朱永聰，羅東林，王 偉，白翠華，周昌敏，姚麗賢

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東 廣州 510642）

植物體內(nèi)鉀、鈣、鎂交互作用普遍存在。在荔枝［1］、龍眼［2-3］、香蕉［4］、葡萄［5］、甘蔗［6］、玉米［7］、油菜［8］和烤煙［9］等作物上都有報(bào)道。植物鉀、鎂、鈣的交互作用包括拮抗作用和協(xié)同作用［10］。不同比例的鉀、鎂、鈣養(yǎng)分，既可促進(jìn)也可抑制這3種及其他離子的吸收，三者只有在比例合適的條件下才有利于促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量及改善品質(zhì)［5，10-11］。前人研究發(fā)現(xiàn)，供鎂有助于烤煙K/（Ca+Mg）的提高，能提升煙葉品質(zhì)，相反，缺鎂時(shí)K/（Ca+Mg）值較低，煙葉品質(zhì)不良［9，12］。適宜的鉀、鈣、鎂水平能顯著促進(jìn)厚皮甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育，提高單果重量和品質(zhì)［13］。蘋果苦痘病的發(fā)生與K/（Ca+Mg）值有關(guān)，適宜的鉀、鈣、鎂水平能降低發(fā)病率，提高果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量［14-15］。鉀是植物代謝最重要的營(yíng)養(yǎng)元素之一，在果樹生長(zhǎng)、果實(shí)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成、抗逆性及抗病性等方面均有良好的作用［16-18］。鈣是果樹生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，具有多種生理功能，作為細(xì)胞內(nèi)的第二信使參與果樹生長(zhǎng)代謝的多種生理過(guò)程，對(duì)維持細(xì)胞正常的生命活動(dòng)具有重要作用，并從多方面影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)的品質(zhì)形成［19-20］。鎂作為光合作用的必要元素，參與植物體內(nèi)葉綠素的生物合成，減少果樹對(duì)土壤重金屬的吸收從而降低重金屬對(duì)果樹的不利影響，是保障樹體營(yíng)養(yǎng)及安全和果實(shí)品質(zhì)極其重要的營(yíng)養(yǎng)元素［18，21］。因此，作物鉀、鈣、鎂營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的診斷及3種養(yǎng)分的平衡合理施用，對(duì)果樹生長(zhǎng)非常重要。

荔枝和龍眼是我國(guó)重要的熱帶、亞熱帶水果，是華南地區(qū)農(nóng)業(yè)的重要組成及農(nóng)民主要收入來(lái)源之一。我國(guó)雖然是世界上荔枝和龍眼生產(chǎn)量和栽培面積最大的國(guó)家［22-23］，但兩種水果的單產(chǎn)卻與其他一些國(guó)家的單產(chǎn)存在一定差距［24-25］。樹體營(yíng)養(yǎng)是荔枝、龍眼開花和坐果的物質(zhì)基礎(chǔ)，在很大程度上決定了果樹產(chǎn)量潛力及果實(shí)品質(zhì)。在木本果樹上進(jìn)行葉片營(yíng)養(yǎng)診斷，已被證明是進(jìn)行果樹養(yǎng)分管理的有力支持手段。妃子笑是我國(guó)最廣泛種植的荔枝品種，儲(chǔ)良是華南主要的優(yōu)質(zhì)龍眼品種之一。本研究前期已經(jīng)建立了華南妃子笑和儲(chǔ)良葉片大、中、微量元素的診斷標(biāo)準(zhǔn)［26-27］，但是未涉及兩種果樹葉片鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)的診斷標(biāo)準(zhǔn)，而僅利用葉片鉀、鈣、鎂含量診斷標(biāo)準(zhǔn)對(duì)荔枝、龍眼葉片營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行診斷，則難以判斷鉀、鈣、鎂養(yǎng)分狀況是否平衡。不同生育期荔枝、龍眼對(duì)鉀、鈣、鎂養(yǎng)分的需求和累積存在較大差別［28-29］。近年來(lái)筆者觀察到在荔枝果實(shí)膨大期一次性大量施鉀抑制了果皮的鈣營(yíng)養(yǎng)吸收而加劇裂果（未發(fā)表資料），過(guò)量鉀營(yíng)養(yǎng)還可能抑制果實(shí)鈣、鎂累積而導(dǎo)致果實(shí)一系列異常癥狀［30-32］。因此，十分必要補(bǔ)充建立荔枝、龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)的診斷標(biāo)準(zhǔn)。

目前國(guó)際上缺乏荔枝、龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用的診斷標(biāo)準(zhǔn)，由于充足范圍法不僅可獲得葉片各種養(yǎng)分診斷指標(biāo)，而且診斷指標(biāo)具有年際變異小的優(yōu)點(diǎn)［26-27］。因此，本研究繼續(xù)采用該法對(duì)荔枝、龍眼高產(chǎn)群體的葉片鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)的診斷值進(jìn)行研究，建立兩種果樹不同生育期葉片鉀、鈣、鎂交互作用的診斷標(biāo)準(zhǔn)體系，為荔枝、龍眼的平衡施肥、營(yíng)養(yǎng)調(diào)控和品質(zhì)提升提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 供試果園情況

2016～2017年 在 廣 東（7個(gè)）、廣 西（7個(gè)）、海南（6個(gè)）、云南（1個(gè)）、福建（1個(gè)）荔枝主產(chǎn)區(qū)選擇22個(gè)管理相對(duì)較好且產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定的成年妃子笑果園進(jìn)行研究。上述果園地處19°21′～25°19′ N，109°32′～117°27′ E。每個(gè)果園選擇約10株樹體大小接近、樹冠相對(duì)獨(dú)立完整的試驗(yàn)樹，共193株。試驗(yàn)樹樹齡為10～20年，種植密度為270～630株/hm2。

2017～2019年在廣東茂名（5個(gè)）、廣西北海（2個(gè)）和玉林（1個(gè)）選擇管理相對(duì)較好且產(chǎn)量相對(duì)穩(wěn)定的8個(gè)儲(chǔ)良龍眼園進(jìn)行研究。果園位置在21°35′～22°15′N，109°13′～110°57′ E。每個(gè)果園選擇約10株樹體大小接近、樹冠相對(duì)獨(dú)立完整的試驗(yàn)樹，共82株。試驗(yàn)樹樹齡為20～25年，種植密度為75～270株/hm2。

1.2 葉片樣本采集及果實(shí)產(chǎn)量記錄

2016年在妃子笑果實(shí)膨大期（4月中旬到5月中旬）和末次梢老熟期（10月中旬到11月下旬）分別采集193株掛果樹的葉片樣本，2017年在妃子笑果實(shí)膨大期（4月下旬到5月下旬）采集其中159株掛果樹的葉片樣本，每株樹采集不同方位枝條的第二復(fù)葉第二小葉，合計(jì)30～40片葉片作為1株樹的樣本。

分別在2017年龍眼末次梢老熟期（2017年12月中旬至2018年1月上旬）和2018年果實(shí)膨大期（5月中旬至6月上旬）采集82株掛果樹的葉片樣本。另外，在2018年龍眼末次梢老熟期（11月下旬至12月中旬）及2019年果實(shí)膨大期（5月中旬至6月中旬）采集葉片樣本。由于受氣候原因影響較大，2019年僅有52株樹掛果，因此，這兩個(gè)時(shí)期的樣本僅保留掛果樹的葉片樣本。龍眼葉片樣本采集方法與荔枝相同。

試驗(yàn)期間，在每年荔枝、龍眼果實(shí)成熟期，收獲每株采樣樹的全部果實(shí)，并記錄每株樹準(zhǔn)確的果實(shí)產(chǎn)量。

1.3 葉片樣本處理與測(cè)試

葉片樣本帶回實(shí)驗(yàn)室經(jīng)洗滌、烘干、制樣后，用HNO3-HClO4消解，并用ICP-OES（710-ES，VARIAN，USA）測(cè)定鉀、鈣、鎂的含量。用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW07603）控制測(cè)試質(zhì)量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2011整理。用SPSS 25.0對(duì)不同年份、不同時(shí)期荔枝、龍眼葉片鉀、鈣、鎂含量比例進(jìn)行t檢驗(yàn)（*、**和***分別表示在0.05、0.01和0.001水平差異顯著）或非參數(shù)檢驗(yàn)（P＜0.05）。根據(jù)羅東林等［26］、朱永聰?shù)龋?7］對(duì)荔枝和龍眼葉片營(yíng)養(yǎng)診斷指標(biāo)建立的方法，繼續(xù)采用同樣的高產(chǎn)群體及選用充足范圍法，建立兩種果樹不同生育期的鉀、鈣、鎂交互作用診斷指標(biāo)。充足范圍法的計(jì)算方法詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)［26-27］。

2 結(jié)果與分析

2.1 荔枝、龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)狀況

研究期間荔枝和龍眼不同年份產(chǎn)量、葉片養(yǎng)分含量狀況和高產(chǎn)群體的劃分詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)［26-27］，在本文不再贅述。

從荔枝和龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)來(lái)看，同一生育期不同試驗(yàn)樹葉片K/Ca、K/Mg、K/（Ca+Mg）和Ca/Mg均差異較大，最低值與最高值相差數(shù)倍甚至20多倍，變異系數(shù)為23.8%～76.2%（表1，表2），這說(shuō)明荔枝、龍眼樹體鉀、鈣、鎂營(yíng)養(yǎng)不平衡狀況普遍存在。而且，兩種果樹均為果實(shí)膨大期的變異明顯大于末次梢老熟期的變異，這可能與荔枝、龍眼果實(shí)發(fā)育階段需要的鉀、鈣、鎂營(yíng)養(yǎng)較多有關(guān)。

表1 2016～2017年荔枝葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)狀況

表2 2017～2019年龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)狀況

2.2 荔枝、龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)在不同年份及生育期的比較

對(duì)荔枝不同時(shí)期葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)進(jìn)行比較，總體樣本（全部試驗(yàn)樹）兩年果實(shí)膨大期除葉片K/Mg差異顯著（P＜0.05）外，其他指標(biāo)在年份間的差異均未達(dá)顯著水平（表3）。將2016年末次梢老熟期與2017年果實(shí)膨大期進(jìn)行比較，所有鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)均存在極顯著差異（P＜0.001）。進(jìn)一步對(duì)荔枝高產(chǎn)群體不同時(shí)期葉片指標(biāo)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩年果實(shí)膨大期所有指標(biāo)均差異不大，但2016年末次梢老熟期與2017年果實(shí)膨大期葉片指標(biāo)間仍然存在極顯著差異（P＜0.001）。同時(shí)，高產(chǎn)群體兩年果實(shí)膨大期指標(biāo)間的差異或同一生長(zhǎng)周期不同生育期指標(biāo)間的差異均明顯低于總體樣本的差異。

表3 2016～2017年荔枝葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)比較

表4顯示，龍眼總體樣本中，兩年末次梢老熟期葉片鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)之間的差異極顯著（P＜0.001），而兩年果實(shí)膨大期之間的差異均不顯著。對(duì)同一生長(zhǎng)周期的兩個(gè)生育期進(jìn)行比較，即2017年末次梢老熟期與2018年果實(shí)膨大期及2018年末次梢老熟期與2019年果實(shí)膨大期相比，所有指標(biāo)均存在極顯著差異（P＜0.001）。對(duì)于高產(chǎn)群體，除2017和2018年末次梢老熟期葉片Ca/Mg的差異顯著外，其他指標(biāo)的差異均未達(dá)顯著水平。但是，兩個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)的末次梢老熟期和果實(shí)膨大期所有指標(biāo)間的差異均達(dá)到極顯著水平（P＜0.001）。

表4 2016～2017年龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)比較

綜合荔枝、龍眼總體樣本和高產(chǎn)樣本不同指標(biāo)的比較，發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)群體葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)在不同年份同一生育期的變異均較小且均明顯低于總體樣本的變異，但不同生育期間指標(biāo)的差異仍然達(dá)到顯著水平，這意味著高產(chǎn)群體即使在不同年份的同一生育期仍具有穩(wěn)定的葉片鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)特征，可以建立穩(wěn)定的診斷標(biāo)準(zhǔn)；但對(duì)不同生育期，上述指標(biāo)需要有不同的診斷標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 荔枝、龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)診斷標(biāo)準(zhǔn)的建立

利用充足范圍法對(duì)荔枝、龍眼高產(chǎn)群體葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)的診斷值進(jìn)行計(jì)算，獲得兩種果樹的診斷指標(biāo)，具體見(jiàn)表5和表6。荔枝和龍眼不同年份的同一生育期的部分診斷指標(biāo)范圍較為接近，部分指標(biāo)范圍相互包含甚至基本相同，同樣具有年份變異小的優(yōu)點(diǎn)。這對(duì)大小年結(jié)果現(xiàn)象普遍的荔枝和龍眼而言，穩(wěn)定的診斷指標(biāo)具有特別重要的實(shí)用價(jià)值。

表5 2016～2017年荔枝葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)的診斷值

表6 2017～2019年龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)的診斷值

基于以上分析，分別計(jì)算荔枝、龍眼高產(chǎn)群體的兩年末次梢老熟期和果實(shí)膨大期葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)的各級(jí)診斷值的平均值，作為兩個(gè)生育期的診斷標(biāo)準(zhǔn)，從而建立荔枝和龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)的診斷體系（表7，表8）。對(duì)荔枝、龍眼兩個(gè)生育期的診斷值分別進(jìn)行粗略比較，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)生育期各個(gè)指標(biāo)都存在明顯差別，兩種果樹均表現(xiàn)為末次梢老熟期K/Ca、K/Mg和K/（Ca+Mg）的各級(jí)診斷值明顯高于果實(shí)膨大期，而其Ca/Mg的各級(jí)診斷值則明顯低于果實(shí)膨大期。這種差異再次證實(shí)不同生育期應(yīng)選取不同的診斷標(biāo)準(zhǔn)。

表7 荔枝葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)診斷標(biāo)準(zhǔn)

表8 龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)診斷標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)論

華南荔枝、龍眼葉片中鉀、鈣、鎂交互作用指標(biāo)在不同年份的同一生育期、同一生長(zhǎng)周期的不同生育期差異均很大。利用充足范圍法，在荔枝每種養(yǎng)分含量處于適宜范圍的基礎(chǔ)上，確定荔枝 末 次 梢 老 熟 期K/Ca、K/Mg、K/（Ca+Mg）和Ca/Mg的適宜范圍分別為3.1～4.2、4.1～4.9、1.8～2.2和1.15～1.54，果實(shí)膨大期的適宜范圍分別為0.51～0.92、1.63～2.81、0.40～0.73和2.62～3.66。在龍眼每種養(yǎng)分含量處于適宜范圍的基礎(chǔ)上，末次梢老熟期的適宜范圍分別為1.55～2.06、8.9～10.2、1.32～1.69和5.1～6.2；果實(shí)膨大期的適宜范圍分別為0.46～0.61、5.3～7.5、0.42～0.56和11.1～12.8。