琯溪蜜柚品质综合评价及优质高产的营养诊断

1、琯溪蜜柚品质综合评价及优质高产的营养诊断WULiangquan1，2，ZHANGShichang3，ZHUDonghuang4，LINFeng1，LUOLijuan1，LIHuixing1，ZHENGMingyu1，LIYan1*，CHENLisong1*1.CollegeofResourcesandEnvironment，FujianAgricultureandForestryUniversity，Fuzhou，Fujian350002，China;2.InternationalMagnesiumInstitute，FujianAgricultureandForestryUniversity

2、，Fuzhou，Fujian350002，China;3.GeneralStationofFarmingSoilandFertilizerofFujianProvince，Fuzhou，Fujian350003，China;4.AgriculturalandCountrysideBureauofPingheCounty，Zhangzhou，Fujian363700，ChinaThreehundredandtwoGuanximiyoupummeloorchardsfromPingheCounty，thesouthernregionofFujianProvince，China，wereselect

3、edforthisstudy.TheobjectivesweretodetermineitheprimaryfactorsaffectingfruitqualityandsyntheticalfruitqualitystatusofGuanximiyoupummelofromdifferentregionsandsoiltypes，iioptimumrangeofmineralelementcontentsoftheleavesforhigh-qualityandhigh-yieldGuanximiyoupummeloproduction，andiiinutritionstatusofGuan

4、ximiyoupummeloorchardsbasedonDiagnosisandtheRecommendationIntegratedSystemDRISmethod.Theresultsshowedthatthreefactorseigenvalue>1wereextractedbythefactoranalysiswiththeircumulativecontributionapproximatedto69.7%.Thefirstfactorwasdeterminedbytheratioofsolublesolidcontenttotitrationacid，totalsolubl

5、esolidsandtotalsugarcontent，withvariancecontributionapproachedto36.8%.Thesecondfactorwasdeterminedbysacgranulationandjuicesacgranulatedsegments，withvariancecontributionapproachedto20.3%.Thethirdfactorwasdeterminedbyfreshweightofwholefruitandtitratableaciditywithvariancecontributionapproachedto12.7%.

6、ThesyntheticalscoreoffruitqualityintheeastofPingheCountywashigherthanthatinthewestofPingheCounty，whilethesyntheticalscoreoffruitqualityinhillyredsoilorchardswashigherthanthatinpaddysoil.Thevaluesoftheoptimumrangesofmineralelementsoftheleavesforhigh-qualityandhigh-yieldGuanximiyoupummeloproductionwer

7、e：N2.15%-2.80%，P0.12%-0.17%，K1.25%-1.85%，Ca2.10%-4.25%，Mg0.25%-0.55%，S0.25%-0.40%，Mn20-145mg/kg，Zn25-50mg/kg，B35-135mg/kg.TheDRISdiagnosticresultsindicatedthatthemostdeficientelementsforvariousGuanximiyoupummeloregionsofPingheCountywereasfollows：B，MgandCaforthehillyredsoilorchardsoftheeastPingheCoun

8、ty;Mg，NandPforthepaddysoilorchardsoftheeastPingheCounty;Zn，CaandMgforthehillyredsoilorchardsofthewestPingheCounty;andZn，KandSforthepaddysoilorchardsofthewestPingheCounty.Inconclusion，optimizednutrientmanagementbasedonnewnutritiondiagnosisstandardsandregionaldifferenceisessentialforachievinghigh-qual

9、ityandhigh-yieldGuanximiyoupummeloproduction.Guanximiyoupummelo;fruitquality;syntheticalevaluation;leafnutritiondiagnosis;DRIS10.3969/j.issn.1000-2561.2021.09.004未來我国水果产业开展将由数量扩展型向质量效益型转变【1】。提高水果的品质是决定我国水果在国内外市场上竞争力强弱的关键。平和县被誉为“世界柚乡、中国柚都，福建省全县蜜柚种植面积达4.33万hm2，年产量达120多万t。琯溪蜜柚产业化程度高，是当地农民的主要经济收入来源。因而，构

10、建科学的果实品质评价的体系显得尤为重要。目前主要采用果实横径和单果质量等指标作为蜜柚品质优劣分级的标准。然而，果实品质的构成因素较多，不同的品质因素存在着密切的相关性和相对独立性2-3。因此，探求果实品质评价中的主要影响因子，构建科学的果实品质评价体系，对果实品质进行综合评价显得尤其重要。然而，对于琯溪蜜柚果实品质指标的综合评价以及评价方法的建立等研究尚未见报道。因子分析是一种多指标综合评价的方法，将多个观测指标转化为少数几个相互独立的新指标，再根据各样品的因子得分进行综合评价的一种多元统计方法，常被用于果实品质综合评价。马庆华等【2】对因子分析的方法进一步改进，采用隶属函数法对果实品质各项指

11、标数据进行转化后再进行因子分析，这使得品质评价结果更加客观、合理。矿质营养是影响果实品质的一个重要因素，如何通过合理施肥来提高果实品质是果树营养研究的重要方面。果树营养诊断是果树现代化生产的重要手段，已经在果树营养诊断上得到广泛的应用4-6。1973年，Beaufils【7】提出诊断施肥综合法，简称DRISdiagnosisandrecommendationintegratedsystem，之后DRIS方法被成功应用到苹果、柑橘和梨等果树上8-13，推动了果树营养诊断的开展。然而，以往的营养诊断指标大多是建立在以产量为目标的根底上8-15，以改善优质高产为目标的营养诊断标准研究较为罕见。近年来

12、，由于果农长期不合理施用化肥导致琯溪蜜柚果实品质下降，出现果肉木栓化等现象16。本研究通过大样本采样分析，运用因子分析法探求琯溪蜜柚果实评价中的主要影响因子以及对不同区域和不同土壤类型果园的果实品质进行综合评价，确定高产优质果树叶片养分元素适宜含量，并采用诊断施肥综合法DRIS对蜜柚果园进行营养诊断研究，以期为指导琯溪蜜柚的科学施肥和实现优质高产提供参考。材料1.1.1材料及采样时间本研究于2021年910月，通过随机抽样的方法选取当地常规管理条件下具代表性的蜜柚果园，树龄为1015a，样品总数为302个，按照产量水平上下分为高产>75kg/株、低产1.1.2采样果园分布采样果园覆盖平和

13、县10个主要的蜜柚主产乡镇，主要的土壤类型为山地红壤和水稻土。根据自然生产条件的相似性将平和蜜柚主产区分为东半县和西半县。其中，东半县包括文峰镇、山格镇、小溪镇、坂仔镇、南胜镇和国强乡6个乡镇;西半县包括九峰镇、崎岭乡、霞寨镇和芦溪镇4个乡镇。1.1.3采样方法每个果园采用“Z形法选取长势根本一致的5株，土壤样品采用10点取样法每棵树取两点，采集树冠投影处040cm土层混合土样;与取土样相同的果树上，于树冠外围中部各向，采集生长中等的营养性春梢顶部第23片叶，每株采集20片，共组成100片叶为1个样品。在果实完全成熟时，与取土样和叶片样品相同的果树上，每株取1个代表性的果实，共组成5个果实为一

14、个样品。1.1.4采样前处理叶片样品按照0.2%盐酸、清水、去离子水的顺序冲洗干净后，在105下杀青3060min，随后在6575下烘干至恒重，不锈钢电磨粉碎后，混合装袋备用。方法土样自然风干后，按测试要求过筛，有机质含量采用重铬酸钾氧化外加热法，碱解氮采用碱解扩散法，速效磷采用钼锑抗比色法测定，速效钾采用火焰光度计法，交换性钙、镁和锰采用原子吸收分光光度法，有效硫采用硫酸钡比浊法，有效锌采用原子吸收光谱法，水溶性硼采用姜黄素比色法进行测定17。土壤的根本养分性状如表1所示。叶片样品用H消煮后用X射线荧光光谱法测定;叶片K、Ca、Mg、Mn和Zn由1mol/L的盐酸浸提，用原子吸收分光光度法测

15、定;B采用姜黄素比色法17测定。果实品质指标中单果重使用电子天平测定，可食率=汁胞鲜重/果实总鲜重×100%，可溶性固形物采用折光计法，总糖采用蒽酮比色法，粒化率=单个果实中开裂瓣数/总瓣数×100%，可滴定酸以苹果酸计依照酸度计法，Vc含量采用2，6-二氯靛酚滴定法测定，固酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量17。数据处理应用MicrosoftExcel2021软件进行表格绘制，应用SPSS21.0软件进行数据的统计分析，采用LSD单因素方差分析和差异显著性分析。按照马庆华等【2】建立的方法对9个琯溪蜜柚品质相关指标进行因子分析和综合评价。因子分析前，使用隶属函数法对数据

16、进行转化：正相关指标单果重、可实率、可溶性固形物、固酸比、总糖和Vc含量依据公式1，负相关指标粒化率、开裂瓣数和可滴定酸依据公式2。使用SPSS21.0软件进行因子分析，得到各样品的公因子分值为权重，通过公式3得到。123个公因子的方差奉献率。诊断施肥综合法DRIS相关指数的计算按照标准方法进行【5】。琯溪蜜柚果实品质的因子分析与综合评价将果实品质相关数据经隶属函数法转化后进行因子分析，9项指标的前3个公因子特征根>1、方差奉献率、累计方差奉献率和采用四次方最大旋转法获得因子载荷矩阵表2，可以看出，前3个因子的累计方差奉献率为69.7%，即这3个因子所含信息占总体信息的69.7%，说明前

17、3个公因子能够代表9项性状指标的大局部信息，根本符合分析要求。由表2知，第1公因子中起主要作用的指标是固酸比、可溶性固形物和总糖，方差奉献率为36.8%;第2公因子中起主要作用的指标是粒化率和开裂瓣数，方差奉献率为20.3%;第3公因子中起主要作用的指标是单果重和可滴定酸，方差奉献率为12.7%。根据3个主因子的奉献率和因子得分/69.7。利用该模型计算各个果实品质性状的综合得分，根据各个果实品质性状的综合得分计算不同区域的土壤类型上的果实品质综合得分。从表3可知，果实品质性状综合得分由高到低的顺序依次为东半县山地红壤区、东半县水稻土区、西半县山地红壤区和西半县水稻土区。该结果说明，东半县的果

18、实品质要优于西半县，山地红壤的果实品质要优于水稻土，而这主要取决于第1公因子的差异。优质高产柚树叶片养分元素适宜含量按照果树产量上下将产量>75kg/plant的定为高产和品质优劣将品质综合得分>0的列为优质果分成普通果园=802类果园，分析不同类型果园的叶片营养状况表4。总体上，各类果园在大量养分元素上差异不大，主要表现为中微量元素上的差异。其中，高产优质果园的叶片Mg、Zn和B的含量较普通果园高，而Ca和Mn的含量相对较低。就变异系数而言，普通果園的叶片养分元素的变异系数要大于高产优质果园。参照庄伊美的方法15，以高产优质果园所有株次的81.8%93.8%的数值，并参考柑橘类有

19、关的叶片分析标准值15，18来确定琯溪蜜柚各种元素含量的适宜范围。基于此，本文提出琯溪蜜柚高产优质生产的叶片元素含量的适宜范围：N2.15%2.80%，P0.12%0.17%，K1.25%1.85%，Ca2.10%4.25%，Mg0.25%0.55%，S0.25%0.40%，Mn20145mg/kg，Zn2550mg/kg，B35135mg/kg。诊断根据DRIS营养诊断法，依据高产优质果园叶片养分含量平均值作为参比值。对每个诊断参数进行高产优质果园组参比值组与普通果园组差异显著性分析，每组参数如N/P和P/N只选择差异最显著的一个作为重要参数，叶片营养DRIS诊断所选的重要参数为：N/Ca、

20、N/Mg、S/N、Mn/N、Zn/N、N/B、P/Ca、P/Mg、Mn/P、Zn/P、P/B、K/Ca、K/Mg、Mn/K、K/Zn、K/B、Ca/Mg、S/Ca、Mn/Ca、Zn/Ca、Ca/B、S/Mg、Mn/Mg、Zn/Mg、Mg/B、Mn/S、S/Zn、S/B、Mn/Zn、B/Mn、Zn/B。分别对不同区域和土壤类型果园叶片养分含量进行诊断，其诊断结果见表5。平和县琯溪蜜柚果园叶片养分含量需肥顺序为Mg>Zn>B>N>Ca>P>S>K>Mn，说明最缺乏的元素是Mg、Zn和B，其次是N和Ca，其他元素较不缺乏。然而，不同区域和土壤类型上有所

21、差异，其中，东半县山地红壤果园叶片养分含量需肥顺序为B>Mg>Ca>Zn>N>P>K>S>Mn，说明最缺乏的元素是B、Mg和Ca，其次是Zn和N，其他元素較不缺乏;东半县水稻土果园叶片养分含量需肥顺序为Mg>N>P>S>K>B>Zn>Mn>Ca，说明最缺乏的元素是Mg、N、P，其次是Zn和N，其他元素较不缺乏;西半县山地红壤果园叶片养分含量需肥顺序为Zn>Ca>Mg>P>N>S>K>B>Mn，说明最缺乏的元素是Zn、Ca、Mg，其次是P和N，其他元素较

22、不缺乏;西半县水稻土果园叶片养分含量需肥顺序为Zn>K>S>P>N>B>Mg>Mn>Ca，说明最缺乏的元素是Zn、K、S，其次是P和N，其他元素较不缺乏。东半县山地红壤、东半县水稻土、西半县山地红壤和西半县水稻土果园营养不平衡指数NII分别为709、1123、665、1723，说明东半县的营养平衡状况优于西半县，而山地红壤果园要优于水稻土。目前国内外柑桔分级标准根本采用果实横径和单果质量作为分级依据19，而缺乏考虑果实的口感和内质因子。本研究基于多种数学方法综合评价果实的优劣程度，其结论将会更加客观、合理【2】。本研究的因子分析结果说明，琯溪蜜柚

23、果实的甜味程度和可溶性固形物是影响果实品质最主要的因子在各项指标中的权重占36.8%，粒化率和开裂瓣数次之在各项指标中的权重占20.3%，而是单果重和Vc含量的影响较小在各项指标中的权重占12.7%，见表2。琯溪蜜柚的果实品质，素以味甜、汁多、皮薄、果肉化口而著称。本研究结果根本与业内专家对琯溪蜜柚的品质要求相符。琯溪蜜柚果实品质综合评价说明，平和东半县果园的果实品质要优于西半县，山地红壤果园的果实品质要优于水稻土，而这主要取决于第1公因子的差异表3。本研究的相关数据也说明，东半县果园果实的固酸比13.0要高于西半县12.6;山地红壤果园果实的固酸比12.9也要高于水稻土12.6，数据未列出。

24、这说明，琯溪蜜柚果实品质一方面受到区域的自然气候条件的影响，东半县蜜柚果园的平均海拔高度要明显低于西半县两区域果园的平均海拔高度分别为225m和418m，数据未列出，因而东半县具有较为充足的光照和良好的热量条件，这可能是东半县果实品质更优的原因【3】;另一方面，果实品质也受到土壤条件的影响。本研究发现，山地红壤的土壤养分含量要比水稻土丰富：山地红壤的碱解氮、有效钾、土壤交换性钙、土壤交换性镁、土壤有效硫和交换性锰及水溶性硼含量均高于水稻土表1，这是山地红壤果园果实品质高于水稻土果园的另一重要原因。营养元素适宜标准的建立是蜜柚开展合理施肥的重要依据，为实现高产优质奠定根底。以往以高产为目标制定的

25、营养诊断标准尚不能很好满足未来水果产业开展的需求。由于农民盲目追求高产，长期大量施用以氮磷钾为主的化学肥料，由于不平衡施肥导致琯溪蜜柚果园土壤酸化，造成果实品质下降，出现果肉木栓化现象16，20。本文以高产优质为目标，提出琯溪蜜柚生产的叶片元素含量的适宜范围：N2.15%2.80%，P0.12%0.17%，K1.25%1.85%，Ca2.10%4.25%，Mg0.25%0.55%，S0.25%0.40%，Mn20145mg/kg，Zn2550mg/kg，B35135mg/kg。与前人提出的营养诊断标准15以高产为目标相比，该诊断标准中的叶片氮、磷、钾的适宜范围略低，而钙、镁、锌、硼等略高于庄伊

26、美提出的标准，锰相差不大。这说明要实现蜜柚产量和品质的协调提高需要注重中微量营养元素的补充。叶片DRIS诊断说明表5，平和琯溪蜜柚果园要进一步提高果实品质需要特别注重Mg、Zn、B、N和Ca等元素的补充，该诊断结果与近年来大量的土壤测试结果相吻合17，21。黄绿林21报道结果说明，平和县果园土壤交换性镁、交换性钙和有效硼缺乏的比例分别占到79.1%、89.8%和89.3%，而土壤有效锌含量中下比例者也占到67.2%，成为柚果品质提升的重要限制因素。同时Zn的缺乏也与元素间的相互作用有关，Mg和Zn之间具有协同作用，缺Mg会加重Zn的缺乏22;土壤较高的有效磷含量平均为124.0mg/kg21导

27、致P和Zn的拮抗作用可能是Zn缺乏的另一重要因素23。然而，不同区域和土壤类型上的营养缺乏情况差异较大，东半县山地红壤果园最缺乏的元素是B、Mg和Ca，东半县水稻土果园最缺乏的元素是Mg、N和P，西半县山地红壤果园缺乏的元素是Zn、Ca和Mg，西半县水稻土果园叶最缺乏的元素是Zn、K和S。此外，从果园营养不平衡指数NII来看，东半县的营养平衡状况优于西半县，而山地红壤果园要优于水稻土表5，说明西半县和水稻土具有较大的增产提质空间，这与前面果实品质综合分析的结果相一致表3。因此，为满足人们对果实品质的更高要求，亟需根据新的营养诊断标准和区域的差异性调整施肥策略，开展具有区域针对性的施肥管理策略，

28、减少区域间的变异，实现琯溪蜜柚产量和品质的协同提高，促进琯溪蜜柚产业的可持续开展。参考文献【1】赵俊晔，武婕.20212023年中国水果市场形势展望J.农业展望，2021，4：14-18.【2】马庆华，李永红，梁丽松，等.冬枣优良单株果实品质的因子分析与综合评价J.中国农业科学，2021，4312：2491-2499.【3】鲍江峰，夏仁学，邓秀新，等.用主成分分析法选择纽荷尔脐橙品质的评价因素J.华中农业大学学报，2021，236：663-666.【4】李港丽，苏润宇，沈隽.几种落叶果树叶内矿质元素含量标准值的研究J.园艺學报，1987，142：81-88.【5】姜远茂，顾曼如，彭福田.DRIS、M-DRIS和DOP法在果树上的应用J.山东农业大学学报，1995，264：531-534.【6】韩振海，王倩.我国果树营养研究的现状和展望文献述评J.园艺学报，1995，222：138-146.【7】BeaufilsER.DiagnosisandrecommendationintegratedsystemDRISM.SouthAfrica：UniversityofNatal，1973.8刘红霞，张会民，郭大勇，等.豫西地区红富士苹果叶片营养诊断J.植物营养与肥料学报，2021，152：457-462.9许敏，吴发启，张扬，等.陕西