楊鈞惠，龔 洋，鄧 仟，陳思霖，鄧 斌

(湘南學(xué)院化學(xué)生物與環(huán)境工程學(xué)院，湖南 郴州 423000)

冰糖橙又名冰糖柑，是蕓香科柑橘屬常綠喬木，具有汁多肉脆、皮薄核少、質(zhì)香味濃、甜潤(rùn)可口等特點(diǎn)，同時(shí)冰糖橙的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)量高，深受種植戶喜愛(ài)[1]。冰糖橙在生長(zhǎng)過(guò)程中受到很多自然因素包括土壤、氣候、地形地貌、水文等的影響[2]。其中，土壤的理化性質(zhì)將直接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)的表現(xiàn)[3]。周國(guó)良于1988年發(fā)現(xiàn)冰糖橙的品質(zhì)、產(chǎn)量與土壤物理性狀有著密切的關(guān)系[4]。楊生權(quán)在對(duì)土壤和葉片養(yǎng)分狀況對(duì)柑橘產(chǎn)量和品質(zhì)的研究中發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)、有效氮、有效磷、有效鉀、交換性鈣含量對(duì)柑橘果實(shí)產(chǎn)量的影響顯著，而微量養(yǎng)分含量對(duì)柑橘果實(shí)產(chǎn)量的影響較小[5]。因此，評(píng)價(jià)冰糖橙果實(shí)的品質(zhì)主要從土壤大量養(yǎng)分含量方面來(lái)進(jìn)行。

永興縣位于湖南省東南部、郴州市北部，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，高溫多濕，雨量集中，嚴(yán)寒期短，無(wú)霜期長(zhǎng)，夏秋多旱，冬寒雪少[6]。因其獨(dú)特的自然氣候盛產(chǎn)永興冰糖橙，素有“冰糖橙之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。隨著冰糖橙產(chǎn)業(yè)的大力推廣和發(fā)展，果園基地在長(zhǎng)期生產(chǎn)利用過(guò)程中由于管理方式粗放、技術(shù)措施不當(dāng)?shù)瘸霈F(xiàn)果園退化、土壤肥力下降、果品品質(zhì)下降等一系列問(wèn)題。不僅如此，新果園生產(chǎn)基地因盲目擴(kuò)張，存在選址和建設(shè)不合理等現(xiàn)象，導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)下降，阻礙了永興縣冰糖橙產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本研究以永興縣冰糖橙種植基地的土壤狀況和冰糖橙品質(zhì)為研究對(duì)象，通過(guò)野外調(diào)查采樣和室內(nèi)分析的方法，分析冰糖橙種植基地土壤pH值、有機(jī)質(zhì)、全鉀、全氮、有效磷、速效鉀等含量特征，對(duì)種植果園中土壤特性做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。同時(shí)對(duì)不同種植果園中冰糖橙果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行相關(guān)比較，通過(guò)對(duì)冰糖橙園區(qū)土壤基本性質(zhì)和果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析，尋找影響冰糖橙品質(zhì)的關(guān)鍵因子，為高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的冰糖橙果園建設(shè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

硫酸ρ(H2SO4)=1.84 g/mL、硝酸ρ(HNO3)=1.51 g/mL、冰乙酸ρ(C2H4O2)=1.049 g/mL、磷酸二氫鉀(KH2PO4)優(yōu)級(jí)純、氫氧化鈉(NaOH)分析純、酒石酸銻鉀(KSbC4H4O7·1/2H2O)分析純、鉬酸銨((NH4)6Mo7O24·4H2O)分析純、抗壞血酸(分析純)、碘(I2)分析純、碘化鉀(KI)分析純、淀粉分析純、草酸(HOOCCOOH)分析純、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA)、2，4-二硝基酚(2，6-二硝基酚)、硫酸汞(HgSO4)分析純、重鉻酸鉀(K2Cr2O7)分析純、葡萄糖(C6H8O6)分析純、乙酸銨(CH3COONH4)、稀乙酸(CH3COOH)、氯化鉀(KCl)優(yōu)級(jí)純、碳酸氫鈉(NaHCO3)，恒溫往復(fù)振蕩器、自動(dòng)定氮儀(格丹納N210)、ICP-AES、紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(UVmini-1240)。

1.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1.2.1 土壤采樣

2018年12月于湖南省永興縣選擇黃泥鄉(xiāng)、上長(zhǎng)塘、下長(zhǎng)塘等3個(gè)地區(qū)作為采樣點(diǎn)，記錄采樣園區(qū)基礎(chǔ)信息(表1)。每個(gè)果園采用隨機(jī)采樣法選取三個(gè)點(diǎn)采20 cm以下的土樣，各分點(diǎn)均勻混合后按四分法分取約1 kg的新鮮土樣，多余部分棄去[7]。新鮮土樣于采樣袋裝好帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行自然風(fēng)干，去除碎石及樹(shù)根等雜物后研磨，分別過(guò)20目、60目，貯存于聚乙烯瓶中，備用。

表1 土壤采樣信息

1.2.2 果實(shí)采樣

冰糖橙果實(shí)樣品采集根據(jù)NY/T 789—2004的規(guī)定，采集整個(gè)果實(shí)，每個(gè)果園隨機(jī)選擇3株生長(zhǎng)基本一致的果樹(shù)進(jìn)行隨機(jī)抽樣采集，約20個(gè)冰糖橙果實(shí)，裝入樣品袋，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行果實(shí)品質(zhì)分析。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定

土壤有機(jī)質(zhì)含量依照國(guó)標(biāo)(HJ615—2011)重鉻酸鉀氧化-分光光度法測(cè)定；有效磷測(cè)定依照國(guó)標(biāo)(HJ704—2014)用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗分光光度法；速效鉀含量依照國(guó)標(biāo)(NY/T889—2004)用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)測(cè)定；全氮含量依照國(guó)標(biāo)(GB717—2014)用凱氏法測(cè)定；冰糖橙維生素C含量用碘量法進(jìn)行測(cè)定，具體方法參照嚴(yán)蘋[8]等的對(duì)維生素C測(cè)量的方法；果實(shí)用電子天平測(cè)量果實(shí)單果重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)分析采用Excel 2010、SPSS等軟件進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。對(duì)種植園中的土壤特性做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，探討土壤養(yǎng)分的豐缺程度，分析果園土壤特性和冰糖橙果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性，尋找影響冰糖橙果實(shí)品質(zhì)的主要因子。

2 結(jié)果分析

2.1 冰糖橙果實(shí)品質(zhì)

不同地區(qū)的冰糖橙果實(shí)品質(zhì)如圖1所示，不同采樣點(diǎn)在外在果實(shí)品質(zhì)方面存在一定的差異，冰糖橙單果質(zhì)量平均為146.1 g，其中s4采樣點(diǎn)果實(shí)質(zhì)量最重可達(dá)156.7 g，s2采樣點(diǎn)最低僅為142.7 g。果實(shí)縱徑同樣存在該趨勢(shì)，s4采樣點(diǎn)果實(shí)縱徑顯著高于s2采樣點(diǎn)。果實(shí)維生素C含量在37.3～47.8 mg/100 mL之間，平均為40.4 mg/100 mL，s2采樣點(diǎn)維生素C含量在各采樣點(diǎn)中含量最低，然而各采樣點(diǎn)總含糖量無(wú)顯著變化。結(jié)果表明各采樣點(diǎn)果實(shí)存在大小、生長(zhǎng)發(fā)育不均衡，從單果重方面看，果園s4果實(shí)品質(zhì)優(yōu)于其他果園；但從營(yíng)養(yǎng)成分方面看，果園s1果實(shí)品質(zhì)更佳。

圖1 各采樣點(diǎn)果實(shí)品質(zhì)

2.2 永興冰糖橙土壤現(xiàn)狀分析

對(duì)4個(gè)采樣點(diǎn)果園土壤養(yǎng)分指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2，4個(gè)采樣點(diǎn)冰糖橙果園土壤pH值在5.47～5.7之間，總體呈現(xiàn)弱酸性。有機(jī)質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示，4個(gè)采樣點(diǎn)有機(jī)質(zhì)平均含量在21.4～28.7 g/kg之間，其中s1采樣點(diǎn)有機(jī)質(zhì)含量最高，達(dá)28.7 g/kg，s2采樣點(diǎn)最低。土壤中全氮含量在各采樣點(diǎn)間差異較明顯，s4采樣點(diǎn)最高，s2最低。然而全鉀含量在s2采樣點(diǎn)中含量最高，平均為14.2 g/kg。有效磷含量的分布狀況與全氮類似，總體平均為24.2 mg/kg，s4點(diǎn)含量最高，s2點(diǎn)含量最低，分別為31.7 mg/kg和17.5 mg/kg。速效鉀含量平均在108.4～157.5 mg/kg之間，在s1采樣點(diǎn)含量最高，s2采樣點(diǎn)最低，分別為157.5 mg/kg和 108.4 mg/kg。

表2 各采樣點(diǎn)土壤養(yǎng)分狀況

2.3 土壤養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性

對(duì)土壤養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)(表3)，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮及有效磷與果實(shí)品質(zhì)有一定的相關(guān)性。其中，土壤有機(jī)質(zhì)與有效磷與果實(shí)重量呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.998和0.966。果實(shí)縱徑受有機(jī)質(zhì)與全氮的影響較顯著，相關(guān)系數(shù)分別為0.993和0.995。速效鉀與果實(shí)重量、縱徑、維生素C、總糖都出現(xiàn)一定的正相關(guān)性，但未出現(xiàn)顯著性差異。

表3 果實(shí)品質(zhì)與土壤養(yǎng)分相關(guān)性

3 討論

永興縣的特殊地理環(huán)境，特別是紅砂巖風(fēng)化物紅壤土非常有利于冰糖橙的種植，但有關(guān)永興冰糖橙果實(shí)品質(zhì)與土壤特性的研究相對(duì)較少。為了提高果實(shí)品質(zhì)，合理提供施肥建議，本研究以永興縣冰糖橙4個(gè)果園為研究對(duì)象，對(duì)果實(shí)品質(zhì)和土壤理化性質(zhì)進(jìn)行調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)4個(gè)采樣點(diǎn)的冰糖橙土壤樣本中有50%處于豐富狀態(tài)，50%處于正常含量，說(shuō)明整體上全氮的含量處于較豐富的水平。對(duì)土壤有效磷的含量進(jìn)行分析：土壤樣本中有25%處于豐富狀況、50%處于缺乏狀態(tài)、25%處于較為極度缺乏狀態(tài)，因此，整體的有效磷的含量處于較低的水平。對(duì)土壤速效鉀的含量分析：土壤樣本中25%處于較為缺乏狀況，75%處于極度缺乏狀況。由此可見(jiàn)，速效鉀含量整體處于很低的水平?？赡苁怯捎诠r(nóng)在實(shí)際生產(chǎn)中施用復(fù)合肥的同時(shí)，增加如尿素等氮素化肥的施用而忽視鉀肥的補(bǔ)充造成永興縣冰糖橙多數(shù)土壤缺鉀；亦可能是由于柑橘根系對(duì)鉀的吸收量較大并且迅速，導(dǎo)致土壤中速效鉀含量偏低[14]。根據(jù)永興縣冰糖橙果園土壤的養(yǎng)分狀況，土壤中有機(jī)質(zhì)含量很高，且遠(yuǎn)超一級(jí)水平，4個(gè)果園的有機(jī)質(zhì)含量差異較小。由此可見(jiàn)，永興縣冰糖橙土壤有機(jī)碳含量較豐富，處于很高水平。

4個(gè)采樣點(diǎn)果園土壤均為酸性紅壤，pH值呈弱酸性，這可能與當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶施肥方式有關(guān)。前人的研究發(fā)現(xiàn)pH值偏低會(huì)影響果樹(shù)根系養(yǎng)分的吸收利用，因此建議施加堿性肥料等方式改良酸性土壤。氮、磷、鉀是植物生長(zhǎng)過(guò)程中參與較多的3種營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)植物光合作用、呼吸作用、化合物的轉(zhuǎn)運(yùn)等具有重要的功能。植物對(duì)這三類營(yíng)養(yǎng)元素的吸收主要來(lái)源于土壤，土壤養(yǎng)分的狀況直接決定植物的品質(zhì)。土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的重要指標(biāo)，土壤有機(jī)質(zhì)含量除了決定土壤養(yǎng)分供給、作物品質(zhì)等方面，還可以明顯提高土壤中氮、磷及鉀等營(yíng)養(yǎng)元素的含量[15-17]。在本研究中發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)與冰糖橙果實(shí)縱徑與重量呈顯著正相關(guān)。土壤的養(yǎng)分狀況直接影響著冰糖橙果樹(shù)對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收，影響著果實(shí)的形成。研究表明，氮元素對(duì)果實(shí)產(chǎn)量有著很大的影響。氮元素充足時(shí)，果實(shí)根系和枝葉健壯，葉色呈濃綠色，花果形態(tài)正常，果實(shí)產(chǎn)量高，品質(zhì)穩(wěn)定。磷元素與氮的功能類似，磷在分生組織中豐富存在，生長(zhǎng)分裂較為旺盛的新根、新梢中常常聚積大量的磷，這表明果樹(shù)在生長(zhǎng)初期常常需要大量磷元素，因此在果樹(shù)種植初期要注重磷肥的施加。根據(jù)以往的研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)牧追侍砑訒?huì)提高座果率，同時(shí)降低果皮厚度和酸度，增加果實(shí)水分以及糖分的含量。鉀雖然不是有機(jī)體的組成成分，但土壤依舊是植物鉀元素的重要來(lái)源。在植株中，鉀通常以離子的形式存在，不僅能夠提高植物的保水能力，還能增加植物的抗旱和抗寒性。適當(dāng)對(duì)植物進(jìn)行供鉀，能夠促進(jìn)植株的枝梢生長(zhǎng)以及果實(shí)的增大。張自榮等在研究洪江市冰糖橙與土壤特性的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀與冰糖橙總糖含量、維生素C具有較好的正相關(guān)關(guān)系[18]。這與本研究結(jié)果類似，因此正確施肥，改善土壤與作物之間的關(guān)系，對(duì)于提高冰糖橙果實(shí)品質(zhì)具有重要的作用。