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  • 2022-06-16 12:40:24 发布

南丰蜜橘果实品质与土壤—树体营养的关系及其调控

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睾中《姜义簿'iJHUAZHONGAGRICULTURALUNIVERSITY博±学位论文PhDDISSERTATION南丰蜜橘果实品质与±壤-树体营养的关系及其调控RELATIONSHIPSBETWEENFRUITQUALITYANDSOIL-PLANTOFNANFENGTANGERINENUTRIENTSANDREGULATIONBYFERTILIZATIONAPPLICATION妍究生:郑苍松C乂NDID乂TE:ZHENGCANGSONG肆师:胡承孝教授SUPERVISOR:PROFESSORHUCHENGXIAO专业:植物营养学MAJOR:PLANTNUTRITION研究方向:巧橘果实品质与营养FIELD:CITRUSFRUITQUALITYANDNUTRIENT中国武汉WUHANCHINA,?二〇—五年六月JUNE2015, 分类号密级华中农业大学博士学位论文南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控Relationshipsbetweenfruitqualityandsoil-plantnutrientsofNanfengtangerineandregulationbyfertilizationapplication研究生姓名:郑苍松导师姓名:胡承孝教授指导小组成员:胡承孝教授谭启玲副教授孙学成副教授赵小虎博士专业:植物营养学研究方向:柑橘果实品质与营养获得学位名称:农学博士获得学位时间:2015年6月华中农业大学资源与环境学院二零一五年六月 本研究由现代柑橘产业技术体系•营养诊断与施肥岗位(CARS-027)资助ThisresearchprojectwassupportedbyModernCitrusIndustryTechnologySystem•NutritionDiagnosisandFertilization(CARS-027). 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控iii 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控目录摘要....................................................................................................................................iABSTRACT.......................................................................................................................iii1文献综述..........................................................................................................................11.1我国柑橘生产现状...............................................................................................11.1.1我国柑橘栽培面积及产量概况..................................................................11.1.2我国柑橘品种及栽培区划..........................................................................11.1.3我国柑橘产业面临的挑战..........................................................................21.2柑橘果实品质的划分及影响因素........................................................................31.2.1柑橘果实品质的划分..................................................................................31.2.2柑橘果实品质的影响因素..........................................................................31.2.3调控柑橘果实品质的措施..........................................................................41.3柑橘果实品质与矿质养分的关系.......................................................................51.3.1柑橘果实外观品质与矿质养分的关系......................................................51.3.2柑橘果实风味品质与矿质养分的关系......................................................61.3.3柑橘果实质地品质与矿质养分的关系......................................................91.3.4柑橘果实营养品质与矿质养分的关系....................................................101.4研究展望..............................................................................................................112研究的背景、目的、内容及技术路线.......................................................................112.1研究背景及目的..................................................................................................112.2研究内容..............................................................................................................122.3技术路线..............................................................................................................123南丰蜜橘果肉化渣性的评价........................................................................................133.1引言......................................................................................................................133.2材料与方法..........................................................................................................133.2.1试验材料及样品的采集............................................................................133.2.2果肉质地的感官评定................................................................................133.2.3果肉质地的仪器分析................................................................................143.2.4果肉膳食纤维含量的测定........................................................................153.2.5果肉瓤瓣膜超微结构的观察....................................................................163.2.6统计分析....................................................................................................163.3结果与分析..........................................................................................................163.3.1宽皮柑橘果肉化渣性的定性分析............................................................163.3.2南丰蜜橘果肉化渣性的定量分析............................................................193.3.3化渣性评价方法的比较及衡量指标的确定............................................233.3.4南丰蜜橘果肉化渣性指标的确定............................................................23I 华中农业大学2015届博士研究生学位论文3.4讨论......................................................................................................................243.5结论......................................................................................................................254南丰蜜橘果实品质状况.................................................................................................264.1引言.......................................................................................................................264.2材料与方法...........................................................................................................264.2.1试验地点基本信息.....................................................................................264.2.2试验材料及样品的采集.............................................................................264.2.3果实品质的测定.........................................................................................274.2.4数据分析.....................................................................................................284.3结果与分析...........................................................................................................284.3.1南丰蜜橘果实品质的年变化规律.............................................................284.3.2南丰蜜橘各果实品质指标之间的关系.....................................................334.3.3南丰蜜橘果实品质综合评价.....................................................................344.4讨论.......................................................................................................................374.5结论.......................................................................................................................385南丰蜜橘果实品质与果实氮磷钾的关系.....................................................................395.1引言.......................................................................................................................395.2材料与方法...........................................................................................................395.2.1试验地点基本信息.....................................................................................395.2.2试验材料及样品的采集.............................................................................395.2.3果实品质的测定.........................................................................................395.2.4果实养分的测定.........................................................................................395.2.5数据统计分析.............................................................................................405.3结果与分析...........................................................................................................405.3.1南丰蜜橘果实氮磷钾基本状况.................................................................405.3.2南丰蜜橘化渣品质因子与果实养分的关系.............................................425.3.3南丰蜜橘酸味品质因子与果实养分的关系.............................................445.3.4南丰蜜橘风味品质因子与果实养分的关系.............................................465.3.5南丰蜜橘营养品质因子与果实养分的关系.............................................475.4讨论.......................................................................................................................485.5结论.......................................................................................................................486南丰蜜橘果实品质与叶片养分的关系.........................................................................506.1引言.......................................................................................................................506.2材料与方法...........................................................................................................506.2.1试验地点基本信息.....................................................................................506.2.2试验材料及样品的采集.............................................................................51II 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控6.2.3果实品质的测定........................................................................................516.2.4叶片养分的测定........................................................................................516.2.5数据统计分析............................................................................................516.3结果与分析..........................................................................................................516.3.1南丰蜜橘叶片矿质养分的基本状况........................................................516.3.2南丰蜜橘果实品质与叶片养分的关系....................................................576.4讨论......................................................................................................................626.5结论......................................................................................................................637南丰县南丰蜜橘橘园养分含量及丰缺状况................................................................657.1引言......................................................................................................................657.2材料与方法..........................................................................................................657.2.1试验地点基本信息....................................................................................657.2.2试验材料及样品的采集............................................................................657.2.3果实品质的测定........................................................................................657.2.4土壤养分的测定........................................................................................657.2.5柑橘园土壤养分分级................................................................................657.2.6数据统计分析............................................................................................667.3结果与分析..........................................................................................................667.3.1南丰县南丰蜜橘柑橘园土壤肥力状况....................................................667.3.2南丰县南丰蜜橘柑橘园叶片养分与土壤养分相关性............................667.3.3南丰县南丰蜜橘果实品质与土壤养分相关性关系................................677.4讨论......................................................................................................................687.5结论......................................................................................................................698不同氮钾配比对南丰蜜橘果实品质的影响................................................................708.1引言......................................................................................................................708.2材料与方法..........................................................................................................708.2.1试验材料....................................................................................................708.2.2试验设计....................................................................................................708.2.3采样方法....................................................................................................718.2.4测定项目及方法........................................................................................718.2.5数据统计分析............................................................................................728.3结果与分析..........................................................................................................728.3.1不同氮肥处理对果实品质的影响............................................................728.3.2不同钾肥处理对果实品质的影响............................................................748.3.3不同氮钾肥处理对果实产量的影响........................................................788.3.4不同氮钾肥处理对叶片N、K含量的影响.............................................79III 华中农业大学2015届博士研究生学位论文8.3.5不同氮钾肥处理对果肉N、K含量的影响.............................................808.3.6不同氮钾肥处理对果皮N、K含量的影响.............................................818.4讨论.......................................................................................................................828.5结论.......................................................................................................................839钙镁配施对南丰蜜橘果实品质的影响.........................................................................849.1引言.......................................................................................................................849.2材料与方法...........................................................................................................849.2.1试验地点基本信息.....................................................................................849.2.2试验处理.....................................................................................................849.2.3试验样品的采集与制备.............................................................................859.2.4养分及品质指标的测定.............................................................................859.2.5数据分析.....................................................................................................859.3结果与分析...........................................................................................................859.3.1钙镁配施对果实品质的影响.....................................................................859.3.2钙镁配施对果实膳食纤维含量的影响.....................................................879.3.3钙镁配施对细胞壁超微结构的影响.........................................................889.3.4钙镁配施对矿质养分含量的影响.............................................................899.4讨论.......................................................................................................................909.5结论.......................................................................................................................9210全文总结.......................................................................................................................9310.1讨论.....................................................................................................................9310.1.1南丰蜜橘果肉化渣性较差的成因及评价...............................................9310.1.2南丰蜜橘化渣品质与矿质养分的关系...................................................9410.1.3施肥对南丰蜜橘化渣品质的影响...........................................................9510.2主要结论.............................................................................................................9710.3创新之处.............................................................................................................9810.4不足之处及展望.................................................................................................98参考文献............................................................................................................................99致谢..................................................................................................................................111攻读博士学位期间已经发表或待发表的论文..............................................................112IV 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控摘要通过对南丰县南丰蜜橘产区土壤-树体养分和果实品质的5年调查,确定影响南丰蜜橘果实品质的养分障碍因子;针对果肉不化渣和果味偏酸两个问题,进行连续3年的田间小区施肥试验,得到主要结果如下:1.柑橘果肉化渣性与瓤瓣膜韧性和坚固度呈显著负相关关系。果肉不化渣的柑橘品种,其果肉中总膳食纤维含量较高,不溶性膳食纤维含量显著高于化渣品种。柑橘果肉瓤瓣膜上细胞壁致密的结构组成是导致果肉不化渣的直接因素。通过比较,确定剪切模式下的剪切力和剪切功作为柑橘果肉化渣性的评价参数,具体指标为:剪切力大于15N或剪切功大于0.17J为化渣较差,剪切力大于11N小于15N或大于0.13J小于0.17J为化渣较好,剪切力小于11N或剪切功小于0.13J为化渣很好。2.南丰蜜橘果实品质的基本状况为:剪切力在21N左右,剪切功约为0.22J,平均单果重在30g左右,可食率为76%左右,可滴定酸约为0.9%,可溶性固形物含量约为15%,还原性维生素C含量在230mg/kg左右。其中,单果重、剪切力和剪切功归为化渣品质因子,可食率和可滴定酸归为酸度品质因子,可溶性固形物和固酸比归为风味品质因子,Vc表示营养品质因子。此外,可溶性固形物与Vc、Vc与可滴定酸、可滴定酸与可溶性固形物、瓤瓣剪切力与剪切功、剪切功与单果重、剪切力与单果重、剪切力与可食率、剪切功与可食率之间都存在极显著正相关性;单果重与可溶性固形物、单果重与Vc、单果重与可滴定酸含量、固酸比与Vc、固酸比与可滴定酸、剪切力与可溶性固形物、剪切功与可溶性固形物含量存在极显著负相关关系。3.南丰蜜橘化渣品质因子主要受果实氮和磷含量显著影响。瓤瓣剪切力和剪切功随果皮、果肉和果实中的氮含量的增加呈指数降低。剪切力、剪切功和单果重与果实中的磷含量呈二次函数关系,果实磷含量大于0.13%、果肉磷含量大于0.15%、果皮磷含量大于0.07%时,剪切力、剪切功和单果重呈增加趋势。南丰蜜橘酸味品质因子中,可食率主要受果实氮和磷的影响,随着果肉中氮和磷含量的增加呈先降低后上升的二次函数关系;可滴定酸则与果实中钾含量呈显著线性正相关关系。南丰蜜橘风味品质因子主要受果实磷和钾含量的影响。可溶性固形物与果肉中的磷含量之间呈极显著的负指数函数关系;当果实中的磷含量小于0.13%时,固酸比随果实磷含量的增加而降低,大于0.13%时则呈上升趋势。当果肉中钾含量大于0.7%时,随着果肉中钾含量的增加,可溶性固形物呈下降趋势;在现有含量范围内,固酸比随着果肉、果皮和果实钾含量的增加而显著降低。南丰蜜橘果实Vc含量随着果实氮和磷含量的增加呈下降趋势,但随着钾含量的增加显著上升。4.影响南丰蜜橘果实化渣品质最大的叶片养分是钾和氮,表现为果肉瓤瓣剪切i 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文力和单果重随叶片钾含量的增加而极显著增加;果肉瓤瓣剪切功随叶片氮含量的增加而极显著下降。影响南丰蜜橘果实酸味品质最大的叶片养分是钙,表现为可滴定酸含量随着叶片钙含量的增加而显著降低;在叶片钙含量小于3.4%时,可食率随着钙含量的增加而下降,钙含量大于3.4%时,随着钙含量的增加而上升。影响南丰蜜橘果实风味品质最大的叶片养分是氮、钙、钾和磷,表现为在氮含量大于2.5%时,可溶性固形物随着氮含量的增加而增加,小于2.5%时,随着氮含量的增加而降低,随叶片钙含量的增加而降低;固酸比随着叶片氮含量的增加显著增加,随叶片磷含量的增加而减低。影响南丰蜜橘果实营养品质最大的叶片养分是氮和钙,表现为果实Vc含量随叶片钙含量增加而显著降低;在叶片氮含量小于3.3%时,果实Vc含量随着叶片氮含量的增加而降低,而氮含量大于3.3%时,果实Vc含量呈增加。根据叶片养分与果实品质之间的相关关系,综合考虑当地叶片养分丰缺状况,确定影响南丰蜜橘果实品质的叶片养分限制因子为氮、钾和钙。5.南丰县南丰蜜橘主要种植乡镇果园土壤普遍偏酸,土壤交换性钙、镁和有效硼缺乏严重,碱解氮含量偏低,但是速效磷、钾丰富。南丰蜜橘果实单果重极显著的受到土壤有效氮、钾、镁的消极影响。可溶性固形物与土壤有效氮、磷、钾呈显著正相关,与pH和有效锰呈显著负相关。维生素C与土壤镁、铁、锌呈显著负相关。瓤瓣剪切力与土壤碱解氮和有效硼呈显著负相关,剪切功与有效硼呈显著负相关。土壤有效养分与叶片中矿质养分关系密切,土壤有效碱解氮与叶片全氮、土壤交换性钙与叶片全钙、土壤交换性镁与叶片全镁呈极显著正相关。土壤速效钾还与叶片中全氮、镁和铜含量呈极显著正相关,土壤交换性钙、镁与叶片钾含量呈显著负相关。6.在每株橘树施用0.45kgK2O条件下,南丰蜜橘果肉瓤瓣剪切力、剪切功和可滴定酸含量随着氮肥用量增加呈下降趋势,以每株橘树施用0.90kgN处理的值最低;而Vc含量随施氮量的增加呈先增加后减低趋势。与农户对照相比,在每株橘树施用0.50kgK2O条件下,每株橘树施用0.68kgN显著降低可滴定酸含量;但是每株橘树施用0.90kgN却导致果肉化渣品质变差,固酸比降低。综合产量和品质因素,最后确定每株橘树施用0.45kgK2O和0.68kgN为最优氮钾配比。7.与农户习惯施肥相比,推荐施肥处理,有改善果实化渣性、降低果实可滴定酸含量的趋势。推荐氮磷钾肥料用量基础上,配施施钙镁肥可以显著降低果肉瓤瓣剪切力和剪切功,改善南丰蜜橘果肉化渣性,还可以显著降低果肉中总膳食纤维含量和不溶性膳食纤维含量。生产上,建议采用每株橘树施用0.68kgN,0.31kgP2O5,0.5kgK2O,500gCaO和100gMgO,以达到改善南丰蜜橘果实品质的目的。关键词:柑橘;化渣性;矿质养分;品质;施肥;相关关系ii 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控ABSTRACTThenutrientfactorsinfluencingpoorfruitqualityofNanfengtangerine(CitrusreticulataBlancocv.Kinokuni)wereconfirmedbycorrelationanalysesbetweenfruitqualityparametersandnutrientsinsoils,leavesandfruitfroma5-yearinvestigationinNanfengcounty.A3-yearfieldexperimentwasalsoconductedinaredsoilorchardtofocusonfruitmasticationqualityandsourness.Themainresultswereasfollows:1.TangerinemasticationqualitywassignificantlynegativelyrelatedtoMembranestoughnessandFirmnessoftangerinepulp.ComparedwithShatangtangerine(ST,CitrusreticulataBlancocv.Kinokuni)andPonkan(PG,CitrusreticulataBlancocv.Kinokuni),fruitpulpofNanfengtangerine(NM,CitrusreticulataBlancocv.Kinokuni)wasinferiormasticationquality,anditsdietaryfibercontentwassignificantlyhigher.Thesegmentmembranecellswerecloser,andmoreisotropicandhomogeneousinNMthanthoseinSTandPG.TherewasevidentdestructioninthemiddlelamellaareaofSTandPGsegmentmembranes,exhibitingemptyregions.However,thecellwallofNMfruitsegmentmembranesconsistedoftightlypackedfibroussubstancesandconspicuousmiddlelamella.Thedensestructureformationoffruitsegmentmembranecellwallswithtightlypackedfibroussubstancesandnarrowgapscouldbethekeymechanismleadingtoinferiormasticationcharacteristicoftangerines.Shearforceandworkweredeterminedtomeasurethemasticationqualityoftangerine,asshearforce>15Norshearwork>0.17Jwasworsemasticationquality,15N>shearforce>11Nor0.17J>shearwork>0.13Jwasinmiddlequality,and11N>shearforceor0.13J>shearworkwasbettermasticationquality.2.FruitqualityparametersofNanfengtangerinewere21Nforshearforce,0.22Jforshearwork,30ginfruitweight,76%edibleratio,0.9%titratableacid,15%TSSand230mg/kgVc.Principalcomponentanalysisshowedfruitweight,shearforceandshearworkbelongedtoamasticationqualityfactor,edibleratioandTAbelongedtoasourqualityfactor,TSSandTTS/TAbelongedtoaflavorqualityfactor,andVcbelongedtoanutritionalqualityfactor.Thereweresignificantrelationshipsbetweenthevariousfruitqualityparameters.Therewerepositivecorrelationsbetweentotalsolublesolids(TSS)andVc,Vcandtitratableacid(TA),TAandTSS,shearforceandwork,shearforceandfruitweight,shearforceandfruitweight,shearforceandedibleratio,shearworkandedibleratio.IncontrasttherewerenegativecorrelationsbetweenTSS/TAandVc,TSS/TAandTA,fruitiii 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文weightandTSS,fruitweightandVc,fruitweightandTA,shearforceandTSS,shearworkandTSS.3.ThemasticationqualityfactorwassignificantlyrelatedtothefruitNandPconcentrations.Thesegmentshearforceandshearworkweredecreasedexponentiallyasthepeel,pulpandfruitNconcentrationsincreased.Inaddition,shearforce,shearworkandfruitweightincreasedasquadraticfunctionswiththepeelP(above0.07%),pulpP(above0.15%)andfruitP(above0.13%)concentrations.Inthecaseofedibleratio,thereweretrendsofinitialincreasesfollowedbydecreaseswithpulpNandPconcentrationsincreasingasquadraticfunctions.TAwassignificantlypositivelycorrelatedwithfruitKconcentrations.TheflavorqualityfactorwassignificantlyrelatedtothefruitPandKconcentrations.TSSdecreasedwiththepulpPconcentrationsfollowinganexponentialfunction.TSS/TAwasdecreasedwithincreasingfruitPconcentrationswhenfruitPconcentrationswasbelow0.13%,anddecreasedwithincreasingpeel,pulpandfruitK.VcconcentrationsdecreasedwithincreasingfruitNandPconcentrations,butincreasedwithincreasingfruitKconcentrations.4.ThemasticationqualityfactorwassignificantlyrelatedtotheleafNandKconcentrations.ThesegmentshearforceandfruitweightincreasedsignificantlywithincreasingleafKconcentrations,andshearworkdecreasedwithincreasingleafNconcentrations.ThesourqualityfactorwassignificantlyrelatedtoleafCa,sinceTAdecreasedwithincreasingleafCawhiletheedibleratioinitiallydecreasedthenincreasedwithincreasingtheleafCaconcentrations.TheflavorqualityfactorwassignificantlyrelatedtoleafN,P,KandCaconcentrations.TSSincreasedwithincreasingleafNconcentrations(above2.5%N),butdecreasedwiththeleafNbelow2.5%N,andincreasedwithincreasingCaconcentrations.TSS/TAincreasedwithincreasingleafNconcentrations,butdecreasedwithincreasingleafPconcentrations.VcconcentrationsdecreasedwithincreasingleafCaandNconcentrations(below3.3%N),butincreasedwithincreasingleafNconcentrations(above3.3%N).Basedonleafnutrientstatusandthecorrelationrelationshipsbetweenfruitqualityandleafnutrients,N,KandCaweredeterminedtobethefactorsoninfluencingpoorfruitqualityofNanfengtangerine.5.SoilsoverallhadlowpHandavailableN,alackofexchangeableCa,exchangeableMgandavailableB,andasurplusofavailablePandK.FruitweightwassignificantlynegativelyrelatedtosoilavailableN,KandMg.ThereweresignificantpositiverelationshipsbetweenTSSandsoilavailableN,PandK,butiv 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控negativerelationshipstosoilpHandavailableMn.VcconcentrationswassignificantlyrelatedtosoilavailableMg,FeandZn.SegmentshearforcewassignificantlynegativelyrelatedtosoilavailableNandB,andshearworkwasalsosignificantlynegativelyrelatedtosoilavailableB.N,CaandMgconcentrationsweresignificantlypositivelyrelatedbetweensoilandleaf.SoilavailableKsignificantlywaspositivelyrelatedtoleafN,MgandCu,andsoilavailableCaandMgweresignificantlynegativelyrelatedwithleafK.6.Shearforce,shearworkandtitratableacidweresignificantlydecreasedbyapplicationofNtoNanfengtangerine.LeafNconcentrationswereincreasedbyappliedNwhileVcwasshowedaninitialincreaseandthendecreasedwithincreasingrateofNapplied.ComparedwiththeN1K2(0.45kgNand0.50kgK2Opertree)treatment,titratableacidwassignificantlyreducedintheN2K2(0.68kgNand0.50kgK2Opertree)treatment.Kconcentrationswereincreasedinleaves,peelandpulpbyhigherKapplicationrates,andproductionwasincreased.ComparedwiththeN1K1(0.45kgNand0.45kgK2Opertree)treatment,theN1K2(0.45kgNand0.50kgK2Opertree)treatmentimprovedthemasticationandflavorquality.HoweverfruitmasticationqualitywasworseandtheTSS/TAwasreducedintheN3K2(0.90kgNand0.50kgK2Opertree)treatment,inwhichthemostNandKwereapplied.Inconclusion,theoptimalapplicationamountsofNandKinpracticeare0.68kgNand0.5kgK2Opertree.7.Thefruitpulp’sshearforceandinsolubledietaryfiber(IDF)contentsoftheCaandMgappliedtreatmentweresignificantlylowerthanthoseoftheothertreatment,andleafpotassiumKwaslower,whereastheleafMgconcentrationwashigherintheCaandMgappliedtreatmentthanintheothertreatments.Weconcludedthatthefruitpulpmasticationcharacteristicsweresignificantlyrelatedtodietaryfiberofthefruitpulp,sothemasticationcharacteristicofNanfengtangerinefruitpulpcouldbeimprovedbycombining0.68kgN,0.31kgP2O5and0.50kgK2Ofertilizationrateswith500glimeand100gmagnesiumoxidepertree.KeyWords:citrus;melting;mineralelement;quality;fertilization;relationshipv 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控1文献综述1.1我国柑橘生产现状1.1.1我国柑橘栽培面积及产量概况随着国民经济的快速发展以及人们对新鲜水果的需求增加,我国柑橘生产不断扩大,2010年柑橘果园面积已超过苹果,成为国内第一大水果(中国农业年鉴编委会,2011)。截止到2012年年末,全国柑橘园总面积(未包括台湾省)为230.63万公顷,同比2011年228.83万公顷净增加1.80万公顷,增长率为0.78%;全国柑橘类水果总产量(未包括台湾省)为3167.80万吨,同比2011年2944.04万吨净增加223.76万吨,增长率为7.60%(中华人民共和国农业部,2013)。种植面积超过10万公顷、年产量大于100万吨的柑橘产地为湖南、江西、四川、广东、湖北、广西、福建、重庆、浙江9个省(直辖市、自治区),而且这9个省的柑橘种植面积总和、产量总和占全国柑橘总种植面积、总产量的90%以上。其中,湖南省为宽皮柑橘产量第一大省,江西省为橙产量第一大省,福建省是柚产量第一大省。国际粮农组织(FAO)最新数据显示,全世界柑橘类水果的种植总面积约为967.88万公顷,中国种植面积约占1/3,全世界柑橘类水果的总产量约为13576.12万吨,中国柑橘类水果总产量约占1/4(FAO,2013)。我国柑橘生产的迅速发展,不仅增加了南方广大山地丘陵地区农民的收入,还促进了城乡居民就业,也为区域经济发展做出了积极贡献。1.1.2我国柑橘品种及栽培区划我国是世界柑橘的重要原产地之一,有4000多年的栽培历史,柑橘资源十分丰富,包括台湾省在内全国共有20个省(直辖市、自治区)生产柑橘(沈兆敏和刘焕东,2013)。我国柑橘栽培品种主要有宽皮柑橘、橙、柚、杂柑,还包括枸橼、柠檬、檬、枳、金柑(中国柑橘学会,2008),其中柑和橘的产量占46.39%,橙占22.56%,柚占11.49%,柠檬和莱蒙占5.85%,其余占13.71%(FAO,2013)。2003年,农业部发布了中国柑橘优势区域规划,根据气候、土壤及交通、生产现状等因素将长江上中游柑橘带(加工甜橙生态适宜区)、赣南-湘南-桂北柑橘带(优质脐橙生产基地)和浙南-闽西-粤东柑橘带(宽皮柑橘、柚类和杂柑类产业带)以及一批特色柑橘生产基地确定为柑橘优势区(农业部,2003)。这种产业布局向优势区域集中的规划,有力地促进了我国柑橘产业的快速发展。经过五年的发展,我国柑橘产业整体水平明显提高,品种和熟期结构得到优化,柑橘优势区域的生产水平显著提高。此外,优质甜橙、脐橙和椪柑的种植规模扩大,而且一批从国外引进的优良品种开始商品化生产,优质鲜食品种和加工品种的市场供应量增加。20091 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文年,农业部在上一步规划基础上,制定柑橘优势区域布局规划(2008-2015年)。根据资源禀赋、市场区位、生产规模、产业基础等情况,按照“稳定面积、调整结构”和“相对集中连片”的原则,调整完善柑橘优势区域,规划中增加了“鄂西—湘西柑橘带”(宽皮柑橘鲜食和加工基地),确定南丰蜜橘基地、岭南晚熟宽皮橘基地、云南特早熟柑橘基地、丹江库区北缘柑橘基地和柠檬基地为特色柑橘生产基地,同时规划中进一步明确了各个柑橘优势区域的目标定位及主攻方向,努力将我国柑橘优势区建设成为世界主要的柑橘产业基地(农业部,2009)。1.1.3我国柑橘产业面临的挑战在我国,诸多的优势条件(优越的自然和地理条件,丰富的柑橘种质资源,较低的劳动力成本,较大的国内市场需求等)促进了柑橘产业的迅速发展。然而,我国柑橘产业发展中同样面临着诸多挑战。首先,区域布局有待进一步调整。农业部两次出台柑橘发展规划,但是由于我国柑橘种植面积大、果农科技水平低,因此我国柑橘的区域建设及发展仍然需要进一步规划、调整。其次,品种比例不合理。经过多年的发展,我国脐橙及其他柑橘品种的种植有所发展,但是国内柑橘仍是以宽皮柑橘为主(中华人民共和国农业部,2013;FAO,2013),仍需进一步调整柑橘种植品种比例。而且,我国柑橘成熟期表现为中间大、两头小,成熟期集中,无法做到均衡上市,容易出现“机构性过剩”问题(余学军等,2006;束怀瑞,2013)。这种同期上市的现象,也进一步导致了国内柑橘同质化竞争加剧(李跃进等,2007),不利于柑橘产业的可持续发展。再次,病虫害危害。由于我国南方地区雨热同期,柑橘栽培上多为大面积连片种植,这种条件不但有利于病虫繁殖,而且易于病虫害传播扩散,对柑橘生产造成威胁(罗应贵等,2014)。还有,果实品质有待进一步提升。由于市场需求逐渐从数量向质量转变,柑橘鲜果也被要求有好的卖相和好的内质。Leiatal.(2012)指出,随着柑橘产业发展,柑橘的国际化竞争加剧,较高的果实品质在终端市场的竞争中发挥了重要的作用。虽然我国柑橘种植面积及总产量已居世界首位,但果实品质问题愈加凸显。近些年报道指出,柑橘果肉不化渣性(李跃进等,2007)、果实酸度增加(张林等,2010;张影,2014)、果实畸形(杨仕品,2007)和果肉枯水(孔维娜等,2010)等问题严重制约了我国柑橘产业的发展。只有提高柑橘果实品质,消费者的需求才能得到满足(Campbelletal.,2004),柑橘的产品效益才能得到提升,产业才能蓬勃发展。2 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控1.2柑橘果实品质的划分及影响因素1.2.1柑橘果实品质的划分关军锋(2008)指出,根据不同用途,果品品质可分为鲜食品质、加工品质、内部品质、外部品质、营养品质、销售品质、运输品质和桌面品质等。在我国,柑橘除了少数部分被加工成果汁、蜜饯和罐头之外,大部分是以鲜销为主(FAO,2013)。柑橘鲜果的果实品质主要包括果实大小、果形指数、果皮厚度、果皮颜色、香气、风味、口感质地、糖度、酸度、氨基酸含量及维生素C等指标(Ladaniya,2008;GB/T8210-2011)。根据各个品质的特性我们将柑橘的果实品质划分为以下4个方面:外观品质,包括果皮颜色、果形指数和果实大小等;风味品质,包括香气、酸度(可滴定酸)和糖度(可溶性固形物);质地品质,包括果皮厚度、果汁率、可食率和化渣性;营养品质,包括氨基酸含量及Vc含量。为了方便理解,也可将柑橘的鲜果品质简单的划分为物理品质和化学品质;其中外观品质和质地品质归为物理品质,而风味品质和营养品质归为化学品质。1.2.2柑橘果实品质的影响因素柑橘果实深受消费者的喜爱,除了因为其富含对健康有益的营养素,还因为柑橘果实的品质对消费者感官的吸引力(Patiletal.,2006),因而,果实品质赋予了柑橘作为食物的商品价值(Kader,1999)。实际生产中,柑橘果实品质的形成受到了诸多因素的影响(HodgesandToivonen,2008)。其中,柑橘的品种(梁和等,2002;赵智中等,2002)、砧木(Rouphaeletal.,2010)、果实的着生部位、挂果量及营养状况等都对柑橘果实品质的形成产生了一定的影响。通过对42个宽皮柑橘品种的研究分析发现,他们之间在糖含量、可滴定酸含量、风味、香气等方面都有显著差异(Goldenbergetal.,2015),刘训等(2013)研究表明,不同品种脐橙果实内糖含量的差异源于糖代谢相关合成酶的活性存在差异。石健泉等(1994;1995b)也表明不同品种柚子和甜橙之间的果实品质也存在较大差异。砧木对柑橘果汁含量、TSS、Vc含量及果实风味的影响,源于砧木与接穗的亲和性不同,而且不同砧木对水分和养分的吸收也存在差异(Mottosetal.,2006;郑永强等,2010;Benjaminetal.,2013)。由于果实着生的部位不同,导致果实在发育期间受光量、养分吸收状况不同,膛内膛外及上中下部位果实品质存在差异,冠层外围良好的光照更有利于果实充分着色和糖分的积累,固酸比较高(KuboandHiratsuka,1998;汪妙秋,2013)。果树产量与品质的形成是对立统一的关系,Khalidetal.(2012)研究表明,说明树体负载量不仅影响果实单果重,对果实含糖量和风3 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文味也有显著影响。除此之外,杨生权(2008)、黄鸿(2012)和张影(2014)等人对脐橙和温州蜜柑的研究表明,矿质养分含量与果实品质之间存在密切的联系,而且柑橘树体的养分含量及平衡状况对柑橘果实品质影响显著。除了自身因素,果实主要品质指标与产地的生态因素关系密切。不同产地果皮颜色、果肉质地、果实风味、可溶性固形物、固酸比和维生素C含量等方面均存在明显差异,但是对于不同品种来讲,不同生态条件对品质的影响结果则存在不同(Bugaudetal.,2007)。对我国沿海柑橘产区的分析结果表明,北纬21°32′-31°06′之间生产的柑橘可溶性固形物含量与纬度存在抛物线关系,而含酸量、果汁固酸比则分别于纬度正、负相关,即纬度越高、含酸量越高、固酸比越低,另外,低纬度地区的柑橘Vc含量低于高纬度地区(李三玉等,1989),这些差异主要是由于不同纬度的日照长度、气温及降水导致的。方治军等(2009)对江西省境内12个不同产地的南丰蜜橘的果实品质进行了观测和分析,结果表明随纬度增加,其果实色泽、化渣度及风味出现变差现象,可溶性固形物与固酸比呈现下降趋势,果实维生素C含量呈现无规律变化;此外还发现不同土壤类型果实品质之间也存在较大的差异,主要表现为种植在紫色土上的柑橘果实品质优于红壤上的柑橘(王金平和洪庆红,2008)。在四川3个生态型区5个代表性果园中的研究表明,蔗糖合成酶(SS)合成方向和异柠檬脱氢酶(IDH)的活性差异,导致了不同生境脐橙的可溶性糖含量和有机酸含量差异显著(龚荣高,2006)。同时,根据不同生态气象因素与脐橙果实细胞壁水解酶活性和品质形状的相关分析,曾秀丽等(2006)发现果实的固酸比与≥10℃积温、1月平均气温、年平均气温呈显著正相关,与日照时数呈极显著正相关,与降雨量呈显著负相关。曾秀丽等(2007)指出,年平均空气相对湿度和温度影响着不同生境脐橙果实的膳食纤维含量。1.2.3调控柑橘果实品质的措施纵观柑橘果实品质的影响因素,对于某一特定地区的特定品种来讲,其生态因素及自身因素基本是固定不变的,如果想提升或改善柑橘的果实品质只能通过田间管理及栽培技术等手段去进行调控。张思伟(2012)的研究表明,田间植草不但能减少土壤水分流失,同时可以降低土壤氮磷的流失,改善柑橘的品质。高海文等(2013)研究结果表明:覆膜处理增加了椪柑果实可溶性固形物(TSS)含量,降低了可滴定酸(TA)含量,明显改善了果实品质。此外李祖章等(2005)研究结果指出,与未修剪植株相比,修剪显著提高南丰蜜橘的食用品质和外观品质,修剪后糖酸比提高23%-146%,Vc含量提高23.0%-53.5%;单果重增加,果皮增厚,果型指数下降,果实扁平,外观更光亮。安华明等(2008)以椪柑为试材,发现微喷灌和明灌覆盖处理的椪柑平均单果重显著大于明灌处理,微喷灌处理的产量最高,极显著高4 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控于其他两种处理,明灌覆盖处理的产量极显著高于明灌处理,明灌处理的椪柑果实可溶性固形物、糖、酸及维生素C含量均高于其他两种处理,微喷灌和明灌覆盖处理对果实品质有不同程度的影响。喷施赤霉素、喷施宝及烯效唑能够增加温州蜜柑可溶性固形物及可食率,降低总酸,果实化渣性良好,果面光滑(陈世平等,2003)。22在柑橘开花期喷118%苄氨基嘌呤(10kg/hm)和20%赤霉素可湿性粉(115kg/hm)有显著的增产效果,2种药液各喷1次(开花和坐果期,间隔15d)的处理产量最高,果肉可溶性固形物、Vc和含糖量均增加,可滴定酸含量减少(吴建辉等,2009)。然而地面管理、修剪、灌溉(Alvaetal.,2003)、生长调节剂的使用等栽培措施作为单一技术措施只能在效率上有提升空间,或通过配套提升总体效果,只有施肥措施在理论上和技术上都存在提升空间,通过适宜的肥料施用对柑橘进行养分管理,是生产高品质果实的关键(Labanauskasetal.,1964;Ladaniya,2008)。因此,对于柑橘果实品质的改善,通过研究土壤-树体营养状况(SrivastavaandSingh,2005;Xiaoetal.,2007;Shengetal.,2009;Zambrosietal.,2012),进行柑橘生产养分管理是一个意义重大的课题(Storeyetal.,2000;WhiteandBrown,2010;Roccuzzoetal.,2012)。1.3柑橘果实品质与矿质养分的关系1.3.1柑橘果实外观品质与矿质养分的关系柑橘果实的外观品质包括果实大小、果形指数和果皮颜色等指标。外观品质的优劣直接影响着对消费者的视觉印象(Daillant-Spinnleretal.,1996)。Khalidetal.(2012)研究表明,外观品质作为关键因子影响着柑橘果实外部表现和市场性,特别是影响着消费者的首次消费。果实的大小,对于果实产量具有重要的贡献。现有的研究表明,果实的大小主要由N素决定(陈守一等,2001),但是钾元素的缺乏也会导致果实变小,进而影响果实产量(Ladaniya,2008)。杨生权(2008)通过大量调查数据发现,单果重与土壤pH值呈极显著负相关,但是与土壤有机质和有效Fe含量呈极显著正相关,与叶片中镁的含量之间也存在极显著负相关关系。生产中,可以通过喷施磷酸二氢钾促使果实增大(Mudauetal.,2005),余观梅等(2002)、王蕊等(2004)和李卫东等(2006)研究都表明,施用大量元素配比更加合理的肥料,可以显著提高果实大小和单果重,而且果实外形更加均匀。此外,施用微量元素也可以增加果实的单果重,Mishraetal.(2003)研究表明,喷施为0.5%Zn和0.4%B可以增加金诺橘产量及单果重。Tariqetal.(2007)以浓度分别为0.4kg/ha,0.2kg/ha,0.04kg/ha的Zn、Mn、B肥进行配比试验,结果表明Zn+B处理增加果实大小最为明显,而Zn+Mn处理则显著增加了果实体积。5 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文不同品种的果实,其果形指数各异,而且不同品种的果形指数与矿质养分关系也不同。吉前华等(2010)研究指出,贡柑叶片Mn含量与果形指数呈显著负相关,而李祖章等(2005)认为钙与南丰蜜橘果形指数之间存在显著的关系,施用钙肥能明显降低单果横径和纵径,有利于调控南丰蜜橘的外观品质。刘运武(1995)在低丘红壤橘园上的研究则表明,施用磷肥可以改善温州密柑果实外观。国标(GBT12947-2008)指出了鲜柑橘不同等级的果皮色泽要求,其中优等果的果面应着色均匀,红皮品种应呈橙红色或橘红色,黄皮品种应呈深橙黄色或橙黄色。良好的光照有利于柑橘果皮颜色的形成,而矿质养分同样影响着果皮颜色的形成。鲍江峰等(2006)研究结果表明,果皮红色值与有机质含量呈极显著正相关,但与土壤速效钾含量呈极显著直线负相关;果皮黄色值与土壤碱解氮含量呈显著直线正相关。鲁剑巍等(2004)研究结果也指出,在缺氮和缺磷条件下果皮颜色偏黄。梁和等(2001)在胡柚上的研究表明,施用硼肥或钙硼配施能够降低收获期胡柚果皮的叶绿素a和叶绿素b含量,增加类胡萝卜素含量以及类胡萝卜素与叶绿素的比值,从而改善果皮色泽。1.3.2柑橘果实风味品质与矿质养分的关系柑橘鲜果的风味品质包括香气、酸度(可滴定酸)和糖度(可溶性固形物)等指标,这些指标都与消费者的接受度之间呈显著正相关关系(Godenbergetal.,2015),而且进一步影响消费者的二次选择。现有的研究认为,柑橘果实的酸含量受到土壤理化性质的影响。一般认为在土壤pH值小于等于7的范围内,果实中酸含量与土壤pH呈显著负相关关系(赵小敏等,1996;王金平和洪庆红,2008;杨生权,2008)。此外,还有报道指出,可滴定酸含量与土壤有效磷含量呈显著的线性负相关(鲍江峰等,2006),与土壤有机质含量、有效镁和铜含量呈极显著正向相关关系(杨生权,2008);果实总酸含量与土壤有效锰、锌和硼含量则呈显著正相关(张林等,2010)。除了土壤条件,柑橘树体的养分状况同样对果实的酸度产生一定影响。Ladaniya(2008)报道了缺磷导致脐橙果实发育过程中酸含量高且成熟推迟。Khalidetal.(2012)研究表明在35年树上,果实酸含量与钾呈显著负相关,而且果实总酸含量与叶片氮和锌含量达显著正相关(杨生权,2008)。温明霞等(2007)研究表明总酸含量与叶片中的钙、硼含量呈显著正相关,张林等(2010)人的研究结果指出总酸与硼含量呈显著正相关,果实总酸与叶片中镁含量呈显著正相关。为了减少果实酸含量,提高柑橘果实品质,刘运武在(1998)在红壤丘岗坡地橘园进行了6年的田间试验,结果表明随着施氮量的增加果实的总酸度降低,而且两者呈线性负相关。Mudauetal.(2005)采用叶片喷施磷酸二氢钾方式降低果实酸含量。此外在酸性土壤上,施用石灰可以6 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控显著降低温州蜜柑果实可滴定酸含量,改善果实品质(张影等,2014)。但是过量的钾肥导致柑橘果实酸含量升高(Ladaniya,2008),倪治华和潘云洪(1995)研究还表明长期施用氯化钾可导致果实酸度显著增加,其增幅可达11.11%。果实的糖度作为重要的风味指标,同样与矿质养分之间存在密切的联系。孔樟良等(2015)指出可溶性固形物含量高的柑橘园,其土壤pH、有效磷、有效钙和有效镁也较高;此外土壤速效钾含量高,椪柑果实可溶性糖含量高(王金平和洪庆红,2008)。杨生权(2008)指出果实固形物(TTS)含量与土壤pH值呈极显著负相关,与土壤有机质、有效N、Fe、Mn、Zn含量呈极显著正相关;赵小敏等(1996)研究表明果实可溶性固形物含量与土壤硼含量呈显著正相关,与土壤钼含量呈极显著正相关。刘业海等(1998)和张林等(2010)研究表明,柑橘果实总糖含量与土壤中速效磷含量和有效锰含量呈显著正相关,可溶性固形物与土壤速效钾和有效锌含量呈显著正相关(张林等,2010)。柑橘叶片养分中的矿质养分对果实可溶性固形物含量也有显著影响。温明霞等(2007)研究表明叶片中的镁含量与柑橘果实可溶性固形物、总糖含量均呈正相关,且达到了显著水平;叶片中硼的含量也与可溶性固形物及总糖含量呈正相关关系。吉前华等(2010)研究指出,贡柑果实可溶性固形物含量与叶片含N量呈正相关。杨生权(2008)研究表明果实固形物(TTS)含量与叶片K含量呈显著负相关,然而Khalidetal.(2012)研究表明,在树龄为3年的橘树上TSS叶片与K呈正相关。此外,Morganetal.(2005)对果实可溶性固形物与果实养分的关系的研究表明,果实可溶性固形物含量与果皮钾含量呈负相关,与磷和钙含量无相关性。为了达到增糖提质的目的,研究人员通过施肥手段对柑橘果实中的糖含量调控进行了大量研究。刘运武(1998)在红壤丘岗坡地橘园6年的试验结果表明,果实转化糖、还原糖,随着施氮量的增加而提高,其相关系数分别为0.68、0.60。李祖章等(2005)指出增施钾肥能够提高南丰蜜橘的总糖含量,降低总酸含量,提高糖酸比。廖育林等(2007)在成龄椪柑桔园连续3年施肥试验结果也表明,施钾肥能增加果实中的全糖含量和可溶性固形物含量,降低全酸含量和糖/酸比。鲁剑巍等(2004)人的研究结果表明,不施氮明显降低糖含量,而施用磷、钾肥对糖分影响不大。柑橘生产中肥料的施用量不宜过多,实践表明在缺氮的条件下适量施氮可以提高柑橘果实的糖含量,但施氮过多则会使果实含糖量下降(赵智中等,2003)。蔡跃台(2007)指出,采用N:P2O5:K2O为1:0.6:0.8或1:0.7:0.7配方可以使椪糖酸比提高,使温州蜜柑糖度提高。李卫东等(2006)研究表明,有机肥与无机肥配合施用有效地增加了果实的可溶性固形物含量、可溶性糖含量。李金强等(2002)通过增施有机肥且喷施磷酸二氢钾方式,增加了朋娜、纽荷尔脐橙果实的可溶性固7 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文形物,降低总酸含量,增加糖酸比。王蕊等(2004)研究指出施用不同配比复混肥有效地改善了柑橘的品质,增加了果实的单果量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量。余观梅等(2002)等研究表明每株柑橘树施用柑橘专用缓释肥1.5kg,可以提高柑橘品质,总糖量和固形物含量均比普通施肥处理高,果实口感较好。除了大量元素,中微量元素可以通过影响柑橘糖代谢(Han,2008)而改善柑橘品质。在施用氮磷钾基础上施镁、锌和硼能增加椪柑果实的全糖和可溶性固形物含量(廖育林等,2007)。温明霞等(2015)研究表明,土壤施镁和叶片喷镁相结合可以提高果实的镁含量和可溶性糖含量,说明镁肥的施用有利于果实中可溶性糖的积累。增施钙肥可显著增加南丰蜜橘的含糖量,提高可溶性固形物的含量(李祖章等,2005),梁和等(2001)研究指出,Ca+B及B处理不同程度地提高了胡柚果实的糖、固形物、糖酸比,降低了果实有机酸含量。Khanetal.(2012)研究指出,在坐果期外源施用0.3%硼酸和0.5%硫酸锌能够显著增加Feutrell’sEarly橘子可溶性固形物含量;硫酸锌和Fe-EDDHA土壤配施能够提高石灰性土壤温州蜜柑可溶性固形物含量(Zhangetal.,2014)。但是并不是所有的施肥都产生积极的效果,Tariqetal.(2007)研究表明,每公顷施用0.2kgMn导致柑橘果实糖含量减少。石健泉等(1994)对大量的柑橘样本进行数据分析,结果表明糖酸比可以反映出柑橘的风味,比值偏高者风味趋甜,偏低者风味偏酸。柚子风味优良的品种,其糖酸比值在7-25范围,偏高者风味偏甜,偏低者风味偏酸,而糖酸比值小于5的风味不佳;甜橙风味优良的品种,其糖酸比值在10-35范围,偏高者风味偏甜,偏低者风味偏酸,而糖酸比值小于9的风味不佳;桔类风味优良的品种,其糖酸比多在10-20的范围,而糖酸比值小于10的风味不佳(石健泉等,1995a)。由于糖酸比是一个复合型的参数,受到糖与酸两个指标的影响,因此影响糖酸的养分因素同样会对固酸比产生影响。其中,土壤有机质和有效磷含量与固酸比呈极显著的线性正相关(鲍江峰等,2006)。刘平辉等(2007)研究指出,品质较好的3个地区土壤中B,P,K,Mg和Ca含量均高于品质较差地区的含量,特别是B,P和K含量差异显著,而Fe,Mn,Si,Cu和Zn含量则低于品质差的地区。温明霞等(2007)研究表明叶片中的钙与糖/酸比呈显著负相关;而吉前华等(2010)研究指出,Mg含量与风味呈显著正相关。施肥对果实风味影响显著,尤其磷钾肥主要决定柑橘果实的内质风味(陈守一等,2001)。蔡跃台(2007)也指出,采用N:P2O5:K2O为1:0.6:0.8或1:0.7:0.7配方可以改善风味。倪治华和潘云洪(1995)以栽植3年的幼龄温州蜜柑为试材,研究发现施磷有降低酸度提高糖酸比的趋势,其提高幅度为9.49%~12.63%。李卫东等(2006)研究表明,有机肥与无机肥配合施用有效地增加了果实的可溶性固形物含量、可溶性糖含量,并明显提高糖酸比,鲜果风味8 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控变浓。但是研究还指出施氮过多,易导致果实风味淡(李振轮等,2001)。1.3.3柑橘果实质地品质与矿质养分的关系柑橘鲜果的质地品质包括化渣性、果皮厚度、果汁率和可食率等指标,这些因素对于柑橘果实的市场竞争力具有显著影响。果实化渣性作为一个重要的质地指标,反映果肉在食用过程中的口感。对早熟温州蜜柑的研究表明,果实化渣性好的柑橘园,其土壤pH、有效磷、有效钙和有效镁含量也较高(孔樟良等,2015)。在甜橙上,缺磷导致果皮质地粗糙,过量钾也会导致果实质地粗糙(Ladaniya,2008)。Dongetal.(2009)研究表明叶面单独喷硼肥显著增加了果实IDF含量、降低了果实SDF含量,影响了果实的化渣口感。余观梅等(2002)等研究表明,相对于普通肥处理,施用配方合理的柑橘专用肥果实口感更好。此外,果实汁胞的粒化也会影响人们的口感,研究结果表明,果实粒化汁胞矿质成分(尤其是N、P、K)明显增加,裂瓣汁胞矿质成分也呈增加趋势,叶片高含量的N、K、B、Zn和低含量的Ca明显加剧果实粒化程度,果实裂瓣程度随叶片B含量增加而减轻,另外,随土壤有效Cu含量增加,果实粒化程度加重,裂瓣程度减轻(谢志南等,1998)。不同的柑橘品质,果皮厚度品质的意义各不相同。在脐橙和柠檬上,果皮较厚利于果实的储运及保险,但是宽皮柑橘果实过厚则会导致果皮粗糙,影响市场消费选择。一般认为柑橘的果皮厚度与氮、磷和钾的含量关系密切。鲁剑巍等(2004)的研究结果表明不施氮处理的柑橘皮较薄,比推荐施肥处理减少20.8%,而施氮过多,易导致果皮粗厚(李振轮等,2001)。但是张林等(2010)调查结果显示,当橘树的氮素含量范围在1.75%-2.75%内,随着氮素含量增加,果皮越薄。研究还指出,钾缺乏(Ladaniya,2008)或不施用钾肥(鲁剑巍等,2004)会导致果皮变软变薄,而缺磷(Ladaniya,2008)或不施用磷肥(鲁剑巍等,2004)则会导致果皮增厚。但是最近的研究指出果皮厚度与土壤pH、速效钾、有效钙和有效镁均呈极显著正相关(王涛等,2009),孔樟良等(2015)调查结果显示,果皮较厚的橘园,其柑橘园的土壤pH、有效磷、有效钙和有效镁也较高。Valeroetal.(2008)研究表明,喷施钙能够提高柠檬果皮的硬度。柑橘果实的厚度还与树龄有关,Khalidetal.(2012)的研究发现在不同树龄情况下,果皮厚度与养分关系不同,3年龄的柑橘树果实果皮厚度与果皮中P、Ca、Cu、Mn、Fe和Zn含量呈显著负相关,而在6年树中果皮厚度与K含量呈负相关。因此,施钾肥能够促进果实增大,果皮增厚,还可以降低裂果率和浮皮果率(李国怀和刘娟旭,1999;廖育林等,2007)。微量元素的施用对果皮厚度也有显著影响,梁和等(2001)研究表明,B及B+Ca处理则能够降低3%左右的果皮百分率,廖育林等(2007)在红泥土和河沙土上施镁肥使果皮变薄,9 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文但施钼能明显地使果皮增厚,施锌硼对果皮厚度影响不明显。此外,研究表明长期施肥不但能够提高葡萄柚果实产量,还能够使果实变得扁圆(WiedenfeldandSauls,2008)。吉前华等(2010)人研究指出,贡柑果汁含量与叶片Mg含量呈显著正相关,Morganetal.(2005)的研究结果表明,果汁含量与果皮钾含量呈正相关。通过合理施肥可以有效的增加柑橘果汁含量,研究表明叶片喷施磷酸二氢钾果汁好品质增加(Mudauetal.,2005)。施用微肥也会影响柑橘果汁含量,喷施浓度分别为0.5%的Zn肥能增加金诺橘(Mishraetal.,2003)和Feutrell’sEarly橘子(Khanetal.,2012)果实果汁量,每公顷施用0.04kgB硼(Tariqetal.,2007)或叶片喷施0.4%的B硼肥(Mishraetal.,2003)能够增加柑橘果实果汁率,梁和等(2001)的研究也发现,B及B+Ca处理能够降低果实渣汁比率。1.3.4柑橘果实营养品质与矿质养分的关系营养品质对于人们的健康影响较大,尤其对于某些特殊人群或对于营养需求较高的人来讲,这类品质是十分重要的。自从发现食用柑橘可以抗坏血症后,柑橘鲜果一直被视为是补充Vc的优质果品。而且现有对柑橘果实营养品质的研究,多集中在果实Vc含量的研究。研究人员确定了果实Vc含量与矿质养分的相关关系,但是不同品种或不同条件下获得的结果并不完全一致。鲍江峰等(2006)在湖北秭归的研究结果表明,在一定范围内,脐橙果实维生素C含量与土壤速效钾含量呈线性正相关,杨生权(2008)在重庆忠县的调查结果显示,脐橙果实Vc含量与土壤有效Mg含量呈显著负相关关系。研究指出温州蜜柑果实Vc与叶片中P含量(温明霞等,2007)和土壤中有效铁含量呈显著正相关关系(张林等,2010)。赵小敏等(1996)研究表明南丰蜜橘果实Vc与硼和钼呈显著正相关。基于以上的相关关系研究,科研人员也对柑橘营养品质的调控进行了田间的效果试验,结果表明增施钾肥能够提高南丰蜜橘和椪柑果实的Vc含量(李祖章等,2005;廖育林等,2007),配施磷肥也能够提高果实维生素C的含量(倪治华和潘云洪,1995)。此外,李金强等(2002)、王蕊等(2004)和李卫东等(2006)的研究都指出,均衡施肥能够有效地增加脐橙、温州蜜柑果实的Vc含量。微量元素的施用同样可以影响果实的Vc含量,梁和等(2001)研究表明,B及B+Ca处理显著提高了胡柚果实的维生素C含量,廖育林等(2007)和Mishraetal.(2003)指出在成龄椪柑上增施镁、锌和硼能增加椪柑和金诺橘果实的维生素C含量。经过连续3年试验,Zhangetal.研究表明在酸性土壤上配施硼锌肥能够显著提高温州蜜柑果实Vc含量。但是也有研究表明,施肥也会对果实Vc含量产生了负效应,长期施用氯化钾可导致维生素C含量显著下降,降幅可达8.06%(倪治华和潘云洪,1995),10 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控Tariqetal.(2007)的研究则表明,每公顷施用0.4kg的锌肥和0.04kg的硼肥降低了果实Vc含量。1.4研究展望综上所述,柑橘果实品质的优劣不仅影响农民受益,更是制约柑橘产业发展的重要因素。虽然柑橘的果实品质与叶片和土壤中矿质养分之间关系的研究已经广泛报道,但是柑橘果实品质与果实自身养分之间的关系报道的不够全面,尤其是针对某一柑橘品种系统的阐述其品质与土壤、叶片和果实养分的报道较少。此外,现有的研究多集中在柑橘果实的化学品质上,主要是风味品质的研究,对于柑橘质地品质的研究相对较少,尤其对于柑橘果实口感与矿质养分的关系研究鲜有报道。因此在果实品质与矿质养分关系的下一步研究中,从土壤、叶片和果实三个方面,结合果实生长发育的养分及品质变化规律,去阐述矿质养分对于果实品质的影响,对于系统的了解矿质养分对于果实品质的形成作用具有重要意义。另外,对于柑橘物理品质(尤其是口感品质)与矿质养分之间的关系,也值得进一步探索。2研究的背景、目的、内容及技术路线2.1研究背景及目的南丰蜜橘(CitrusreticulataBlancocv.Kinokuni)作为一个品质优良的地方良种,原产于江西省南丰县,具有1300多年的栽培历史。随着柑橘产业的发展,当地政府的大力扶持,江西省南丰县的南丰蜜橘产量及面积都有了巨大的提升,但是在迅猛发展的同时也产生了橘树生长不良和品质下降等问题,尤其是果实化渣问题,已成为影响南丰蜜橘发展重大挑战(李跃进等,2007)。现有南丰蜜橘种植地区,土壤类型以红壤为主,土壤pH偏低,土壤交换性钙镁缺乏(李祖章等,2005)。杨水平等(2005)已指出,南丰蜜橘果实品质较差的橘园其叶片钙镁浓度较低,而且当地农民习惯性施用15:15:15或17:17:17的等比例复合肥,养分供给不平衡,导致柑橘园养分状况进一步失调。本研究针对南丰蜜橘果实品质下降,尤其是果肉不化渣问题进行研究。通过膳食纤维含量的测定、细胞壁超微结构的观察,以及感官评价和质构仪测试分析等测试分析手段,对南丰蜜橘果肉化渣性进行定性分析及定量的评价,并结合化渣性的定量指标与果实、叶片和土壤矿质养分的关系,找出影响南丰蜜橘果实品质(特别是化渣性)的限制因子。另外通过田间小区试验,探索改善南丰蜜橘果肉化渣性的适宜施肥方案,为指导田间生产提供理论依据和实践经验。11 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文2.2研究内容(1)南丰蜜橘果肉化渣性的评价宽皮柑橘果肉化渣性的定性分析,以及定南丰蜜橘果肉化渣性的定量评价指标。(2)果肉化渣性与其它果实品质因素的关系(3)南丰蜜橘果实品质(含化渣性)与果实氮磷钾含量的关系(4)南丰蜜橘果实品质(含化渣性)与叶片养分的关系(5)南丰蜜橘果实品质(含化渣性)与土壤有效养分的关系(6)养分调控对南丰蜜橘果实品质及树体养分的影响研究不同氮钾配比以及在推荐氮磷钾配比基础上增施钙镁元素对南丰蜜橘果实品及树体养分的影响。2.3技术路线12 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控3南丰蜜橘果肉化渣性的评价3.1引言南丰蜜橘作为风味独特、品质优良的地方良种,在市场上具有广泛的辨识度和认可度。但是近年来出现了果肉存渣不化的问题,严重影响了其市场竞争力,进而影响了销售价格,导致产业发展受阻(李跃进等,2007)。一直以来,当地的农民、经销商以及农技主管部门的科技人员多以品尝口感来评判果肉是否化渣,仅仅依靠个人的独立口感,以“嚼不烂”为标准对南丰蜜橘进行感官评价。随着研究人员对柑橘果肉化渣性品质的关注(邓秀新,2008;Liuetal.,2011;Leietal.,2012),柑橘果肉“不化渣”被定义为,食用过程中,柑橘果实的可食部分经过反复耐心的咀嚼,吞咽前仍残留有大量纤维物质,导致的粗糙口感即为不化渣(雷莹,2010)。虽然有了明确的定义,但是该定义仍然是一个描述性的定义,果实在食用过程中由于消费者年龄性别不同以及偏好的差异,也很难对于柑橘果肉的化渣性进行准确的评价。在食品科学领域,除了感官评价,仪器分析方法也常常被用来评价测定果蔬的品质(Abbott,1999)。本研究采用化学分析结合物理评价的方法针对南丰蜜橘果肉的化渣性的进行评价分析,以期找到适合南丰蜜橘果肉化渣性评价的方法并确定评价化渣性的具体指标。3.2材料与方法3.2.1试验材料及样品的采集南丰蜜橘(CitrusreticulataBlancocv.Kinokuni)来自于江西省南丰县的白舍镇、莱溪乡、洽湾镇、桑田镇和市山镇,分别选取有代表性的小果系中晚熟南丰蜜橘橘园在果实成熟期进行采样,于每株橘树的树冠外围中部分四个方向选取大小均匀的果实,共采集15个样品(其中2010年调查点8和15几乎没有挂果所以没有采集果实样品)。此外还分别从广东和湖北长阳采集砂糖橘(CitrusreticulataBlancocv.Shatangju)和椪柑(CitrusreticulataBlancocv.Pokan)的果实样品各一个,采集方法与南丰蜜橘相同,每份果实样品大于60个果实。3.2.2果肉质地的感官评定将采集后的果实进行随机选取,然后将选取的每一个果实按照脐-蒂连线分为两半,选取一半用于感官评定。柑橘果实小心剥去外果皮及橘络,选取大小中等、无籽完整的瓤瓣作为供试样品。感官评定的具体方法及操作参照屠康等(2006)所描述进行。每次评定由每个评定成员单独进行,相互不接触交流,样品评定之间用清水漱口。13 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文描述型分析。由不同年龄段、性别比例为1:1、经过培训且通过挑选的评审人员组成的专业评定小组,对椪柑、南丰蜜橘和砂糖橘的瓤瓣膜韧性(Membranetoughness)、脆性(Crispness)、硬度(Hardness)、多汁性(Juiciness)和化渣性(Meltingcharacteristic)按照百分制的刻度进行定量分析。偏好型试验。针对南丰蜜橘不同地点调查样品进行化渣性的接受度试验。试验采用9点快感标度法,即按照对样品的喜欢程度:极端的不喜欢(1分),非常的不喜欢(2分),一般的不喜欢(3分),稍稍不喜欢(4分),既不喜欢也不会不喜欢(5分),稍微喜欢(6分),一般的喜欢(7分),非常的喜欢(8分),极端的喜欢(9分)进行打分。3.2.3果肉质地的仪器分析将采集后的果实进行随机选取,然后将选取的每一个果实按照脐-蒂连线分为两半,选取一半用TA-XT2质构分析仪(StableMicroSystemsLtd,英国)测定柑橘果实瓤瓣质地。柑橘果实小心剥去外果皮及橘络,选取大小中等、无籽完整的瓤瓣作为供试样品。质地多面剖析法。采用P/6探头进行质构测定。任意选取果肉瓤瓣两个平面的一侧将瓤瓣平放在质构仪的样品测试平台上,让探头的中心位置正好对准瓤瓣的最高点。参数设置为:预压速度1.00mm/s,下压速度5.00mm/s,压后上行速度5.00mm/s,两次压缩中间停顿5S,压缩比率40%。根据质地特征曲线得到表征果肉质地状况的评价参数:硬度(Hardness),表示使物体形变所需要的力;弹性(Springiness),表示物体在外力作用下发生形变,当撤去外力后恢复原来状态的能力;回复性(Resilience),反映了物质以弹性变形保存的能量,是果实受压后快速恢复变形的能力;凝聚性(Cohesiveness),表示形成食品形态所需内部结合力的大小;咀嚼性(Chewiness),表示把固态食品咀嚼成能够吞咽状态所要的能量,与硬度、凝聚性和弹性有关。每个样品选取10个瓤瓣进行测定,平均值作为最后的结果。剪断试验分析法。采用HDP/BS探头进行质构测定。任意选取果肉瓤瓣两个平面的一侧将瓤瓣平放在质构仪的样品测试平台上,瓤瓣长度的中间对准平台的狭缝,并让探头的中心位置正好对准瓤瓣的最高点。参数设置为:预压速度1.00mm/s,下压速度2.00mm/s,压后上行速度5.00mm/s,压缩距离为50mm(保证果实瓤瓣能够被探头剪断)。根据阻力-穿透行程特征曲线得到表征果肉质地状况的评价参数:最大应力(shearforce,单位为牛顿,用N表示),剪断瓤瓣过程中出现的最高力的峰值和剪切能(shearwork,单位为焦耳,用J表示),剪断瓤瓣过程中总的做功所需要消耗的能量,即特征曲线的积分面积。每个样品选取10个瓤瓣进行14 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控测定,平均值作为最后的结果。3.2.4果肉膳食纤维含量的测定参照AOAC推荐的酶-重量法测定TDF、IDF和SDF含量,根据祝渊(2003)的测定步骤并略有改动。样品制备:柑橘果实小心剥去外果皮及橘络,剔除种子,经过称重、105℃杀青30分钟、70℃烘干只恒重、称重、玛瑙研钵粉碎,置于塑封袋中,在室温(25℃)下保存于干燥器中以作备用。酶水解:准确称取双份1.000g左右的样品,精确至0.lmg,分别置于50mL比色管中,加入25mL0.1MpH6.0的磷酸盐(钠盐)缓冲溶液,超声波振荡直到样品完全分散。加100μL耐高温的α-淀粉酶溶液,用铝箔纸覆盖烧杯口,置于沸水浴(水浴同时加以适当的振荡),15min后移出,冷却至60℃,用刮勺将烧杯边缘的环状物和烧杯底部的胶状物刮离,以使样品能够完全酶解,并用10mL蒸馏水冲洗烧杯壁和刮勺。加100μL蛋白酶液于每一个比色管中。用铝箔纸封口,在60℃水浴30min,不断振荡。IDF含量测定:称量含有0.5-1.0g硅藻土的被干燥至恒重的多孔玻璃坩埚(G3),用3mL蒸馏水打湿硅藻土,对坩埚进行抽吸以使硅藻土象整齐的垫子一样粘附在多孔玻璃坩埚上。过滤酶消化液,使其从多孔玻璃坩埚中流入过滤瓶。漂洗烧杯,然后用10mL70℃的蒸馏水洗涤残渣两次。合并滤液转移至清洗过的容量瓶中,定容摇匀,以备测定SDF。用15mL78%乙醇通过真空抽滤的方式清洗残渣2次,之后用15m195%乙醇清洗残渣2次,最后用15mL丙酮洗涤残渣2次。用每份样品中的的一个重复去测定蛋白质含量,另一个重复去测定灰分含量。根据空白值、残渣重量、蛋白质和灰分重量计算出IDF的含量。每个样品重复3次。SDF含量测定:吸取10mL已定容的滤液,加入40mL己预热至60℃的95%乙醇。使沉淀在室温下形成,约需lh。称量含有0.5-1.0g硅藻土的被干燥至恒重的多孔玻璃坩埚,用15mL乙醇打湿硅藻土,对坩埚进行抽吸以使硅藻土象整齐的垫子一样附在多孔玻璃坩埚上。将乙醇处理后的酶水解液通过多孔玻璃坩埚过滤。使用78%乙醇和刮勺,将所有残留物都转移到坩埚内。用15mL78%乙醇通过真空抽滤的方式清洗残渣2次,之后用15mL95%乙醇清洗残渣2次,最后用15mL丙酮洗涤残渣2次。将坩埚置于105℃烘箱中干燥至恒重。将坩埚置于干燥器内冷却,约需lh。称量柑锅(包括残渣和硅藻土),精确至0.1mg。用每份样品中的一个重复去测定蛋白质含量,用凯氏定氮法,换算系数是6.25。将第二个重复置于525℃马福炉中灰化5h以测定灰分含量。根据空白值、残渣重量、蛋白质和灰分重量计算出SDF的含量。每个样品重复3次。15 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文TDF含量测定。TDP的含量为IDF和SDF综合。3.2.5果肉瓤瓣膜超微结构的观察采用日立(HITACHI)公司生产的H-7650型透射电镜进行果肉瓤瓣膜超微结构的观察,具体方法参照Dongetal.(2009)。样品制备:将椪柑、南丰蜜橘和砂糖橘果实瓤瓣膜取下,放在洁净的蜡板上(蜡板可以用病理切片石蜡融化在培养皿中冷却后即可使用),滴几滴预冷的2.5%戊二醛固定液,用两片崭新的锋利刀片采用拉锯式的切割手法,从中部将瓤瓣膜组织切下一条,并修成不超过1mm×lmm×lmm的小块,然后轻轻地将样品小块移至盛有冷的固定液的离心管中,每个果实样品取20个以上的样品小块,并抽真空使固定液浸入。染色与观察:固定的样品经过漂洗-后固定-漂洗-脱水-渗透-包埋-切片,一系列过程后,进行染色,最后通过电镜选择样品区域、调节放大倍数进行结构观察,根据形态特征拍照、记录。3.2.6统计分析所有数据用Excel、SAS等统计分析软件处理数据并进行方差分析和回归分析。方差分析中,不同大写字母为在0.01水平上差异显著,不同小写字母为在0.05水平***上差异显著;相关分析中,代表显著相关(P<0.05),代表极显著相关(P<0.01)。3.3结果与分析3.3.1宽皮柑橘果肉化渣性的定性分析3.3.1.1不同宽皮柑橘品种果肉化渣性的感官评价根据化渣性的定义,评价小组对南丰蜜橘(NM)、砂糖橘(ST)、椪柑(PG)的化渣性进行了差别分析,结果表明3个宽皮柑橘品种的化渣性排序为:砂糖橘优于椪柑优于南丰蜜橘。表3.1指出了3个柑橘品种的果肉质地参数指标及对应得分,每一个指标的得分越高表示该性质的程度越大,反之亦然。结果表明,南丰蜜橘果肉瓤瓣膜的韧性极显著高于椪柑和砂糖橘,而椪柑显著高于砂糖橘。南丰蜜橘和椪柑的果肉硬度极显著高于砂糖橘,但是脆性中三个品种无显著差异。在多汁性上,砂糖橘的果肉较南丰蜜橘口感更加多汁,但是椪柑与其他两个品种的差异不显著。根据3个柑橘品种的果肉质地与化渣性的相关性分析,我们发现果肉的化渣性与瓤瓣膜的韧性与果肉的坚固度之间存在极显著负相关关系,与多汁性呈极显著正16 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控相关关系。表3.1不同宽皮柑橘品种果肉质地的感官评定(n=26)Table3.1Sensoryevaluationontextureofthefruitpulpindifferentcitruscultivars(n=26)瓤瓣膜韧性化渣性品种脆性坚固度多汁性MembraneMeltingCultivarsCrispnessFirmnessJuicinesstoughnesscharacteristics椪柑PG50.7±18.8Bb48.1±16.6Aa47.7±16.4Aa66.9±13.6ABab59.1±15.0Bb南丰蜜橘NM76.6±18.6Aa42.8±17.8Aa53.8±17.8Aa60.6±15.7Bb28.3±13.8Cc砂糖橘ST39.4±19.9Bc46.1±21.0Aa29.4±13.2Bb72.5±15.8Aa75.5±14.5Aa与化渣性******2-0.630.06-0.520.381的关系(R)数据采用均值±标准差表示。不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。Thedataaremeanvaluesoftenreplicates±SD.ThedifferentlettersamongthedifferentcultivarsindicateasignificantdifferenceatP<0.01byDuncan"stest.(下同)3.3.1.2不同宽皮柑橘品种果肉的膳食纤维含量结果表明,在相同质量的新鲜果肉中,南丰蜜橘所含的不溶性膳食纤维的量显著高于砂糖橘和椪柑;南丰蜜橘新鲜果肉中可溶性膳食纤维的含量也最高,且显著高于砂糖橘,但与椪柑差异不显著;3个宽皮柑橘品种的总膳食纤维含量同样表现为南丰蜜橘含量最高。根据化渣性的排序,我们可以得出化渣性较差的柑橘其总膳食纤维含量显著高于化渣性好的柑橘。根据表3.3,我们发现3个宽皮柑橘品种瓤瓣膜上的总膳食纤维含量存在差异,而汁胞中的总膳食纤维含量无显著,这说明果肉的总膳食纤维含量的差异主要受到瓤瓣膜上总膳食纤维含量的影响。因为瓤瓣膜上可溶性膳食纤维含量没有显著差异,所以瓤瓣膜总膳食纤维含量主要受到其不溶性膳食纤维影响。-1表3.2不同品种宽皮柑橘果肉膳食纤维含量(mgg鲜重)-1Table3.2Dietaryfibercontentsoffruitpulpindifferenttangerinecultivars(mggFW)品种不溶性膳食纤维可溶性膳食纤维总膳食纤维CultivarsInsolubledietaryfiberSolubledietaryfiberTotaldietaryfiber椪柑PG8.58±0.15B15.34±1.34AB23.92±1.32AB南丰蜜橘NM9.52±0.48A16.62±1.41A26.14±1.66A砂糖橘ST8.57±0.24B13.95±0.88B22.52±0.67B17 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文表3.3不同品种宽皮柑橘果肉中瓤瓣膜及汁胞膳食纤维的含量(每克鲜果肉)Table3.3Dietaryfibercontentsofsegmentmembraneandjuicesacs(pergfreshpulp)不溶性膳食纤维(毫克)可溶性膳食纤维(毫克)总膳食纤维(毫克)品种Insolubledietaryfiber(mg)Solubledietaryfiber(mg)Totaldietaryfiber(mg)Cultivars瓤瓣膜汁胞瓤瓣膜汁胞瓤瓣膜汁胞membranejuicesacmembranejuicesacmembranejuicesac椪柑PG4.18±0.17C4.40±0.08A5.75±0.15A9.59±1.49A9.93±0.02B14.00±1.48A南丰蜜橘6.46±0.13A3.05±0.53B9.19±1.36A7.44±1.04A15.65±1.23A10.49±1.52ANM砂糖橘ST5.15±0.08B3.43±0.26AB7.03±0.16A6.92±0.98A12.17±0.24AB10.34±0.72A3.3.1.3不同化渣性柑橘瓤瓣的超微结构差异透射电镜的观察结果表明,三者在细胞的大小及排列上都有显著的差异,NM的瓤瓣膜细胞大小比较均匀且排列十分紧密,ST的细胞大小不一而且相对松散,PG排列不规则而且十分松散;放大观察倍数可以看到NM细胞壁更加完整,可以清晰地看到胞间层,而ST、PG的胞间层已经逐渐被代谢溶解,出现了空白区域。ADcellMLMLcwcwBEMLcwcellcwcwMLcellCcwFMLeMLcw图3.1电镜照片表示的是椪柑(A,D)、南丰蜜橘(B,E)和砂糖橘(C,F)瓤瓣膜的细胞超微结构;ML-胞间层,cw-细胞,e-空白区域。Fig.3.1.PlatesshowingthesegmentmembranecellultrastructureoninthePG(A,D),NM(B,E)andST(C,F);ML-middlelamella,cw-cellwallande-emptyregion.18 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控这一结果证明了3个柑橘品种的化渣性差异源于瓤瓣膜的细胞结构差异,即南丰蜜橘由于细胞壁结构更加的完整、细胞排列更加紧密,因此其化渣性更差,与之相对砂糖橘和椪柑的化渣性更好。3.3.2南丰蜜橘果肉化渣性的定量分析3.3.2.1南丰蜜橘果肉化渣性的喜好检验通过喜好性检验(9点快感标度)方法对不同调查点南丰蜜橘果肉的化渣性的喜好进行评价(表3.4);将得分划分为3个等级,其中1-3分定义不化渣,4-6分定义为较化渣,7-9分定义为化渣。在2010年,参与的志愿者对各个地点的南丰蜜橘的喜好程度存在较大的差别,11、12号调查点得分较高,6、10得分较低。2011年各个调查点的得分比较均衡,得分都在6分以上,其中2、11号调查点较高,6号调查点较低。表3.4不同调查点南丰蜜橘果肉化渣性的喜好检验Table3.4Affectivetestingonmeltingcharacteristicsofthefruitpulpindifferentorchards编号乡镇20102011NumberTown得分Scale等级Grade得分Scale等级Grade1白舍镇5.0Ⅱ7.6Ⅰ2白舍镇7.8Ⅰ9Ⅰ3莱溪乡7.3Ⅰ8.4Ⅰ4洽湾镇4.6Ⅱ7.6Ⅰ5洽湾镇5.2Ⅱ8.4Ⅰ6桑田镇1.8Ⅲ7.4Ⅰ7桑田镇4.3Ⅱ7.6Ⅰ8莱溪乡--8.2Ⅰ9市山镇7.6Ⅰ7.6Ⅰ10琴城镇2.0Ⅲ7.6Ⅰ11市山镇8.7Ⅰ9Ⅰ12市山镇8.2Ⅰ8Ⅰ13市山镇5.3Ⅱ7.6Ⅰ14市山镇5.1Ⅱ7.6Ⅰ15白舍镇--7.6Ⅰ均值mean5.68.0变异系数CV39.66.73.3.2.1质构剖面分析模式评价南丰蜜橘果肉质地质地剖面分析法作为一种经典的质地评价方法,被广泛地应用到食品领域中。质构仪柱形探头经过两次压缩供试样品,模拟食物在口腔中被牙齿咀嚼的过程,根据获得的参数对南丰蜜橘果肉进行全面的质地分析。剖面分析模测定分析式下,获得了5个参数,对于评价化渣性,我们选取硬度和咀嚼性来作为主要衡量指标,其他参数作为辅助指标。19 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文图3.2南丰蜜橘果肉TPA试验质地特征曲线Fig.3.2Typicalforce-timecurvefromtextureprofileanalysis(TPA)ofNanfengmijutangerinepulp在2010年,南丰蜜橘果肉的硬度值平均为275.79,变幅为138.68-458.49;咀嚼性的均值为154.04,变幅为89.12-222.10;在各南丰蜜橘调查点之间果肉的硬度和咀嚼性存在显著的差异。由表3.5可以看出,6号调查点的硬度和咀嚼性都最高的,而12号调查点的硬度和咀嚼性最低,说明12号调查点化渣性好于6号调查点。表3.5质构剖面分析模式评价2010年南丰蜜橘成熟期果肉质地状况Table3.5TextureparametersofmaturefruitpulpbyTPAmodein2010编号乡镇硬度g弹性凝聚性咀嚼性g·s回复性NumberTownHardnessgSpringinessCohesivenessChewinessg·sResilience1白舍镇264.23±28.57de0.82±0.04ab0.63±0.05de136.38±19.92c0.27±0.03cd2白舍镇200.94±30.57f0.86±0.03a0.74±0.07ab128.29±16.61c0.34±0.05ab3莱溪乡233.74±18.12ef0.84±0.05ab0.66±0.06cde130.11±27.14c0.30±0.04bc4洽湾镇317.68±41.83c0.84±0.02ab0.66±0.06cde176.55±35.15b0.28±0.05cd5洽湾镇329.85±52.40c0.85±0.03ab0.69±0.07abcd191.20±25.47b0.29±0.04bc6桑田镇459.30±87.14a0.80±0.06b0.62±0.08de225.84±40.60a0.29±0.05bc7桑田镇314.64±73.23c0.84±0.03ab0.67±0.06bcd176.31±36.74b0.29±0.04c8莱溪乡-----9市山镇192.61±35.16f0.83±0.04ab0.66±0.07cde104.59±20.90cd0.32±0.05bc10琴城镇380.25±40.55b0.80±0.09b0.59±0.07e177.23±16.62b0.24±0.04d11市山镇209.59±35.72f0.83±0.03ab0.68±0.08abcd118.86±22.97cd0.31±0.06bc12市山镇139.83±16.97g0.86±0.05ab0.75±0.05a91.03±18.59d0.37±0.05a13市山镇325.55±39.11c0.84±0.03ab0.67±0.06bcd183.34±25.22b0.31±0.03bc14市山镇297.42±39.68cd0.84±0.09ab0.72±0.07abc184.48±58.65b0.32±0.05bc15白舍镇-----均值Mean275.790.840.68154.040.31变异系数CV31.752.446.4125.9010.2120 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控在2011年,南丰蜜橘果肉的硬度值平均为238.05,变幅为180.27-269.79;咀嚼性的均值为116.42,变幅为94.15-143.14。其中13号调查点硬度最大,8号调查点拥堵最低,而且两者差异显著;13号调查点咀嚼性最大,8号调查点咀嚼性显著低于13;说明8号调查点果肉化渣性优于13号。表3.6质构剖面分析模式评价2011年南丰蜜橘成熟期果肉质地状况Table3.6TextureparametersofmaturefruitpulpbyTPAmodein2011编号乡镇硬度g弹性凝聚性咀嚼性回复性NumberTownHardnessgSpringinessCohesivenessChewinessResilience1白舍镇257.22±38.30ab0.77±0.07b0.58±0.04abcde116.30±28.45ab0.26±0.03cd2白舍镇217.48±33.34abc0.81±0.03ab0.56±0.04cde97.26±17.83b0.26±0.03cd3莱溪乡255.43±18.04abc0.81±0.05ab0.64±0.05ab134.20±25.20ab0.31±0.04abc4洽湾镇241.70±30.73abc0.80±0.01ab0.55±0.03cde107.11±16.61ab0.27±0.04abcd5洽湾镇258.04±54.52ab0.80±0.03ab0.54±0.06e111.54±27.42ab0.26±0.04cd6桑田镇225.90±26.44abc0.81±0.07ab0.65±0.06a119.51±25.01ab0.32±0.05ab7桑田镇215.75±23.91abc0.83±0.12ab0.63±0.04abc112.98±25.84ab0.30±0.02abcd8莱溪乡184.93±35.14c0.76±0.14ab0.62±0.05ab90.90±31.48b0.33±0.05a9市山镇266.62±43.82abc0.82±0.04ab0.56±0.08bcde124.52±30.24ab0.25±0.06d10琴城镇219.22±27.51abc0.82±0.07ab0.62±0.08abcd111.77±29.30ab0.29±0.05abcd11市山镇232.89±61.04abc0.85±0.02ab0.64±0.06a126.54±34.42ab0.33±0.04a12市山镇218.53±38.91ab0.83±0.04ab0.63±0.06abc113.73±24.26ab0.31±0.05abc13市山镇269.79±55.68a0.86±0.08a0.62±0.04abcd143.14±36.73a0.28±0.02abcd14市山镇251.60±88.98abc0.80±0.05ab0.55±0.07de113.66±49.35ab0.26±0.02bcd15白舍镇205.18±19.42bc0.80±0.02ab0.62±0.04abcd100.78±12.60b0.30±0.06abcd均值Mean238.050.810.59116.420.28变异系数CV10.685.147.6311.689.403.3.2.2剪切试验分析模式评价南丰蜜橘果肉质地质构仪刀形探头从供试瓤瓣中间进行向下压缩,并将将瓤瓣切成两段,模拟瓤瓣在口腔中被牙齿剪断的过程,根据过程中获得的切断瓤瓣所需要的最大的力(shearforce,单位为牛顿,用N表示)及整个过程中所做的功(shearwork,单位为焦耳,用J表示)对南丰蜜橘果肉的化渣性进行评价。21 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文图3.3南丰蜜橘果肉剪切试验阻力-穿透行程特征曲线Fig.3.3Typicalforce-timecurvefromshearanalysisofNanfengtangerinefruitpulp测定的结果表明,不同调查点的南丰蜜橘果肉的平均最大应力为15.82N,变幅为9.93N-24.06N;平均剪切所需要做的功为0.17J,变幅为0.11J-0.24J,而且不同点在两个参数上反应出一定的差异性。其中6号调查点的剪切力,9号点的剪切力最小;6号调查点剪切功最大,14号调查点剪切功最低。表3.7剪切模式评价2011年南丰蜜橘成熟期果肉质地状况Table3.7TextureparametersofmaturefruitpulpbyRTSmodein2011编号乡镇剪切力N剪切功JNumberTownShearforceNShearworkJ1白舍镇10.26±1.47ef0.14±0.02bcde2白舍镇15.82±2.12bcdef0.19±0.02abc3莱溪乡17.42±6.15abcd0.19±0.05aab4洽湾镇14.93±3.27bcdef0.18±0.06abcd5洽湾镇18.77±6.10abcd0.18±0.05abc6桑田镇24.06±2.20a0.24±0.03a7桑田镇12.08±1.74cdef0.14±0.02bcdde8莱溪乡11.69±4.10edf0.13±0.04cde9市山镇9.93±3.26f0.12±0.03de10琴城镇20.54±5.59ab0.22±0.03a11市山镇21.03±2.82ab0.18±0.02abcd12市山镇17.06±6.55bcde0.15±0.05bcde13市山镇13.03±1.96cdef0.13±0.03cde14市山镇11.77±0.95def0.11±0.02e15白舍镇18.96±5.80abc0.20±0.04ab均值Mean15.820.17变异系数CV27.3223.0922 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控3.3.3化渣性评价方法的比较及衡量指标的确定表3.8表明,不同方法下获得的评价化渣性的参数情况。由变异系数可以看出,感官评价的的变异系数最低,其次是剖面分析模式,最大的是剪切模式。我们知道对于样本总体的评价,变异系数越高,其越能反映出各个样本之间的差异。所以根据表3.4、表3.6和表3.7可以看出,剪切模式下各个样品之间的剪切力及剪切功有显著的差异,而剖面分析模式下的参数差异较小,感官评价则没有差异(化渣性都为Ⅰ类)。因此,我们选择剪切模式作为评价化渣性的质构仪的测定模式,选择剪切力和剪切功作为评价化渣性的参数。表3.8不同测定模式下南丰蜜橘果肉质地参数的评价比较(n=14,2011)Table3.8Parametersevaluationindifferenttestmodels(n=14,2011)模式参数均值标准差变异系数ModelParameterAverageStandarddeviationVariablecoefficient感官评价化渣得分Score7.950.536.69硬度Hardness234.2628.2612.06剖面分析模式咀嚼性Chewiness114.5914.7312.86剪切力Shearforce15.824.3227.33剪切模式t剪切功Shearwork0.170.0423.333.3.4南丰蜜橘果肉化渣性指标的确定我们根据一个由26人(男:女为14:12,年龄为20-50岁)组成的评审小组对南丰蜜橘果肉进行化渣性的定量描述。35.00.3530.00.3025.00.2520.00.2015.00.15NShearforceNJShearworkJ10.00.10剪切力5.0剪切功0.050.00.00020406080100020406080100化渣得分Score化渣得分Score30.000.30y=-0.0636Ln(x)+0.4007y=-7.4226Ln(x)+41.8942R=0.99342R=0.99710.2525.000.2020.00焦耳牛顿0.1515.00剪切功ShearworkJ剪切力ShearforceJ0.1010.000.055.000.000.00020406080100020406080100化渣得分Score化渣得分Score图3.4南丰蜜橘果肉化渣性的曲线估计Fig.3.4CcurveestimationonmeltingcharacteristicofNanfengtangerinefruitpulp对供试果实果肉的感官评价结果及其剪切力及剪切功之间进行曲线拟合,获得了两个散点图(图3.4),总体表现为随着果肉化渣得分的增加,剪切力和剪切功的值是逐渐降低。为了进一步确定二者关系,更好的定量评价果肉的化渣性,我们将23 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文同一得分的剪切力及剪切功进行求平均值,然后根据获得的平均值与化渣得分进行曲线拟合。其中剪切力(shearforce:y)与化渣性(meltingcharacteristic:x)的指数2方程为:y=-7.4226Ln(x)+41.894,r=0.9971;其中剪切功(shearwork:y)与化2渣性(meltingcharacteristic:x)的指数方程为:y=-0.0636Ln(x)+0.4007,r=0.9934。根据感官评价的划分,40分以下为化渣较差,41-70分为化渣较好,71以上为化渣很好;根据得分对于的方程值并取整,得到不同化渣性水平的区间为:剪切力大于15N或剪切功大于0.17J为化渣较差,剪切力大于11N小于15N或剪切功大于0.13J小于0.17J为化渣较好,剪切力小于11N或剪切功小于0.13J为化渣很好。3.4讨论鲜切果蔬的颜色、风味、质地和营养品质对消费者的喜好和选择产生直接的影响(Causseetal.,2003;Campbelletal.,2004;Iglesiasetal.,2008;Barrettetal.,2010)。因此合理准确的评价果实品质是必要的,现有的评价方法主要为感官评价和仪器分析(Ricoetal.,2007)。感官评价是指通过果蔬的可接受程度和描述性分析可以直接对果蔬的质地进行的评价(LawlessandHeymann,1999),作为直接的感受去衡量果蔬商品的质地特性。在柑橘上,常用果味(fruity)、多汁性(juicy)、胶性(gummy)、甜味(sweet)、酸味(sour)、苦味(bitter)等(Godenbergetal.,2015)感官评定指标对柑橘的风味和质地品质进行描述。然而,对于化渣性的感官评价尚无明确的报道,因此我们根据“化渣性”的定义以及其他果树感官评价的参数(屠康等,2006),对化渣性进行参数选择,最后确定描述参数为坚固度、瓤瓣膜韧性、多汁性和脆性。其中,坚固度用于描述抵抗瓤瓣被破坏的能力,瓤瓣膜韧性用于描述瓤瓣膜抵抗咀嚼的能力,多汁性用于描述果汁的多少,脆性用于描述汁胞的破碎能力。根据不同柑橘品种的化渣性评价结果,我们发现不同化渣性的柑橘果肉其脆性并没有显著相关性,主要与瓤瓣坚固度和瓤瓣膜韧性两个指标存在显著负相关。也有研究人员指出,果肉的胶性(gummy)越大表示果肉的质地越粗糙越耐咀嚼(Godenbergetal.,2015),根据文献的解释这里的胶性可以等同于本研究中的是瓤瓣膜韧性,这进一步证明了,瓤瓣膜的韧性显著影响着果肉的化渣性。膳食纤维的测定表明,不化渣的南丰蜜橘其果肉中不溶性膳食纤维含量最高,这是由不溶性膳食纤维(包括木质素、原果胶、纤维素和半纤维素等)的物理特性决定的(Coll-Almelaetal.,2015)。结合透射电镜观察,我们发现不化渣的柑橘品种,其瓤瓣上的细胞排布整齐而且细胞间链接紧密,而这种致密的结构导致了组织更加坚固(Ben-Arieetal.,1979)。由此可以确定,柑橘果肉瓤瓣膜上细胞壁致密的结构组成是导致果肉不化渣的直接因素。虽然感官评价可以直接地反映出人们对食品的感受(Hampsonetal.,2000),但24 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控是在质地评价中,人们常常选择仪器分析代替感官评价。报道指出,质构仪可以广泛应用于测定和评价大米(战旭梅等,2007)、月饼(贾春利和黄卫宁,2004)、白菜(苗如意和沈征言,1996)和苹果(潘秀娟和屠康,2005)等食品及果蔬的质地特性。因为采用质构仪分析食品质地可以避免由于评价人员个人的喜好导致的评价误差,同时在仪器分析时我们可以根据测定的要求设定更加严格的测试条件(Szczesniaketal.,1963),以达到我们精确测定的目的,而且结果重复性好,用时少和用人力少(屠康等,2006)。由于质构仪测定参数与感官评价指标之间存在良好的相关性(Harkeretal.,2002;Saftneretal.,2008),所以可以根据质构仪测定的参数预测感官评定指数(DiMonacoetal.,2008)。现在果蔬质地测定中的主要模式是采用柱形探头进行的质地剖析法(TPA),该方法获得的参数更多,能更加全面的评价供试样品。本研究的结果表明,可以根据TPA模式下获得的多个参数对柑橘果肉质地进行全方面评价,但是这种测定模式要求供试样品在测定前后必须保持原有的形态;柑橘果肉形状不规则,而且在连续压缩过程中或多或少会出现组织被破坏,影响测定结果。所以,为了更加精确的评价柑橘果肉化渣性,我们根据牙齿咀嚼食物过程中首先需要对食物进行大块到小块的剪切破碎这样的事实,选择HD/BSK探头采用剪切模式模拟柑橘瓤瓣被牙齿切断的过程,获得了完全切断瓤瓣受到的最大应力以及所需要的做的总功;根据感官评价拟合的结果发现剪切力越大说明阻力越大,越难切断,剪切功越大说明需要消耗更多的能量去咀嚼。同时根据对于样品总体变异系数大小,我们最后确定采用剪切模式来进行柑橘果肉的化渣性评价,剪切力和剪切功作为评价化渣性的参数指标。3.5结论柑橘果肉化渣性与瓤瓣膜韧性和坚固度呈显著负相关关系,与果汁量呈显著正相关。与砂糖橘和椪柑相比,南丰蜜橘果肉化渣性较差且果肉总膳食纤维含量最高,南丰蜜橘果肉中不溶性膳食纤维含量显著高于其他两个品种;不同柑橘品种果肉膳食纤维含量的差异,源于瓤瓣膜上不溶性膳食纤维含量的差异。南丰蜜橘瓤瓣膜细胞均匀、排列紧密,而且细胞壁更加完整;而砂糖橘和椪柑瓤瓣膜细胞排列松散,细胞壁的胞间层已经逐渐被代谢溶解,出现了空白区域,因此柑橘果肉瓤瓣膜上细胞壁致密的结构组成是导致果肉不化渣的直接因素。通过比较,确定剪切模式下的剪切力和剪切功作为柑橘果肉化渣性的评价,具体为:剪切力大于15N或剪切功大于0.17J为化渣较差,剪切力大于11N小于15N或剪切功大于0.13J小于0.17J为化渣较好,剪切力小于11N或剪切功小于0.13J为化渣很好。25 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文4南丰蜜橘果实品质状况4.1引言南丰蜜橘(CitrusreticulataBlancocv.Kinokuni)作为一个品质优良的地方良种,原产于江西省南丰县,具有1300多年的栽培历史。随着柑橘产业的发展,当地政府的大力扶持,南丰县的南丰蜜橘产量及面积都有了巨大的提升。多年来,针对南丰蜜橘的相关研究也很多(李祖章等,2005;杨水平等,2005;刘平辉等,2007),但是仍没有对于南丰蜜橘果实品质进行系统的研究与分析。果实品质作为果实本身的一系列特性的组合,按照不同的性质可以分为物理品质和化学品质,每一种品质都反映出过时的一部分特征或特性,但是它们之间的相互关系却少有报道。在消费阶段,消费者对于果实品质的判断是一个综合性的判断,不会单纯因为果实的一个品质指标去进行购买,往往是基于对多方面的品质,如果色、果形、果味、口感等构成一个综合因子。因此这就需要对果实品质进行综合的分析和评价。本章节主要通过调查不同地点南丰蜜橘果实品质,得出南丰地区果实品质的基本状况,并进一步探讨各个品质之间的联系,为南丰蜜橘果实品质的综合评价提出理论基础。4.2材料与方法4.2.1试验地点基本信息选取南丰县南丰蜜橘主产乡镇(白舍镇、市山镇、莱溪乡、桑田镇和洽湾镇)的15个橘园作为长期定点观测调查点,分别为观测1(市山村,33m,N27°12′21.3″,E116°26′52.0″),观测2(市山村,33m,N27°12′21.3″,E116°26′52.0″),观测3(官庄村,N27°12′33.6″,E116°29′01.4″),观测4(官庄村,N27°12′33.6″,E116°29′01.4″),观测5(铺前园艺场,N27°01′51.0″,E116°25′00.5″),观测6(邱家堡园艺场,N27°04′47.6″,E116°26′48.8″),观测7(东方村,N27°11′43.7″,E116°36′18.3″),观测8(上店村,N27°15′39.3″,E116°33′13.2″),观测9(洽湾村,N27°16′26.3″,E116°34′34.3″),观测10(泉水坑园艺场,N27°08′43.2″,E116°34′06.2″),观测11(龙城坊坑橘园,N27°09′17.0″,E116°34′19.7″),观测12(西坑村,N27°12′37.5″,E116°34′17.9″),观测13(翠云村,N27°14′20.1″,E116°30′25.0″),观测14(水南村,N27°12′19.8″,E116°31′03.8″)和观测15(耀里村,N27°02′19.6″,E116°24′42.6″)。4.2.2试验材料及样品的采集试验材料均为枳壳砧木的中晚熟小果南丰蜜橘。每个橘园选取3株长势均一的橘树于2010年3月进行挂牌,并于果实成熟期(11月上旬左右)在树冠外围中部26 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控采集果实样品,东南西北四个方向进行采集,每株树采集20个果实,进行连续5年的调查取样。4.2.3果实品质的测定4.2.3.1单果重的测定采用电子天平(0.01g)对采集的果实进行总重的称量,然后除以果实数量,计算得出平均单果重,单位用g表示。4.2.3.2可食率的测定将采回的果实样品分别用中性清洗剂及自来水清洗干净,然后经过稀盐酸、去离子水漂洗,用洁净、干燥的吸水纸擦干,然后用电子天平(0.01g)称重,记为M。小心剥去外果皮及橘络,然后将获得的果肉用电子天平(0.01g)称重,记为m。果实的可食率为m占M的百分比,结果用百分数表示。4.2.3.3果汁中可滴定酸含量的测定称取4.2.4中所述剥去果皮及橘络的果肉鲜样80g左右,榨汁,倒出纯汁液(或用纱布挤出汁液)于烧杯中,读取汁液体积V’,吸取1mL于150mL锥形瓶中,用洗瓶冲洗瓶口,加入约10mL水,滴加2滴酚酞(1%)指示剂,用标准碱(0.1molL-1NaOH)进行滴定,记录滴定体积V。在样品测定的同时进行空白试验,校正试剂和滴定误差。计算公式如下:c(VV)V"0果实可滴定酸的含量(%)=0.064100m1mL式中V——滴定样品所用碱液毫升数,V0——滴定空白所用碱液毫升数,V’——样品汁液的体积数,m——果实样品重量,c——标准碱的浓度,0.064——换算为柠檬酸的系数4.2.3.4果汁中可溶性固形物含量的测定吸取上述4.2.5中的果肉汁液于测手持糖量计(日本ATAGO,PAL-1)的样品池中,点击star按键,读取可溶性固形物量(%)。4.2.3.5果汁中还原性维生素C含量的测定吸取上述4.2.5中的果肉汁液1mL于150mL锥形瓶中,加入10mL2%草酸,用27 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文二氯酚靛酚滴定至粉红色,记录体积V。在样品测定的同时进行空白试验。计算公式如下:(VV)AV"0100g鲜重果实的Vc含量(mg/100g)=100m1mL式中V——滴定样品所用染料毫升数,V0——滴定空白所用染料毫升数,V’——样品汁液的体积数,m——果实样品重量,A——1mL染料溶液相当的抗坏血酸的毫克数。4.2.3.6果实固酸比的测定果实固酸比=可溶性固形物%/可滴定酸含量%。4.2.3.7果实瓤囊剪切力及剪切功的测定具体方法及操作步骤同见3.2.3。4.2.4数据分析同3.2.6。4.3结果与分析4.3.1南丰蜜橘果实品质的年变化规律4.3.1.1单果重图4.1表明,南丰蜜橘果实的单果重平均在30g左右。201020112012201320146045g30单果重FruitWeightg1500123456789101112131415调查点ObservationOrchard图4.1不同调查点南丰蜜橘果实单果重的多年变化Fig.4.1FruitweightofNanfengtangerineindifferentorchardsfrom2010to201428 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控由于挂果量的影响不同年份之间有显著差别,主要表现为2013年最低,2014年最高。形成这样的原因是2011和2013年为大年,2010,2012和2014年为小年,由于大小年的产量影响,产量高果实较小,产量低则容易产出较大果实。其中产量较为稳定的调查点3、10和11,各年变化中表现出较为均匀的单个果实重量;而调查点8和9的单果重由于大小年的影响,单个果实重量变化很明显。4.3.1.2可食率图4.2表明,南丰蜜橘果实的可食率平均在76%左右。与单果重的变化趋势相似,可食率在2011年和2013年较低,而且在小年中的可食率差异大于大年,而且果实越重可食率越大的趋势。虽然可食率的结果与单果重的结果有相似之处,但并不是完全一致的。在多年的变化中调查点13和14的可食率变化较小,但是这两个点的单果重在多年中变化却较大;反之单果重变化不大的调查点3、10和11,其可食率变化却很大。在不同调查点之间,1号和4号调查点的可食率较其他调查点高。201020112012201320148580%75可食率EdibleRate%70650123456789101112131415调查点ObservationOrchard图4.2不同调查点南丰蜜橘果实可食率的多年变化Fig.4.2EdibleratioofNanfengtangerineindifferentorchardsfrom2010to20144.3.1.3可滴定酸图4.3表明,南丰蜜橘果实的可滴定酸变幅较大,最低0.5%,最高达2.0%。调查点1、2、3、14和15的可滴定酸含量的年变化较小,基本都在1.0%以下;而其他调查点的年变化较大。年变化较大的点,其不同年份的变化并不呈现一致的规律。29 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文201020112012201320142.52.0%1.51.0可滴定酸TitratableAcid%0.50.00123456789101112131415调查点ObservationOrchard图4.3不同调查点南丰蜜橘果实可滴定酸的多年变化Fig.4.3TitratableAcidofNanfengtangerineindifferentorchardsfrom2010to20144.3.1.4可溶性固形物图4.4表明,南丰蜜橘果实的可溶性固形物含量平均在15%左右,说明南丰蜜橘果实甜度高。同一个调查点,不同年份之间差别不大,调查点3含量一直很高且稳定,而调查点14则一直较低,不同调查点总体主要表现为2013年相对较高,其他年份可溶性固形物值差别不大。2010201120122013201425%%2015可溶性固型物10TotalSolubleSolid50123456789101112131415调查点ObservationOrchard图4.4不同调查点南丰蜜橘果实可溶性固形物的多年变化Fig.4.4TotalsolublesolidofNanfengtangerineindifferentorchardsfrom2010to20144.3.1.5还原性维生素C图4.5表明,南丰蜜橘果实的还原性维生素C平均在250mg/kg左右。不同调查点、不同年份之间都有显著差别。但是大小年没有表现出显著规律,但是2010年各个调查点Vc含量普遍较高,2012年较低。在不同调查点之间,10号调查点的Vc平均含量较高,调查点12则表现出较稳定的低含量。30 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控20102011201220132014450350Cmg/kg250还原性维VitaminCmg/kg150500123456789101112131415调查点ObservationOrchard图4.5不同调查点南丰蜜橘果实Vc的多年变化Fig.4.5VitaminCofNanfengtangerineindifferentorchardsfrom2010to20144.3.1.6固酸比图4.6表明,南丰蜜橘果实的固酸比平均在18%左右。不同调查点、不同年份之间都有显著差别。由于固酸比是可滴定酸和可溶性固形物的复合参数,代表了果实的风味。因此,该指标受到可滴定酸和可溶性固形物两个指标的影响,因此在不同年份之间未能表现出整体的规律性,由于南丰蜜橘果实可溶性固形物含量较稳定,所以可滴定酸含量较低的调查点其固酸比较高。但是不同地点的差异也比较显著,其中3号调查点较高,而10、11号则较低。20102011201220132014403020固酸比TSS/TA1000123456789101112131415调查点ObservationOrchard图4.6不同调查点南丰蜜橘果实固酸比的多年变化Fig.4.6TSS/TAofNanfengtangerineindifferentorchardsfrom2010to20144.3.1.7果实瓤瓣剪切力图4.7表明,南丰蜜橘果肉剪切力变幅较大,同一调查点的不同年份有较大波动,仅有调查点1多年的剪切力变化最小;而不同地点在同一年份也有较大差异。31 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文根据化渣性的分级,大于15N即为化渣较差,所以在小年(2010,2012和2014年)剪切力较高,果肉化渣较差;在大年(2011和2013年)剪切力较小,则大部分表现为化渣较好。但是调查点14无论大小年果肉都表现较高的剪切力。201020112012201320144030N20剪切力ForceN1000123456789101112131415调查点ObservationOrchard图4.7不同调查点南丰蜜橘果实剪切力的多年变化Fig.4.7ShearforceofNanfengtangerineindifferentorchardsfrom2010to20144.3.1.8果实瓤瓣剪切功图4.8表明,南丰蜜橘果肉剪切功变幅较大,大部分调查点的不同年份有较大波动,但是调查点6几乎没变,而调查点1、2、10、和15也变化较小;而不同地点在同一年份也有较大差异。根据化渣性的分级,大于0.17J即为化渣较差,所以在小年(2010,2012和2014年)剪切力较高,果肉化渣较差;在大年(2011和2013年)剪切力较小,则基本表现为化渣较好,这与果肉剪切力的变化趋势类似。201020112012201320140.50.4J0.30.2剪切做功ShearWorkJ0.10.00123456789101112131415调查点ObservationOrchard图4.8不同调查点南丰蜜橘果实剪切功的多年变化Fig.4.8ShearworkofNanfengtangerineindifferentorchardsfrom2010to201432 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控4.3.2南丰蜜橘各果实品质指标之间的关系4.3.2.1果实化学品质间的相关关系2数据表明各个品质参数之间存在一定的联系,其中可溶性固形物与Vc(r=**2****0.475)、Vc与可滴定酸(r=0.531)、可滴定酸与可溶性固形物(r2=0.308)2**2之间存在极显著正相关关系,而固酸比与Vc(r=0.381)、固酸比与可滴定酸(r=**0.838)呈显著负相关关系。4.3.2.2果实物理品质间的相关关系2**物理品质中,瓤瓣剪切力与剪切功(r=0.855)之间存在极显著相关性,此外2**2**剪切功与单果重(r=0.563)、剪切力与单果重(r=0.480)、剪切力与可食率2**2**(r=0.488)、剪切功与可食率(r=0.399)之间都存在极显著相关性。4.3.2.3果实化学品质与物理品质间的相关关系物理品质与化学品质之间同样存在一定的内在联系。表4.1监测点品质间相关关系(n=70)Table4.1Relationshipsamongfruitqualityinobservationorchards(n=70)可溶性固形单果重可食率物可滴定酸剪切力剪切功项目维生素C固酸比FruitEdibleTotalTitratableForceWorkItemsVcTSS/TAWeightRateSolubleSacid(n=57)(n=57)Solid单果重**********10.184-0.660-0.354-0.319-0.0060.4800.563FruitWeight可食率****10.0930.0910.108-0.1760.4880.399EdibleRate可溶性固形物*****TotalSoluble10.4750.3080.075-0.261-0.333Solid维生素C****10.531-0.381-0.142-0.087Vc可滴定酸**1-0.838-0.024-0.007TitratableAcid固酸比1-0.100-0.180TSS/TA**剪切力Force10.855剪切做功1Work****.表示相关性达到0.01水平(双侧).Correlationissignificantatthe0.01level(2-tailed).**.表示相关性达到0.05水平(双侧).Correlationissignificantatthe0.05level(2-tailed).33 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文2**2数据表明(表4.1),单果重与可溶性固形物(r=0.660)、单果重与Vc(r=**2**0.354)、单果重与可滴定酸含量之(r=0.319)间存在极显著负相关,也就是说2*果实越大上述指标越低。剪切力与可溶性固形物(r=0.261)含量存在显著负相关2*关系,剪切功与可溶性固形物含量(r=0.333)存在极显著负相关关系。4.3.3南丰蜜橘果实品质综合评价4.3.3.1果实品质的主成分分析根据主成分分析结果(表4.2),因子1(Prin1)由单果重、剪切力、剪切功组成,指向化渣性;因子2(Prin2)由可食率、可滴定酸组成,指向酸度;因子3(Prin3)由可溶性固形物、固酸比组成,指向风味;因子4(Prin4)由Vc组成,指向营养。4个指标的的贡献率分别为0.374、0.277、0.149和0.086,4个指标的的累计贡献率达到88.6%,其余忽略不计。根据各个指标的贡献率,以及上文中各个品质的多年变化情况可知,南丰蜜橘果实品质的首要影响因素为化渣性,其次为酸度,再次为风味和营养成分。表4.2各综合指标的系数及贡献率Table4.2Coefficientsofcomprehensiveindexesandproportion项目Prin1Prin2Prin3Prin4Item方差贡献2.9932.2181.1900.684Eigenvalue贡献率0.3740.2770.1490.086Proportion累计贡献率0.3740.6510.8000.886Cumulative特征向量Eigenvector单果重0.840-0.056-0.1410.156Fruitweight可食率0.3780.5050.453-0.561Edibleratio可溶性固形物-0.7120.2720.552-0.031Totalsolublesolid维生素C-0.5340.4810.3150.499Vc可滴定酸-0.3960.815-0.336-0.069Titratableacid固酸比0.046-0.7870.5820.062TSS/TA剪切力0.7640.4220.2870.110Shearforce剪切面积0.7810.4390.1660.271Shearwork化渣性因子酸度因子风味因子营养因子MeltingFactorSournessFactorFlavorFactorNutritionalFactor34 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控4.3.3.2不同调查乡镇果实品质评价根据主成分分析获得的因子,对南丰蜜橘主产乡镇进行果实品质评价比较。在2010年(表4.3),市山镇的果实表现为酸度较低、风味浓(固酸比高)且Vc较高的特征,在各个乡镇中品质最优。其他乡镇果实可滴定酸含量都较高,且固酸比较低,因此品质较差。综合评价各个乡镇的果实品质,优良等级排序为市山镇>桑田镇>莱溪乡>洽湾镇>白舍镇。表4.32010年被调查乡镇的果实品质状况Table4.3FruitqualityofNanfengtangerineindifferentorchardsin2010可溶性固形物可滴定酸乡镇单果重可食率维生素C固酸比TotalSolubleTitratableTownFruitWeightEdibleRateVcTSS/TASolidAcid市山镇22.5676.6516.17306.910.9118.00白舍镇35.6476.1214.18359.791.499.68莱溪乡26.9178.1414.83350.491.4310.37洽湾镇28.1776.0913.93257.891.4610.49桑田镇23.1177.1014.72392.531.2312.19在2011年(表4.4),白舍镇果实的化渣性最好(剪切力最低、剪切功较低,属于较化渣)、酸度较低、风味浓且Vc含量较高,在各个乡镇中品质最优;相比于其他乡镇,桑田镇果肉最不化渣、酸度最高、风味较且Vc较高,品质最差。综合评价各个乡镇的果实品质,优良等级排序为白舍镇>莱溪乡>市山镇>洽湾镇>桑田镇。表4.42011年被调查乡镇的果实品质状况Table4.4FruitqualityofNanfengtangerineindifferentorchardsin2011可溶性固单果重可食率形物可滴定酸乡镇维生素C固酸比剪切力剪切功FruitEdibleTotalTitratableTownVcTSS/TAForceWorkWeightRateSolubleAcidSolid市山镇27.1075.3015.17209.410.8418.7915.300.15白舍镇33.7773.6013.43207.010.6122.6913.040.16莱溪乡31.6774.5114.37229.900.7619.0714.550.16洽湾镇30.5674.2811.58175.940.4923.8616.850.18桑田镇27.5270.7515.37223.621.0215.6218.070.19在2012年(表4.5),各个乡镇果肉都不化渣,且桑田镇和洽湾镇化渣性更差一些;对于酸度的分析发现,各个乡镇的可滴定酸含量都不是特别高,而且甜度风味都较高。根据主成分分析,综合评价各个乡镇的果实品质,优良等级排序为莱溪乡>白舍镇>市山镇>洽湾镇>桑田镇。35 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文表4.52012年被调查乡镇的果实品质状况Table4.5FruitqualityofNanfengtangerineindifferentorchardsin2012可溶性固单果重可食率形物可滴定酸乡镇维生素C固酸比剪切力剪切功FruitEdibleTotalTitratableTownVcTSS/TAForceWorkWeightRateSolubleAcidSolid市山镇31.3279.9415.76209.640.9118.0527.580.24白舍镇37.3275.0513.53209.640.8518.2026.740.21莱溪乡26.9875.1314.35185.450.4731.3524.970.21洽湾镇37.3779.3712.52161.260.6420.5532.470.28桑田镇22.6377.2415.38260.041.0514.9729.680.25在2013年(表4.6),除莱溪乡特别不化渣,其他乡镇化渣性在临界边缘,而可滴定酸含量也以莱溪乡和桑田镇较高,在可固含量基本一致的情况下,莱溪乡和桑田镇的风味较差,而Vc含量以桑田镇最高,而洽湾镇最低。根据主成分分析,白舍镇的果实符合优等果特征,综合评价各个乡镇的果实品质,优良等级排序为白舍镇>市山镇>洽湾镇>桑田镇>莱溪乡。表4.62013年被调查乡镇的果实品质状况Table4.6FruitqualityofNanfengtangerineindifferentorchardsin2013可溶性固单果重可食率形物可滴定酸乡镇维生素C固酸比剪切力剪切功FruitEdibleTotalTitratableTownVcTSS/TAForceWorkWeightRateSolubleAcidSolid市山镇19.9975.2617.17250.920.8721.4015.570.18白舍镇23.2373.2716.37205.630.8519.2215.290.17莱溪乡20.7774.1316.52243.171.839.0822.690.26洽湾镇18.5973.2415.10188.800.7720.5716.490.18桑田镇20.4473.9715.75280.811.2212.9017.040.19在2014年(表4.7),除了莱溪乡果实较化渣,其他乡镇都不化渣,而可滴定酸含量都较低,而且甜度除市山镇较高外,其他乡镇都较低。因此根据主成分分析,综合评价各个乡镇的果实品质,优良等级排序为莱溪乡>白舍镇>市山镇>桑田镇>洽湾镇。36 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控表4.72014年被调查乡镇的果实品质状况Table4.7FruitqualityofNanfengtangerineindifferentorchardsin2014可溶性固单果重可食率形物可滴定酸乡镇维生素C固酸比剪切力剪切功FruitEdibleTotalTitratableTownVcTSS/TAForceWorkWeightRateSolubleAcidSolid市山镇33.1779.5415.07220.420.8717.6121.780.27白舍镇39.1974.1212.68198.820.6719.8020.040.24莱溪乡27.8572.9413.87247.910.6920.0111.070.18洽湾镇53.1975.5811.72192.690.7316.0128.950.34桑田镇29.5074.0511.73299.460.6817.3223.710.304.4讨论国标(GB/T12947-2008)指出了鲜柑橘不同等级,其中优等果的标准为可溶性固形物含量在10.0%以上,可滴定酸在0.95%以下,固酸比大于10。同时石健泉等(1995a)对糖、酸含量与风味的关系做了探讨,指出风味优良的橘子品种,其糖酸比多在10-20的范围,偏高者风味趋甜,偏低者风味偏酸,而糖酸比值小于10的风味不佳;优质的品种其果实含酸量多为中等(0.6%-0.89%),含酸量极高者风味最差。本研究的结果指出,南丰蜜橘果实可溶性固形物含量都大于10.0%,固酸比大部分在10以上,但是可滴定酸含量则表现出较大的波动,因此对于果实风味的影响主要来自于可滴定酸含量(石健泉等,1995a)。现有对于柑橘果实品质的研究,多以单一品质指标作为研究对象,讨论不同品质之间的相互关系的报道较少。我们的结果则表明,南丰蜜橘果实的化学品质之间存在的显著关系普遍为正相关,因为固酸比是可溶性固形物与可滴定酸的比值,所以固酸比与可滴定酸之间呈显著负相关;物理品质之间均表现出显著的正相关关系。但是化学品质与物理品质之间存在的显著相关均为负的,这与李子上的研究结果一致,Ratoetal.(2008)报道李子果实坚固度与果实可溶性固形物之间存在显著的负相关。对南丰县各个主产乡镇的果实品质进行比较,发现市山镇和白舍镇橘园果实风味较好,桑田镇较差。化渣性结果表明,南丰县南丰蜜橘的果肉化渣性总体较差,尤其是桑田镇最差,而市山镇和白舍镇最好。根据主成分分析结果显示,果实品质综合性较好的橘子主要表现为果实风味偏甜而化渣,差的橘子风味偏酸而不化渣;但是单一品质过高的橘子其综合品质并不最好,因此说明对于南丰蜜橘果实来讲,综合品质好更有利于其发展,而不能单纯追求某一个品质的高与低。37 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文4.5结论南丰蜜橘果实品质的基本状况为:剪切力在21N左右,剪切功约为0.22J,平均单果重在30g左右,可食率为76%左右,可滴定酸约为0.9%,可溶性固形物含量约为15%,还原性维生素C含量在230mg/kg左右。南丰蜜橘果实同一类型品质(化学品质或物理品质)之间存在的显著关系普遍2为正相关,而不同类型之间则表现为显著负相关。具体为,可溶性固形物与Vc(r=**2**2**0.475)、Vc与可滴定酸(r=0.531)、可滴定酸与可溶性固形物(r=0.308)2**2之间存在极显著正相关关系,而固酸比与Vc(r=-0.381)、固酸比与可滴定酸(r=**2**-0.838)呈显著负相关关系。瓤瓣剪切力与剪切功(r=0.855)之间存在极显著2**2**相关性,剪切功与单果重(r=0.563)、剪切力与单果重(r=0.480)、剪切力2**2**与可食率(r=0.488)、剪切功与可食率(r=0.399)之间都存在极显著相关性。2**2**单果重与可溶性固形物(r=0.660)、单果重与Vc(r=0.354)、单果重与可滴2**2*定酸含量之(r=0.319)间存在极显著负相关。剪切力与可溶性固形物(r=0.261)2*含量存在显著负相关关系,剪切功与可溶性固形物含量(r=0.333)存在极显著负相关关系。南丰蜜橘果实的综合评价表明其果实品质首要影响因素为化渣性,其次为酸度,再次为风味和营养成分;各乡镇中桑田镇和洽湾镇品质较差,市山镇和白舍镇品质较好。38 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控5南丰蜜橘果实品质与果实氮磷钾的关系5.1引言果实作为果树栽培生产中的终极目标,它的多少、优劣直接影响了果农的收益,尤其是果实品质,对于消费者选择及市场竞争来说都至关重要。因此果实品质的研究一直受到科研人员的关注(Kader,1999;Ladaniya,2008;Goldenbergetal.,2015)。然而,果实品质的形成离不开果实发育过程中的有机物质的合成与代谢(Kader,1999),而众多的生理生化过程则离不开矿质养分的参与,相对于植物的其他组织器官果实中的矿质养分与果实品质之间存在着更为直接的联系(Sams,1999)。因此研究果实品质与养分状况的关系显得尤为重要。对于果实养分,一般是用作计算养分带走量,下一年肥料的施用提供依据(黄鸿,2012)。即使有报道指出果实的养分显著影响着果皮的厚度(Khalidetal.,2012)和果汁量(Morganetal.,2005)等果实品质,但是都没有果实养分(包括果皮和果肉)与柑橘物理和化学果实品质关系的综合报道。本研究通过多年的调查,获得了南丰蜜橘果实养分及其果肉和果皮中氮磷钾含量的变化规律,并于果实的各个品质因子进行相关性分析,对南丰蜜橘果实品质与果实养分的关系进行系统研究和阐述,确定了南丰蜜橘果实养分与果实品质的关系。5.2材料与方法5.2.1试验地点基本信息同4.2.1。5.2.2试验材料及样品的采集同4.2.2。5.2.3果实品质的测定同4.2.3。5.2.4果实养分的测定将采集的果实,取一部分经过中性洗涤剂清洗后,再用去离子水洗净。用吸水纸蘸干后称重,再将果实分为果皮、果肉两部分,分别称重,置于105℃鼓风干燥箱中杀酶30分钟,然后保持在70℃条件下恒温烘干。样品烘干后,再次称重,计算含水率;经玛瑙研钵或玛瑙球磨机或不锈钢粉碎机中磨细后,将样品封存于聚乙烯自封袋中备用。39 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文果实样品测定参考鲍士旦方法(2000)。采用硫酸-双氧水消化,用凯氏定氮仪(济南,海能)进行全氮的测定;钼蓝比色法测定全磷;火焰光度计(上海,上分)测定全钾。5.2.5数据统计分析同3.2.6。5.3结果与分析5.3.1南丰蜜橘果实氮磷钾基本状况5.3.1.1南丰蜜橘果实氮含量的多年变化规律通过图5.1可以看出,南丰蜜橘果皮、果肉和果实氮含量变幅较大,同一调查点在不同年份其果皮、果肉和果实中的氮含量差异明显,表现出高低交替的变化规律;同一年份不同调查点的果皮、果肉和果实氮含量也存在着一定的差异。同一样品其果皮、果肉和果实氮含量基本相当。201020112012201320142010201120122013201422.0%1.6%1.6%%1.21.2果皮氮含量果肉氮含量PeelNcontent0.8PulpNcontent0.80.40.401234567891011121314150123456789101112131415调查点ObservationOrchard调查点ObservationOrchard201020112012201320142.0%1.6%1.2果实氮含量FruitNcontent0.80.40123456789101112131415调查点ObservationOrchard图5.1南丰蜜橘果实氮含量的多年变化规律Fig5.1FruitNcontentofNanfengtangerineindifferentyears5.3.1.2南丰蜜橘果实磷含量的多年变化规律由图5.2可以看出,南丰蜜橘果皮、果肉和果实磷含量变幅较小,同一调查点在不同年份其果皮、果肉和果实中的磷含量差异不明显;同一年份不同调查点的果皮、果肉和果实磷含量则表现出一定的差异。同一样品其果肉磷含量最高,果皮磷含量最低,其中果肉中的磷含量大约为果皮中的2倍。40 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控201020112012201320140.23201020112012201320140.140.20%0.11%%0.170.080.14果肉磷含量PulpPcontent果皮磷含量0.11PeelPcontent%0.050.080.0201234567891011121314150123456789101112131415调查点ObservationOrchard调查点ObservationOrchard201020112012201320140.170.14%0.11果实磷含量FruitPcontent%0.080.050123456789101112131415调查点ObservationOrchard图5.2南丰蜜橘果实磷含量的多年变化规律Fig5.2FruitPcontentofNanfengtangerineindifferentyears5.3.1.3南丰蜜橘果实钾含量的多年变化规律通过图5.3可以看出,南丰蜜橘果皮和果实钾含量变幅较大,同一调查点在不同年份其果皮和果实中的钾含量差异明显,但是果肉中的钾含量在不同年份变化较小;同一年份不同调查点的果皮、果肉和果实钾含量都表现出一定的差异。同一样品无论其果皮钾含量如何高低变化,其果肉中的钾含量以一个较为稳定的值始终都大于果皮的。20102011201220132014201020112012201320141.51.601.2%1.30%%1.000.9果肉钾含量果皮钾含量PulpKcontent0.70PeelKcontent%0.60.400.301234567891011121314150123456789101112131415调查点ObservationOrchard调查点ObservationOrchard201020112012201320141.61.3%1.0果实钾含量FruitKcontent%0.70.40123456789101112131415调查点ObservationOrchard图5.3南丰蜜橘果实钾含量的多年变化规律Fig5.3FruitKcontentofNanfengtangerineindifferentyears41 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文5.3.1.4南丰蜜橘新鲜果实氮磷钾养分携出量通过图5.4可以看出,不同年份每吨鲜果的氮素携出量存在一定的差别,表现为2011年和2013年携出量较高,而2010年、2012年和2014年携出量较低(大约为1.4kg)。这表明南丰蜜橘果实在大量结果年氮素带走量也大于小年。除了在2011年不同调查点之间存在较大的差别,其他年份不同调查点之间每吨鲜果的氮素携出量差别较小。数据表明,每吨鲜果磷素的携出量在不同调查点、不同年份(除2010年)之间差别不大,基本在0.2kg左右。虽然每吨鲜果钾素的携出量在不同年份之间的变化规律与磷类似,约为1.8kg左右,钾素在不同调查点之间差别较大。g4.00.35kgkg3.30.302.60.251.90.201.20.15每吨鲜果氮携出量每吨鲜果磷携出量FruitNremovalpertonk0.5FruitPremovalpertonkg0.102010201120122013201420102011201220132014年份year年份year3.0kg2.52.01.51.00.5每吨鲜果钾携出量0.0FruitKremovalpertonkg20102011201220132014年份year图5.4南丰蜜橘每吨鲜果氮磷钾携出量Fig5.4FruitN,PandKremovalpertonfreshtangerine5.3.2南丰蜜橘化渣品质因子与果实养分的关系南丰蜜橘化渣品质因子与果实氮磷含量呈显著的函数关系,但与果实钾含量之间没有获得显著相关函数。图5.5表明瓤瓣剪切力和剪切功与果实、果肉和果实中的氮含量之间呈指数函数关系,随着果实、果肉和果实中的氮含量的增加,瓤瓣剪切力和剪切功呈降低趋势。根据拟合方程的相关系数可知,果实中的氮含量与剪切力和剪切功的相关性好于果肉和果皮。42 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控-0.7412x-0.594x40y=42.839e0.5y=0.3889e22R=0.4352**R=0.3881**320.4240.3牛顿焦耳160.2剪切力ShearforceN剪切功ShearworkJ80.100.00.000.400.801.201.602.000.000.400.801.201.602.00果实氮含量%FruitpulpNcontent%果实氮含量%FruitpulpNcontent%-0.7029x-0.5577xy=39.903ey=0.3635e4020.52R=0.373**R=0.3211**320.4240.3牛顿焦耳160.2剪切力剪切功ShearworkJShearforceN80.1000.00.40.81.21.62.00.00.40.81.21.62.0果肉氮含量%FruitpulpNcontent%果肉氮含量%FruitpulpNcontent%-0.6258x-0.4787x40y=39.543e0.5y=0.3539e22R=0.4239**R=0.3392**0.4300.3牛顿焦耳200.2剪切力ShearforceN剪切功ShearworkJ100.100.00.000.400.801.201.602.000.000.400.801.201.602.00果皮氮含量%FruitpeelNcontent%果皮氮含量%FruitpeelNcontent%图5.5南丰蜜橘果实化渣品质因子与果实氮元素的关系(n=57)Fig5.5RelationshipsbetweenfruitNandmeltingqualityparameter(n=57)图5.5表明瓤瓣剪切力与果实、果肉和果皮中的磷含量之间呈二次函数关系,当果实磷含量小于0.13%时,剪切力随果实磷含量增加而降低,大于0.13%时则呈增加趋势;果肉磷含量小于0.15%时,剪切力随着果肉磷含量的增加而降低,大于0.15%时则随之增加而增加;而当果皮磷含量大于0.04%时,剪切力呈逐渐增加趋势。瓤瓣剪切与果实和果皮中的磷含量之间同样呈二次函数关系,其中果实磷含量小于0.10%时,剪切功随果实磷含量增加而降低,大于0.10%时则呈增加趋势;而当果皮磷含量大于0.02%时,剪切功呈逐渐增加趋势。单果重与果实、果肉和果皮中的磷含量之间呈二次函数关系,其中果实磷含量小于0.11%时,单果重随果实磷含量增加而降低,大于0.11%时则呈增加趋势;果肉磷含量小于0.12%时,单果重随着果肉磷含量的增加而降低,大于0.12%时则随之增加而增加;而当果皮磷含量大于0.07%时,单果重呈逐渐增加趋势。43 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文2250y=3917.8x-1008.3x+80.804y=2604.1x-794.25x+79.231R2=0.1389*402R=0.1203*40323024牛顿牛顿2016剪切力剪切力ShearforceNShearforceN810000.000.050.100.150.200.250.000.040.080.120.160.20果肉磷含量%FruitpulpPcontent%果实磷含量%FruitPcontent%220.5y=52.791x-10.891x+0.768450y=3934.2x-354.03x+26.30322R=0.1819**R=0.196**400.4300.3牛顿焦耳200.2剪切力ShearforceN剪切功ShearworkJ100.100.00.000.030.060.090.120.150.000.040.080.120.160.20果皮磷含量%FruitpeelPcontent%果实磷含量%FruitpulpPcontent%2y=8014.9x2-1776.2x+125.780.5y=25.633x-0.9004x+0.1565702R2=0.1211*R=0.3355**0.4560.3g42焦耳0.2单果重28剪切功ShearworkJFruitweightg0.1140.000.000.030.060.090.120.150.000.040.080.120.160.20果皮磷含量%FruitpeelPcontent%果实磷含量%FruitPcontent%2y=10328x2-1343.1x+71.97560y=2250.3x-542.26x+60.801702R2=0.1961*R=0.1041*5056g40g4230单果重28单果重FruitweightgFruitweightg20141000.000.050.100.150.200.250.000.030.060.090.120.15果皮磷含量%FruitpeelPcontent%果肉磷含量%FruitpulpPcontent%图5.6南丰蜜橘果实化渣品质因子与果实磷元素的关系(n=57)Fig5.6RelationshipsbetweenfruitPandmeltingqualityparameter(n=57)5.3.3南丰蜜橘酸味品质因子与果实养分的关系南丰蜜橘酸味品质因子与果实氮磷钾养分之间均存在显著的函数关系。可食率与果实和果肉中的氮含量之间呈二次函数关系,其中果实和果肉的氮含量都表现为小于1.4%时,可食率随果实氮含量增加而降低,大于1.4%时则呈增加趋势;而可食率与果皮中氮含量呈显著线性负相关。44 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控2290y=6.7314x-18.585x+87.15990y=6.645x-18.12x+87.11922R=0.196**R=0.1455*8484%78%78可食率72可食率72EdibleRatio%EdibleRatio%666660600.000.400.801.201.602.000.000.400.801.201.602.00果实氮含量%FruitpulpNcontent%果肉氮含量%FruitpulpNcontent%y=-2.9629x+79.235902R=0.1277**84%78可食率72Edibleratio%66600.000.400.801.201.602.00果皮氮含量%FruitpeelNcontent%图5.7南丰蜜橘果实酸味品质因子与果实氮元素的关系(n=70)Fig5.7RelationshipsbetweenfruitNandsourqualityparameter可食率与果肉中的磷含量之间呈二次函数关系,当果肉的磷含量为小于0.18%时,可食率随果实磷含量增加而降低,大于0.18%时则呈增加趋势;可食率与果皮中的磷含量呈三次函数关系,果皮中磷含量在0.06-0.1%之间时,可食率随着果皮磷含量的增加而增加。232y=618.1x-225.38x+94.83390y=-177666x+43756x-3358.8x+157.16902R2=0.1881*R=0.1628**8484%78%78可食率72可食率72Edibleratio%Edibleratio%666660600.050.100.150.200.250.000.030.060.090.120.15果肉磷含量%FruitpulpPcontent%果皮磷含量%FruitpeelPcontent%图5.8南丰蜜橘果实酸味品质因子与果实磷元素的关系(n=70)Fig5.8RelationshipsbetweenfruitPandsourqualityparameter(n=70)可食滴定酸与果实和果皮中的钾含量之间呈指数函数关系,随着果实和果皮中钾含量的增加,可滴定酸呈增加趋势;可滴定酸与果肉中的钾含量呈三次函数关系,含量在0.8-1.3%之间时,可滴定酸含量随着果肉钾含量的增加而增加。y=0.9835x-0.0602y=-2.8157x3+8.9633x2-8.7619x+3.49532.5R2=0.1916**2.52R=0.069*2.02.0%%1.51.51.01.0可滴定酸可滴定酸Titratableacid%Titratableacid%0.50.50.00.00.000.400.801.201.602.000.000.400.801.201.602.00果实钾含量%FruitKcontent%果肉钾含量%FruitpulpKcontent%45 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文0.7967x2.5y=0.3998e2R=0.1786**2.0%1.51.0可滴定酸Titratableacid%0.50.00.000.300.600.901.201.50果皮钾含量%FruitpeelKcontent%图5.9南丰蜜橘果实酸味品质因子与果实钾元素的关系(n=70)Fig5.9RelationshipsbetweenfruitKandsourqualityparameter(n=70)5.3.4南丰蜜橘风味品质因子与果实养分的关系南丰蜜橘风味品质因子与果实氮含量之间未获得显著相关的函数关系,但与磷钾之间存在显著的函数关系。可溶性固形物与果肉中的磷含量之间呈极显著的负指数函数关系;可溶性固形物与果皮中的磷含量呈二次函数关系,当果皮中磷含量在小于0.07时,可溶性固形物随着果皮磷含量的增加而增加。固酸比与果实中的磷之间呈二次函数关系,当果实中的磷含量小于0.13%时,固酸比随着果实磷含量的增加而降低,大于0.13%时呈上升趋势;固酸比与果皮中的磷含量呈显著的负对数关系。-2.993xy=-2424.6x2+361.8x+1.5417y=21.489e25252R2=0.112*R=0.1845**%%2020%%15151010可溶性固型物5可溶性固型物TotalsolublesolidTotalsolublesolid5000.000.050.100.150.200.250.000.030.060.090.120.15果肉磷含量%FruitpulpPcontent%果皮磷含量%FruitpeelPcontent%y=3917.8x2-1008.3x+80.804y=-9.7874Ln(x)-7.401640402R2=0.1015*R=0.1389*32322424固酸比TSS/TA16固酸比TSS/TA1688000.000.040.080.120.160.200.000.030.060.090.120.15果实磷含量%FruitPcontent%果皮磷含量%FruitpeelPcontent%图5.10南丰蜜橘果实风味品质因子与果实磷元素的关系(n=70)Fig5.10RelationshipsbetweenfruitPandflavorqualityparameter(n=70)可溶性固形物与果肉中的钾含量之间呈二次函数关系,当果肉中钾含量大于0.7%时,随着果肉中钾含量的增加,可溶性固形物呈下降趋势;固酸比与果实中的钾含量呈极显著二次函数关系,而且在现有含量范围内,固酸比随着果实钾含量的增加而降46 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控低;固酸比还与果皮和果肉中的钾含量呈显著负指数关系。22y=-5.7353x+7.6023x+12.90240y=-3.7056x-9.1731x+30.5372522R=0.0903*R=0.2055**%2032%152410固酸比TSS/TA16可溶性固型物5Totalsolublesolid8000.000.400.801.201.602.000.000.400.801.201.602.00果肉钾含量%FruitpulpKcontent%果实钾含量%FruitKcontent%-0.6861xy=33.953e400.7967x402y=0.3998eR=0.1042*2R=0.1786**32322424TSS/TA16固酸比TSS/TA16固酸比88000.00.40.81.21.62.00.000.300.600.901.201.50果肉钾含量%FruitpulpKcontent%果皮钾含量%FruitpeelKcontent%图5.11南丰蜜橘果实风味品质因子与果实钾元素的关系(n=70)Fig5.11RelationshipsbetweenfruitKandflavorqualityparameter(n=70)5.3.5南丰蜜橘营养品质因子与果实养分的关系图5.14表明,Vc含量与果实氮含量呈对数函数关系,随着果实氮的增加而下降;与果实磷含量呈指数函数关系,随果实磷含量的增加而下降;与果实中的钾含量呈显著线性正相关关系。y=-76.971Ln(x)+226.49-3.2008x450y=339.69eR2=0.12*4502R=0.0655*360360270270Vcmg/kg180Vcmg/kg1809090000.000.400.801.201.602.000.000.050.100.150.200.25果实氮含量%FruitNcontent%果肉磷含量%FruitpulpPcontent%y=180.66x+55.8494502R=0.1814*360270Vcmg/kg1809000.000.400.801.201.602.00果实钾含量%FruitKcontent%图5.14南丰蜜橘果实营养品质因子与果实氮磷钾元素的关系(n=70)Fig5.14RelationshipsbetweenfruitN,P,Kandnutritionalqualityparameter(n=70)47 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文5.4讨论本研究指出南丰蜜橘果实品质与果实中的氮磷钾之间存在着显著的相关关系,但是不同类型品质的影响元素不同。化渣品质因子主要受到氮和磷的影响,特别是氮,无论是果皮、果肉,还是果实,氮含量都显著的与果实剪切力和剪切功呈显著负指数关系。对于酸度和风味品质因子,其与果实磷和钾含量的关系更加显著,磷主要影响可食率和可溶性固形物,钾则主要影响可滴定酸和固酸比。三个元素都对果实Vc含量产生一定影响,其中Vc含量随果实氮磷含量增加而增加,但是随果实钾含量增加而降低。在其他水果上,已有研究表明氮元素可以显著影响果实的质地,顾曼如等(1992)人指出在红星苹果果实硬度与果实氮含量存在显著相关关系,张强等(2011)人在富士苹果上的研究也指出果实硬度与果实氮含量呈负相关关系,而且,过量的氮导致猕猴桃果实坚固程度下降(Reeve,1970)。本文指出,南丰蜜橘果肉瓤瓣剪切力与剪切功与果肉、果皮和果实中的氮含量均呈现极显著的负相关,说明较高的氮含量可以使南丰蜜橘果肉质地变软,更加化渣。在苹果中,果实坚固度与磷水平呈显著正相关(Faust,1989),本文的研究则指出瓤瓣剪切力与果肉、果皮和果实中的磷含量存在着显著的二次函数关系,在较低磷水平下呈负相关,而随着磷含量的上升;当果皮、果实和果肉中的磷分别大于0.04%、0.13%和0.15%时,南丰蜜橘果肉剪切力显著的增加。但是未发现南丰蜜橘化渣品质因子与果实中的钾含量存在显著相关性。除化渣性外,酸味品质也是南丰蜜橘的重要品质因子。本文指出可滴定酸含量与果实钾含量之间存在显著的正相关,说明柑橘果实酸含量随着钾的升高而升高(Ladaniya,2008),但是过高的酸含量会导致固酸比下降,导致柑橘的风味品质变差(石健泉等,1995a,b)。本文结果与此一致,指出南丰蜜橘固酸比与果实钾含量之间呈显著负相关。5.5结论相比于磷钾含量,南丰蜜橘果实中氮含量在不同年份变化较大,表现出高低交替的变化规律。果皮和果肉氮含量基本相当,而果肉中磷和钾含量高于果皮,其中果肉中的磷含量大约为果皮中的2倍。每年每吨鲜果带走约0.2kg纯磷,1.8kg左右纯钾,大量结果年份每吨鲜果的氮素携出量约为2.0kg,而小年的氮素携出量约为1.4kg。南丰蜜橘化渣品质因子主要受果实氮和磷含量影响。表现为瓤瓣剪切力和剪切功与果皮、果肉和果实中的氮含量之间呈显著负指数函数关系,随氮含量的增加果肉化渣性提高。剪切力、剪切功和单果重与果实中的磷呈先降低后上升的二次函数48 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控关系,果实磷含量大于0.13%、果肉磷含量大于0.15%、果皮磷含量大于0.07%时,剪切力、剪切功和单果重都呈增加趋势。南丰蜜橘酸味品质因子中,可食率主要受果实氮和磷的影响,随着果肉中氮和磷的增加呈先降低后上升的二次函数关系;可滴定酸则与果实中钾含量呈显著线性正相关关系。南丰蜜橘风味品质因子主要受果实磷和钾含量的影响。可溶性固形物与果肉中的磷含量之间呈极显著的负指数函数关系;当果实中的磷含量小于0.13%时,固酸比随着果实磷含量的增加而降低,大于0.13%时则呈上升趋势。当果肉中钾含量大于0.7%时,随着果肉中钾含量的增加,可溶性固形物呈降低趋势;在现有含量范围内,固酸比随着果肉、果皮和果实钾含量的增加而显著降低。南丰蜜橘果实Vc含量随着果实氮和磷含量的增加而呈降低趋势,但随着钾含量的增加显著上升。49 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文6南丰蜜橘果实品质与叶片养分的关系6.1引言叶片作为柑橘的重要器官,不仅通过光合作用为柑橘提供能量,同时也是植物矿质养分的中转库(GolombandGoldschmidt,1987),研究表明4-7月龄的春梢倒数第2-3片叶可以有效的反映出柑橘树体是养分状况(庄伊美,1992),因此采用这一时期的叶片作为树体养分状况的诊断器官(黄鸿,2012)。大量研究表明,柑橘的果实品质与柑橘叶片中的矿质养分之间存在着一定的联系(Srivastavaetal.,2005)。Ladaniya(2008)报道了缺磷导致脐橙果实发育过程中酸含量高且成熟推迟。Khalidetal.(2012)研究表明在35年树上,果实酸含量与钾呈显著负相关。温明霞等(2007)研究表明果实总酸含量与叶片中的钙、硼含量呈显著正相关,而且果实总酸含量与叶片氮和锌含量达显著正相关(杨生权,2008)。张林等(2010)人的研究结果除了证明总酸与硼含量呈显著正相关,还指出果实总酸与叶片中镁含量呈显著正相关。果实酸含量,可溶性固形物、总糖不但均与镁含量呈显著正相关,也与硼的含量呈正相关关系(温明霞等,2007)。贡柑果实可溶*性固形物含量与叶片N含量呈显著正相关(0.642)(吉前华等,2010),脐橙果实可溶性固形物(TTS)含量与叶片K含量达显著负相关(杨生权,2008),但是在树龄为3年的橘树上TSS却与叶片K呈正相关(Khalidetal.,2012)。此外,赵小敏等*(1996)研究表明南丰蜜橘果实Vc与硼和钼(r=0.6879)呈显著正相关;而李祖章等(2005)认为南丰蜜橘果形指数与钙含量之间存在显著的关系。虽然对于柑橘果实品质与叶片养分的关系内容已有广泛研究,但是大部分研究集中在对果实化学品质的研究,对于物理品质的研究(尤其是化渣性)报道较少,而且系统的研究果实化学品质与柑橘叶片大中微量元素的研究也不多见。本章节针对南丰县南丰蜜橘主要栽植生产的5个乡镇设置观测点,根据连续5年的定点观测数据,明确了南丰县南丰蜜橘叶片养分的基本状况及多年变化情况;并对南丰蜜橘果实品质与叶片养分进行系统的分析,详细阐述南丰蜜橘各个果实品质指标与叶片矿质养分的关系,以期揭示影响果实品质的树体养分限制因子,为田间实际生产提供理论支持。6.2材料与方法6.2.1试验地点基本信息同4.2.1。50 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控6.2.2试验材料及样品的采集果实样品采集同4.2.2。在2010年至2014年(其中2011和2013年为大年,2010、2012、2014为小年),于每年的9月中旬进行叶片样品的采集。叶片选取树冠东南西北4个方向上的春梢叶片中的倒数第2-3片叶进行采集,每个样品100片左右。采集好的春梢叶片尽快带回实验室,用中性洗涤剂及自来水清洗干净(注意对叶片进行保护,不能用力揉搓,避免叶片折断、破损)后,再用自来水、稀盐酸、去离子水进行漂洗(漂洗时间不宜过长,一般每一步半分钟左右),然后105℃杀青30分钟,70℃烘干至恒重,用九阳料理机干磨杯(带不锈钢刀头)将烘干叶片磨成粉状,于聚乙烯自封袋中存放在干燥处,备用。6.2.3果实品质的测定同4.2.3。6.2.4叶片养分的测定叶片氮、磷和钾含量的测定,参考鲍士旦方法(2000)。采用硫酸-双氧水消化,用凯氏定氮仪(济南,海能)进行全氮的测定;钼蓝比色法测定全磷;火焰光度计(上海,上分)测定全钾。叶片钙、镁、铁、锰、铜和锌含量的测定,参考鲍士旦方法(2000)。采用混合酸(HNO3-HClO4,V/V=4:1,6mL)消化,原子吸收分光光度计(Hitich,Z-2000)测定。叶片硼含量的测定参照,朱端卫等(1998)方法。称取磨好的叶片样品0.15××g,放入聚乙烯瓶中,往其中加入1mol/L盐酸10.00mL,拧紧瓶盖,摇匀。将聚乙烯瓶固定在振荡机的架上,用振荡机振荡2h,然后用定量滤纸过滤至聚乙烯离心管中。采用姜黄素比色法进行测定硼含量。6.2.5数据统计分析同3.2.6。6.3结果与分析6.3.1南丰蜜橘叶片矿质养分的基本状况6.3.1.1南丰蜜橘叶片中矿质养分的丰缺状况根据庄伊美(1992)的报道,南丰蜜橘叶片中氮的适宜标准为2.7-3.0%,磷的适宜标准为0.13-0.18%,钾的适宜标准为0.9-1.3%,钙的适宜标准为2.4-3.6%,51 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文镁的适宜标准为0.29-0.49%。然而对于南丰蜜橘叶片微量元素的含量的适宜标准尚无报道,因此我们参照温州蜜柑的叶片中微量元素含量的适宜标准值,硼的适宜标准为30-100mg/kg,铁的适宜标准为50-120mg/kg,锰的适宜标准为25-100mg/kg,锌的适宜标准为25-100mg/kg,铜的适宜标准为4-10mg/kg(庄伊美,1992)。在2010年(表6.1),南丰县南丰蜜橘叶片矿质养分除氮和磷的含量变异较小外,其他元素在不同调查点之间差异较大。其中,叶片的N、P、K、Ca和Mg的平均含量分别为2.22%、0.14%、1.10%、1.71%和0.22%,其中叶片磷和钾的含量处于适宜标准范围内,其他元素都低于标准值;逐一分析发现,所有调查点的叶片氮含量都低于标准值,有部分调查点的叶片磷钾含量低于标准值,分别仅有3个和2个调查点的叶片钙和镁含量在适宜标准范围内。南丰蜜橘叶片中的Fe、Mn、Cu、Zn和B的平均含量分别为118.91mg/kg、187.00mg/kg、6.14mg/kg、26.39mg/kg和88.82mg/kg,与参考标准相比,南丰蜜橘叶片微量元素含量除锰含量高于标准范围,其他元素均在适宜标准范围内;逐一分析发现,南丰蜜橘叶片铁和锰含量普遍较高,铜和硼含量基本都在适宜范围内,而锌含量则普遍在标准值的临界边缘。表6.12010年南丰蜜橘叶片养分状况Table6.1MineralelementcontentsofNanfengtangerineleafin2010调查点NPKCaMgFeMnCuZnBOrchards%%%%%mg/kgmg/kgmg/kgmg/kgmg/kg12.290.111.060.890.23245.71137.377.1728.4584.2822.430.150.861.400.20120.40113.956.5723.6580.0232.190.140.790.910.2178.16110.327.6724.0183.8942.100.110.691.780.15150.50228.599.0236.5295.8051.750.141.271.350.2586.81112.034.3322.7263.0261.910.121.381.670.2993.04277.444.3023.9585.7872.190.151.152.020.2794.10113.055.4220.82106.2882.590.140.773.040.3098.18139.285.0019.8759.5892.570.140.913.020.22114.4648.203.8822.62113.53102.270.111.251.310.22101.64400.024.6820.2158.11112.000.131.111.270.2199.64619.946.4025.1987.15122.450.131.601.380.20174.6569.535.3622.6281.87132.440.161.121.960.2195.23152.217.3241.17122.25142.140.151.152.470.18103.1641.757.9732.9367.38151.970.141.441.140.23128.02241.276.9531.11143.36mean2.220.141.101.710.22118.91187.006.1426.3988.82stdev0.250.020.260.680.0443.24153.081.556.3524.15cv11.2511.2623.8140.1117.7436.3681.8725.3024.0627.18在2011年(表6.2),南丰县南丰蜜橘叶片矿质养分除氮、磷和镁的含量变异较小外,其他元素在不同调查点之间差异较大。其中,叶片的N、P、K、Ca和Mg的平均含量分别为3.10%、0.12%、0.98%、2.49%和0.28%,其中叶片氮、钾和钙的52 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控含量处于适宜标准范围内,其他元素都低于标准值;逐一分析发现,除监测点10所有调查点的叶片氮含量都处于或高于标准值,大部分调查点的叶片磷、钙和镁含量是低于标准值,也有少部分调查点的叶片钾含量低于标准值。南丰蜜橘叶片中的Fe、Mn、Cu、Zn和B的平均含量分别为95.50mg/kg、264.21mg/kg、8.34mg/kg、24.13mg/kg和139.15mg/kg,与参考标准相比,南丰蜜橘叶片锰和硼含量高于标准范围,锌含量低于标准值,铁和铜在适宜标准范围内;逐一分析发现,南丰蜜橘叶片铁含量普遍较高,锰和硼含量则普遍高于标准值,甚至有调查点的锰含量达到820.48mg/kg(但未发现叶片有中毒迹象),硼含量达到456.62mg/kg(老叶叶尖不规则黄化、大量脱落),而大部分调查点的叶片铜和锌含量在标准值以下。表6.22011年南丰蜜橘叶片养分状况Table6.2MineralelementcontentsofNanfengtangerineleafin2011调查点NPKCaMgFeMnCuZnBOrchards%%%%%mg/kgmg/kgmg/kgmg/kgmg/kg13.520.101.181.380.3187.47187.9710.5216.83143.0224.120.140.932.000.3168.79158.7712.5516.99108.5433.690.130.701.350.2980.48228.9720.5323.37106.5043.480.160.582.480.2856.78248.6318.7124.57119.1652.740.120.982.260.3585.26131.517.8917.2070.9463.270.111.172.680.32114.04326.223.7825.21150.8372.770.111.052.650.3095.58167.495.0417.62111.2482.820.110.673.880.3286.47242.914.3721.2463.9992.740.100.813.740.23111.2858.063.8321.00159.33103.020.111.192.050.29116.23516.463.7019.30103.02112.810.101.212.080.2591.29820.488.3625.86112.07123.030.101.402.650.19163.32164.165.3120.31154.48133.040.110.652.880.24107.99264.534.9445.00176.62142.370.110.803.450.19104.18103.8010.3933.1750.91153.030.141.371.830.2663.34343.285.1534.31456.62mean3.100.120.982.490.2895.50264.218.3424.13139.15stdev0.450.020.270.770.0526.18190.355.377.9194.98cv14.4315.2827.5230.8716.8027.4172.0464.3632.7968.25在2012年(表6.3),南丰县南丰蜜橘叶片矿质养分除氮、钾和镁的含量变异较小外,其他元素在不同调查点之间差异较大。其中,叶片的N、P、K、Ca和Mg的平均含量分别为3.18%、0.13%、1.19%、1.99%和0.32%,其中叶片氮、磷、钾和镁的含量处于适宜标准范围内,钙含量低于标准值;逐一分析发现,所有调查点的叶片氮含量都处于或高于标准值,大部分调查点的叶片磷和钙含量是低于标准值,也有少部分调查点的叶片钾和镁含量低于标准值。南丰蜜橘叶片中的Fe、Mn、Cu、Zn和B的平均含量分别为67.29mg/kg、201.71mg/kg、3.81mg/kg、29.25mg/kg和130.29mg/kg,与参考标准相比,南丰蜜橘叶片锰和硼含量高于标准范围,铜含量低于标准值,铁和锌在适宜标准范围内;逐一分析发现,南丰蜜橘叶片锰和硼含量则普遍高于标准值,而部分调查点的叶片铁、铜和锌含量在标准值以下。53 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文表6.32012年南丰蜜橘叶片养分状况Table6.3MineralelementcontentsofNanfengtangerineleafin2012调查点NPKCaMgFeMnCuZnBOrchards%%%%%mg/kgmg/kgmg/kgmg/kgmg/kg13.950.131.461.200.3254.48123.925.7222.89118.8323.690.141.291.680.3947.82123.094.7133.5582.4432.990.121.121.240.3232.7390.904.4518.03132.3543.160.151.131.950.3343.15201.414.4827.38119.6252.920.211.271.360.3745.0068.733.1815.8881.6063.550.121.332.270.4170.13259.093.2827.73144.5273.330.060.792.690.3795.29199.543.8840.01104.2682.770.111.012.680.3360.45186.083.2122.3173.9193.120.111.082.980.2895.4749.883.1817.47179.87103.190.121.291.710.3664.16346.951.7522.5680.29113.380.121.411.410.2971.76596.813.4631.91143.57122.830.121.421.760.26141.0694.903.3626.49149.94132.840.120.881.940.2865.62192.203.7349.35153.47142.710.120.973.250.2260.8567.394.3730.7075.98153.310.131.381.750.3061.37424.704.3952.47313.64mean3.180.131.191.990.3267.29201.713.8129.25130.29stdev0.360.030.210.650.0526.73152.420.9310.9460.71cv11.2924.8117.6232.4116.1839.7275.5724.3037.4246.60表6.42013年南丰蜜橘叶片养分状况Table6.4MineralelementcontentsofNanfengtangerineleafin2013调查点NPKCaMgFeMnCuZnBOrchards%%%%%mg/kgmg/kgmg/kgmg/kgmg/kg13.480.131.150.950.3960.68133.9316.7124.24102.0523.630.130.931.610.3858.15167.338.6230.1687.9333.590.150.981.720.3460.81188.0313.1230.86128.4844.150.170.522.490.4456.70301.5214.9930.31100.6453.030.120.772.070.4285.96131.317.4921.07116.4863.170.121.032.580.44120.69290.816.8031.33125.1273.810.141.051.850.34453.13214.0714.5625.62113.6983.410.130.524.260.3799.29256.206.3424.13100.5093.300.120.594.060.27134.4864.156.4919.99199.05102.410.120.832.090.3732.33562.2120.4722.32103.63112.440.111.171.740.5196.90820.0750.9048.17136.29123.260.120.922.680.33155.63162.0716.7726.60170.78133.680.110.562.680.2879.90357.454.9170.71198.35143.380.130.822.910.2373.0896.9710.4325.6276.23153.850.111.371.500.2276.66539.687.5849.16292.06mean3.370.130.882.350.36109.63285.7213.7532.02136.75stdev0.480.020.260.910.08100.43208.4611.3213.7756.74cv14.2013.4929.0938.7323.0291.6172.9682.3742.9941.49在2013年(表6.4),南丰县南丰蜜橘叶片矿质养分除氮和磷的含量变异较小外,其他元素在不同调查点之间差异较大。其中,叶片的N、P、K、Ca和Mg的平54 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控均含量分别为3.37%、0.13%、0.88%、2.35%和0.36%,其中叶片氮、磷和镁的含量处于适宜标准范围内,钾和钙含量低于标准值;逐一分析发现,除个别调查点外,大部分叶片的氮和镁含量处于或高于标准值,大部分调查点的叶片磷、钾和钙含量低于标准值。南丰蜜橘叶片中的Fe、Mn、Cu、Zn和B的平均含量分别为109.63mg/kg、285.72mg/kg、13.75mg/kg、32.02mg/kg和136.75mg/kg,与参考标准相比,南丰蜜橘叶片铁、锰、铜和硼含量高于标准范围,锌含量在适宜标准范围内;逐一分析发现,南丰蜜橘叶片锰和硼含量则普遍高于标准值,部分调查点的叶片铁和铜含量高于标准值,但少数调查点的锌含量在标准值以下。在2014年(表6.5),南丰县南丰蜜橘叶片矿质养分除氮和磷的含量变异较小外,其他元素在不同调查点之间差异较大。其中,叶片的N、P、K、Ca和Mg的平均含量分别为2.68%、0.12%、0.97%、2.13%和0.33%,其中叶片钾和镁的含量处于适宜标准范围内,氮、磷和钙含量低于标准值;逐一分析发现,大部分叶片的氮和磷含量低于标准值,部分调查点的叶片钾、钙和镁含量低于标准值。南丰蜜橘叶片中的Fe、Mn、Cu、Zn和B的平均含量分别为64.95mg/kg、317.87mg/kg、4.85mg/kg、39.20mg/kg和130.17mg/kg,与参考标准相比,南丰蜜橘叶片锰和硼含量高于标准范围,铁、铜和锌含量在适宜标准范围内;逐一分析发现,南丰蜜橘叶片锰和硼含量则普遍高于标准值,大部分调查点的铜含量处于标准范围,但少数调查点的铁和锌含量在标准值以下。表6.52014年南丰蜜橘叶片养分状况Table6.5MineralelementcontentsofNanfengtangerineleafin2014调查点NPKCaMgFeMnCuZnBOrchards%%%%%mg/kgmg/kgmg/kgmg/kgmg/kg13.330.111.071.170.3539.57199.197.5433.30165.3023.290.111.081.640.3830.71205.626.3649.02121.1232.970.090.571.640.2541.43195.7311.5326.23139.0642.580.100.612.230.32101.51281.797.5236.56126.1953.020.121.381.160.3854.11127.292.5123.3170.6462.780.120.882.920.4668.01402.812.6336.67167.7472.940.130.772.600.3062.08290.323.2830.3796.8382.440.121.112.530.2839.10278.672.5439.6493.0992.540.131.312.960.2464.9156.882.5221.90176.57102.680.110.991.880.3664.65713.992.1929.4788.57112.360.120.892.030.5475.92846.772.2150.67118.52122.100.121.132.040.3182.65177.472.8930.39101.85131.740.100.492.490.2774.23348.873.2977.28160.40142.360.100.783.650.2296.01145.037.7845.7063.64153.030.141.541.070.3279.39497.687.9257.50263.04mean2.680.120.972.130.3364.95317.874.8539.20130.17stdev0.440.010.300.740.0821.05219.802.9714.8251.18cv16.4310.9531.0034.6925.4832.4169.1561.2237.8039.3255 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文6.3.1.2南丰蜜橘叶片矿质养分的多年变化规律南丰县不同乡镇调查点南丰蜜橘叶片中的氮磷含量变异较小,其中叶片磷含量基本稳定在0.13%左右;叶片氮含量呈现从2010年至2013年随着年份的增加呈增加的趋势,而在2014年,叶片中的氮含量降低,但是高于2010年叶片氮含量。南丰县不同乡镇调查点南丰蜜橘叶片中钾含量变异较大,洽湾镇叶片钾含量总体低于其他乡镇,白舍镇较高,而且大小年的变化规律明显,在小年叶片中钾含量较高,而大年则含量较低,因为钾元素较易移动,而且果实对钾的需求较高,大量结果年叶片中钾含量向果实中转移较多。南丰县不同乡镇调查点叶片中钙和镁含量变异都较大,但是变化规律却不同。洽湾镇叶片钙含量总体高于其他乡镇,桑田镇和市山镇较低,而且大小年的变化规律明显,在小年叶片中钙含量较低,而大年则含量较高。不同乡镇中,白舍镇叶片镁含量较高,而且表现出与叶片氮含量相似的趋势,即从2010年至2013年,南丰蜜橘叶片中镁含量随着年份的增加呈增加趋势,到2014年叶片中的镁含量低于2013年却高于2010年。南丰县不同乡镇调查点叶片中微量元素含量变异较大,除锌含量呈逐年增加外,其他微量元素的叶片含量随挂果量的多少而规律变化,表现为在小年叶片中锰含量较低,而大年则含量较高。不同乡镇中,莱溪乡叶片铁含量总体高于其他乡镇,桑田镇叶片锰和铜含量总体高于其他乡镇,市山镇叶片锌和硼含量总体高于其他乡镇。白舍镇莱溪乡洽湾镇桑田镇市山镇白舍镇莱溪乡洽湾镇桑田镇市山镇4.000.203.50%%0.153.002.50叶片氮含量叶片氮含量0.10LeafNcontent%LeafPcontent%2.001.500.052010年2011年2012年2013年2014年2010年2011年2012年2013年2014年年份year年份year白舍镇莱溪乡洽湾镇桑田镇市山镇白舍镇莱溪乡洽湾镇桑田镇市山镇1.504.501.203.60%%0.902.700.60叶片钾含量叶片钙含量LeafKcontent%LeafCacontent%1.800.300.000.902010年2011年2012年2013年2014年2010年2011年2012年2013年2014年年份year年份year图6.1南丰蜜橘各乡镇叶片养分变化Fig.6.1MineralelementcontentsofNanfengtangerineleafindifferenttowns56 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控白舍镇莱溪乡洽湾镇桑田镇市山镇白舍镇莱溪乡洽湾镇桑田镇市山镇0.50350.00.45300.00.40250.0%mg/kg0.35200.00.30150.0叶片镁含量0.25100.0LeafMgcontent%叶片铁含量LeafFecontentmg/kg0.2050.00.150.02010年2011年2012年2013年2014年2010年2011年2012年2013年2014年年份year年份year白舍镇莱溪乡洽湾镇桑田镇市山镇白舍镇莱溪乡洽湾镇桑田镇市山镇900.040.0800.035.0700.030.0600.0mg/kgmg/kg25.0500.020.0400.015.0300.0叶片锰含量叶片铜含量10.0200.0LeafMncontentmg/kgLeafCucontentmg/kg100.05.00.00.02010年2011年2012年2013年2014年2010年2011年2012年2013年2014年年份year年份year白舍镇莱溪乡洽湾镇桑田镇市山镇白舍镇莱溪乡洽湾镇桑田镇市山镇50.0200.0g40.0160.0mg/kgmg/kg30.0120.0叶片锌含量20.0叶片硼含量80.0LeafZncontentmg/kLeafBcontentmg/kg10.040.02010年2011年2012年2013年2014年2010年2011年2012年2013年2014年年份year年份year图6.1南丰蜜橘各乡镇叶片养分变化Fig.6.1MineralelementcontentsofNanfengtangerineleafindifferenttowns6.3.2南丰蜜橘果实品质与叶片养分的关系6.3.2.1南丰蜜橘化渣品质因子与叶片养分相关性分析表明,南丰蜜橘果实化渣品质因子与叶片的N、K、Cu、Zn和Mn的含量有着密切的联系。果肉瓤瓣剪切力与叶片K含量呈极显著正相关;与叶片Cu含量呈显著负相关;与Mn含量在250-700m/kg呈显著正相关,而小于250mg/kg和大于700mg/kg的范围呈显著负相关。果肉瓤瓣剪切功与叶片N含量呈极显著负相关;与叶片Cu含量呈二次函数关系,当Cu含量小于35mg/kg时,剪切功随着铜含量的增加而下降,在大于35mg/kg时则随着铜含量的增加而升高。单果重与钾含量呈显著正相关,与铜含量呈显著负相关;当叶片氮含量大于2.4%时,果实的单果重随着叶片氮含量的增加而下降,小于2.4%时则随着氮含量增加而上升;当叶片锌含量在24-56mg/kg之间时,单果重随着锌含量增加而增加,其57 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文他范围则随着锌含量的增加而下降。根据多元回归的逐步分析得到了果实品质因子与叶片养分的最优方程,结合相关性分析结果,依据元素的系数确定元素对果实品质的影响因素,由表6.6可知,对于瓤瓣剪切影响最大的元素为K,对剪切功影响最大的元素为N,对单果重影响最大的元素为K,因此对南丰蜜橘果实化渣品质影响最大的叶片养分是K和N。40y=12.502e0.4612x40y=22.123e-0.013x22R=0.1389R=0.081332322424牛顿牛顿1616剪切力ShearforceN剪切力ShearforceN88000.00.40.81.21.62.00.012.024.036.048.060.0钾含量%LeafKcontent%铜含量mg/kgLeafCucontentmg/kg40y=-2E-07x3+0.0003x2-0.1265x+33.7840.5y=-0.1882Ln(x)+0.43042R2=0.1568R=0.1833320.424焦耳0.3牛顿0.216剪切功剪切力ShearworkJShearforceN0.180.000.01.02.03.04.05.002004006008001000氮含量%LeafNcontent%锰含量mg/kgLeafMncontentmg/kg0.5y=0.0001x2-0.0069x+0.258570y=-3.7325x2+17.781x+10.37822R=0.116R=0.09370.4560.3焦耳g420.2剪切功ShearworkJ单果重28Fruitweightg0.1140.0012243648600铜含量mg/kgLeafCucontentmg/kg0.01.02.03.04.05.0氮含量%LeafNcontent%70y=18.602e0.4001x70y=-6.2987Ln(x)+40.5772R2=0.1915R=0.13055656g42g42单果重28单果重28FruitweightgFruitweightg141400012243648600.00.40.81.21.62.0铜含量mg/kgLeafCucontentmg/kg钾含量%LeafKcontent%58 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控3270y=-0.0011x+0.1285x-4.512x+76.3152R=0.142256g42单果重28Fruitweightg14001632486480锌含量mg/kgLeafZncontentmg/kg图6.2南丰蜜橘果实化渣品质因子与叶片养分的关系(n=57)Fig6.2Relationshipsbetweenleafnutrientsandmeltingqualityparameter(n=57)6.3.2.2南丰蜜橘酸味品质因子与叶片养分南丰蜜橘果实酸味品质因子与叶片的Ca、Fe和Mn的含量有密切的联系。90y=0.4602x2-3.1671x+80.47790y=-1.9161Ln(x)+84.4812R2=0.0953R=0.09018484%78%7872可食率72可食率Edibleratio%Edibleratio%6666606001002003004005000.01.02.03.04.05.0铁含量mg/kgLeafFecontentmg/kg钙含量%LeafCacontent%90-7E-05xy=77.261e2.5-0.1281x2y=1.1211eR=0.108284R=0.08792.0%%781.5可食率721.0可滴定酸Edibleratio%Titratableacid%0.5660.0600.01.02.03.04.05.002004006008001000钙含量%LeafCacontent%锰含量mg/kgLeafMncontentmg/kgy=0.0017x+0.75262.52R=0.07882.0%1.51.0可滴定酸Titratableacid%0.50.00100200300400500铁含量mg/kgLeafFecontentmg/kg图6.3南丰蜜橘果实酸味品质因子与叶片养分的关系(n=70)Fig6.3Relationshipsbetweenleafnutrientsandsourqualityparameter(n=70)59 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文南丰蜜橘果实可食率与叶片钙含量呈二次函数关系,在钙含量小于3.4%时,可食率随着钙含量的增加而下降,钙含量大于3.4%时,随着钙含量的增加而上升;可食率随着叶片铁含量的增加而呈显著降低趋势。南丰蜜橘可滴定酸含量与叶片Ca含量呈显著负相关;与Mn含量呈极显著负相关;但是与叶片铁含量呈显著正相关。根据多元回归的逐步判别分析得到了果实品质因子与叶片养分的最优方程,结合相关性分析结果(表6.6),依据元素的系数确定元素对果实品质的影响因素,由表6.6可知,对于可食率影响最大的元素为Ca,对可滴定酸影响最大的元素Ca,因此对南丰蜜橘果实酸味品质影响最大的叶片养分是Ca。6.3.2.3南丰蜜橘风味品质因子与叶片养分南丰蜜橘果实风味品质因子与叶片的N、Ca、Mg和Cu的含量有密切的联系。25y=1.2135x2-6.0226x+21.51625y=-1.3358x+17.5672R2=0.1337R=0.2526%20%20%%15151010可溶性固型物可溶性固型物Totalsolublesolid5Totalsolublesolid5000.01.02.03.04.05.00.01.02.03.04.05.0氮含量%LeafNcontent%钙含量%LeafCacontent%25y=-780.99x3+776.48x2-239.76x+37.597252y=-0.0063x+0.3748x+12.49122R=0.1325R=0.263520%20%%%15151010可溶性固型物可溶性固型物TotalsolublesolidTotalsolublesolid55000.00.10.20.30.40.50.60.020.040.060.0镁含量%LeafMgcontent%镁含量%LeafMgcontent%y=8.9929Ln(x)+8.3204402R=0.10123224固酸比TSS/TA16800.01.02.03.04.05.0氮含量%LeafNcontent%图6.4南丰蜜橘果实风味品质因子与叶片养分的关系(n=70)Fig6.4Relationshipsbetweenleafnutrientsandflavorqualityparameter(n=70)60 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控南丰蜜橘果实可溶性固形物含量与叶片Ca含量呈极显著负相关关系;在N含量大于2.5%时,可溶性固形物随着N含量的增加而增加,小于2.5%时,随着氮含量的增加而降低;在Cu含量小于30mg/kg时,可溶性固形物含量随着Cu含量的增加而增加;Mg含量在0.25-0.45%之间时,可溶性固形物随着Mg含量的增加而上升。此外,南丰蜜橘果实固酸比与叶片氮含量呈极显著正相关的对数关系。根据多元回归的逐步分析得到了果实品质因子与叶片养分的最优方程,结合相关性分析结果,依据元素的系数确定元素对果实品质的影响因素,由表6.6可知,对于可溶性固形物影响最大的元素为K和Ca,对固酸比影响最大的元素为N和P,因此对南丰蜜橘果实风味品质影响最大的叶片养分是N、Ca、K和P。6.3.2.4南丰蜜橘营养品质因子与叶片养分相关性分析表明,南丰蜜橘果实营养品质因子与叶片的N、Ca和B的含量有着密切的联系。南丰蜜橘果实Vc含量与叶片Ca含量和B含量呈显著负相关;在叶片N含量小于3.3%时,果实Vc含量随着叶片N含量的增加而降低,而当N含量大于3.3%时,果实Vc含量呈增加趋势。由于营养品质仅为Vc,通过多元回归的逐步分析(表6.6),结合相关性分析的结果,确定N和Ca是影响营养品质最大的元素。2-0.1886x450y=77.628x-508.31x+1034.5450y=338.3e22R=0.3577R=0.3216360360270270Vcmg/kg180Vcmg/kg1809090000.01.02.03.04.05.00.01.02.03.04.05.0氮含量%LeafNcontent%钙含量%LeafCacontent%y=-41.519Ln(x)+430.034502R=0.0719360270180Vcmg/kg9000100200300400500硼含量mg/kgLeafBcontentmg/kg图6.5南丰蜜橘果实营养品质因子与叶片养分的关系(n=70)Fig6.5Relationshipsbetweenleafnutrientsandnutritionalqualityparameter(n=70)61 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文表6.6果实品质与矿质养分的最优方程(n=70)Table6.6Regressionequationsbetweenfruitqualityandtheleafmineralelements(n=70)果实品质(y)最优方程F值FruitqualityRegressionequationsFvalue单果重**y=12.06-4.47N+19.54K+4.71Ca-0.03Fe-0.01Mn+0.23Zn8.92Fruitweight可食率**y=80.18-1.25Ca-0.01Fe-0.01Mn+0.09Zn-0.01B7.34Ediblerate可溶性固型物**y=21.16+0.89N-3.87K-1.93Ca+0.05Cu-0.07Zn+0.005B17.60Totalsolublesolid维生素Cy=500.12-46.66N+552.24P-70.53K-52.50Ca**13.55+0.22Fe+0.09Mn-1.25Cu-1.50ZnVc可滴定酸**y=0.958-0.099Ca+0.00177Fe5.22Titratableacid固酸比*y=16.95+3.00N-51.77P-0.006Mn4.09TSS/TA剪切力**y=28.16-4.70N+10.26K-0.01Mn6.29Force(n=57)剪切功**y=0.334-0.064N+0.059K-0.000097Mn+0.00165Zn5.98Work(n=57)6.4讨论结果表明大部分南丰蜜橘叶片的矿质养分含量在不同乡镇调查点和年份之间存在较大的差异和波动,但是也呈现一定的规律性和普遍性,叶片中的钙镁含量则普遍较低而铁锰含量普遍较高,这与之前的报道是一致的(李祖章等,2005;杨水平等,2005;刘平辉等,2007),这主要因为当地红壤性质决定的。本文中调查点的叶片磷含量整体水平较为稳定,而氮和钾含量波动较大,且在不同年份之间存在较大差别,尤其是在大量结果的年份,叶片中的钾含量较低,此外,在柑橘叶片中的铜锌含量也随着大小年的变化而有规律的变化,这是源于挂果量对于矿质养分吸收转运的影响(Choietal.,2010)。大量研究表明,柑橘的果实品质与柑橘叶片中的矿质养分之间存在一定的联系。根据多元逐步回归,发现南丰蜜橘果实化学品质与叶片的氮、磷、钾、钙、铁、锰、铜、锌的含量有着密切的联系。其中,果实可溶性固形物随着叶片中的氮、铜和硼含量的增加而增加,但是随着叶片的钾、钙和锌含量的增加而降低。果实Vc与叶片中的磷、铁和锰含量的增加而增加,但是随着叶片的氮、钾、钙、铜和锌含量的增加而降低。果实可滴定酸含量随叶片铁含量的增加而增加,但是随叶片钙含量的增加而降低。果实固酸比随叶片氮含量的增加而增加,但是与叶片磷和锰含量呈负相关。与本文的结果一致,温明霞等(2007)也报道了可溶性固形物与叶片中硼的62 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控含量、Vc与叶片中P含量呈正相关关系,而且在贡柑的研究上也表明果实可溶性固形物含量与叶片含N量呈显著正相关(吉前华等,2010)。此外,Ladaniya(2008)报道了缺磷导致脐橙果实发育过程中酸含量高且成熟推迟;杨生权(2008)研究表明脐橙果实固形物(TTS)含量与叶片K含量达显著负相关,而且果实总酸含量与叶片氮和锌含量达显著正相关,这表明不同柑橘品种其叶片养分与果实品质的规律存在差异。杨水平等(2005)和刘平辉等(2007)的报道都指出钙镁对于南丰蜜橘果实品质具有很大影响,本研究则通过逐步回归,确定了叶片钙含量与南丰蜜橘果实单果重呈正相关关系,与可食率、可固、Vc和可滴定酸含量呈负相关关系,但是没有得到与叶镁含量的最优方程。南丰蜜橘果实单果重随着叶片中的钾、钙和锌含量的增加而增加,但是随着叶片的氮、铁和锰含量的增加而降低。在苹果上的研究也表明,叶片氮含量与苹果干物质重呈显著负相关(Drisetal.,1998)。果实可食率随叶片中的锌的增加而增加,但是随着叶片的钙、铁、锰和硼含量的增加而降低。果实剪切力随叶片钾含量的增加而增加,但是随叶片氮和锰含量的增加而降低。果实剪切功随叶片钾和锌含量的增加而增加,但是与叶片氮和锰含量呈负相关。对于矿质养分与果实可食质地的研究,在其他水果上研究的表明,过量的氮减少果实的坚固度(Reeve,1970;Prasadetal.,1988),而且施用氮肥可以降低苹果的坚度(Blanpiedetal.,1978)。而且过量的钾含量被报道增加不良的果实质地(BramLageetal.,1983;Sharples,1984)。李娟等(2011)的研究认为,钾元素对果实中的原果胶、半纤维素和纤维素等不溶性膳食纤维含量有一定的影响,由于钾与植物体中的碳代谢关系密切,能为细胞分裂、细胞壁延伸及细胞扩张提供动力(廖红和严小龙,2003),高量的钾能够促使果胶酶、纤维素酶和木聚糖酶等细胞壁代谢相关酶活性降低,导致不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维的能力减弱,不溶性膳食纤维含量增加(李娟等,2011)。综合考虑果实各个品质因子,为了获得化渣、低酸、风味好、营养高的南丰蜜橘,应该将树体的养分状控制为较高的氮和钙含量、较低的钾含量和适宜的硼锌含量。根据叶片养分状况及与品质的关系,综合考虑南丰蜜橘各个品质,南丰蜜橘生产中应该注意氮钾肥的配比,同时考虑中微量元素的应用。6.5结论结果表明,南丰地区南丰蜜橘叶片钙镁含量普遍缺乏,铁锰硼含量较高,部分调查点叶片氮磷钾含量未达到适宜范围。南丰蜜橘树体养分与不同挂过量存在密切联系,其中叶片钾含量在大年含量较低,小年则较高;与叶片钾元素相反,叶片钙、铁、锰、铜和硼含量表现为小年较低,但大年较高。对南丰蜜橘果实化渣品质影响最大的叶片养分是K和N,表现为果肉瓤瓣剪切63 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文力和单果重随叶片K含量的增加而极显著增加;果肉瓤瓣剪切功随叶片N含量的增加而极显著下降。影响南丰蜜橘果实酸味品质最大的叶片养分是Ca,表现为可滴定酸含量随着叶片Ca含量的增加而显著降低;在叶片钙含量小于3.4%时,可食率随着钙含量的增加而下降,钙含量大于3.4%时,随着钙含量的增加而上升。对南丰蜜橘果实风味品质影响最大的叶片养分是N、Ca、K、和P,表现为在N含量大于2.5%时,可溶性固形物随着N含量的增加而增加,小于2.5%时,随着氮含量的增加而降低,随叶片Ca含量的增加而降低;固酸比随着叶片氮含量的增加显著增加,随叶片P含量的增加而降低。影响南丰蜜橘果实营养品质最大的叶片养分是N和Ca,表现为果实Vc含量随叶片Ca含量增加而显著降低;在叶片N含量小于3.3%时,果实Vc含量随着叶片N含量的增加而降低,而当N含量大于3.3%时,果实Vc含量呈增加。根据叶片养分与果实品质之间的相关关系,综合考虑当地叶片养分丰缺状况,确定影响南丰蜜橘果实品质的叶片养分限制因子为N、K、Ca。64 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控7南丰县南丰蜜橘橘园养分含量及丰缺状况7.1引言研究表明,土壤养分状况影响着柑橘树体营养及柑橘产业发展(SrivastavaandSingh,2002;2005)。南丰县是南丰蜜橘的原产地,栽培南丰蜜橘的历史有1300多年,南丰蜜橘传统的栽培土壤为盱江沿岸的冲击土土壤,土壤相对肥沃。近些年,由于当地政府的大力扶持,加之柑橘产业迅速发展给农民带来了积极性,所以当地南丰蜜橘的种植迅速发展。但是,新种植的土壤多为红壤,土壤养分状况良莠不齐,土壤养分含量也没有进行详细调查分析。鉴于南丰蜜橘产业在当地经济发展中的重要地位,针对主要种植乡镇的土壤养分调查尤为重要,同时可以为科学施肥提供依据。本文对南丰蜜橘主产的5个乡镇的进行土壤养分调查,找出限制当地柑橘产业发展的养分障碍因子,为科学施肥提供依据。7.2材料与方法7.2.1试验地点基本信息同4.2.1。7.2.2试验材料及样品的采集同4.2.2。土壤样品采集采自树冠滴水线附近,避开施肥沟的0-40cm土壤。用四分法将多余的土壤弃去。采回的土壤样品及时放在样品盘上,摊成薄薄一层,置于干净整洁的室内通风处自然风干。风干后的土样按照不同的分析要求研磨过筛,充分混匀后备用。7.2.3果实品质的测定同4.2.3。7.2.4土壤养分的测定pH:水浸提(水:土=2.5:1)-电位法测定;碱解氮:碱解扩散法;速效磷:碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定;速效钾:乙酸铵浸提-火焰光度法测定;有效钙、镁:乙酸铵浸提-原子吸收法测定;有效铁、锰、铜、锌:DTPA浸提-原子吸收法测定(鲍士旦2000);有效B为热水浸提,姜黄素比色法(朱端卫等,1998)。7.2.5柑橘园土壤养分分级通过土壤分析,明确果园养分的丰缺情况,查明当地柑橘种植果园土壤养分状65 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文况以及养分限制因子。鲁剑巍等(2002)综合多位研究者的结果,提出柑橘园土壤养分分级标准(表7.1)。表7.1柑橘园土壤养分分级指标Table7.1Thesufficientrangeofsoilnutreientstatusofcitrusorchard有效养分,mg/kg指标极缺缺乏适量高量过量碱解氮Avail-N<5050-100100-200>200速效磷Avail-P<55-1515-80>80速效钾Avail-K<5050-100100-200>200有效钙Avail-Ca<200200-10001000-20002000-3000>3000有效镁Avail-Mg<8080-150150-300300-500>500有效铁Avail-Fe<55-1010-2020-50>50有效锰Avail-Mn<22-55-2020-50>50有效铜Avail-Cu<0.30.3-0.50.5-1.01.0-2.0>2.0有效锌Avail-Zn<0.50.5-1.01.0-5.05.0-10.0>10.0有效硼Avail-B<0.50.5-1.0偏酸酸性适宜最适碱性适宜偏碱pH<4.84.8-5.45.5-6.56.5-8.5>8.5极低低偏低适宜丰富有机质OMg/kg<55-1010-1515-30>307.2.6数据统计分析同3.2.6。7.3结果与分析7.3.1南丰县南丰蜜橘柑橘园土壤肥力状况表7.2表明,南丰县土壤pH平均在4.5左右,土壤酸化严重;土壤有机质较低,平均在14.39g/kg;碱解氮缺乏,平均为74.76mg/kg;土壤速效磷和钾较高;交换性钙和镁缺乏,平均分别为441.17mg/kg和50.79mg/kg;土壤有效铁、锰、铜含量较高;土壤有效锌大部分适宜,平均2.67mg/kg;土壤有效硼缺乏,仅为0.38mg/kg。7.3.2南丰县南丰蜜橘柑橘园叶片养分与土壤养分相关性根据表7.3可以看出,南丰蜜橘种植果园土壤pH与叶片氮含量呈极显著负相关,与叶片钙含量呈极显著正相关。土壤碱解氮与叶片氮和锌呈显著正相关,与叶片钾含量呈显著负相关。土壤有效磷叶片钾呈显著负相关,与叶片铜锌呈显著正相关。土壤速效钾与叶片氮、镁、铜呈显著正相关。土壤交换性钙与叶片镁、铜、锌呈显著正相关。土壤交换性镁与叶片氮、钙、镁、铜呈显著正相关,与钾呈显著负相关。土壤有效铁与叶片氮呈显著正相关。土壤有效锰有叶片钙含量呈显著正相关。土壤有效铜与叶片钾呈显著负相关,与锌呈显著正相关。土壤有效硼与叶片镁呈显著负66 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控相关,与锌含量成显著正相关。表7.2南丰县南丰蜜橘柑橘园土壤肥力调查统计结果Table7.2Soilfertilityofinvestigatedcitrusorchards项目Items均值范围极低数较低数适宜数较高数过高数pH4.444.06~5.08132000有机质OM14.396.57~28.7936600碱解氮Avail-N74.7628.62~131.0846500速效磷Avail-P161.0524.70~467.2100690速效钾Avail-K194.0477.68~446.7602760有效钙Avail-Ca441.1732.17~1788.0668100有效镁Avail-Mg50.7911.02~95.50132000有效铁Avail-Fe29.683.16~100.4123460有效锰Avail-Mn27.142.67~80.9111580有效铜Avail-Cu6.510.35~37.23010140有效锌Avail-Zn2.680.46~7.16121020有效钼Avail-B0.380.17~1.32013200表7.3南丰蜜橘叶片矿质养分与土壤养分的关系(n=55)Table7.3CorrelationsbetweensoilfertilityandleafnutrientsofNanfengtangerine(n=55)项目ItemsNPKCaMgFeMnCuZnB****pH-0.447-0.145-0.2010.514-0.2370.249-0.179-0.014-0.256-0.129碱解氮Avail-N0.426**0.062-0.283*-0.0470.086-0.099-0.0720.0780.340*0.230速效磷Avail-P0.2210.185-0.471**-0.101-0.055-0.2190.0580.279*0.306*0.048速效钾Avail-K0.485**0.082-0.179-0.1770.380**0.0620.1790.487**0.2080.170有效钙Avail-Ca-0.012-0.049-0.408**0.650**-0.1600.091-0.288*-0.118-0.0130.005有效镁Avail-Mg0.422**-0.056-0.278*0.292*0.518**-0.0060.1540.552**0.1780.105有效铁Avail-Fe0.397**-0.248-0.1020.261-0.0260.018-0.1200.0190.2810.174有效锰Avail-Mn-0.129-0.086-0.1650.453**0.015-0.0910.122-0.1280.058-0.131有效铜Avail-Cu0.1990.117-0.379*0.218-0.085-0.102-0.011-0.1250.699**0.165有效锌Avail-Zn0.238-0.014-0.373*0.591**-0.089-0.032-0.1070.0700.1420.127有效钼Avail-B-0.0770.088-0.2220.027-0.283*-0.0190.0870.0110.409**0.133**表示极显著相关(P<0.01),*表示现在相关(P<0.05)。**.Correlationissignificantatthe0.01level(2-tailed).*.Correlationissignificantatthe0.05level(2-tailed).7.3.3南丰县南丰蜜橘果实品质与土壤养分相关性关系由表7.4可以看出,果实单果重与土壤有效氮、钾、镁呈极显著负相关。由于单果重与挂果量之间存在负相关,即产量越高果实越小;产量高则果实需要带走的养分就越多,因此土壤养分则越低。果实可溶性固形物与土壤pH值和有效锰含量呈显著负相关关系,与土壤有效氮、磷、钾含量呈显著正相关。因为果实可溶性固形物与叶片中的氮磷钾果实Vc含量与土壤有效锰、铁、锌含量呈显著负相关。果67 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文肉瓤瓣剪切力与土壤碱解氮和有效硼呈显著负相关。果肉瓤瓣剪切功与土壤有效硼呈显著负相关。虽然果实品质与土壤中有效养分含量之间存在一定的联系,但是这种联系应该通过叶片作为媒介进行讨论。表7.4南丰蜜橘果实品质与土壤养分的关系(n=55)Table7.4CorrelationsbetweensoilfertilityandfruitqualityofNanfengtangerine(n=55)可溶性固单果重可食率形物可滴定酸项目维生素C固酸比剪切力剪切功FruitEdibleTotalTitratableItemsVcTSS/TAForceWorkWeightRateSolubleAcidSolid*pH0.026-0.250-0.3230.0710.034-0.088-0.177-0.054碱解氮****-0.419-0.1090.330-0.095-0.0640.192-0.309-0.205Avail-N速效磷*-0.2470.1830.290-0.053-0.1240.118-0.250-0.263Avail-P速效钾****-0.550-0.0820.555-0.097-0.0530.259-0.250-0.138Avail-K有效钙-0.145-0.123-0.166-0.2040.0360.034-0.0370.036Avail-Ca有效镁***-0.380-0.1770.193-0.299-0.0750.222-0.183-0.061Avail-Mg有效铁**-0.188-0.015-0.148-0.480-0.0470.016-0.112-0.126Avail-Fe有效锰**0.0390.021-0.488-0.209-0.095-0.0490.0380.169Avail-Mn有效铜-0.0980.135-0.200-0.1660.081-0.141-0.123-0.061Avail-Cu有效锌**-0.074-0.051-0.278-0.559-0.2620.162-0.052-0.048Avail-Zn有效钼**-0.0020.036-0.078-0.0070.108-0.201-0.373-0.318Avail-B**表示极显著相关(P<0.01),*表示现在相关(P<0.05)。**.Correlationissignificantatthe0.01level(2-tailed).*.Correlationissignificantatthe0.05level(2-tailed).7.4讨论杨生权(2008)通过大量调查数据发现,脐橙单果重与土壤pH值呈极显著负相关,与土壤有机质和有效Fe含量呈极显著正相关。但是南丰蜜橘果实单果重极显著的受到土壤有效氮、钾、镁的消极影响,这可能是由于品种差异造成的。对早熟温州蜜柑的研究表明,果实化渣性好的柑橘园,其土壤pH、有效磷、有效钙和有效镁含量也较高(孔樟良等,2015)。但是本研究中发现,果肉的剪切力和剪切功则与碱解氮含量呈显著负相关。南丰蜜橘果实可溶性固形物与土壤有效氮、磷、钾呈显著正相关,与pH和有效锰呈显著负相关。这与之前报道的结果是一致的,指出可溶性固形物含量高的柑橘68 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控园,其土壤有效磷较高(刘业海等,1998;孔樟良等,2015)、土壤速效钾含量高(王金平和洪庆红,2008;张林等,2010),但是果实固形物(TTS)含量与土壤pH值呈极显著负相关(杨生权,2008)。此外,还有报道指出果实可溶性固形物与土壤有机质、有效N、Fe、Mn、Zn含量呈极显著正相关(杨生权,2008),与土壤硼、钼含量呈极显著正相关(赵小敏等,1996)。尽管众多研究表明果实可滴定酸受到土壤pH(赵小敏等,1996;王金平和洪庆红,2008;杨生权,2008)、有效磷(鲍江峰等,2006)、有机质、有效镁和铜(杨生权,2008)、有效锰、锌和硼含量的显著影响(张林等,2010)。但是本研究中,未发现南丰蜜橘可滴定酸含量与土壤养分之间存在显著相关关系。南丰蜜橘可滴定酸含量与叶片钙含量存在显著相关关系,由于南丰地区钙含量大面积缺乏使其未与土壤养分形成显著的相关关系。此外,杨生权(2008)在重庆忠县的调查结果显示,脐橙果实Vc含量与土壤有效Mg含量呈显著负相关关系,这与本研究的结果是一致的。7.5结论南丰县南丰蜜橘主要种植乡镇果园土壤普遍偏酸,土壤交换性钙、镁和有效硼缺乏严重,碱解氮含量偏低,但是速效磷、钾丰富。土壤有效养分与叶片中矿质养分关系密切,土壤有效碱解氮与叶片全氮、土壤交换性钙与叶片全钙、土壤交换性镁与叶片全镁呈极显著正相关,说明这三种元素在当地土壤中处于不足或缺乏状态。土壤速效钾还有叶片中全氮、镁和铜含量呈极显著正相关,土壤交换性钙、镁与叶片钾含量呈显著负相关。南丰蜜橘果实单果重极显著的受到土壤有效氮、钾、镁的消极影响。可溶性固形物与土壤有效氮、磷、钾含量呈显著正相关,与pH和有效锰含量呈显著负相关。维生素C与土壤镁、铁、锌含量呈显著负相关。瓤瓣剪切力与土壤碱解氮和有效硼含量呈显著负相关,剪切功与有效硼含量呈显著负相关。69 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文8不同氮钾配比对南丰蜜橘果实品质的影响8.1引言氮和钾是柑橘生长发育中所必须的大量矿质营养元素,已有的研究报道指出氮和钾能够显著影响果实的化学品质(杨生权,2008;吉前华等,2010;Lesteretal.,2010)和物理品质(BramLageetal.,1983;Sharples,1984;Blanpiedetal.,1978;Rizzoetal.,2010;李娟等2011)。本文的调查结果也表明,南丰蜜橘果实品质与叶片、果实中全量的氮和钾,还是土壤中有效的氮和钾有着密切的联系。此外,调查发现南丰县南丰蜜橘栽植地区土壤碱解氮不足,虽然有效钾含量适宜,但是果实中钾含量较高,每一年由果实带走的钾量很大,因此氮钾肥的施用对于南丰蜜橘生产来讲十分重要。虽然通过肥料的施用可以提高树体的养分含量(JoséCorreiaetal.,2008)、促进树体生长和开花结果(Meninoetal.,2003),但是不合理的施用肥料却得不到预期效果。南丰地区柑橘种植农户的常规施肥措施中多采用等比例的复合肥(N:P2O5:K2O为15:15:15或17:17:17),这种复合肥总养分含量很高,但是这种养分配比针对性不够,主要表现在磷过量而钾不足,这种肥料的施用不能够充分满足南丰蜜橘对养分的需求,而且由于肥料溶解性高使得养分流失较高(DouandAlva,1998),还增加了环境风险(Ramosetal.,2002;张思伟,2012),因此只有合理的肥料用量才能能获得较高的柑橘产量和品质(Alvaetal.,2006)。对此,我们根据田间果实、叶片氮钾养分调查的结果,结合南丰地区土壤养分状况,设置了不同氮钾配比的田间小区试验,以期得到改善南丰蜜橘果实品质的合理的氮钾肥施肥量。8.2材料与方法8.2.1试验材料供试柑橘品种为9年小果系中晚熟南丰蜜橘(CitrusreticulataBlancocv.Kinokuni),砧木为枳壳[Poncirustrifoliata(L.)Raf.]。供试土壤为红壤,其耕层土壤基本理化性质为:pH值4.37,有机质12.14g/kg,碱解氮44.28mg/kg,速效磷13.71mg/kg,速效钾111.63mg/kg,交换性钙165.69mg/kg,交换性镁101.89mg/kg,有效锌0.4mg/kg,有效硼0.11mg/kg。8.2.2试验设计试验共设6个处理,分别为N1K1、N1K2、N2K1、N2K2、N3K1、N3K2。各处理垂直坡度排列,每个处理3个重复,每个重复6株橘树。各处理肥料施用量如表1。70 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控氮磷钾肥分三次施用,分别为萌芽肥(3月中旬施入,N、P、K施用比率分别占总量的35%、65%和30%),壮果肥(6月中旬施入,N、P、K施用比率分别占总量的45%、35%和50%),采果肥(11月上旬施入,N、P、K施用比率分别占总量的20%、0%和20%。修剪、病虫害防治及橘园除草等其他果园管理的农艺措施均采用一致的、正常的栽培规范进行。表8.1各处理养分施用量(kg/株)Table8.1Applicationrateindifferentfertilizationtreatments(kg/plant)N1K1N1K2N2K1N2K2N3K1N3K2N0.450.450.680.680.900.90P2O50.310.310.310.310.310.31K2O0.450.500.450.500.450.508.2.3采样方法分别于2011、2012和2013年11月份果实成熟时期,一般为盛花期后(DAFB)195天分别采集土壤和果实样品。样品采集方法:土壤样品分别在每株树冠滴水线下0-40cm(耕层土)土层采集,并进行风干处理。果实样品在树冠外围分4个方向采集,每株选取代表性果实8个,一部分测定果实品质参数,剩余的果实去离子水清洗后,分为果皮和果肉两部分,烘干粉碎用于养分含量测定。叶片样品于每年9月中旬,采集当年春稍营养枝倒数2-3叶片,6株橘树混合为一个样品。柑橘叶片洗涤方法是先将中性洗涤剂配成0.1%的水溶液,再将叶片置于其中洗涤30秒钟,取出后尽快用清水冲掉洗涤剂,再用0.2%HCl溶液洗涤约30秒钟,然后用去离子水洗净。整个操作避免损坏叶片组织,造成养分的损失。叶片洗净后先置于105℃鼓风干燥箱中杀酶30分钟,然后保持在70℃条件下恒温烘干。烘干的样品用玛瑙研钵或玛瑙球磨机或不锈钢粉碎机中磨细,并存于聚乙烯自封袋中备用。8.2.4测定项目及方法8.2.4.1土壤养分测定同7.2.4。8.2.4.2叶片果实养分测定同5.2.4和6.2.4。8.2.4.3果实品质测定同4.2.3。71 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文8.2.5数据统计分析同3.2.6。8.3结果与分析8.3.1不同氮肥处理对果实品质的影响8.3.1.1不同氮肥处理对化渣品质因子的影响在每株0.45kg钾肥用量(K1)情况下,与0.45kg/株氮肥用量处理(N1K1)相比,施用0.68kg/株氮肥处理(N2K1)未对单果重、剪切力和剪切功产生显著影响;而施用0.90kg/株氮肥处理(N3K1)有降低剪切力和剪切功的趋势,而且在2012年显著降低剪切功,但对单果重无影响。在每株0.50kg钾肥用量(K2)情况下,与N1K2处理相比,N2K2处理未对单果重产生显著影响,有降低剪切力和剪切功的趋势;施用0.90kg/株氮肥处理有降低单果重和剪切功的趋势。N1K1N2K1N3K1N1K2N2K2N3K236.036.0aaaaaabbaaaa27.0aaaaa27.0aagg18.018.0单果重单果重Fruitweightg9.0Fruitweightg9.00.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTownN1K1N2K1N3K1N1K2N2K2N3K240.040.0aaaab30.0aa30.0baaa20.0aaa20.0aaaaaNForceNNForceN10.010.0剪切力剪切力0.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown0.40N1K1N2K1N3K10.40N1K2N2K2N3K2a0.30ab0.30aaabaaaaaa0.20aaa0.20aaaJShearworkJJShearworkJ0.100.10剪切做功剪切做功0.000.00201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown图8.1不同氮肥处理对南丰蜜橘果实化渣品质因子的影响Fig8.1EffectofdifferentNfertilizationtreatmentsonmeltingqualityparameterinNanfengtangerine72 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控8.3.1.2不同氮肥处理对酸味品质因子的影响在每株0.45kg钾肥用量(K1)情况下,与0.45kg/株氮处理(N1K1)相比,施用0.68kg/株氮肥处理(N2K1)有增加可滴定酸含量的趋势,对可食率无显著影响;当每株施用0.90kg氮时(N3K1)果实可滴定酸含量显著降低,但是对可食率无显著影响。在每株0.50kg钾肥用量(K2)情况下,与N1K2处理相比,N2K2处理可以显著降低果实可滴定酸含量,但是对可食率无显著影响;N3K2处理未对可滴定酸含量产生显著影响,但是有减低可食率的趋势。N1K1N2K1N3K1N1K2N2K2N3K21.5a1.5aaabaabaaba1.0a1.0aababaa%Titratableacid%0.5%Titratableacid%0.5可滴定酸0.0可滴定酸0.0201120122013201120122013年份/桑田镇Year/SangtianTown年份/桑田镇Year/SangtianTownN1K1N2K1N3K1N1K2N2K2N3K290.090.0a80.0aaa80.0aabb%aaaaaaaaaa%a70.070.0可食率Edibleratio%可食率Edibleratio%60.060.050.050.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown图8.2不同氮肥对南丰蜜橘果实酸味品质因子的影响Fig8.2EffectofdifferentNfertilizationtreatmentsonsourqualityparameterinNanfengtangerine8.3.1.3不同氮肥处理对风味品质因子的影响在每株0.45kg钾肥用量(K1)情况下,与每株0.45kg氮处理(N1K1)相比,每株施用0.68kg氮肥处理(N2K1)有增加可溶性固形物的趋势,而且在2011年达到显著差异,但是对固酸比无显著影响;每株施用0.90kg氮处理(N3K1)有降低可溶性固形物的趋势,而且在2012年达到显著水平,对固酸比有增加趋势。在每株0.50kg钾肥用量(K2)情况下,与低氮处理(N1K2)相比,增施中量氮肥处理(N2K2)未对可溶性固形物产生纤维影响,但是有增加固酸比的趋势;施用高量氮肥处理(N3K2)未对可溶性固形物产生显著影响,但是相对于N2处理有降低固酸比的趋势。73 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文N1K1N2K1N3K1N1K2N2K2N3K220.020.0aaaaaabaaaaaaa%15.0bb%15.0aa10.010.0可溶性固型物5.0可溶性固型物5.0Totalsolublesolid%Totalsolublesolid%0.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTownN1K1N2K1N3K1N1K2N2K2N3K230.030.0aaaaaaaaaaa20.0a20.0aaaaaTSS/TAaTSS/TA10.010.0固酸比固酸比0.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown图8.3不同氮肥对南丰蜜橘果实风味品质因子的影响Fig8.3EffectofdifferentNfertilizationtreatmentsonflavorqualityparameterinNanfengtangerine8.3.1.4不同氮肥处理对营养品质因子的影响在每株施用0.45kg钾肥(K1)情况下,与每株施用0.45kg氮处理(N1K1)相比,施用0.68k肥处理(N2K1)有增加Vc含量的趋势;每株施用0.90kg氮处理(N3K1)果实中降低Vc含量较低,而且在2012年显著较低。在较高钾肥用量(K2)情况下,与低氮处理(N1K2)相比,无论中量氮肥处理(N2K2)还是高量氮肥处理(N3K2)都未对Vc含量产生显著影响。N1K1N2K1N3K1N1K2N2K2N3K240.040.0aaaaaa30.0aa30.0aaaaaaabaa20.020.0Vcmg/100gVcmg/100g10.010.00.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown图8.4不同氮肥对南丰蜜橘果实营养品质因子的影响Fig8.4EffectofdifferentNfertilizationtreatmentsonnutritionalqualityparameterinNanfengtangerine8.3.2不同钾肥处理对果实品质的影响8.3.2.1不同钾肥处理对化渣品质因子的影响在每株施用0.45kg氮肥用量(N1)情况下,与每株施用0.45kg钾处理(N1K1)相比,每株施用0.50kg钾肥处理(N1K2)有降低剪切力、剪切功的趋势,对单果74 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控重无显著影响。每株施用0.68kg氮肥用量(N2)情况下,与低钾处理(N2K1)相比,施用较高钾肥处理(N2K2)有降低剪切力的趋势,但是有增加剪切功和单果重的趋势,而且在2011年显著增加单果重。每株施用0.90kg氮肥用量(N3)情况下,与低钾处理(N3K1)相比,施用较高钾肥处理(N3K2)有增加剪切力和剪切功的趋势,而且在2012年显著增加剪切力,但是单果重无显著影响。N1K1N1K2N1K1N1K20.4040.0aaa0.30a30.0aaa0.20aaa20.0aaNForceNJShearworkJ0.1010.0剪切力剪切做功0.000.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTownN2K1N2K20.40N2K1N2K240.0a0.30a30.0aaaaaa20.0a0.20aNForceNaaJShearworkJ10.00.10剪切力剪切做功0.00.00201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTownN3K1N3K20.40N3K1N3K240.0a0.30a30.0baaaaa0.20a20.0aaaNForceNJShearworkJ10.00.10剪切力剪切做功0.00.00201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTownN1K1N1K2N2K1N2K236.036.0aaabaaa27.0aaa27.0aagg18.018.0单果重单果重Fruitweightg9.0Fruitweightg9.00.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown75 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文N3K1N3K236.0aaaa27.0aag18.0单果重Fruitweightg9.00.0201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown图8.5不同钾肥处理对南丰蜜橘果实化渣品质因子的影响Fig8.5EffectofdifferentKfertilizationtreatmentsonmeltingqualityparameterinNanfengtangerine8.3.2.2不同钾肥处理对酸味品质因子的影响在较低氮肥肥用量(N1)情况下,与低钾处理(N1K1)相比,施用较高钾肥处理(N1K2)对可滴定酸含量呈先降低后增加的趋势;对可食率有增加的趋势。在中等氮肥用量(N2)情况下,与低钾处理(N2K1)相比,施用较高钾肥处理(N2K2)能够显著降低可滴定酸含量,但是对可食率无显著影响。在较高氮肥用量(N3)情况下,与低钾处理(N3K1)相比,施用较高钾肥处理(N3K2)有增加可滴定酸含量的趋势,但是有降低可食率的趋势。N1K1N1K2N1K1N1K290.01.5aaaaa80.0aaaaa1.0%ab70.0可食率%Titratableacid%0.5Edibleratio%60.0可滴定酸0.050.0201120122013201120122013年份/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTownN2K1N2K2N2K1N2K290.01.5aaaa80.0aaaa1.0aba%a70.0可食率%Titratableacid%0.5Edibleratio%60.0可滴定酸0.050.0201120122013201120122013年份/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown76 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控N3K1N3K2N3K1N3K290.01.5aa80.0aaaaaa1.0%aaa70.0a可食率%Titratableacid%0.5Edibleratio%60.0可滴定酸0.050.0201120122013201120122013年份/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown图8.6不同钾肥对南丰蜜橘果实化渣品质因子的影响Fig8.6EffectofdifferentKfertilizationtreatmentsonmeltingqualityparameterinNanfengtangerine8.3.2.3不同钾肥处理对风味品质因子的影响在较低氮肥肥用量(N1)情况下,与低钾处理(N1K1)相比,施用较高钾肥处理(N1K2)对可溶性固形物无显著影响,对固酸比呈现现增加后降低的趋势,而且在2012年显著增加固酸比。在中等氮肥用量(N2)情况下,与低钾处理(N2K1)相比,施用较高钾肥处理(N2K2)能够显著降低可溶性固形物含量,但是有增加固酸比的趋势。在较高氮肥用量(N3)情况下,与低钾处理(N3K1)相比,施用较高钾肥处理(N3K2)有增加可溶性固形物的趋势,而且在2012年显著增加,并有降低固酸比趋势。N1K1N1K2N1K1N1K230.020.0aaaaaaaaa%15.020.0baaTSS/TA10.010.05.0固酸比可溶性固型物Totalsolublesolid%0.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTownN2K1N2K2N2K1N2K230.020.0aaaaaabaa%15.0b20.0aTSS/TAa10.010.0固酸比可溶性固型物5.0Totalsolublesolid%0.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown77 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文N3K1N3K2N3K1N3K230.0a20.0aaaaabaaa%15.020.0aaTSS/TA10.010.0固酸比可溶性固型物5.0Totalsolublesolid%0.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown图8.7不同钾肥对南丰蜜橘果实化渣品质因子的影响Fig8.7EffectofdifferentKfertilizationtreatmentsonmeltingqualityparameterinNanfengtangerine8.3.2.4不同钾肥处理对营养品质因子的影响在较低氮肥肥用量(N1)情况下,与低钾处理(N1K1)相比,施用较高钾肥处理(N1K2)在2011年和2012年显著降低Vc含量,2013年无显著影响。在中等氮肥用量(N2)情况下,与低钾处理(N2K1)相比,施用较高钾肥处理(N2K2)有降低Vc的趋势,而且在2012年达到显著水平。在较高氮肥用量(N3)情况下,与低钾处理(N3K1)相比,施用较高钾肥处理(N3K2)对于Vc含量无显著影响。N1K1N1K2N2K1N2K240.040.0aaaa30.0a30.0aaababb20.020.0Vcmg/100gVcmg/100g10.010.00.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTownN3K1N3K240.0aa30.0aaaa20.0Vcmg/100g10.00.0201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown图8.8不同钾肥对南丰蜜橘果实化渣品质因子的影响Fig8.8EffectofdifferentKfertilizationtreatmentsonmeltingqualityparameterinNanfengtangerine8.3.3不同氮钾肥处理对果实产量的影响在较低钾肥用量(K1)情况下,与低氮处理(N1K1)相比,施用中量氮肥处理(N2K1)未显著增加果实产量和3年总产量;增施高氮处理(N3K1)在2012年78 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控显著增加果实产量,而且总产量也较高。在较高钾肥用量(K2)情况下,与低氮处理(N1K2)相比,增施中量氮肥处理(N2K2)和高量氮肥处理(N3K2)处理都未对总产量产生显著影响。无论是在较低氮肥肥用量(N1)、中等氮肥用量(N2)或是较高氮肥用量(N3)情况下,与低钾处理(K1)相比,施用较高钾肥处理(K2)均呈现增加果实的产量及3年总产量,其中中等施氮水平上的增产效果更高。2表8.2不同氮钾处理对果实产量的影响(kg/667m)2Table8.2EffectofdifferentNKfertilizationtreatmentsonproduction(kg/667m)处理三年总产量201120122013TreatmentTotalproductionin3yearsN1K11157abc817b1348a3322aN1K21319ab1217ab1462a3997aN2K11164abc1095ab910a3168aN2K2927bc1609a1381a3917aN3K1897c1759a1084a3740aN3K21343a1460ab1340a4144a8.3.4不同氮钾肥处理对叶片N、K含量的影响8.3.4.1不同氮钾肥处理对叶片N含量的影响在较低钾肥用量(K1)情况下,与低氮处理(N1K1)相比,施用中量氮肥处理(N2K1)能够增加叶片氮含量,而且在2012年达到显著差异;增施高氮处理(N3K1)能增加叶片氮含量的趋势,而且在2012年达到显著差异。在较高钾肥用量(K2)情况下,与低氮处理(N1K2)相比,增施中量氮肥处理(N2K2)和高量氮肥处理(N3K2)处理都未对叶片氮含量产生显著影响。表8.3不同氮钾处理对叶片氮含量影响(%DW)Table8.3EffectofdifferentNKfertilizationtreatmentsonleafNcontent(%DW)处理201120122013TreatmentN1K13.05±0.15a2.58±0.08c2.55±0.03aN1K23.00±0.06a2.89±0.29b2.67±0.33aN2K12.93±0.15a3.17±0.19ab2.93±0.47aN2K23.14±0.03a3.18±0.08ab2.66±0.72aN3K13.11±0.11a3.26±0.17a2.85±0.22aN3K23.00±0.12a3.03±0.08ab2.78±0.16a79 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文8.3.4.2不同氮钾肥处理对叶片K含量的影响无论是在较低氮肥肥用量(N1)、中等氮肥用量(N2)或是较高氮肥用量(N3)情况下,与低钾处理(K1)相比,施用较高钾肥处理(K2)均呈现增加叶片钾含量的趋势。表8.4不同氮钾处理对叶片钾含量影响(%DW)Table8.4EffectofdifferentNKfertilizationtreatmentsonleafKcontent(%DW)处理201120122013TreatmentN1K11.13±0.12a1.29±0.07ab0.93±0.24aN1K21.11±0.11a1.44±0.09a1.05±0.08aN2K11.09±0.17a1.22±0.12b0.89±0.07aN2K21.27±0.05a1.34±0.07ab1.05±0.03aN3K11.26±0.09a1.28±0.05ab0.98±0.04aN3K21.24±0.12a1.33±0.11ab0.92±0.05a8.3.5不同氮钾肥处理对果肉N、K含量的影响8.3.5.1不同氮钾肥处理对果肉N含量的影响在较低钾肥用量(K1)情况下,与低氮处理(N1K1)相比,施用中量氮肥处理(N2K1)和高氮处理(N3K1)未对果肉氮含量产生显著影响。在较高钾肥用量(K2)情况下,与低氮处理(N1K2)相比,增施中量氮肥处理(N2K2)和高量氮肥处理(N3K2)处理都有增加果肉氮含。表8.5不同氮钾处理对果肉氮含量影响(%DW)Table8.5EffectofdifferentNKfertilizationtreatmentsonNcontentoffruitpulp(%DW)处理201120122013TreatmentN1K10.660±0.08a0.634±0.06a0.888±0.11aN1K20.386±0.13a0.635±0.02a0.822±0.03aN2K10.562±0.12a0.617±0.02a0.801±0.06aN2K20.625±0.13a0.626±0.10a0.854±0.07aN3K10.465±0.14a0.690±0.04a0.840±0.03aN3K20.526±0.26a0.649±0.04a0.867±0.13a8.3.5.2不同氮钾肥处理对果肉K含量的影响无论是在较低氮肥肥用量(N1)、中等氮肥用量(N2)或是较高氮肥用量(N3)情况下,与低钾处理(K1)相比,施用较高钾肥处理(K2)均呈现增加果肉钾含量的趋势。80 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控表8.6不同氮钾处理对果肉钾含量影响(%DW)Table8.6EffectofdifferentNKfertilizationtreatmentsonKcontentofpulp(%DW)处理201120122013TreatmentN1K11.153±0.05bc1.025±0.02a1.159±0.04aN1K21.211±0.04abc1.056±0.08a1.170±0.02aN2K11.120±0.07c0.999±0.02a1.080±0.01bcN2K21.186±0.07abc1.065±0.08a1.155±0.07abN3K11.263±0.05ab1.008±0.11a1.071±0.06cN3K21.282±0.07a1.056±0.09a1.093±0.04abc8.3.6不同氮钾肥处理对果皮N、K含量的影响8.3.6.1不同氮钾肥处理对果皮N含量的的影响在较低钾肥用量(K1)情况下,与低氮处理(N1K1)相比,施用中量氮肥处理(N2K1)未能对果皮氮含量产生显著影响;增施高氮处理(N3K1)则呈现增加果皮氮含量的趋势。在较高钾肥用量(K2)情况下,与低氮处理(N1K2)相比,增施中量氮肥处理(N2K2)和高量氮肥处理(N3K2)处理果皮中的氮含量在2011年和2012年显著较低,在2013年则无显著差异。表8.7不同氮钾处理对果皮氮含量影响(%DW)Table8.7EffectofdifferentNKfertilizationtreatmentsonNcontentoffruitpeel(%DW)处理201120122013TreatmentN1K11.282±0.05b0.798±0.00b0.871±0.07aN1K21.391±0.07a0.836±0.02ab0.884±0.02aN2K11.171±0.03c0.794±0.01b0.837±0.04aN2K21.135±0.05c0.804±0.02b0.867±0.02aN3K11.137±0.10c0.890±0.03a0.898±0.01aN3K21.141±0.02c0.801±0.08b0.908±0.06a8.3.6.2不同氮钾肥处理对果皮K含量的的影响无论是在较低氮肥肥用量(N1)、中等氮肥用量(N2)或是较高氮肥用量(N3)情况下,与低钾处理(K1)相比,施用较高钾肥处理(K2)均能增加果皮的钾含量,而且在低氮水平下增加效果最为显著。81 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文表8.8不同氮钾处理对果皮钾含量影响(%DW)Table8.8EffectofdifferentNKfertilizationtreatmentsonKcontentoffruitpeel(%DW)处理201120122013TreatmentN1K10.987±0.06b0.909±0.02ab0.977±0.02bcN1K21.113±0.02a0.959±0.08a1.055±0.05aN2K11.034±0.08ab0.788±0.08b0.912±0.04cN2K21.133±0.05a0.895±0.04ab0.947±0.03bcN3K11.043±0.05ab0.850±0.09ab0.913±0.02cN3K21.053±0.05ab0.872±0.10ab0.992±0.05ab8.4讨论研究表明,通过施肥可以降低果实的硬度(Neilsenetal.,2004),而且不同肥力梯度之间存在显著差异(Wangetal.,2007)。本文的研究表明,南丰蜜橘果实瓤瓣剪切力、剪切功等化渣品质显著受到施氮量的影响,尤其是在低钾条件下,随着氮肥施用量增加果肉瓤囊硬度显著降低。但是在高钾肥用量下差异不显著,这是因为南丰蜜橘果肉化渣性品质与叶片和果实中钾含量呈显著的正相关,在高钾情况下,果实和叶片中的钾含量增加明显,而过高的钾能为细胞分裂、细胞壁延伸及细胞扩张提供动力(廖红和严小龙,2003),促使果胶酶、纤维素酶和木聚糖酶等细胞壁代谢相关酶活性降低,导致不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维的能力减弱,不溶性膳食纤维含量增加(李娟等,2011),因此过高的钾导致总膳食纤维含量增加(RagoneandCavaletto,2006),影响果实质地。之前的报道指出,增施钾肥能明显提高南丰蜜橘果实可食率、总糖含量,降低总酸含量,提高糖酸比,提高Vc含量(李祖章等,2005)。本研究中,与N2K1处理相比,N2K2处理显著降低了南丰蜜橘果实可滴定酸含量,这与李祖章等(2005)研究的结果是一致的,但是与其不同的是本文中增施钾肥显著降低了维生素C含量。此外,本研究还发现在较高的氮肥用量下,增加钾肥用量有增加果实可滴定酸含量的趋势,这可能是因为过高的氮钾肥影响了柑橘果实有机酸酸代谢相关酶活性,从而导致果实酸度增加(张长明,2013)。在柿子上的研究也表明过量施肥导致了果实品质下降(Choietal.,2011)。虽然化渣品质与钾存在显著正相关,但是施用钾肥可以提高果实中可溶固形物的含量(孙朝辉2010),本研究也证明在中等氮肥用量(N2)情况下,施用较高钾肥处理(N2K2)能够显著降低可滴定酸含量。有报道称,N肥主要决定柑橘果实的大小等物理指标,而P和K肥主要决定柑橘果实的内质风味(陈守一等,2001)。虽然在相关性研究中氮与果实物理品质的相关性更高,钾与化学品质的相关性更好,但是这并不表示两者对于果实品质的影响就是孤立的。82 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控在本研究中,较低钾肥用量条件下,施用高量氮肥能够显著降低果实可溶性固形物含量;而在较高钾肥用量条件下,施用适量氮肥能够显著降低果实可滴定酸含量。而且,本研究还发现,在较低氮水平条件下,增施钾肥由改善果肉化渣性的作用。因此,氮和钾对于果实品质的影响不能孤立每一个元素去考虑影响,要综合考虑养分配比问题,并根据具体作物特性进行研究。8.5结论增施氮肥有降低南丰蜜橘果肉瓤瓣剪切力、剪切功和可滴定酸的趋势,而且在每株施用0.45kg钾肥投入情况下,每株施用0.90kg氮处理能够获得显著差异。每株施用0.45kg钾肥,Vc随施氮量的增加呈先增加后减低趋势;增施氮肥有增加叶片氮含量的趋势。每株施用0.50kg钾肥情况下,每株施用0.68kgN处理能够显著降低可滴定酸。增施钾肥能够增加叶片、果肉和果皮中钾含量,增加三年总含量;较低氮肥投入情况下,增加钾肥施用有改善化渣品质的趋势,能够增加固酸比,改善风味品质,但降低Vc含量;较高氮肥投入情况下,增施钾肥导致化渣品质变差,固酸比降低。综合产量和品质因素,最后确定0.68kgN和0.50kgK2O为最优氮钾配比。83 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文9钙镁配施对南丰蜜橘果实品质的影响9.1引言在植物体内,钙元素不但影响着细胞结构的坚固程度,还参与细胞信号传导并影响果蔬品质(RaeseandDrake,2000;Aghdametal.,2012)。镁元素作为叶绿素的主要组成成分,直接影响果树的糖代谢,进而影响果树的生长发育(Silvaetal.,2014)。南丰蜜橘栽植土壤多为旱地红壤,土壤酸度高,有效钙镁均较低(李祖章等,2005),刘平辉等人(2007)的研究结果显示,南丰蜜橘品质较好的3个地区土壤中B,P,K,Mg和Ca含量均高于品质较差地区的含量,此外,杨水平等(2005)指出,品质差的南丰蜜橘叶片中严重缺乏Ca,Mg两无素。这些研究结果与本文获得的南丰蜜橘果实品质与各个矿质养分的关系是一致的。良好的土壤管理能够对产量和土壤肥力平衡产生积极的影响(Bindrabanetal.,2000),在酸性土壤上,施用石灰是改良土壤的常用方法,也是综合效益较高的有效方法(ChangandSung,2004;张影,2014),研究表明施用石灰还能够改善果实品质(deMelloPradoetal.,2005)。本研究针对南丰地区红壤柑橘园的生产中钙镁不足的问题,进行了石灰和氧化镁配施的田间小区试验,为通过施肥改善南丰蜜橘果实品质提供实践指导。9.2材料与方法9.2.1试验地点基本信息试验分别于南丰县桑田镇泉水坑橘园(N27°08′42.8″,E116°34′06.7″;9m)进行,供试南丰蜜橘是9年生中晚熟小果系品种,砧木为枳壳,土壤都是红壤。土壤理化−1−1性质为:pH为4.37,有机质为12.2gkg;碱解氮为44.28mgkg,有效磷(OlsenP)−1−1−1为13.71mgkg,速效钾为111.63mgkg,交换性钙165.69mgkg,交换性镁为−1101.89mgkg。9.2.2试验处理试验共设5各处理,分别农户对照(N1K1),肥料施用量为N,P2O5,K2O分别为0.45,0.31,0.45kg/株;推荐施肥(N2K2),肥料用量为N,P2O5,K2O分别为0.68,0.31,0.5kg/株;增施石灰处理(Ca),在推荐施肥基础上每株橘树增施500g石灰;增施钙镁处理(CaMg)在推荐施肥处理基础上每株增施500g石灰,100g氧化镁;钙镁磷肥处理(CaMgP),采用推荐施肥处理的氮磷钾施肥量,用钙镁磷肥代替二铵。试验所用肥料为尿素(N:46.4%),二铵(N:15%,P2O5:42%)个钙镁磷肥(P2O5:18%,CaO:45%,MgO:12%),硫酸钾(K2O:50%),石灰和轻质氧化镁。肥料分三次施用,分别为三月中旬施用萌芽肥(施用全年总N的35%,P的65%和84 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控K的30%),六月中旬壮果肥(施用全年总N的45%,P的35%和K的50%),十一月上旬采果肥(施用全年总N的20%,P的0%和K的20%)。氧化镁于萌芽肥时沟施,石灰则是于采果后撒施。除了肥料施用,其他田间管理措施各个处理无差别。9.2.3试验样品的采集与制备叶片样品同6.2.4。果实样品同4.2.3。土壤样品同7.2.4。9.2.4养分及品质指标的测定叶片、果实养分同6.2.4。果实品质同4.2.3。电镜观察同3.2.5。9.2.5数据分析同3.2.6。9.3结果与分析9.3.1钙镁配施对果实品质的影响9.3.1.1钙镁配施对果实化渣品质因子的影响相对于N1K1处理,其他处理单果重都较高,而且在2012年,CaMgP处理果实单果重显著高于N1K1。与N1K1处理相比,N2K2处理中果肉瓤瓣剪切力和剪切功呈降低趋势,说明推荐施肥在一定程度上有改善化渣性的作用。与N2K2相比,增施石灰的处理(Ca)能够降低果肉瓤瓣的剪切力和剪切功,而且在2013年显著降低果肉瓤瓣剪切功。与推荐施肥处理(N2K2)和农户对照(N1K1)相比,钙镁配施处理(CaMg)能够显著降低简并剪切力和剪切功。施用钙镁磷肥处理(CaMgP)中的果肉剪切力相对于农户对照处理降低,但是差异不显著;与推荐施肥相比,二者无显著差异。这表明,在推荐施肥基础上配施石灰和氧化镁可以显著改善南丰蜜橘果肉化渣性。85 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文CaCaMgCaMgPCaCaMgCaMgPN1K1N2K2N1K1N2K240.040.0aaaaaaabab30.0a30.0aabababaaaaababbaaaga20.0aab20.0NForceNabbab单果重Fruitweightg10.0剪切力10.00.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTownCaCaMgCaMgPN1K1N2K20.40a0.30aabababaabab0.20aaabccddJShearworkJ0.10剪切做功0.00201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown图9.1不同施肥处理对南丰蜜橘果实化渣品质因子的影响Fig9.1EffectofdifferentfertilizationtreatmentsonmeltingqualityparameterinNanfengtangerine9.3.1.2钙镁配施对果实酸度品质因子的影响图9.2表明,各个施肥处理的果实可食率无显著差异。与N1K1处理相比,N2K2处理能降低可滴定酸含量,而且在2012年达到显著水平。说明推荐施肥与农户施肥相比,可以可以降低果实可滴定酸含量。与N2K2相比,Ca、CaMg和CaMgP处理中的可滴定酸含量无显著差异,说明影响南丰蜜橘可滴定酸含量的影响主要是大量元素。CaCaMgCaMgPN1K1N2K2CaCaMgCaMgPN1K1N2K290.01.5aa80.0aaaaaaaaaaaaaaaaaabab%aa1.0aaaaabb70.0可食率%Titratableacid%0.5Edibleratio%60.0可滴定酸50.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年份/桑田镇Year/SangtianTown图9.2不同施肥对南丰蜜橘果实酸味品质因子的影响Fig9.2EffectofdifferentfertilizationtreatmentsonsourqualityparameterinNanfengtangerine9.3.1.3钙镁配施对果实风味品质因子的影响在2011年和2012年,试验各个处理的可溶性固形物无显著差异,在2013年,施用石灰处理果实可溶性固形物含量显著高于钙镁磷肥处理,其他处理之间差异不显著。田镇试验点的数据表明,2011年和2012年各个处理之间无显著差异,在2013年增施钙镁处理与单施钙肥处理降低了可固含量;而在白舍镇,各个处理无显著差86 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控异。与N1K1相比,N2K2处理固酸比升高,而且在2012年达显著水平;与农户对照相比,增施石灰和氧化镁也显著提高了固酸比。联系施肥过程中,钙镁磷肥处理固酸比呈逐渐下降趋势。CaCaMgCaMgPCaCaMgCaMgPN1K1N2K2N1K1N2K236.020.0%aaaaaaaaaaaababab27.0aaaa%15.0baaaababaTSS/TA18.0bababab10.0b9.05.0固酸比可溶性固型物Totalsolublesolid0.00.0201120122013201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown年/桑田镇Year/SangtianTown图9.3不同施肥对南丰蜜橘果实风味品质因子的影响Fig9.3EffectofdifferentfertilizationtreatmentsonflavorqualityparameterinNanfengtangerine9.3.1.4钙镁配施对果实营养品质因子的影响相对于N1K1处理,N2K2处理果实维生素C含量有降低趋势,但是差异不显著。其他各处理之间无差异。CaCaMgCaMgPN1K1N2K240.0aaaaa30.0aaaaaaaaaa20.0Vcmg/100g10.00.0201120122013年/桑田镇Year/SangtianTown图9.4不同施肥对南丰蜜橘果实营养品质因子的影响Fig9.4EffectofdifferentfertilizationtreatmentsonnutritionalqualityparameterinNanfengtangerine9.3.2钙镁配施对果实膳食纤维含量的影响本文第3章节节中指出,化渣性较差的果肉其膳食纤维含量较高。由图5表明,N1K1处理果肉中总膳食纤维含量最高,而且显著高于Ca、CaMg和CaMgP处理。进一步分析可溶性膳食纤维,发现各施肥处理之间可溶性膳食纤维含量无显著差异;但是不溶性膳食纤维含量呈显著差异。施用钙、镁肥处理果肉不溶性膳食纤维含量显著低于单纯施用大量元素处理。87 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文CaCaMgCaMgPCaCaMgCaMgPN1K1N2K2N1K1N2K2%12.0020.00%aaaaa10.0016.00a%a%aaaaabab8.0012.00abbaaabaaaabcaac6.00a8.00bbb不溶性膳食纤维可溶性膳食纤维4.004.00InsolubledietaryfibercontentSolubledietaryfibercontent2.000.00201120122013201120122013年份year年份yearCaCaMgCaMgPN1K1N2K230.00%a24.00abbabaab%abbababaaa18.0012.00总膳食纤维6.00Totaldietaryfibercontent0.00201120122013年份year图9.5不同施肥处理对果肉膳食纤维含量的影响Fig.9.5Effectofdifferentfertilizationtreatmentsonfruitpulpdietaryfibercontents9.3.3钙镁配施对细胞壁超微结构的影响透射电镜结果显示(图9.5),农户对照处理(N1K1)近接缝处瓤瓣膜的细胞壁厚实、致密,而推荐施肥基础上配施钙镁处理(CaMg)近接缝处瓤瓣膜的细胞排列更加松散、细胞壁较薄。而两个处理在远接缝处瓤瓣膜的细胞的差异主要体现在农户对照处理细胞壁较厚且褶皱明显,二者胞间层都出现了空白区域。ecellMLcwcwcell(a)(b)cell(c)(d)cweMLcwcell图9.5电镜照片表示的是N1K1处理(a,b)和CaMg处理(c,d)瓤瓣膜的细胞超微结构,a和c为瓤瓣膜近接缝位置,b和d为瓤瓣膜远接缝位置;ML-胞间层,cw-细胞,e-空白区域。Fig.9.5SegmentmembranescellultrastructureonoftheN1K1(a,b)andCaMg(c,d)treatments,a,carenexttojoint,b,darefarfromjoint;ML-middlelamella,cw-cellwallande-emptyregion.88 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控9.3.4钙镁配施对矿质养分含量的影响不同试验处理,叶片中的氮含量没有显著差异,但是N1K1处理叶片氮含量始终较低,与N1K1处理相比,推荐施肥处理叶片钾含量较高,但差异不显著。钙镁磷肥处理叶片钙含量显著较高;与单纯施用石灰处理相比,钙镁配施处理叶片中镁含量显著增加。根据果实品质与叶片养分的最优关系方程显示,果肉剪切力与剪切功与叶片氮含量呈显著负相关,与钾含量呈显著正相关。试验各处理的叶片养分含量表明,剪切力或剪切功较低的处理,叶片氮含量较高,钾含量较低。表9.1不同施肥处理对叶片养分含量的影响Table9.1Theleafnutrientcontents(DW)infivefertilizationtreatmentsN%P%K%Ca%Mg%Treatments2011N1K13.05±0.15a0.10±0.01a1.13±0.12a2.13±0.09a0.36±0.02aN2K23.14±0.03a0.11±0.01a1.27±0.05a1.90±0.22ab0.35±0.05aCa3.07±0.10a0.10±0.01a1.28±0.09a1.75±0.13ab0.31±0.02aCaMg3.10±0.02a0.10±0.01a1.30±0.04a1.62±0.21b0.32±0.02aCaMgP3.09±0.07a0.10±0.01a1.32±0.06a2.05±0.29a0.31±0.03a2012N1K12.58±0.08b0.11±0.01bc1.29±0.07a1.46±0.07b0.37±0.02abN2K23.18±0.08a0.11±0.00bc1.34±0.07a1.61±0.05b0.37±0.02aCa3.28±0.25a0.11±0.01c1.41±0.10a1.44±0.08b0.33±0.01bCaMg3.35±0.17a0.12±0.01ab1.32±0.16a1.56±0.23b0.37±0.03aCaMgP3.22±0.47a0.13±0.01a1.28±0.11a1.89±0.10a0.38±0.03a2013N1K12.55±0.03a0.12±0.01a0.93±0.24ab1.86±0.18b0.40±0.03abN2K22.67±0.72a0.12±0.01a1.05±0.03a1.84±0.12b0.40±0.03abCa2.88±0.28a0.11±0.03a0.96±0.08ab1.65±0.15b0.37±0.07bCaMg2.88±0.08a0.12±0.01a0.82±0.04b1.69±0.06b0.47±0.02aCaMgP2.88±0.11a0.11±0.01a1.00±0.08a2.17±0.13a0.42±0.04ab不同处理果肉中的氮和钾含量差异不显著。在2013年,钙镁磷肥处理果肉中磷含量显著低于其他处理,而且其叶片磷含量叶较低,导致的原因可能是钙镁磷肥枸溶性磷肥,而且土壤铁锰含量过高影响了磷肥的有效性。因为果肉中的磷(小于0.15%时)与剪切力和剪切功呈显著负相关,这也是钙镁磷肥处理没能显著降低瓤瓣剪切力和剪切功的原因。在2011年,推荐施肥基础上施用石灰处理(Ca)及钙镁配施处理(CaMg)的果肉钙含量显著低于钙镁磷肥处理,但在2012和2013年3个处理间无显著差异,说明连续的施用石灰能够改善果肉中钙元素含量。89 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文表9.2不同施肥处理对果肉养分含量的影响Table2Thefruitpulpnutrientcontents(DW)infivefertilizationtreatmentsN%P%K%Ca%Mg%Treatments2011N1K10.74±0.08a0.13±0.01a0.88±0.03a0.19±0.01ab0.11±0.00abN2K20.70±0.15a0.12±0.01a0.90±0.05a0.18±0.03ab0.13±0.01aCa0.69±0.16a0.13±0.03a0.88±0.03a0.15±0.02b0.11±0.00bCaMg0.69±0.09a0.13±0.00a0.93±0.01a0.16±0.07b0.12±0.01abCaMgP0.55±0.20a0.12±0.00a0.93±0.01a0.24±0.03a0.12±0.00ab2012N1K10.63±0.06a0.07±0.01ab1.03±0.02a0.13±0.02a0.10±0.01aN2K20.63±0.10a0.06±0.02b1.06±0.08a0.12±0.00a0.10±0.01aCa0.70±0.04a0.06±0.01b1.07±0.04a0.11±0.02a0.09±0.01aCaMg0.68±0.03a0.06±0.00b1.04±0.05a0.11±0.00a0.10±0.01aCaMgP0.68±0.05a0.09±0.00a1.02±0.05a0.12±0.02a0.10±0.01a2013N1K10.89±0.11a0.17±0.02a1.16±0.04a0.18±0.00a0.12±0.00aN2K20.85±0.07a0.14±0.01a1.15±0.07a0.17±0.06a0.12±0.02abCa0.84±0.02a0.15±0.01a1.13±0.06a0.16±0.05a0.10±0.01abCaMg0.91±0.11a0.14±0.02a1.16±0.15a0.18±0.06a0.10±0.01bCaMgP0.82±0.03a0.12±0.00b1.18±0.03a0.19±0.01a0.12±0.00a9.4讨论随着柑橘产业的发展,江西省南丰县的南丰蜜橘产量及面积都有了巨大的提升,但是在迅猛发展的同时也产生了橘树生长不良和品质下降等问题,尤其是果实化渣问题,已成为影响南丰蜜橘发展重大挑战(李跃进等,2007)。一般认为果蔬的质地主要受到本身生理生化基础的影响(Toivonenetal.,2008)。在柑橘上,果实不化渣,主要表现为粗糙的纤维残渣导致的不舒服的口感(邓秀新,2008;Liuetal.,2011)。有报道指出,果实的质地与细胞初生壁的中纤维素、半纤维素和果胶等不溶性膳食纤维含量有关(Buren,1979;Waldronetal.,2003;Coll-Almelaetal.,2015)。在番茄上的研究表明,绿熟或成熟的番茄果实中的果胶的溶解程度与番茄果实的坚固程度之间存在显著线性相关关系(PinheiroandAlmeida,2008)。Muramatsu等(1996)人在不同品种柑橘上的研究指出,果肉汁胞的坚固度受到细胞壁多聚糖组分的影响(O’neilletal.,2004;Silaetal.,2009),而且细胞壁多糖的代谢受到矿质养分的影响(Manganarisetal.,2005;Beatoetal.,2008)。研究表明较高的不溶性膳食纤维(纤维素和木质素)会导致口感粗糙(VanBuggenhoutetal.,2009),而且Lei等(2010)人报道了果肉中高含量不溶性膳食纤维和低含量可溶性膳食纤维导致了脐橙咀嚼性变差。本文的结果也表明,N1K1处理的果肉化渣性较差,其果肉中的不溶性膳食90 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控纤维含量和总膳食纤维含量较高。我们知道,果实的调控基因可以调控新鲜水果的果实质地(Seymouretal.,2002;Liuetal.,2011)。此外,果实的质地也受到其他因素的影响,矿质养分就是重要的影响因素,因为植物的生长发育都离不开矿质养分的参与。钙一直被认为与果实的质地有关,在李子上的研究表明,果实的坚固度与李子果实中的钙含量具有相关关系(Ratoetal.,2008);而在荔枝上的研究则表明叶片中的钙与果实的坚固度存在相关性(SivakumarandKorsten,2007)。然而,不只钙含量对果实品质产生影响,氮磷钾镁等矿质养分同样对果实质地产生影响(Caseroetal.,2009)。与我们的结果一致,总膳食纤维含量与面包果的可食部分钾和磷含量之间存在极显著正相关关系(RagoneandCavaletto,2006),此外研究表明较高的氮浓度导致苹果的坚固度降低(Caseroetal.,2009)。本文先前以通过相关性分析得出了氮与南丰蜜橘果肉剪切力和剪切功之间存在显著的负相关关系。此外相关性结果还指出,剪切力与钾含量呈显著正相关关系,这主要因为钾与膳食纤维代谢合成有着密切关系。李娟等(2011)的研究认为,钾元素对脐橙果皮中的原果胶、半纤维素和纤维素等不溶性膳食纤维含量有一定的影响,由于钾与植物体中的碳代谢关系密切,能为细胞分裂、细胞壁延伸及细胞扩张提供动力(廖红和严小龙,2003),高量的钾能够促使果胶酶、纤维素酶和木聚糖酶等细胞壁代谢相关酶活性降低,导致不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维的能力减弱,不溶性膳食纤维含量增加(李娟等,2011)。因此过高的钾则会导致总膳食纤维含量增加(RagoneandCavaletto,2006),影响果实质地。虽然南丰地区土壤交换性镁含量缺乏,叶片中也表现为部分调查点镁缺乏,但是,我们的研究没有发现叶片镁与瓤瓣剪切力、和膳食纤维含量有显著关系,镁对于果实质地品质的影响也没有报道(GerendásandFührs,2013)。在梨(WojcikandWojcik,2003;Alandesetal.,2009)、柿子(Agustietal.,2004)、苹果(Neilsenetal.,2004)、番茄(Wangetal.,2007)和草莓(Singhetal.,2007)上的研究表明,施肥能够显著地影响果实的质地。本文通过田间小区试验证明,南丰蜜橘果实化渣品质可以通过施肥进行改善。主要体现在推荐施肥处理改善了南丰蜜橘叶片和果肉中氮和钾的含量,而在推荐施肥基础上增施石灰和氧化镁能够显著提高叶片中钙和镁的含量。这与在胡柚上的研究结果一致,施用石灰可以降低胡柚果实的榨汁比,提高胡柚的品质(梁和等,2001)。我们通过推荐施肥基础上配施钙镁肥确实起到了改善果实化渣性的效果,而且镁作为叶绿素的主要组分,在光合作用中扮演者重要的角色(VerbruggenandHermans,2013),所以再生产中还是建议补充镁肥。南丰县南丰蜜橘种植橘园为红壤,有报道指出当地橘园土壤pH、交换性钙镁含91 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文量低于柑橘园养分适宜标准值(李祖章等,2005),因此,建议橘农生产中补充钙镁肥(杨水平等,2005)。钙镁磷肥是一种缓释磷肥,因为它能提高土壤pH,所以还被作为一种土壤改良剂进行使用(Bollandetal.,1992)。由于钙镁磷肥是富含钙镁元素的枸溶性磷肥,因此考虑在酸性缺乏钙镁的土壤上施用,以期获得和盆栽试验同样好的效果(Changetal.,2004)。试验结果表明,连续施用钙镁磷肥,叶片中钙含量显著增加,而且镁含量也较高,但是对于果实品质的改善则不如石灰和氧化镁配施。其中主要原因应该是对钾含量的影响,土施石灰和氧化镁处理都在一定程度上影响了叶片和果肉中钾的含量,而叶片和果肉中的钾含量与果实化渣品质呈负相关,与酸味品质呈正相关;此外在2013年,钙镁磷肥处理果肉中磷含量显著较低,这也是导致钙处理果实固酸比显著较低的原因。因此对于南丰地区柑橘园钙镁肥的施用,建议采用石灰与氧化镁配施的组合。9.5结论与农户习惯施肥相比,推荐施肥处理,有改善果实化渣性、降低果实可滴定酸含量的趋势。推荐氮磷钾肥料用量基础上,配施施钙镁肥可以显著降低果肉瓤瓣剪切力和剪切功,改善南丰蜜橘果肉化渣性。推荐氮磷钾肥料用量基础上,配施钙镁肥可以显著降低果肉中总膳食纤维含量和不溶性膳食纤维含量。增施钙镁肥能够增加叶片中钙镁含量,而且以钙镁磷肥增加效果最为显著。生产上,建议采用每株橘树施用0.68kgN,0.31kgP2O5,0.5kgK2O,500gCaO和100gMgO,以达到改善南丰蜜橘果实品质的目的。92 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控10全文总结10.1讨论10.1.1南丰蜜橘果肉化渣性较差的成因及评价南丰蜜橘作为风味独特、品质优良的地方良种,已有1300多年的栽培历,但是近年来出现了果肉化渣性较差的问题严重影响了其市场竞争力(李跃进等,2007)。现有研究中对于柑橘果肉质地特性的报道较少,作者根据“化渣性”的定义以及其他果树感官评价的参数(屠康等,2006),选择坚固度、瓤瓣膜韧性、多汁性和脆性作为描述化渣性的感官评定参数。其中,坚固度用于描述抵抗瓤瓣被破坏的能力,瓤瓣膜韧性用于描述瓤瓣膜抵抗咀嚼的能力,多汁性用于描述果汁的多少,脆性用于描述汁胞的破碎能力。根据不同柑橘品种的化渣性评价结果,我们发现不同化渣性的柑橘果肉脆性并没有显著相关性,主要与瓤瓣坚固度和瓤瓣膜韧性两个指标存在极显著负相关,且与瓤瓣膜韧性的相关系数最高。Godenbergetal.(2015)研究表明果肉的胶性(gummy)越大果肉的质地越粗糙越耐咀嚼,根据文献的解释胶性(gummy)可以等同于本研究中的是瓤瓣膜韧性,这进一步证明了,瓤瓣膜的韧性显著影响着果肉的化渣性。通过分别测定分析柑橘果肉瓤瓣膜和汁胞中的膳食纤维含量,发现化渣性较差的果肉中不溶性膳食纤维含量显著高于化渣性好的果肉,而且化渣性较差的果肉瓤瓣膜的不溶性膳食纤维含量也显著高于化渣性好的果肉。结合透射电镜观察,化渣性较差的柑橘果肉,其瓤瓣上的细胞排布整齐而且细胞间链接紧密,而这种致密的结构导致了组织更加坚固(Ben-Arieetal.,1979)。由此可以确定,柑橘果肉瓤瓣膜上细胞壁致密的结构组成是导致果肉不化渣的直接因素。对于化渣性的评价,当地的农民、经销商以及农业科技人员多以品尝口感进行评判,虽然感官评价可以直接地反映出人们对食品的感受(Hampsonetal.,2000),但是个人的喜好会导致的评价误差(Szczesniaketal.,1963;屠康等,2006)。在食品科学领域,除了感官评价,仪器分析方法也常常被用来评价测定果蔬的品质(Abbott,1999)。报道指出,质构仪可以广泛应用于测定和评价大米(战旭梅等,2007)、月饼(贾春利和黄卫宁,2004)、白菜(苗如意和沈征言,1996)和苹果(潘秀娟和屠康,2005)等食品及果蔬的质地特性。由于质构仪测定参数与感官评价指标之间存在良好的相关性(Harkeretal.,2002;Saftneretal.,2008),可以根据质构仪测定的参数预测感官评定指数(DiMonacoetal.,2008)。现在果蔬质地测定中的主要模式是采用柱形探头进行的质地剖析法(TPA),该方法获得的参数更多,能更加全面的评价供试样品。本研究的结果表明,可以根据TPA模式下获得的多个参数对柑橘果肉质地进行全方面评价,但是这种测定模式要求供试样品在测定前后93 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文必须保持原有的形态;柑橘果肉形状不规则,而且在连续压缩过程中或多或少会出现组织被破坏,影响测定结果。所以,为了更加精确的评价柑橘果肉化渣性,我们根据牙齿咀嚼食物过程中首先需要对食物进行大块到小块的剪切破碎这样的事实,选择HD/BSK探头采用剪切模式模拟牙齿切断柑橘瓤瓣的过程,获得了完全切断瓤瓣受到的最大应力以及所需要的做的总功;根据感官评价拟合的结果发现剪切力越大说明阻力越大,越难切断,剪切功越大说明需要消耗更多的能量去咀嚼。同时根据对于样品总体变异系数大小,我们最后确定采用剪切模式来进行柑橘果肉的化渣性评价,剪切力和剪切功作为评价化渣性的参数指标。但是本文没能够针对剪切力及剪切功的关系将两个评价指标整合为一个指标,这在未来的研究中可以作为一个课题进行深入探究。10.1.2南丰蜜橘化渣品质与矿质养分的关系本研究指出南丰蜜橘果实化渣品质与矿质养分之间存在显著的相关关系,但是相关性最高的是氮磷钾三种元素,特别是氮元素。在其他水果上,已有研究表明氮元素可以显著影响果实的质地(Caseroetal.,2009),顾曼如等(1992)人指出在红星苹果果实硬度与果实氮含量存在显著相关关系,张强等(2011)人在富士苹果上的研究也指出果实硬度与果实氮含量呈负相关关系,过量的氮能够使猕猴桃果实坚固程度下降(Reeve,1970)。本文指出,南丰蜜橘果肉瓤瓣剪切力与剪切功与果肉、果皮和果实中的氮含量、碱解氮含量均呈现极显著的负相关,说明较高的氮含量可以使南丰蜜橘果肉质地变软,更加化渣。在苹果中,果实坚固度与磷水平呈显著正相关(Faust,1989),本文的研究则指出瓤瓣剪切力与果肉、果皮和果实中的磷含量存在着显著的二次函数关系,在较低磷水平下呈负相关,而随着磷含量的上升;当果皮、果实和果肉中的磷分别大于0.04%、0.13%和0.15%时,南丰蜜橘果肉剪切力显著的增加。剪切力和剪切功随叶片钾含量的增加而增加,已有研究指出过量的钾含量导致果实质地变差(BramLageetal.,1983;Sharples,1984)、膳食纤维含量升高(RagoneandCavaletto,2006)。李娟等(2011)的研究认为,钾元素对果实中的原果胶、半纤维素和纤维素等不溶性膳食纤维含量有一定的影响,由于钾与植物体中的碳代谢关系密切,能为细胞分裂、细胞壁延伸及细胞扩张提供动力(廖红和严小龙,2003),高量的钾能够促使果胶酶、纤维素酶和木聚糖酶等细胞壁代谢相关酶活性降低,导致不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维的能力减弱,不溶性膳食纤维含量增加(李娟等,2011)。土壤养分分析发现,南丰县南丰蜜橘橘园土壤有效钾含量较高,果肉中钾含量一直保持一个较高的含量;土壤碱解氮普遍缺乏而叶片氮含量变异较大,综合考虑,影响南丰蜜橘化渣品质的主要养分为氮和钾。然而南丰蜜橘土壤钙镁硼缺乏严重,叶94 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控片钙镁缺乏、锌处于临界值,虽然相关性分析结果没有达到显著相关,但是不排除中微量元素对化渣品质的影响。10.1.3施肥对南丰蜜橘化渣品质的影响有报道称,N肥主要决定柑橘果实的大小等物理指标,而P和K肥主要决定柑橘果实的内质风味(陈守一等,2001)。虽然在相关性研究中氮与果实物理品质的相关性更高,钾与化学品质的相关性更好,但是这并不表示两者对于果实品质的影响就是孤立的。研究表明,通过施肥可以降低果实的硬度(Neilsenetal.,2004),而且不同肥力梯度之间存在显著差异(Wangetal.,2007)。本文的研究表明,南丰蜜橘果实瓤瓣剪切力、剪切功等化渣品质显著受到施氮量的影响,尤其是在低钾条件下,随着氮肥施用量增加果肉瓤囊硬度显著降低。但是在高钾肥用量下差异不显著,这是因为南丰蜜橘果肉化渣性品质与叶片和果实中钾含量呈显著的正相关,在较高钾肥用量情况下,果实和叶片中的钾含量增加明显,而过高的钾能为细胞分裂、细胞壁延伸及细胞扩张提供动力(廖红和严小龙,2003),促使果胶酶、纤维素酶和木聚糖酶等细胞壁代谢相关酶活性降低,导致不溶性膳食纤维转化为可溶性膳食纤维的能力减弱,不溶性膳食纤维含量增加(李娟等,2011),因此过高的钾导致总膳食纤维含量增加(RagoneandCavaletto,2006),影响果实质地。在本研究中,在较低氮水平条件下,增施钾肥有改善果肉化渣性的作用。因此,氮和钾对于果实品质的影响不能孤立每一个元素去考虑,要综合考虑养分配比问题,并根据具体作物特性进行研究。钙被认为与果实的质地有关,在李子上的研究表明,果实的坚固度与李子果实中的钙含量具有相关关系(Ratoetal.,2008);而在荔枝上的研究则表明叶片中的钙与果实的坚固度存在相关性(SivakumarandKorsten,2007)。镁元素作为叶绿素的主要组成成分,直接影响果树的糖代谢,进而影响果树的生长发育(Silvaetal.,2014)和品质形成。南丰蜜橘栽植土壤多为旱地红壤,土壤酸度高,有效钙镁均较低(李祖章等,2005),刘平辉等人(2007)的研究结果显示,南丰蜜橘品质较好的3个地区土壤中B,P,K,Mg和Ca含量均高于品质较差地区的含量,此外,杨水平等(2005)指出,品质差的南丰蜜橘叶片中严重缺乏Ca,Mg两无素。这些研究结果与本文获得的南丰蜜橘果实品质与各个矿质养分的关系是一致的。良好的土壤管理能够对产量和土壤肥力平衡产生积极的影响(Bindrabanetal.,2000),在酸性土壤上,施用石灰是改良土壤的常用方法,研究表明施用石灰还能够改善果实品质(deMelloPradoetal.,2005;梁和等,2001;张影,2014)。在柑橘上,果实不化渣,主要表现为粗糙的纤维残渣导致的不舒服的口感(邓秀新,2008;Liuetal.,2011)。有报道指出,果实的质地与细胞初生壁的中纤维素、半纤维素和果胶等不溶性膳食95 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文纤维含量有关(Buren,1979;Waldronetal.,2003;Coll-Almelaetal.,2015)。Muramatsu等(1996)人在不同品种柑橘上的研究指出,果肉汁胞的坚固度受到细胞壁多聚糖组分的影响(O’neilletal.,2004;Silaetal.,2009),而且细胞壁多糖的代谢受到矿质养分的影响(Manganarisetal.,2005;Beatoetal.,2008)。研究表明较高的不溶性膳食纤维(纤维素和木质素)会导致口感粗糙(VanBuggenhoutetal.,2009),而且Lei等(2010)人报道了果肉中高含量不溶性膳食纤维和低含量可溶性膳食纤维导致了脐橙咀嚼性变差。本文的结果表明,农户对照处理的果肉化渣性较差,其果肉中的不溶性膳食纤维含量和总膳食纤维含量较高,而推荐施肥基础上增施钙镁肥能够显著减低不溶性膳食纤维含量,从而改善了果肉的化渣品质。本文通过田间小区试验证明,南丰蜜橘果实化渣品质可以通过施肥进行改善。主要体现在推荐施肥处理改善了南丰蜜橘叶片和果肉中氮和钾的含量,而在推荐施肥基础上增施石灰和氧化镁能够显著提高叶片中钙和镁的含量。这与在胡柚上的研究结果一致,施用石灰可以降低胡柚果实的榨汁比,提高胡柚的品质(梁和等,2001)。推荐施肥基础上配施钙镁肥确实起到了改善果实化渣性的效果,而且镁作为叶绿素的主要组分,在光合作用中扮演者重要的角色(VerbruggenandHermans,2013),所以在生产中还是建议补充镁肥。96 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控10.2主要结论(1)柑橘果肉化渣性,与瓤瓣膜韧性和坚固度呈显著负相关关系,与果汁量呈显著正相关。柑橘果肉瓤瓣膜上细胞壁致密的结构组成是导致果肉不化渣的直接因素。化渣性评价指标为:剪切力大于15N或剪切功大于0.17J为化渣较差,剪切力大于11N小于15N或剪切功大于0.13J小于0.17J为化渣较好,剪切力小于11N或剪切功小于0.13J为化渣很好。(2)多年多点调查结果显示,南丰蜜橘果实品质的基本状况为:剪切力在21N左右,剪切功约为0.22J,平均单果重在30g左右,可食率为76%左右,可滴定酸约为0.9%,可溶性固形物含量约为15%,还原性维生素C含量在230mg/kg左右。南丰蜜橘果实同一类型品质(化学品质或物理品质)之间存在的显著关系普遍为正相关,而不同类型之间则表现为显著负相关。(3)南丰蜜橘化渣品质因子主要受果实氮和磷含量影响。南丰蜜橘酸味品质因子中主要受果实氮、磷和钾的影响。南丰蜜橘风味品质因子主要受果实磷和钾含量的影响。南丰蜜橘果实营养品质因子受果实氮磷钾含量的影响。(4)调查点的结果表明,南丰地区南丰蜜橘叶片钙镁含量普遍缺乏,铁锰硼含量较高,部分调查点叶片氮磷钾含量未达到适宜范围。根据叶片养分与果实品质之间的相关关系,综合考虑当地叶片养分丰缺状况,确定影响南丰蜜橘果实品质的叶片养分限制因子为N、K、Ca。(5)南丰县南丰蜜橘主要种植乡镇果园土壤普遍偏酸,土壤交换性钙、镁和有效硼缺乏严重,碱解氮含量偏低,但是速效磷、钾丰富。(6)综合产量和品质因素,生产上建议采用每株橘树施用0.68kgN,0.31kgP2O5,0.5kgK2O,500gCaO和100gMgO,以达到改善南丰蜜橘果实品质的目的。97 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文10.3创新之处(1)针对化渣性问题,采用感官评定和仪器分析的方法进行定性、定量评价,确定采用剪切力和剪切功衡量南丰蜜橘果肉的化渣性。(2)结合化学成分的分析和透射电镜对细胞超微结构的观察,确定柑橘瓤瓣膜细胞结构致密是导致果肉不化渣的关键因子。(3)采用主成分分析南丰蜜橘的果实品质参数,归纳南丰蜜橘的主要品质因子为化渣性、酸度、风味和营养。(4)通过连续的施肥试验,证明了在推荐氮磷钾肥用量的基础上配施石灰和氧化镁能够显著改善南丰蜜橘果肉化渣性。10.4不足之处及展望(1)田间不同用量钾肥试验中,两个处理钾肥梯度较小,虽然有增加叶片钾元素的趋势,但是未达到持续显著差异。(2)南丰蜜橘大小年结果问题严重而且不同年份果实品质差异也较大,本研究结果在一定程度上受到大小年的影响。(3)不同砧木对于养分的吸收存在显著差异,因此不同砧木对南丰蜜橘果肉化渣性的影响值得进一步研究。(4)柑橘果肉的膳食纤维受到相关代谢酶及基因表达的影响,但是矿质养分对于相关酶活性及基因表达的影响仍是未知的,对此可以在未来进行深入探讨。(5)田间调查显示延后采摘可以有效改善化渣性,那么促早熟能否获得同样的效果值得探索研究。98 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华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文175.WhiteP,BrownP.Plantnutritionforsustainabledevelopmentandglobalhealth.AnnBot,2010,105:1073-1080.176.WiedenfeldB,SaulsJ.Longtermfertilizationeffectson‘RioRed’grapefruityieldandshapeonaheavytexturedcalcareoussoil.SciHortic,2008,118:149-154.177.WojcikP,WojcikM.Effectsofboronfertilizationon"Conference"peartreevigor,nutrition,andfruityieldandstorability.PlantSoil,2003,256:413-421.178.XiaoJX,YanX,PengSA,FangYW.Seasonalchangesofmineralnutrientsinfruitandleavesof‘Newhall’and‘Skagg"sBonanza’naveloranges.JPlantNutr,2007,30:671-690.179.ZambrosiFCB,MattosD,BoarettoRM,Quaggio,JA,MuraokaT,Syvertsen,JP.Contributionofphosphorus(32P)absorptionandremobilizationforcitrusgrowth.PlantSoil,2012,355:353-362.180.ZhangY,HuCX,TanQL,ZhengCS,GuiHP,ZengWN,SunXC,ZhaoXH.Plantnutritionstatus,yieldandqualityofsatsumamandarin(CitrusunshiuMarc.)undersoilapplicationofFe-EDDHAandcombinationwithzincandmanganeseincalcareoussoil.SciHortic,2014,174:46–53.181.ZhangY,HuC,TanQ,NieZ,ZhengC,GuiH,SunX,ZhaoX.Soilapplicationofboronandzincinfluencefruityieldandqualityofsatsumamandarininacidicsoils.AgronomyJournal,2015,107:1-8110 南丰蜜橘果实品质与土壤-树体营养的关系及其调控致谢美好的时光总是这样短暂!回首过去,不由得心潮翻涌,百感交集!在华农学习的六年中,导师胡承孝教授对我的帮助最大,在此首先向恩师呈上我最诚挚的敬意与感谢!作为学者,导师渊博的学识,严谨的态度影响着我;作为智者,导师宽广的胸怀,睿智的思想感染着我;作为强者,导师自律的品格,不懈的追求激励着我。这些优秀的品格,不单单在学生生涯,也将在未来的人生中影响着我。攻读学位期间,导师不但在我的毕业论文选题、设计、实施以及撰写过程中倾注了大量的心血,还在生活中给予我细致入微的关怀和帮忙,因此我才得以顺利完成学业。还要特别感谢师母张晶老师在生活上给予我的关心和照顾。感谢本试验室谭启玲副教授、孙学成副教授、赵小虎老师在课题开展和进行中提供的无私帮助,感谢学院徐芳森教授、吴礼树教授、赵竹青教授、王荔军教授、石磊教授、中国科学院亚热带农业生态研究所魏文学研究员、湖北省土肥站鲁明星研究员对课题的指导和建议,感谢学院教学实验中心的张丽梅老师和叶祥盛老师、食品科技学院的唐秀娥和任靖楠老师、电镜平台曹剑波老师、云南省农科院热经所朱春华副研究员在实验执行及分析过程中给予的帮助。感谢南丰蜜橘综合试验站的曾知富站长、李江波站长以及江西省抚州市果业局的各位领导和技术专家对我田间试验进行过程中的支持和帮助。在此一并致以最诚挚的谢意!还要感谢研究生院、资源与环境学院各位领导老师的帮助、关心和指导!在即将毕业之际,感谢刘金山、黄鸿、张影三位师兄对我课题进行过程中无私帮助和对我生活方面的关心,也是他们的实践经验帮助我顺利的开展课题研究。感谢本实验室刘红恩、邱炜红、聂兆君、李进学、崔敏、汤亚芳、娄伟、代成成、钟磊、毕磊、程怡、王蓉、张木、张晓栋、陈青云、李超等师兄师姐,本学院的刘桂东、食品科技学院的范劲松师兄对我的无私的指导和帮助;感谢同窗孙刚忠、黄志亮、张思伟、李游、赵秋芳、郭晓静、杨静、朱昌宇,同学陈水森、刘新伟、李海蓝、严玉鹏,室友王瑞、刘波、马仁明的大力帮助;感谢吴志超、赵温、胡育化、张长明、李明、蒋惠名、胡珍兰、柯群、Rosina、秦世玉、曾伟男、贵会平、钱雷晓、朱伟堃、汪媛、辛绢、郑亚伟、刘春奎、温馨、徐守俊、武松伟、邱超、黄小耘、苏少康、刘若冲、王鹏程、牛玉杰、冷虹、李翠、王珊、周媛、刘文金、潘振鹏、赵园园、史凯丽、徐嘉阳、兰翔、明佳佳、李路等师弟及师妹给予的帮助,在此均表示感谢。感谢父母、祖父母和弟弟多年来对我的理解和支持,以及生活上的关心和照顾,使我安心地求学并顺利完成学业。感谢答辩委员在百忙之中参加我的论文答辩!郑苍松2015年6月于武昌狮子山111 华中农业大学2015届博士研究生学位(毕业)论文攻读博士学位期间已经发表或待发表的论文1.Cang-SongZheng,XiangLan,Qi-LingTan,YingZhang,Hui-PingGui,Cheng-XiaoHu.SoilapplicationofcalciumandmagnesiumfertilizerinfluencesthefruitpulpmasticationcharacteristicsofNanfengtangerine(CitrusreticulataBlancocv.Kinokuni).ScientiaHorticulturae,2015,191:121-126.2.CangsongZheng,QilingTan,ShaokangSu,ChaoQiu,HuipingGui,YingZhang,HongLeng,ChengxiaoHu.Masticationcharacteristicofthetangerinepulpmainlyrelatedtothefruitsegmentmembranestructure(完成待投)3.CangsongZheng,QilingTan,YingZhang,HuipingGui,ChengxiaoHu.RelationshipsbetweenthePulpTextureandLeafNutrientsofNanfengmiju(CitrusreticulataBlancocv.Kinokuni)(完成待投)4.胡承孝,郑苍松,谭启玲,孙学成,张影,贵会平.一种南丰蜜橘品质提升专用肥及制备方法(国家发明专利,申请号:201410041732.5)5.Hui-PingGui,Qi-LingTan,Cheng-XiaoHu,YingZhang,Cang-SongZheng,Xue-ChengSun,Xiaohu-Zhao.ThefloralanalysisforSatsumamandarin(CitrusunshiuMarc.)nutrientdiagnosisbasedonrelationshipbetweenflowersandleaves.ScientiaHorticulturae,2014,169:51-566.Zhang,Y.,Hu,C.X.,Tan,Q.L.,Zheng,C.S.,Gui,H.P.,&Zeng,W.N.,etal..Plantnutritionstatus,yieldandqualityofsatsumamandarin(citrusunshiumarc.)undersoilapplicationofFe-EDDHAandcombinationwithzincandmanganeseincalcareoussoil.ScientiaHorticulturae,2014,174:46–53.7.Zhang,Y.,Tan,Q.,Hu,C.,Zheng,C.,Gui,H.,&Zeng,W.,etal..Differencesinresponsesofsoilmicrobialpropertiesandtrifoliateorangeseedlingtobiocharderivedfromthreefeedstocks.JournalofSoils&Sediments,2014,15:541-551.8.孙刚忠,谭启玲,胡承孝,陈守文,郑苍松,孙学成.聚-γ-谷氨酸对小白菜生长和光合作用的影响.华中农业大学学报,2012,2:216-219.9.张影,胡承孝,谭启玲,胡世全,郑苍松,曾伟男,贵会平.施用石灰对温州蜜柑树体营养和果实品质及酸性柑橘园土壤养分有效性的影响.华中农业大学学报,2014,4:72-76.10.贵会平,胡承孝,郑苍松,张影,曾知富,孙学成,谭启玲.南丰蜜橘花矿质营养诊断.华中农业大学学报,2014,5:61-66.11.胡敏,兰翔,何玉广,郑苍松,李进学,胡承孝,谭启玲.不同砧木对云柠1号柠檬叶片养分含量的影响.湖北农业科学,2014,13:3066-3069+3073.12.贵会平,胡承孝,郑苍松,谭启玲,费甫华,卢梦玲,谭澍.温州蜜柑花矿质元素含量与果实品质关系的研究.中国南方果树,2015,2:10-13.13.曾伟男,谭启玲,胡承孝,张影,郑苍松.不同氮水平对温州蜜柑产量、叶绿素及碳氮代谢物的影响.湖北农业科学,2015,3:539-542.112 华中农嫣H博±学位论文WPhDDISSERTATION■■HI