劉樹奎,李冬梅,譚 鉞,李 玲,高東升
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 泰安271018
肥城桃是山東省肥城市的名優(yōu)特產(chǎn)水果,具有非常悠久的歷史,因其果實(shí)肥大,外形美觀,香氣濃郁,汁多味甘等優(yōu)點(diǎn)而享有“群桃之冠”的美譽(yù)[1],一直是肥城市農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱,具有非常高的開發(fā)利用效益[2]。但近幾十年來,由于品種混雜,不選優(yōu)提純[3]、施肥不當(dāng),營養(yǎng)失衡[4]、成熟期雨水過多等多種原因,造成可溶性固形物含量下降、風(fēng)味變淡等,致使商品品質(zhì)下降,社會(huì)反映不良,固有聲譽(yù)受損。以往的研究雖對影響肥城桃品質(zhì)的因素進(jìn)行了分析,但還不夠詳盡。本文調(diào)查、測定及分析了肥城市肥桃主產(chǎn)區(qū)的地形、土質(zhì)和土壤營養(yǎng)狀況,并以白里肥桃為試材,測定了肥城桃內(nèi)外品質(zhì)指標(biāo),研究了土壤及地形狀況對肥城桃品質(zhì)的影響,為肥城桃的科學(xué)栽培及管理提供了一定的理論依據(jù)。
1.1 材料
試驗(yàn)于2011.7~2012.3進(jìn)行。依據(jù)肥城市肥桃高產(chǎn)區(qū)內(nèi)的主要土壤類型及肥城桃主要產(chǎn)區(qū)分布特點(diǎn),沿肥城市西南至東北方向依次選擇了尹家溝村、營里村、西尚里村、沙窩村、老城園藝場、玉皇山園藝場、五里垢村7個(gè)具有代表性采樣點(diǎn),2011年7月中旬,集中進(jìn)行了土樣采集。2011年9月2日,在上述7個(gè)采樣點(diǎn)分別采集樣果,品種為“白里”,樹齡21年生。每個(gè)采樣點(diǎn)隨機(jī)選取5棵長勢一致的果樹,分別在每棵樹的不同方位隨機(jī)采摘6個(gè)成熟果實(shí),均分成為兩份,常溫帶回實(shí)驗(yàn)室,4 ℃和-80 ℃冰箱各存一份待測。土壤和果實(shí)采集及預(yù)處理方法均參考鮑士旦[5]的方法。
1.2 方法
1.2.1 土壤營養(yǎng)指標(biāo)測定 手持式PH-033(ATO)型PH計(jì)法測定pH;重鉻酸鉀容量法-稀釋熱法測定有機(jī)質(zhì)含量[5];堿解氮、速效磷和速效鉀分別采用堿解擴(kuò)散法[5]、0.5 mol/LNaHCO3法[5]和1 mol/L NH4OAc—火焰光度法[5]測定;交換性鈣和鎂的測定采用1 mol/L乙酸銨交換-原子吸收分光光度法[5,6]。
1.2.2果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)測定 外在品質(zhì)指標(biāo):游標(biāo)卡尺測量果實(shí)橫縱徑[5];手持式GY-3型硬度計(jì)測定果實(shí)硬度;果形指數(shù);果實(shí)密度;排水法測定果實(shí)體積;電子天平稱量單果重。內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo):蒽酮比色法[7]測定可溶性總糖和淀粉;可滴定酸含量采用0.1 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定法測定[7];糖酸比;可溶性固形物以手持糖度計(jì)測定;維生素C含量采用2,6-二氯靛酚滴定法測定[7];可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測定[7];糖組分的測定參考劉金豹等的方法[8-9]。
數(shù)據(jù)處理采用 Microsoft excel 2003和DPS v7.05軟件進(jìn)行。
2.1各采樣點(diǎn)地形、土質(zhì)等水文地質(zhì)狀況調(diào)查及土壤營養(yǎng)指標(biāo)測定
不同的肥城桃種植區(qū)其地形、土質(zhì)等水文地質(zhì)狀況和土壤養(yǎng)分狀況均有明顯的不同。表1顯示,尹家溝村、營里村、西尚里村、玉皇山園藝場這4個(gè)采樣點(diǎn)水文地質(zhì)狀況相似,屬于梯田或者階地等地勢相對較高的地貌類型(在全文統(tǒng)一稱作:地形A);沙窩村、老城園藝場和五里垢村這3個(gè)采樣點(diǎn)屬于傾斜或微傾斜平地(在全文統(tǒng)一稱作:地形B)。
由表2數(shù)據(jù)可以看出,隨著土層的加深,各采樣點(diǎn)的土壤營養(yǎng)成分含量均呈逐漸下降趨勢。綜合堿解N、速效P、速效K、有機(jī)質(zhì)、交換性Ca和Mg幾個(gè)營養(yǎng)指標(biāo)來看,尹家溝村和西尚里村的土壤營養(yǎng)成分含量最高,營里村和五里垢村次之,其他幾個(gè)采樣點(diǎn)較低且彼此間差別不明顯,可見地形B的土壤營養(yǎng)成分含量并不低于地形A的土壤營養(yǎng)成分含量。地形A的平均土壤pH=7.35,地形B的平均土壤pH=6.75,各采樣點(diǎn)的土壤pH變幅在6.12~7.5之間,大多呈中性或微堿性。Mg/K的變幅在0.96~2.99之間,Ca/Mg變幅在12.5~25.29。
表3為根據(jù)全國第二次土壤普查土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)得出的各采樣點(diǎn)的土壤養(yǎng)分分級情況,結(jié)合表2中肥城桃不同栽培區(qū)土壤營養(yǎng)成分含量可以看出,各采樣點(diǎn)堿解氮含量大多處于第3~4級水平,含量較豐富;速效磷含量大多處于第2級水平,含量非常豐富;速效鉀含量大多處于第2~3級水平,在第1和第4級水平上也有分布,故含量也很豐富;有機(jī)質(zhì)含量大多處于第4和第5級水平,含量不足。
表1 肥城桃不同栽培區(qū)水文地質(zhì)狀況
表2肥城桃不同栽培區(qū)土壤營養(yǎng)成分含量及PH
表3 各取樣點(diǎn)土壤養(yǎng)分分級表
2.2 地形對‘白里’肥桃品質(zhì)的影響
表4為各采樣點(diǎn)所采肥桃的外部品質(zhì)指標(biāo)。可以看到,地形A(尹家溝村、營里村、西尚里村、玉皇山園藝場)與地形B上所產(chǎn)果實(shí)的橫徑、縱經(jīng)及密度均無顯著差異,地形A的平均單果重、體積分別是地形B的平均單果重、體積的90.82﹪、88.51﹪,差異均顯著。但地形A的平均果形指數(shù)和硬度分別是地形B的平均果形指數(shù)和硬度的1.06倍、1.22倍,差異均顯著。因此地形A上的肥城桃外觀更加的圓潤,但其果實(shí)硬度比地形B的果實(shí)硬度大。另據(jù)觀察,雖然地形B上生產(chǎn)的肥桃果個(gè)更大,但是綜合果形指數(shù)、著色和果面光潔度等指標(biāo)來看,地形A上所生產(chǎn)的肥城桃外觀品質(zhì)更加優(yōu)秀。
表4 地形對‘白里’肥桃外觀品質(zhì)的影響
注:a,b分別表示P=0.05水平條件下的顯著差異;A,B分別表示P=0.01水平條件下的顯著差異,下同。
Note: The a ,b show significant difference in LSD(P=0.05);while the A,B show significant difference in LSD(P=0.01).The same as follows.
表5為不同栽培區(qū)肥桃內(nèi)在品質(zhì)數(shù)據(jù)??梢缘贸?,地形A上的4個(gè)采樣點(diǎn)所生產(chǎn)的肥城桃其可溶性總糖、可溶性蛋白、可溶性固形物、維生素C、蔗糖、果糖分別是地形B果實(shí)對應(yīng)營養(yǎng)指標(biāo)的1.09倍、1.09倍、1.13倍、1.41倍、1.35倍、1.46倍,均呈顯著性差異,而可滴定酸含量(0.21%)、淀粉(0.05%)、葡萄糖(0.98%)則分別小于地形B上所生產(chǎn)的肥城桃的可滴定酸含量(0.25%)、淀粉(0.10%)、葡萄糖(1.00%),可見,地形A更有利于肥城桃的品質(zhì)提高。
表5 地形對‘白里’肥桃內(nèi)在品質(zhì)的影響
2.3土壤養(yǎng)分狀況對‘白里’肥桃品質(zhì)的影響
由于桃樹屬于淺根系植物[10],故本文對0~20 cm內(nèi)的土壤營養(yǎng)指標(biāo)與果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行了相關(guān)性分析。分析結(jié)果表明:堿解氮與維生素C的相關(guān)系數(shù)為0.78*,相關(guān)性顯著,與其他品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性不顯著。速效磷與可溶性總糖、可溶性蛋白、可溶性固形物、蔗糖、葡萄糖、果糖均呈正相關(guān),但相關(guān)性均不顯著,與可滴定酸、淀粉、維生素C呈負(fù)相關(guān),相關(guān)性均不顯著。速效鉀與維生素C的相關(guān)性顯著而與其他指標(biāo)的相關(guān)性不顯著。有機(jī)質(zhì)與可溶性總糖、可溶性蛋白、可溶性固形物、維生素C、蔗糖、葡萄糖呈正相關(guān),但相關(guān)性均不顯著,與可滴定酸、淀粉、果糖呈負(fù)相關(guān),相關(guān)性均不顯著。交換性Ca與維生素C呈極顯著性正相關(guān),與可溶性固形物、蔗糖的正相關(guān)性呈顯著水平,與果實(shí)中的可滴定酸、淀粉、果糖呈負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.73*、-0.81*、-0.84**,相關(guān)性呈顯著或極顯著水平。交換性Mg與維生素C呈極顯著正相關(guān),其作用效果受堿解氮、速效鉀及交換性Ca影響。
表6土壤營養(yǎng)與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析
注:以上縮寫分別代表(Note: The above abbreviations mean):Tss: Total soluble sugar;Ta: Titrable acidity; Am: Amylum; Sp: Soluble protein; Ss:Soluble solid; Suc: Sucrose; Glu: Glucose; Fru: Fructose; AhN: Alkaline hydrolysis N; A-P: Available phosphorous; A-K:Available K; Om: Organic matter; CCa: Commutativity Ca; CMg: Commutativity Mg.
3.1地形對肥城桃果實(shí)品質(zhì)的影響
肥城位于魯中南的低山丘陵地帶,東北方向地勢高于西南方向地勢,共包括低山、丘陵、平原、澇洼四種地貌類型[11],而肥桃主要栽培在低山丘陵下部的切割階地、緩坡地、山谷梯田和傾斜平地上,海拔一般在200 m以下。其土壤類型主要是發(fā)育在石灰?guī)r和黃土狀母質(zhì)上的褐土和淋溶褐土[12]。本試驗(yàn)中,尹家溝村、營里村、西尚里村、玉皇山園藝場屬于梯田或者階地等地勢相對較高的地貌類型,土質(zhì)砂粘適中,不易形成澇害[13]。其背風(fēng)向陽,光照充足,晝夜溫差大且小氣候良好,不僅減少了土壤水分流失,還增加了果樹凈光合產(chǎn)物的積累量。這類地貌形態(tài)的土壤通透性較好,符合肥城桃好氣性強(qiáng)以及不耐澇的特點(diǎn),從而有利于樹體生長和果實(shí)內(nèi)外品質(zhì)的提高[14,15]。沙窩村、老城園藝場和五里垢村這3個(gè)采樣點(diǎn)屬于傾斜或微傾斜平地,此類土壤地下水位較高、地勢較低容易形成積水、土壤類型不佳、土壤通氣性差,局部小氣候不能很好滿足肥城桃的生長需求。本試驗(yàn)結(jié)果表明,相較于地形B來說,雖然地形A的平均單果重、體積只有地形B的平均單果重、體積的90.82﹪、88.51﹪,但可溶性總糖含量升高,總酸含量下降,糖酸比升高,可溶性蛋白、可溶性固形物、維生素C、蔗糖、果糖等品質(zhì)指標(biāo)的含量升高,且提高了蔗糖/果糖的相對比值,而且果實(shí)果面更加光潔、著色更好,綜合品質(zhì)高于地勢B所產(chǎn)肥桃的品質(zhì)。由此可見,栽培肥桃最好選擇地勢稍高、背風(fēng)向陽、光照充足、土壤通透性好、晝夜溫差大、排水良好的地形[14,16]。
3.2土壤營養(yǎng)對肥城桃果實(shí)品質(zhì)的影響
由于上層土壤施肥較多、土壤耕翻不及時(shí)、養(yǎng)分隨水分向地下淋溶等原因,上層土壤的養(yǎng)分含量通常大于下層土壤的養(yǎng)分含量[17],故出現(xiàn)了土壤養(yǎng)分含量0~20 cm>20~40 cm>40~60 cm的現(xiàn)象;由7個(gè)采樣點(diǎn)的土壤養(yǎng)分分級狀況可以看出,其N、P、K含量處于中上水平,較為豐富,但其有機(jī)質(zhì)含量大多處于第4~5級水平,含量不足,這與肥桃生產(chǎn)中化肥施用較多而有機(jī)肥施用不足密切相關(guān)。多項(xiàng)研究表明,有機(jī)質(zhì)不僅含有植物所必須的多種營養(yǎng)物質(zhì),提高土壤微生物的活動(dòng)[18,19],還可以改善土壤的理化性質(zhì),提高土壤肥力[20],并最終提高肥城桃的產(chǎn)量和內(nèi)外品質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果也表明,土壤有機(jī)質(zhì)、N、P、K、交換性Ca、交換性Mg含量與肥桃的可溶性總糖、可溶性蛋白、可溶性固形物、蔗糖、葡萄糖等呈正相關(guān),而與可滴定酸、淀粉等呈負(fù)相關(guān)。由此可以看出,當(dāng)前肥城桃的品質(zhì)下降,有機(jī)質(zhì)含量不足肯定是其中重要原因之一,而提高土壤有機(jī)質(zhì)及N、P、K、Ca、Mg等元素的含量將在一定范圍之內(nèi)提高肥桃的各品質(zhì)指標(biāo)。另有研究表明,Ca、Mg等元素的含量及相對比值在肥城桃的生產(chǎn)中亦有非常重要的作用,含量不足或者過多都會(huì)引起肥城桃花芽分化減少、裂果、風(fēng)味物質(zhì)含量減少等產(chǎn)量下降或者品質(zhì)變劣的現(xiàn)象。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明土壤Ca、Mg含量與肥桃維生素C的含量呈極顯著正相關(guān),因此提高土壤有效Ca、Mg含量可顯著提高肥桃維生素C含量。據(jù)劉光棟、楊力等人研究證明:鎂鉀肥之間存在著復(fù)雜的交互作用,鎂鉀肥以合理的配比一起施用,可促進(jìn)花芽分化和生長,但單獨(dú)過量施用鎂肥會(huì)給肥城桃生長帶來不利影響[4];另外,鎂鉀等養(yǎng)分供應(yīng)不足也可導(dǎo)致各類果品的裂果及風(fēng)味下降[21,22]。鈣的不足或比例失調(diào),易引起肥城桃內(nèi)外品質(zhì)變劣和落果[23]。據(jù)報(bào)道,一般作物需求土壤交換性 Ca/Mg臨界值為6.5,過大則易導(dǎo)致缺鎂[24],鎂肥施用與鈣肥吸收上具有拮抗作用[23]。美國農(nóng)化服務(wù)公司推薦的Ca/Mg平衡范圍是1.2~6.2[25]。但本試驗(yàn)中土壤Ca/Mg變幅在12.5~25.29,極顯著超過了1.2~6.2的推薦范圍,這說明存在代換性陽離子不平衡所導(dǎo)致的缺鎂的可能性[4]。在高含鎂地塊上施用鎂肥仍然有效果這可能與該果園多年施用磷肥有關(guān),因?yàn)橥寥乐羞B續(xù)多年大量施用磷肥可降低土壤溶液中鎂的活度[26]。地形與土壤營養(yǎng)對果實(shí)品質(zhì)影響的機(jī)理還有待進(jìn)行更深一步的研究。
4.1 地形A(梯田或階地:尹家溝村、營里村、西尚里村、玉皇山園藝場)具有地勢稍高、背風(fēng)向陽、光照充足、土壤通透性好、晝夜溫差大、排水良好等特點(diǎn)。因此,地形A比地形B(傾斜或微傾斜平地:沙窩村、老城園藝場、五里垢村)更有利于肥城桃的生產(chǎn)。
4.2 肥城市肥桃主產(chǎn)區(qū)內(nèi),土壤N、P、K等元素含量充足,但有機(jī)質(zhì)含量不足。
4.3 在一定范圍內(nèi),土壤營養(yǎng)與肥桃品質(zhì)呈正相關(guān)。各元素的合理搭配更有利于肥城桃的品質(zhì)提高,其中提高土壤的Ca、Mg含量能顯著提高肥桃中維生素C的含量。
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