摘 要:【目的】裂果和落果是經(jīng)濟(jì)林果樹栽培中高度關(guān)注且尤為嚴(yán)重的問題。本研究以生長(zhǎng)正常油茶、裂果油茶和落果油茶為試材,測(cè)定葉片、果皮和土壤中的礦質(zhì)元素含量,分析礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)對(duì)油茶果實(shí)發(fā)育的影響,為油茶科學(xué)施肥提供理論依據(jù)?!痉椒ā恳圆杉牧压吐涔麨樵囼?yàn)材料,分別用原子吸收光譜、鉬銻抗比色法及凱氏定氮法測(cè)定果皮礦質(zhì)元素含量,用索氏提取法測(cè)定種子含油率,分析R8 油茶各器官礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)間的相關(guān)性以及正常果、落果與裂果各指標(biāo)間的顯著性,明確礦質(zhì)元素對(duì)果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育及含油率的影響。【結(jié)果】小坑林場(chǎng)土壤pH 為5.1,有機(jī)質(zhì)含量為27.715 g·kg-1;R8 油茶裂果和落果中部分大量元素和微量元素含量低于對(duì)照果。其中氮、銅、鈣、鋅、鐵、錳含量變化與落果和裂果有直接關(guān)系,落果和裂果的發(fā)生可能與磷和硼元素含量有關(guān),而鎂元素豐富度不是落果和裂果的限制因子?!窘Y(jié)論】小坑林場(chǎng)在油茶的施肥管理中可以適當(dāng)減少氮、錳和硼肥的施用,增施鉀、磷、鐵、鋅和鈣、鎂肥,結(jié)合整形修剪、水分管理等措施以減少裂果和落果的發(fā)生,實(shí)現(xiàn)油茶的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。
關(guān)鍵詞:油茶;裂果;落果;礦質(zhì)元素;含油率
中圖分類號(hào):S608 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1003—8981(2023)04—0170—13
油茶Camellia oleifera 屬山茶科Thdaceae 山茶屬Camellia 植物,是我國(guó)重要的油料作物之一,與油橄欖Oleaeuropaea L.、油棕ElaeisguineensisJacq.、椰子Cocosnucifera L. 并稱為世界四大木本油料植物[1]。油茶籽榨出的茶油具有較高的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值,被譽(yù)為“東方橄欖油”,富含人體必需的多種微量元素,不飽和脂肪酸含量在90% 以上,在所有植物油中冠居首位[2]。近年來,廣東省油茶發(fā)展迅猛,種植面積也在逐漸增加,目前全省油茶栽培規(guī)模達(dá)到1.733×105 hm2[3]。2020 年廣東出臺(tái)了《加快油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實(shí)施意見》和《促進(jìn)林業(yè)一二三產(chǎn)業(yè)融合創(chuàng)新發(fā)展的指導(dǎo)意見》等相關(guān)意見政策,全面謀劃油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展,強(qiáng)化龍頭企業(yè)示范帶動(dòng)能力,采取協(xié)議、契約等形式與農(nóng)戶建立緊密的利益聯(lián)結(jié)機(jī)制,帶動(dòng)農(nóng)民脫貧增收。但油茶生產(chǎn)栽培中出現(xiàn)的問題也不容忽視,前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)各個(gè)油茶產(chǎn)區(qū)落果和裂果現(xiàn)象十分嚴(yán)重,給林農(nóng)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。油茶裂果常發(fā)生在果實(shí)快速膨大期(8—9 月),由于環(huán)境因素、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和果實(shí)發(fā)育平衡導(dǎo)致油茶果皮裂開,種仁掉落在地,嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)收益[4]。油茶落果主要發(fā)生在幼果期(3 月至5 月上旬)以及落果期(7 月上旬至9 月底),主要是受到養(yǎng)分供應(yīng)失調(diào)或者外界溫度的驟降的影響[5]。目前,有關(guān)落果、裂果的研究多集中在果樹上,主要從品種差異[6]、解剖結(jié)構(gòu)[7]、理化性質(zhì)[8] 等方面進(jìn)行研究,但其機(jī)理暫不明確。且在荔枝[9]、柑橘[10] 等果樹上認(rèn)為礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)與裂果、落果存在密切聯(lián)系,學(xué)界在油茶礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)對(duì)油茶果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的影響方面的研究較少,針對(duì)裂果和落果問題還沒有有效的措施。有學(xué)者在油茶的不同落果發(fā)生時(shí)期,發(fā)現(xiàn)其葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量有明顯不同[11],以及在不同微量元素處理下,油茶落果及含油率也有一定的影響[12],對(duì)油茶的合理施肥均具有很好的參考價(jià)值,因此對(duì)油茶果皮中礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行測(cè)定分析,探討油茶裂果和落果中礦質(zhì)元素含量與種子含油率的關(guān)系,通過科學(xué)施肥減少油茶裂果和落果的發(fā)生,具有重要的理論和實(shí)踐意義。
R8 油茶屬于‘贛州油’系列,是贛州市林業(yè)科學(xué)研究所自主選育品種,均為霜降籽,主要特點(diǎn)是:樹冠開張,分枝均勻,自然著果率高,果大、皮薄,出籽含油率高,大小年不明顯,抗病性強(qiáng)[13]。韶關(guān)市小坑林場(chǎng)于2010 年從贛州引入R8 油茶,生長(zhǎng)發(fā)育良好,產(chǎn)果量穩(wěn)定,但也存在著裂果和落果現(xiàn)象。關(guān)于‘贛州油’系列的研究報(bào)道較少,只在不同優(yōu)良無性系光合特性、果實(shí)性狀及油脂成分差異[14] 方面有報(bào)道,而關(guān)于礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)對(duì)果實(shí)發(fā)育及落果、裂果的影響方面還尚未見研究。
本研究以韶關(guān)小坑林場(chǎng)的R8 油茶為研究試材,通過了解油茶果園礦質(zhì)元素的狀況,比較分析土壤、葉片、正常果、落果和裂果果皮中礦質(zhì)元素的含量及種子含油率,旨在為油茶合理施肥、有效調(diào)節(jié)樹體營(yíng)養(yǎng)狀況、減少油茶裂果和落果提供理論依據(jù),為油茶的精準(zhǔn)施肥提供參考。
1 試驗(yàn)材料和方法
1.1 試驗(yàn)區(qū)概況
試驗(yàn)區(qū)位于廣東省韶關(guān)市曲江區(qū)小坑鎮(zhèn)(24°41′ ~ 24°42′N,113°48′ ~ 113°50′E),屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均溫度18.8 ~ 21.6 ℃,年降水量400 ~ 2 400 mm,無霜期310 ~ 340 d,年均日照時(shí)數(shù)473 ~ 1 925 h,降水充沛,土壤類型主要為黏土和沙土,立地條件良好。
1.2 試驗(yàn)材料
供試材料為‘贛州油’系列R8 油茶。在5 月份挑選生長(zhǎng)發(fā)育良好、樹勢(shì)相對(duì)一致、無病蟲害且穩(wěn)產(chǎn)的油茶樹,采集對(duì)照果、裂果(樹體上近1 ~2 d 開裂的果子)、落果(樹體上近1 ~ 2 d 落在樹下的果)各20 個(gè);另外,在油茶園山頂、山腰、山腳3 處分別選取3 棵油茶樹,共9 株,每處樹體取3 個(gè)方向,每個(gè)方向取3 片葉子,每棵樹9 片葉,同一處的3 棵樹做混樣;同時(shí),在滴水線下取3 個(gè)不同方向的點(diǎn),挖至地表以下25 ~ 30 cm,取不同層面的土,同一棵樹下的土樣做混樣,共9 份土樣。
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 茶油含量測(cè)定
參照曾艷玲[15] 使用索式提取法測(cè)定。
1.3.2 礦質(zhì)元素的測(cè)定
將1.2 所述果、葉樣品帶回實(shí)驗(yàn)室烘干處理,105 ℃下殺青20 min,75 ℃下烘干至恒質(zhì)量。用粉碎機(jī)粉碎樣品,再分別用100 目和50 目的篩子過篩,3 次重復(fù)。每個(gè)樣品共測(cè)定10 種元素含量:用火焰法- 原子吸收分光光度法測(cè)量鉀(K)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐵(Fe)、鋅(Zn)、錳(Mn)、硼(B);用石墨爐法- 原子吸收分光光度法測(cè)量銅(Cu);用鉬銻抗比色法測(cè)量磷(P);用凱氏定氮法測(cè)量氮(N)[16-17]。
1.3.3 土壤養(yǎng)分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
參考全國(guó)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及廣東省土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo),詳見表1。
1.3.4 土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)方法
選取pH 值、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀、交換性鈣、交換性鎂、有效銅、有效鋅、有效鐵、有效錳、有效硼共15項(xiàng)土壤養(yǎng)分指標(biāo)作為土壤肥力質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
1)隸屬度函數(shù)的確定
常用的隸屬度函數(shù)有拋物線和S 型兩種,根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)與作物間效應(yīng)的關(guān)系可知,各指標(biāo)屬于拋物線型函數(shù),拋物線函數(shù)如下:
3)土壤肥力指標(biāo)隸屬度值的計(jì)算
根據(jù)加法法則,在相互交叉的同類指標(biāo)間采用加法合成求出土壤肥力的綜合性指標(biāo)IFI 值,計(jì)算公式為:IFI = ΣWi×Ni,式中Wi 和Ni 分別表示第i 種肥力指標(biāo)所對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)和其肥力指標(biāo)隸屬度值,IFI 值越高表明土壤肥力質(zhì)量越好[18]。
1.3.5 數(shù)據(jù)處理
使用Microsoft Excel 2010、SPSS 23.0、Origin2019 等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、統(tǒng)計(jì)和分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 土壤礦質(zhì)養(yǎng)分含量
小坑林場(chǎng)土壤pH 值范圍在5.020 ~ 5.220,平均值為5.100,變異系數(shù)為2.075%,樣本的分散程度小,均屬于低等水平。土壤有機(jī)質(zhì)含量范圍為24.928 ~ 27.054 g·kg-1,平均值為25.715 g·kg-1,變異系數(shù)為4.533%,樣本分散程度?。ū?)。土壤中全磷、全鉀、堿解氮、有效銅、有效錳和有效硼含量有不足(含低和極低)現(xiàn)象,分別為0.430 g·kg-1、6.520 g·kg-1、59.120 mg·kg-1、0.569 mg·kg-1、4.354 mg·kg-1、0.163 mg·kg-1,前3者的變異系數(shù)均很大;也有含量超標(biāo)(含高和很極高)元素,分別是有效磷、交換性鈣、有效鋅、有效鐵,分別為37.270 mg·kg-1、302.860 mg·kg-1、1.120 mg·kg-1、68.037 mg·kg-1, 其中交換性鈣的變異系數(shù)(65.200%)較大,樣本的分散程度大;有機(jī)質(zhì)、全氮、速效鉀、交換性鎂適量,分別為25.715 g·kg-1、1.084 g·kg-1、147.920 mg·kg-1、302.860 mg·kg-1,且變異系數(shù)較小,均在20% 左右。
圖1 為油茶R8 土壤肥力質(zhì)量指標(biāo)間相關(guān)性分析,其中呈顯著負(fù)相關(guān)的有土壤pH 與有效硼(-1.000),而土壤有效鋅與全磷(1.000)、交換性鎂與全磷(1.000)、堿解氮與有效錳(1.000)、交換性鈣與有效銅(1.000)和交換性鎂與有效鋅(1.000),均呈顯著正相關(guān)。
根據(jù)小坑林場(chǎng)油茶土壤的15 項(xiàng)指標(biāo),各個(gè)肥力單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重如表3 所示,表4 為各肥力單項(xiàng)指標(biāo)的隸屬度值。由權(quán)重系數(shù)和隸屬度值可知,小坑土壤肥力綜合指數(shù)為0.378,參照表5 的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),小坑林場(chǎng)土壤等級(jí)總體處于低等水平,從評(píng)價(jià)指標(biāo)中可看出,土壤質(zhì)量評(píng)定為低,屬于第6等級(jí)。
2.2 葉片礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量
R8 油茶葉片氮元素含量最高(達(dá)13.640 g·kg-1),其次為鈣、鉀、磷、鎂元素;微量元素中,葉片錳元素含量最高,銅含量最低。小坑林場(chǎng)葉片氮和磷元素均有不足現(xiàn)象,含量分別為13.640、0.883 g·kg-1,變異系數(shù)較小,均在1% 左右;葉片鉀、鈣、鎂和錳元素有超標(biāo)現(xiàn)象,元素含量分別達(dá)4.092 g·kg-1、9.308 g·kg-1、0.964 g·kg-1、705.263 mg·kg-1,變異系數(shù)小,樣本的分散程度??;而銅、鋅、鐵和硼元素不足,含量分別為4.014 mg·kg-1、9.387 mg·kg-1、43.229 mg·kg-1、34.349 mg·kg-1(表6)。
圖2 所示為油茶R8 土壤礦質(zhì)養(yǎng)分與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析,其中呈顯著負(fù)相關(guān)的有葉片全氮與土壤全氮(-1.000)、葉片全鉀與土壤堿解氮(-1.000)、葉片全鉀與土壤有效錳(-1.000)、葉片全鈣與土壤速效鉀(-1.000)、葉片全銅與土壤有效磷(-1.000)、葉片全銅與土壤交換性鈣(-1.000)、葉片全銅與土壤有效銅(-1.000);而葉片全硼與土壤全氮(1.000)顯著正相關(guān)。
2.3 油茶果實(shí)數(shù)量性狀
表7 為油茶果實(shí)數(shù)量性狀,正常果與落果和裂果無明顯差異。
圖3 為油茶R8 土壤肥力與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析,其中呈顯著性正相關(guān)的有土壤磷與果形指數(shù)(0.999)和有效錳與鮮果橫徑(1.000),而土壤鉀與鮮果質(zhì)量(-0.998)、鮮籽質(zhì)量(-0.999)、鮮果縱徑(-0.999)、速效鉀與鮮果橫徑(-0.997)和有效鐵與鮮果皮質(zhì)量(-0.999)、果皮厚度(-1.000)呈負(fù)相關(guān)。另外,交換性鎂與果形指數(shù)(1.000)、有效鋅與果形指數(shù)(1.000)呈顯著正相關(guān),而有效硼與鮮果質(zhì)量(-1.000)呈顯著負(fù)相關(guān)。
圖4 為R8 油茶葉片礦質(zhì)元素與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析,其中鈣元素與種子數(shù)(0.999)、鮮果橫徑(1.000)和鐵元素與鮮出籽率(0.997)呈顯著正相關(guān)。鎂元素與種子干質(zhì)量(1.000)呈極顯著正相關(guān),鋅元素與種子干質(zhì)量(-1.000)呈顯著負(fù)相關(guān)。
圖5 為油茶果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性,鮮籽質(zhì)量與鮮出籽率(0.998)、鮮果皮質(zhì)量與果皮厚度(1.000),鮮果縱徑與鮮出籽率(0.998)呈顯著正相關(guān);鮮籽質(zhì)量與鮮果縱徑(1.000)呈極顯著正相關(guān);種子數(shù)與鮮果橫徑(1.000)呈顯著正相關(guān);其他果實(shí)品質(zhì)間的相關(guān)性不顯著。
2.4 油茶果皮礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量分析
表8 所示為R8 油茶對(duì)照果實(shí)、落果和裂果果皮礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量的分析結(jié)果,反映了在不同狀態(tài)下油茶果皮不同礦質(zhì)元素含量的變化。通過對(duì)比,油茶果皮中礦質(zhì)元素變異系數(shù)較小,表明油茶果皮礦質(zhì)元素含量變化范圍相對(duì)較窄,即含量相對(duì)穩(wěn)定。但果皮中礦質(zhì)元素含量存在一定差異。在大量元素中,對(duì)照果鉀元素的含量最高,平均值達(dá)7.702 g·kg-1,其次為果皮氮(5.079 g·kg-1)、鈣(1.486 g·kg-1)、磷(0.416 g·kg-1)、鎂元素(0.276 g·kg-1);微量元素中,果皮錳元素(116.580 mg·kg-1)含量最高,銅元素(3.507 mg·kg-1)含量最低,各元素的變異系數(shù)均較低,硼元素的變異系數(shù)最高,為3.061%。
小坑林場(chǎng)R8 落果果皮礦質(zhì)元素含量均值表明,果皮礦質(zhì)元素含量存在一定差異,在大量元素中,落果鉀元素含量最高,平均值達(dá)7.651 g·kg-1,其次為果皮氮(3.732 g·kg-1)、鈣(1.252 g·kg-1)、磷(0.496 g·kg-1)、鎂元素(0.278 g·kg-1);微量元素中,果皮錳元素(79.386 mg·kg-1)含量最高,銅元素(3.071 mg·kg-1)含量最低,各變異系數(shù)均很低,最高變異系數(shù)為銅元素,達(dá)2.474%。
小坑林場(chǎng)R8 裂果果皮礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量均值表明,油茶果礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量存在一定的差異,大量元素中,果皮鉀元素含量最高,平均值達(dá)6.807 g·kg-1,其次為氮(4.577 g·kg-1)、鈣(1.238 g·kg-1)、磷(0.506 g·kg-1)、鎂(0.275 g·kg-1);微量元素中,果皮錳元素(67.581 mg·kg-1)含量最高,銅元素(2.956 mg·kg-1)最低;鈣元素的變異系數(shù)最高,為3.334%。
綜上,3 種狀態(tài)果皮中的礦質(zhì)元素整體變化趨勢(shì)一致,但每種礦質(zhì)元素含量有所差異,裂果和落果中部分大量元素和微量元素比對(duì)照果的含量低;只有磷元素、鎂元素、硼元素呈現(xiàn)不同的趨勢(shì),可能與油脂的互相轉(zhuǎn)化有關(guān)[19-21]。
圖6 為油茶正常果、落果與裂果果皮中礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)含量的比較分析,結(jié)果顯示正常果果皮中的氮、銅、鈣、鋅、鐵、錳含量顯著高于落果果皮和裂果果皮,說明這幾個(gè)元素含量變化對(duì)落果和裂果有直接影響;正常果皮中的磷含量明顯低于落果果皮和裂果果皮,而硼元素雖然含量顯著少于裂果,但是顯著高于落果,說明試驗(yàn)中落果和裂果與正常果皮中磷和硼的含量多少有關(guān),而鎂含量的多少可能不是落果和裂果的限制因子。
2.5 油茶果含油率測(cè)定
通過測(cè)定油茶籽含油率,結(jié)果顯示落果油茶的含油率(30.18%) > 正常油茶的含油率(27.46%)>裂果油茶的含油率(22.97%),裂果掉落之后進(jìn)行呼吸作用,消耗體內(nèi)物質(zhì),因而脂肪含量下降,含油率下降。
3 結(jié)論與討論
3.1 討 論
油茶是我國(guó)南方特有的油料樹種,茶油有“油王”的美譽(yù),不僅是易消化耐貯藏的優(yōu)質(zhì)食用植物油,而且能夠有效降血壓、軟化血管、護(hù)膚養(yǎng)顏、提高免疫力、抑制衰老等功效,已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域,成為國(guó)際市場(chǎng)上的新寵[22]。但在油茶的種植過程中受種植技術(shù)和外界環(huán)境的影響,落果和裂果現(xiàn)象頻發(fā),不僅降低油茶的產(chǎn)量,也制約了油茶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)極為不利。礦質(zhì)元素作為果實(shí)發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),含量雖低,卻不能缺少。在本研究中,N、K、Ca、Cu、Zn、Fe、Mn 這7 種礦質(zhì)元素的濃度均表現(xiàn)為正常果高于落果和裂果,表明充足的N、K、Ca、Cu、Zn、Fe、Mn 供給有利于油茶樹體的正常發(fā)育,進(jìn)一步推斷,在油茶開花前期對(duì)這7 種元素的科學(xué)配方施用可能是提高油茶產(chǎn)量的有效措施之一。
油茶中油脂的積累和氮、磷、鉀元素含量的變化有關(guān)系。氮元素含量低,能促進(jìn)油茶中油脂的積累,氮含量下降導(dǎo)致氮脅迫,將影響蛋白質(zhì)的合成,使淀粉等糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為脂類物質(zhì)[23]。本研究結(jié)果得出,落果果皮中氮元素的含量顯著低于正常果和裂果,而對(duì)應(yīng)的落果的含油率比正常果和裂果高。鉀元素是多種酶的活化因子,能促進(jìn)糖類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,油茶正常果果皮和落果果皮中的鉀元素顯著高于裂果,促進(jìn)了糖類物質(zhì)的運(yùn)輸并轉(zhuǎn)化為油脂[24]。有研究表明在臍橙幼果期施用鉀肥,也可以增加果皮厚度及其抗裂能力,減少采前裂果的產(chǎn)生量[25]。本試驗(yàn)正常果皮中鉀元素的含量高于裂果果皮,與前人研究報(bào)道的結(jié)果一致,說明油茶裂果與鉀元素含量密切相關(guān)。相關(guān)性分析結(jié)果顯示,土壤鉀元素還與鮮果質(zhì)量、鮮籽質(zhì)量、鮮果橫徑和鮮果縱徑密切相關(guān)呈顯著負(fù)相關(guān),落果果皮鉀元素與果形指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān);有關(guān)研究表明,鉀元素的攝入能促進(jìn)油茶果徑和果高的生長(zhǎng),增加果實(shí)中內(nèi)含物的含量[26],與本研究結(jié)果不一致;另外鉀元素含量在土壤和葉片分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中均為超標(biāo)現(xiàn)象,對(duì)油茶的生長(zhǎng)造成了一定的傷害。磷元素與脂肪代謝有關(guān),參與了油脂的合成,是脂肪合成中必不可少的元素,油茶落果果皮和裂果果皮中的磷元素含量顯著高于正常果果皮,油脂合成消耗了部分磷元素,同時(shí)施用磷肥可以改變脂肪酸組成及含量,從而影響油的品質(zhì)[27]。相關(guān)性分析結(jié)果顯示,土壤磷元素與果形指數(shù)呈顯著正相關(guān),說明施用磷肥能促進(jìn)油茶果的生長(zhǎng)。因此韶關(guān)小坑林場(chǎng)在油茶管理過程中有必要均衡施用氮、磷、鉀肥,減少氮肥的施用,增施磷、鉀肥。
鈣是細(xì)胞壁和胞間層的重要組成部分,能維持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和功能,增強(qiáng)細(xì)胞間的韌性,使果膠不易發(fā)生水解,降低植物裂果的發(fā)生,還可通過鈣調(diào)蛋白調(diào)節(jié)酶的活性提高果實(shí)的抗裂性,在正常果、落果的顯著性分析當(dāng)中,正常果果皮中鈣元素含量顯著高于裂果果皮,說明鈣元素能夠降低裂果的發(fā)生。近幾年來,在靈武長(zhǎng)棗果實(shí)研究中,鈣離子的定位結(jié)果也說明裂開的果實(shí)細(xì)胞中Ca2+ 分布顯著少于未裂開的果實(shí)[28]。因此可以適當(dāng)增施鈣肥,以降低裂果的發(fā)生,提高油茶的品質(zhì)。
鎂是葉綠素分子的中心原子,參與植物的光合作用,又是多種酶的組成成分和活化劑,在呼吸作用、氮代謝、蛋白質(zhì)代謝等生命過程中也起著重要的作用[29]。鎂元素在油茶體內(nèi)的分布趨勢(shì)為土壤>葉片>落果果皮>正常果皮>裂果果皮,其中各果皮中的鎂元素含量無顯著差異,說明鎂元素對(duì)落果、裂果的影響不大;相關(guān)性分析結(jié)果表明,鎂元素影響果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育,能提高油茶籽的品質(zhì),所以可適當(dāng)增加鎂肥的施用,對(duì)于酸性土壤的油茶林,可以選用緩效性的鎂肥,如白云石、氧化鎂等。
油茶屬于金屬富集型植物,油茶對(duì)銅、鐵、錳有較強(qiáng)的吸附作用,油茶一旦富集較多重金屬,會(huì)降低茶籽的貯存期限,并引發(fā)油脂酸敗[30]。在植物體內(nèi),銅作為末端氧化酶組分與光合鏈中電子傳遞的組分,在光合作用、脂肪酸與蛋白質(zhì)代謝中具有重要功能,促進(jìn)油脂的合成。有研究表明,銅元素的含量可能會(huì)受到其他元素的促進(jìn)或拮抗,如氮元素可以促進(jìn)銅元素的吸收[31],由本試驗(yàn)結(jié)果可以看出,在正常油茶果中,氮元素促進(jìn)了銅元素的吸收,兩種元素相互制約,影響了油茶油的含量。油茶各部分元素含量的分布趨勢(shì)為:葉片>正常果皮>落果果皮>裂果果皮>土壤,葉片中銅元素的含量高于土壤,但是葉片缺乏銅元素,需要通過葉面噴施的方式對(duì)葉面補(bǔ)充銅元素。鐵元素是植物需要量最多的微量元素,在植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中,葉綠素的合成、植物的光合作用和碳水化合物的形成均受到鐵元素的影響,在植物的呼吸作用及ATP 的合成方面,鐵元素也起較重要的作用,保證了植物正常的生長(zhǎng)發(fā)育,提高植物的產(chǎn)量和品質(zhì)[32]。油茶落果果皮和裂果果皮中的鐵元素含量顯著低于正常果皮,說明鐵元素是影響落果和裂果的重要元素之一,在生產(chǎn)過程中,可適當(dāng)加施鐵元素。油茶含鐵量的趨勢(shì)是土壤>正常果皮>葉片>落果果皮>裂果果皮,可以看出油茶落果果皮和裂果果皮中的鐵元素顯著低于正常果皮,說明鐵元素是影響落果和裂果的重要因素之一;雖然土壤中的鐵含量較高,但能被植物吸收利用的鐵很少,三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵才能被植物吸收利用[12],因此土壤中鐵含量高于植物各組織。根據(jù)相關(guān)性分析,增施鐵元素,有利于減少果皮質(zhì)量以及其厚度,提高油茶的鮮出籽率,所以可適當(dāng)在油茶葉面噴施鐵肥。有研究表明油茶樹屬于“聚錳植物”,油茶樹體內(nèi)的錳元素含量是其他植物的10 倍以上,缺錳會(huì)導(dǎo)致茶樹的不正常生長(zhǎng)[33]。油茶中錳元素在不同組織的含量是不一樣的,葉片中錳元素含量最高,其次為正常果果皮、落果果皮、裂果果皮和土壤,在油茶生長(zhǎng)發(fā)育過程中,根系從土壤中吸收錳元素向葉片和果皮中運(yùn)輸,促進(jìn)油茶果的成熟,這與曹永慶等[34] 的研究結(jié)果一致。而油茶樹體內(nèi)錳元素過量富集,會(huì)導(dǎo)致樹體衰弱,影響油茶的產(chǎn)量和品質(zhì),在本研究中發(fā)現(xiàn)油茶樹體內(nèi)的錳元素過量,需要減少錳元素的施用,綜合施用有機(jī)肥,增施石灰等。
鋅是多種酶的重要組成成分,有研究已鑒定出受鋅調(diào)節(jié)的酶300 多種,如參與光合作用的核酮糖-1,5- 二磷酸羧化酶,參與蛋白質(zhì)合成的RNA聚合酶等[35]。相關(guān)性分析表明,鋅肥的施用可以促進(jìn)果實(shí)的生長(zhǎng),增加果實(shí)的內(nèi)含物,且鋅元素在油茶各組織的分布趨勢(shì)為葉片>正常果皮>落果果皮>裂果果皮>土壤,顯著性分析結(jié)果表明,正常果皮的鋅元素含量顯著高于落果果皮和裂果果皮,說明鋅元素會(huì)影響油茶果的狀況,若適量施用,能有效防止落果和裂果的發(fā)生,所以可適當(dāng)增施鋅肥,防止裂果和落果的發(fā)生。
硼是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的微量元素之一。適量施用硼元素能提高植物的抗逆性,防止植物落花、落果[29]。硼與游離態(tài)糖類形成絡(luò)合物,加速糖在體內(nèi)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。在缺硼或低硼的條件下,糖的運(yùn)轉(zhuǎn)速度降低,植物體內(nèi)多酚氧化酶和過氧化物酶活性升高,影響果實(shí)組織的正常代謝,某些基本的生長(zhǎng)過程,如細(xì)胞壁合成受阻、結(jié)構(gòu)異樣等。硼元素是以硼酸的形態(tài)被植物吸收利用,且硼在植物體內(nèi)的分布規(guī)律是葉片>裂果果皮>正常果果皮>落果果皮>土壤硼,在土壤中為難移動(dòng)性元素,水溶性硼是土壤的有效硼,能被植物直接吸收利用[36],且硼在植物體內(nèi)的分布規(guī)律是葉片>裂果果皮>正常果果皮>落果果皮>土壤硼,小坑土壤中的有效硼只有0.163 mg·kg-1,嚴(yán)重缺硼,需要補(bǔ)充適量的硼元素。
本研究只對(duì)油茶土壤、葉片、果皮礦質(zhì)元素進(jìn)行了分析,未對(duì)果實(shí)不同生長(zhǎng)發(fā)育階段礦質(zhì)元素的變化進(jìn)行比較分析,且種子中的礦質(zhì)元素也會(huì)影響種仁油脂的積累,種子中礦質(zhì)元素是否影響果實(shí)裂果和脫落,也尚未進(jìn)行研究。下一步將對(duì)油茶整個(gè)發(fā)育期的礦質(zhì)元素進(jìn)行深入研究,從而為油茶的合理施肥提供參考。
果實(shí)開裂和果實(shí)脫落受到多種因素影響。本研究通過分析R8 油茶正常果、落果、裂果果皮中礦質(zhì)元素的含量,發(fā)現(xiàn)裂果和落果中部分大量元素和微量元素比對(duì)照果的含量低;差異顯著性分析表明:氮、銅、鈣、鋅、鐵、錳含量變化對(duì)落果和裂果有直接影響;落果和裂果與正常果皮中磷和硼的含量有關(guān),鎂含量可能不是落果和裂果的限制因子,而落果中氮含量的減少以及鉀含量、磷含量的增加,導(dǎo)致了落果含油率的增加。初步解析了R8 油茶正常果、落果、裂果果皮中礦質(zhì)元素的規(guī)律,可為進(jìn)一步探明油茶落果和裂果的原因提供參考。本研究發(fā)現(xiàn)礦質(zhì)元素含量會(huì)影響油茶落果和裂果,但目前對(duì)哪種礦質(zhì)元素起主要決定性作用,以及是否有其他因子的協(xié)同作用尚不清楚,對(duì)油茶落果和裂果的分子調(diào)控作用也不明確,這些都有待進(jìn)一步研究。
3.2 結(jié) 論
建議小坑林場(chǎng)在今后的生產(chǎn)實(shí)際中,對(duì)油茶的施肥應(yīng)合理調(diào)控各種元素的施用,適當(dāng)減少氮肥、錳肥和硼肥的施用,增施鉀、磷、鐵、鋅和鈣、鎂肥,有效調(diào)節(jié)樹體營(yíng)養(yǎng)狀況,以實(shí)現(xiàn)油茶的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)。
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[ 本文編校:趙 坤]