劉潔云， 牟海飛， 田青蘭， 黃偉華， 吳艷艷， 張英俊， 彭嘉宇

(1.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所，廣西南寧 530007；2.廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所，廣西南寧 530007)

香蕉(Musaspp.)屬于芭蕉科芭蕉屬，是多年生大型草本果樹(shù)。我國(guó)是香蕉的主產(chǎn)地之一，香蕉的種植主要分布在廣西壯族自治區(qū)、云南省、廣東省、海南省、福建省、臺(tái)灣省等地。香蕉是全球十大主食之一，果肉中富含碳水化合物、維生素、鉀等營(yíng)養(yǎng)成分，具有多種生理功能[1]。香蕉果肉還含有豐富的維生素C、檸檬酸、蘋(píng)果酸、β-胡蘿卜素等，具有一定的保健功能[2]。除了果實(shí)，香蕉的莖葉也具有利用價(jià)值，可制成青貯飼料[3]，也可通過(guò)500 ℃厭氧處理制成生物炭用于蕉園培肥和防控香蕉枯萎病[4]。香蕉產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要的支撐作用。

礦質(zhì)元素?zé)o論是大量元素還是微量元素，對(duì)香蕉的生理代謝、植株和果實(shí)生長(zhǎng)都起著非常重要的作用，影響香蕉的產(chǎn)量和品質(zhì)[5-6]。葉片是果樹(shù)對(duì)土壤中礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)反映最敏感的器官，葉片中的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)狀況基本能反映果樹(shù)對(duì)土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的吸收利用情況[7]。因此可通過(guò)葉片的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)診斷果樹(shù)營(yíng)養(yǎng)狀況，進(jìn)而指導(dǎo)施肥。葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與果樹(shù)植株生長(zhǎng)、果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系在枇杷[8]、石榴[9]、橙[10]等果樹(shù)上已有報(bào)道，但香蕉上尚未見(jiàn)有相關(guān)研究。香蕉植株抽蕾后就不再抽生新的葉片，因此研究營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期葉片中礦質(zhì)元素含量對(duì)植株生長(zhǎng)及果實(shí)發(fā)育的影響具有重要意義。本試驗(yàn)通過(guò)定期檢測(cè)香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期葉片中氮(N)、磷(P)、鉀(K)、鈣(Ca)、鎂(Mg)元素含量以及葉片SPAD值、MDA(丙二醛)含量，研究葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與香蕉植株生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的相關(guān)關(guān)系，以期為香蕉園科學(xué)施肥和優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以抗枯萎病香蕉品種南天黃為材料。2018年10月12日選取長(zhǎng)勢(shì)一致的香蕉苗種植于廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院建科學(xué)研究基地，共種植40株，株距 200 cm、行距300 cm，常規(guī)管理，每株香蕉果穗留7梳果。

1.2 試驗(yàn)方法

2019年5月6日，在香蕉植株進(jìn)入營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)旺盛期后選擇生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致的12株進(jìn)行觀測(cè)。檢測(cè)新抽生的第3張完全展開(kāi)葉的N、P、K、Ca、Mg含量，以及SPAD值、MDA含量，每隔30 d采樣1次，直至2019年10月香蕉植株進(jìn)入抽蕾期后停止觀測(cè)。在抽蕾期測(cè)量植株株高、基莖圍。香蕉果實(shí)達(dá)到7成熟時(shí)采收，稱單株產(chǎn)量、單果質(zhì)量，每串果穗取第3梳果實(shí)統(tǒng)一催熟，檢測(cè)果肉中蛋白質(zhì)含量、維生素C含量、可溶性糖含量、總酸含量。

株高、基莖圍、單株產(chǎn)量、單果質(zhì)量采用黃秉智等的方法[11]測(cè)量。葉片SPAD值用SPAD-502葉綠素計(jì)檢測(cè)，MDA含量采用郝建軍等的方法[12]檢測(cè)。葉片礦質(zhì)元素、果實(shí)品質(zhì)委托廣西益普檢測(cè)技術(shù)有限公司參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)，N含量參照LY/T 1269—1999《森林植物與森林枯枝落葉層全氮的測(cè)定》測(cè)定，P含量參照NY/T 2421—2013《植株全磷含量測(cè)定 鉬銻抗比色法》測(cè)定，K含量參照NY/T 2420—2013《植株全鉀含量測(cè)定 火焰光度計(jì)法》測(cè)定，Ca、Mg含量參照LY/T 1270—1999《森林植物與森林枯枝落葉層全硅、鐵、鋁、鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫、錳、銅、鋅的測(cè)定》測(cè)定，蛋白質(zhì)含量參照GB 5009.5—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》測(cè)定，維生素C含量參照GB 5009.86—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中抗壞血酸的測(cè)定》測(cè)定，可溶性糖含量參照NY/T 2742—2015《水果及制品可溶性糖的測(cè)定3,5-二硝基水楊酸比色法》檢測(cè)，總酸含量參照SB/T 10203—1994《果汁通用試驗(yàn)方法》檢測(cè)。

2 結(jié)果與分析

2.1 香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期葉片中N、P、K含量的變化

由圖1可知，香蕉葉片中N、P、K含量在5月至10月間整體呈下降趨勢(shì)。N含量5月最高，為42.31 g/kg，極顯著高于其他月份；8月至9月下降平緩，差異不顯著；10月最低，為23.84 g/kg，比5月低43.65%。P含量呈直線下降趨勢(shì)，5月最高，為2.52 g/kg；10月最低，為1.72 g/kg，比5月低31.75%。K含量6月最高，為41.00 g/kg，極顯著高于5月及其他月份；8月至9月下降平緩，差異不顯著；10月最低，為29.71 g/kg，比6月低27.54%。由此可知，香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)程中，新抽生葉片中的N、P、K含量減少，進(jìn)入抽蕾期時(shí)最低。

2.2 香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期葉片中Ca、Mg含量的變化

由圖2可知，香蕉葉片中Ca、Mg含量在5—10月間呈先下降后上升的趨勢(shì)，Ca含量的變化幅度大于Mg。Ca含量5—8月呈下降趨勢(shì)，8月至10月呈上升趨勢(shì)；5月最高，為8.43 g/kg，極顯著高于其他月份；7月與8月Ca含量差異不顯著，8月最低，為3.53 g/kg，比5月低58.13%；10月Ca含量為 7.67 g/kg，僅低于5月，極顯著高于其他月份。Mg含量5月至8月呈下降趨勢(shì)，8月至10月呈上升趨勢(shì)；5月最高，為2.31 g/kg，極顯著高于其他月份；8月與9月Mg含量差異不顯著，8月最低，為 1.64 g/kg，比5月低29.00%；10月與6月Mg含量差異不顯著，10月含量為1.89 g/kg。由此可知，香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期新抽成葉片中Ca、Mg含量先減少，在接近抽蕾期含量增加。

2.3 香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期葉片SPAD值、MDA含量的變化

由圖3可以看出，5—10月間，香蕉葉片SPAD值總體呈下降的趨勢(shì)，MDA含量呈上升趨勢(shì)。SPAD值5月與6月差異不顯著，6月最高，為59.23；9月最低，為49.40，極顯著低于5—7月，比6月低16.60%。葉片中MDA含量5月最低，為 16.59 nmol/kg，極顯著低于其他月份；8—10月差異不顯著，其中8月最高，為24.49 nmol/kg，比5月高47.62%。由此可知，香蕉在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期新抽生的葉片SPAD值下降， MDA含量增加， 葉片有明顯的衰老趨勢(shì)。

2.4 香蕉植株生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)

由表1可知，香蕉植株平均株高為257.25 cm，平均基莖圍為85.75 cm，平均單株產(chǎn)量為20.39 kg/株，平均單果質(zhì)量為145.55 g。果實(shí)平均蛋白質(zhì)含量為1.17%，平均維生素C含量為11.88 mg/100 g，平均可溶性糖含量為18.20%，平均總酸含量為0.27%。不同植株間指標(biāo)差異較小。

表1 香蕉植株生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)表現(xiàn)

2.5 香蕉葉片中礦質(zhì)元素間的相關(guān)性分析

香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期葉片中礦質(zhì)元素間的相關(guān)性分析結(jié)果見(jiàn)表2。N與P、K、Ca、Mg均呈極顯著正相關(guān)。P與K、Mg呈極顯著正相關(guān)，與Ca呈顯著正相關(guān)。K與Ca相關(guān)性不顯著，與Mg呈極顯著正相關(guān)。Ca與Mg呈極顯著正相關(guān)。由此可見(jiàn)，N、P、K元素間存在增效作用，N、P與Ca元素，以及N、P、K與Mg元素間存在增效作用。

表2 香蕉葉片中礦質(zhì)元素的相關(guān)性分析結(jié)果

2.6 香蕉葉片中礦質(zhì)元素含量與植株生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量的相關(guān)性分析

由表3可知，5月6日，葉片中K與株高呈極顯著正相關(guān)。6月6日，N與基莖圍呈極顯著正相關(guān)；Ca與基莖圍、單株產(chǎn)量、單果質(zhì)量呈顯著正相關(guān)；Mg與單果質(zhì)量呈顯著正相關(guān)。7月6日，N與基莖圍呈極顯著正相關(guān)。9月6日，P與單果質(zhì)量呈顯著正相關(guān)；K與單株產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)。由此可知，香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段葉片中的礦質(zhì)元素對(duì)株高、基莖圍、單株產(chǎn)量、單果質(zhì)量均存在影響。

表3 香蕉葉片中礦質(zhì)元素含量與植株生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量的相關(guān)性分析結(jié)果

2.7 香蕉葉片中礦質(zhì)元素含量與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析

由表4可知，6月6日，葉片中N、K、Ca與維生素C含量呈極顯著正相關(guān)。8月6日，K與維生素C含量呈顯著正相關(guān)。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)各時(shí)期葉片中礦質(zhì)元素與果實(shí)中蛋白質(zhì)含量、可溶性糖含量、總酸含量相關(guān)性不顯著。由此可見(jiàn)，香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段葉片中礦質(zhì)元素主要對(duì)果實(shí)中維生素C含量產(chǎn)生影響。

表4 香蕉葉片中礦質(zhì)元素含量與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析結(jié)果

3 討論與結(jié)論

香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段新抽生的葉片中礦質(zhì)元素含量呈現(xiàn)一定的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。N、P、K含量總體呈下降趨勢(shì)，在植株進(jìn)入抽蕾期時(shí)含量最低。這除了與土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)有關(guān)，也可能是由于N、P、K元素屬于可移動(dòng)元素，能從較老的器官轉(zhuǎn)移至幼嫩器官和生長(zhǎng)部位[13]。香蕉植株進(jìn)去抽蕾期后，N、P、K元素主要用于供給花蕾生長(zhǎng)。葉片中Ca、Mg含量呈先下降后上升的趨勢(shì)，其中Ca含量變化幅度較大。楊苞梅等研究結(jié)果表明，葉片中N、P、K含量呈下降趨勢(shì)[14]，變化規(guī)律與本試驗(yàn)一致，Ca、Mg 為上升趨勢(shì)，與本試驗(yàn)存在差異。Ca、Mg元素是果樹(shù)營(yíng)養(yǎng)中不可或缺的中量元素，對(duì)植株的生長(zhǎng)發(fā)育以及生理生化特性都具有重要作用。Ca不僅有助于細(xì)胞胞間層的形成，還可促進(jìn)光合產(chǎn)物的運(yùn)輸、提高植物抗逆性。Mg可提高果樹(shù)葉綠素含量，促進(jìn)光合作用，延緩植株衰老。本試驗(yàn)中，香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)中期，葉片中Ca、Mg含量顯著降低，在生產(chǎn)上應(yīng)注意及時(shí)補(bǔ)充鈣肥、鎂肥，保證植株生長(zhǎng)需求。香蕉葉片中SPAD值呈下降趨勢(shì)，MDA含量呈上升趨勢(shì)，說(shuō)明葉片在生長(zhǎng)過(guò)程中逐漸衰老。保持葉片活力對(duì)香蕉后期產(chǎn)量和品質(zhì)的形成具有重要作用。

香蕉葉片中礦質(zhì)元素間的相關(guān)性分析結(jié)果表明，除K與Ca間的相關(guān)性不顯著，其他均呈顯著或極顯著正相關(guān)。尤其是N、P、K之間，存在極顯著的增效作用。馮立娟等研究表明，石榴發(fā)育期葉片主要礦質(zhì)元素間的相關(guān)性表明，N、P、K元素間存在不同程度的正相關(guān)，但N、P 與Ca存在顯著的負(fù)相關(guān)，Mg與N、P、K 存在負(fù)相關(guān)，但差異不顯著[15]。冀愛(ài)青等研究表明，早熟核桃葉片中，N、P、K元素間存在增效作用，而Ca、Mg與N、P、K這3種元素間均存在不同程度的拮抗作用[16]。研究結(jié)果間的差異可能與果樹(shù)自身的生理特性及所處的生長(zhǎng)階段有關(guān)。

香蕉營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段葉片中礦質(zhì)元素的含量對(duì)植株生長(zhǎng)、果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)均存在一定程度的影響，且影響的時(shí)期存在差異。礦質(zhì)元素對(duì)株高和基莖圍的影響主要集中在5—7月，K對(duì)株高存在增效作用，N、Ca對(duì)基莖圍存在增效作用。礦質(zhì)元素對(duì)產(chǎn)量的影響主要集中在6月和9月，Ca對(duì)單株產(chǎn)量和單果質(zhì)量均存在增效作用，K對(duì)單株產(chǎn)量存在增效作用，P、Mg對(duì)單果質(zhì)量存在增效作用。礦質(zhì)元素對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響主要集中在6月和8月，N、K、Ca對(duì)果實(shí)中維生素C含量存在一定的增效作用。已有研究表明，N、P、K、Ca、Mg營(yíng)養(yǎng)的施用對(duì)香蕉植株生長(zhǎng)及果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)均具有較大影響[17-18]。生產(chǎn)上可通過(guò)掌握礦質(zhì)元素對(duì)植株影響較大的關(guān)鍵時(shí)期，科學(xué)施肥以達(dá)到香蕉優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)高效的目的。