反映了各礦質(zhì)元素對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響大小[11]。

由表4可知，影響單果質(zhì)量的礦質(zhì)元素依次是：Mg（0.966）>Cu（-0.935）>Zn（0.797）>P（-0.69）>Ca（0.547）>Fe（0.246）>N（0.14）>K（-0.127）>Mn（-0.047）。其中，Mg為最大影響因子。萊陽(yáng)梨礦質(zhì)元素對(duì)單果質(zhì)量影響較大的礦質(zhì)元素為Mg、Cu和Zn。

由表5可知，各礦質(zhì)元素對(duì)硬直接貢獻(xiàn)大小的順序?yàn)椋篫n（-0.713）>Ca（0.69）>Mg（-0.47）>Mn（0.367）>Cu（0.316）>P（0.235）>N（0.23）>K（-0.059）>Fe（0.022）。其中，Zn、Mg和K對(duì)硬度的直接貢獻(xiàn)為負(fù)值，Ca、Mn和Cu對(duì)硬度的直接貢獻(xiàn)為正值。因此，對(duì)萊陽(yáng)梨果實(shí)硬度影響較大的為Zn和Ca。

由表6可知，對(duì)可溶性固形物有較大直接影響的礦質(zhì)元素有Mn（x7）、N（x1）、Fe（x6）、K（x2）和 Zn（x9）。各礦質(zhì)元素對(duì)可溶性固形物的直接通徑系數(shù)大小為：Mn（0.606）>N（-0.541）>Fe（-0.394）>K（0.393）>Mg（-0.388）>Zn（-0.372）>Cu（0.306）>Ca（-0.254）>P（-0.002）。Mn和K對(duì)可溶性固形物有顯著正效應(yīng)，N、Fe和Mg對(duì)可溶性固形物有負(fù)效應(yīng)。由此得出，對(duì)可溶性固形物影響較大的礦質(zhì)元素為Mn、N和Fe。協(xié)調(diào)好果實(shí)中Mn、N和Fe含量可以提高果實(shí)可溶性固形物含量。

由表7可知，對(duì)可溶性糖的主要影響因子有Cu（x8）、N（x1）、Fe（x6）和Mg（x5）。各礦質(zhì)元素對(duì)可溶性糖影響的大小順序?yàn)椋篊u（0.582）>N（-0.566）>Fe（-0.468）>Mg（-0.266）>Ca（-0.259）>Mn（0.239）>P（-0.178）>K（0.103）>Zn（-0.090）。其中，Cu、Mn和K對(duì)可溶性糖的影響為正值，N、Fe、Ca、P和Zn對(duì)可溶性糖的影響為負(fù)值， 表明對(duì)可溶性糖影響較大的因子為Cu、N和Fe。

由表8可知，對(duì)可滴定酸的主要影響因子有 K（x2）、N（x1）、Cu（x8）、Mg（x5）。各元素對(duì)萊陽(yáng)梨果實(shí)可滴定酸影響的大小順序?yàn)椋篕（-0.764）>N（0.655）>Cu（-0.635）>Ca（0.589）>Mg（0.501）>Fe（-0.412）>Zn（0.357）>P（0.051）>Mn（-0.045）。因此，果實(shí)中K、N和Cu的含量是調(diào)節(jié)果實(shí)中可滴定酸含量的關(guān)鍵。

由表9可知，對(duì)糖酸比的主要影響因子有 Cu（x8）、Ca（x4）、N（x1）、和Mg（x5）。各元素對(duì)糖酸比影響的大小順序?yàn)椋篊u（0.893）>Ca（-0.808）>N（-0.769）>K（0.745）>Mg（-0.544）>Zn（-0.352）>Fe（0.229）>P（-0.082）>Mn（0.007）。Cu為最大影響因子。其中，Cu、K、Fe、Mn對(duì)糖酸比的影響為正值，Ca、N、Mg、Zn和P對(duì)糖酸比的影響為負(fù)值。對(duì)糖酸比影響較大的因由表10可知，影響固酸比的主要因子有 K（x2）、Ca（x4）、Cu（x8）。各元素對(duì)固酸比影響的大小順序?yàn)镵（0.815）>Ca（-0.768）>Cu（0.725）>N（-0.694）>Mg（-0.560）>Zn（-0.446）>Fe（0.282）>Mn（0.140）>P（0.007）。說(shuō)明影響果實(shí)固酸比含量的主要礦質(zhì)因子為K、Ca和Cu。

3 討論

果實(shí)中礦質(zhì)元素含量不僅與栽培土壤的營(yíng)養(yǎng)狀況、肥力水平和吸收利用效率有關(guān)，而且在果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育、果實(shí)的形成及果實(shí)品質(zhì)調(diào)控等方面發(fā)揮著重要作用[21-22]。湯婷婷在分析梨主栽品種果實(shí)品質(zhì)與礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn)，果實(shí)中N、Ca、Mg、Mn含量與單果質(zhì)量呈極顯著負(fù)相關(guān)，可溶性固形物與N和K含量顯著正相關(guān)，與Cu含量負(fù)相關(guān)，可滴定酸含量與N、K、Ca、Mn含量顯著正相關(guān)[23]。本研究結(jié)果顯示，萊陽(yáng)梨果實(shí)中N元素與可滴定酸呈顯著正相關(guān)，Ca元素與果實(shí)硬度呈顯著正相關(guān)，Mn元素與可溶性固形物呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素含量對(duì)萊陽(yáng)梨果實(shí)品質(zhì)具有重要的影響。在研究云南保山“次郎”甜柿和陜西眉縣“陽(yáng)豐”甜柿果實(shí)品質(zhì)與果實(shí)礦質(zhì)元素的關(guān)系，得出單果質(zhì)量、果形指數(shù)、果實(shí)硬度存在顯著差異，果實(shí)中N和P元素含量及變異程度也不同[24]。果實(shí)礦質(zhì)元素與品質(zhì)間的具體關(guān)系，生產(chǎn)中會(huì)因品種與栽培區(qū)域的不同而異，揭示萊陽(yáng)梨果實(shí)品質(zhì)與果實(shí)礦質(zhì)元素間的關(guān)系，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本試驗(yàn)結(jié)果與前期結(jié)果不盡相同，可能是由于相關(guān)分析時(shí)只考慮了單個(gè)元素對(duì)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的影響，元素間相互作用不能充分體現(xiàn)，也可能是因果樹(shù)種類(lèi)、品種、土壤質(zhì)地和栽培管理技術(shù)等不同效應(yīng)所致。

本研究數(shù)據(jù)顯示，煙臺(tái)地區(qū)不同萊陽(yáng)梨果園果實(shí)品質(zhì)和果實(shí)礦質(zhì)元素含量存在一定差異。果實(shí)中P和Mn元素變異系數(shù)較小，Ca和Zn元素變異系數(shù)較大，果實(shí)可溶性固形物、可溶性糖變異系數(shù)較小，單果質(zhì)量變異系數(shù)較大，這可能是土壤質(zhì)地、施肥水平和栽培管理技術(shù)等不同而導(dǎo)致的。

在生物學(xué)研究中，通徑分析主要用來(lái)研究植物遺傳育種及栽培等方面多變量各性狀間的相關(guān)性。通徑分析是標(biāo)準(zhǔn)化變量的多元線(xiàn)性回歸分析，通過(guò)通徑分析可以將因變量與自變量的相關(guān)影響分解為直接影響（直接通徑系數(shù)）和間接影響（間接通徑系數(shù)），不僅能明確各自變量對(duì)因變量直接作用的方向與大小，還能明確兩兩相關(guān)自變量共同對(duì)因變量作用的方向與大小[25]。分析了解果實(shí)元素間存在的關(guān)系，在果樹(shù)養(yǎng)分管理中可根據(jù)這些關(guān)系，科學(xué)施肥，調(diào)控養(yǎng)分的平衡。本研究結(jié)果表明，萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素對(duì)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)影響結(jié)果不同。通過(guò)直接通徑系數(shù)得出，對(duì)單果質(zhì)量影響的順序?yàn)椋篗g>Cu>Zn>P>Ca>Fe>N>K>Mn;對(duì)硬度影響順序依次為：Zn>Ca>Mg>Mn>Cu>P>N>K>Fe;對(duì)可溶性固形物的影響順序?yàn)椋篗n>N>Fe>K>Mg>Zn>Cu（0.306）;對(duì)可溶性糖影響的順序依次為：Cu>N>Fe>Mg;對(duì)可滴定酸影響的大小順序?yàn)椋篕>N>Cu>Ca>Mg;對(duì)糖酸比影響的大小順序?yàn)椋篊u>Ca>N>K>Mg;對(duì)固酸比影響的大小順序?yàn)椋篕>Ca>Cu>N>Mg。本研究對(duì)煙臺(tái)地區(qū)萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)間的關(guān)系進(jìn)行了研究分析，進(jìn)一步驗(yàn)證豐富了萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素與品質(zhì)間的關(guān)系研究，為煙臺(tái)地區(qū)萊陽(yáng)梨園精準(zhǔn)施肥提供了參考。

4 結(jié)論

本研究以煙臺(tái)12個(gè)果園萊陽(yáng)梨為材料，開(kāi)展萊陽(yáng)梨果實(shí)礦質(zhì)元素與品質(zhì)指標(biāo)間的關(guān)系研究。結(jié)果表明，萊陽(yáng)梨果實(shí)N、Mg、Fe、K元素與果實(shí)品質(zhì)密切相關(guān)，在萊陽(yáng)梨生產(chǎn)中通過(guò)增施Mg、Fe、K、Mn肥，同時(shí)協(xié)調(diào)好各種營(yíng)養(yǎng)元素的施肥比例，可以提高萊陽(yáng)梨果實(shí)品質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)萊陽(yáng)梨的優(yōu)質(zhì)高效栽培。

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