不同中微量元素对槟榔结果与产量特征的影响

作者:未知

  摘  要  为提高槟榔产量与品质,探究中微量元素对槟榔产果的影响。采用7种中微量元素在槟榔花、果期进行喷施,测定坐果、果型及果实品质等指标。结果表明:(1)中微量元素显著促进了槟榔坐果率提高,镁在小果期及青果收获期均显著提高其坐果率;促进了槟榔单株产量提高,锌、铜对单果重量、单梭果产量的提高均有显著影响;铜使单株产量提高41.23%,达显著水平。(2)中微量元素肥改善了槟榔果品品质,铁、锰使果型比为0.8951、0.8139,更趋于饱满圆形;钙使槟榔果中纤维素含量提高,高达47.28%,铁促进槟榔果的维生素C含量提高,镁显著增加槟榔果中可溶性糖含量。(3)主成分分析得到影响产量与品质的共5个主要指标得分,锌肥对产量和品质影响极显著,综合评价得分分别为1.8299、2.4893,其次是镁肥;铜肥只提高产量,锰肥只提高品质。表明中微量元素处理可提高槟榔果产量与品质,但是不同元素作用不同,且存在一定差异。
  关键词  槟榔;中微量元素;坐果率;产量;内含物
  中图分类号  S792.91      文献标识码  A
  Abstract  In order to improve the yield and quality of areca (Areca catechu L.), we explored the effect of trace elements on the fruit production of areca. Seven medium and trace element fertilizers were applied to areca at the flowering and fruiting stages to determine the fruit setting rate, fruit shape and fruit quality. Trace elements significantly promoted the fruit set rate of areca. Magnesium significantly increased fruit set rate in small fruit and green fruit harvesting period, and promoted the yield per plant. Zinc, copper increased single fruit weight and single shuttle fruit yield significantly. Copper increased yield per plant by 41.23% significantly. Medium and trace element fertilizers improved the quality of areca. The fruit type ratio was 0.8951, 0.8139, and the fruit was full and round after iron and manganese use. Calcium increased the cellulose content in by 47.28% in the fruits. Iron promoted the vitamin C content. Magnesium significantly increased the content of soluble sugar of the fruit. Principal component analysis obtained the scores of five main indicators affecting the yield and quality. The effect of zinc fertilizer on the yield and quality was extremely significant. The comprehensive evaluation score was 1.8299 and 2.4893, respectively, followed by magnesium fertilizer. Copper fertilizer only increased the yield, and manganese fertilizer only improved the quality. It indicated that the treatment of medium and trace elements could increase the yield and quality of areca, but the effects of different elements were not the same.
  Keywords  Areca catechu L.; medium and trace elements; fruit setting rate; yield; inclusions
  DOI  10.3969/j.issn.1000-2561.2019.05.004
  1982年,我国开始对中微量元素肥进行探索,研究表明我国在中微量元素肥的应用前景非常广阔[1],Ernest[2]对各种元素在植物生产应用中做了详细探究与分组。中微量元素肥种类发展迅速且基本覆盖了我国作物种类[3];这些中微量元素肥对作物的品质与产量有很大的改善与提高,如铁可提高山地梨枣的产量与含水量、总糖、维生素C含量品质[4],钙、镁、磷可提高葡萄的产量重量[5],铜元素促进水稻的产量提高[6],钾、硼、锌可显著提高烤烟的有效叶片、组织结构、油分、光泽等品质[7],中微量元素钙、镁、锌能增加水稻经茎壁厚度与粗度,显著提高抗折力[8],微量元素水溶肥可显著提高冬枣产量[9]。因此,中微量元素是今后提高作物产量与品质的关键因子之一[10],并且研究发现我国农业已经进入到大面積施用中微量元素肥的阶段[11]。在国外,已经通过药用植物测定得出中微量元素的有利作用[12];同时,也利用中微量元素的测定技术来评估环境因素[13]。如今研究人员对中微量元素与植物的研究已深入到纳米级[14],同时也不断地研究总结中微量元素在植物内的转运机理[15]。   槟榔(Areca catechu L.)是棕榈科槟榔属常绿乔木,原产马来西亚,目前主要分布在亚洲,是我国四大南药之一。槟榔是海南省热带作物第二大支柱产业,也是海南省第二大经济作物,种植面积已经很广阔[16],在海南省占据着非常重要的位置。槟榔具有健胃、杀虫、降气、截虐等药用功能[17];部分地区的居民作为一种咀嚼用嗜好品[18]。但是槟榔雌雄同株同序,花期不同[19],同时受到海南气候与环境影响[20],不易授粉,导致坐果率低下,并且农户生产技术与方式没有改进[21],所以产量低及品质差。已有相关研究发现,中微量元素肥在小麦花期施用,可以提高籽粒产量、蛋白质组分含量、面筋含量等[22];铜元素可调节花药细胞壁木质化,硼元素可影响花粉萌发、花粉管伸长、花期授粉[23]。研究表明不同时期施用不同种类元素肥可以提高作物产量与改善品质,植物的根外营养能更加高效迅速的被吸收,本研究拟通过施用中微量元素肥对海南槟榔产量与品质的影响,筛选出生产适用的中微量元素肥种类与施用浓度,从而促进海南槟榔产量与品质的提升,推进槟榔产业持续健康发展。
  1  材料与方法
  1.1  材料
  选择海南本地树龄与长势基本一致的8~9 a槟榔结果树为研究对象。试验在海南省儋州市西庆农场(19°3148.5″N,109°28′15.3″E)槟榔园(约12000 m2)进行。槟榔园10~20 cm深度土壤有机质为12.92 g/kg,碱解氮37.19 mg/kg,速效钾75.58 mg/kg,有效磷77.52 mg/kg,酸碱度5.35,含水量5.25%,土壤肥力中等。
  1.2  方法
  1.2.1  试验设计  采用7种中微量元素,CK2对照组中全营养元素包含植物所需的所有元素,每种元素参照农业果树[24]通常施用的量设定(表1),每处理3次重复,每重复3株,在槟榔佛焰苞期、盛花期、小果期、大果期、青果采收期喷施,共喷施5次,以喷施滴水为标准。
  1.2.2  果型测定方法  小果期为坐果完成后15~ 25 d的果,大果期为生长85~95 d的果,青果收获期果为生长165~175 d的果;果实的纵径、横径使用数显游标卡尺测定:果型指数=果横径/果纵径。
  果期情况坐果率测定:坐果率=果数量/雌花数量100%
  1.2.3  槟榔果内含物测定  在槟榔坐果后,每15天取果1次,进行105 ℃杀青,75 ℃下烘干,制成干样测定。维生素C(Vc)含量测定采用2, 4-二硝基苯肼法,可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法,纤维素含量测定采用植物中纤维素含量测定[25]。
  1.2.4  产量测定  青果采收后,对槟榔供试植株进行产量测定。
  1.3  数据处理
  采用Excel 2007软件和SPSS 20.0软件对数据进行统计分析。
  2  结果与分析
  2.1  中微量元素肥对槟榔坐果率大小的影响
  小果期的坐果情况可以反映出作物授粉受精程度和对产量的影响,分析得出不同的肥料对坐果率影响差异显著,小果期中微量元素肥处理对坐果都有显著的效果,CK2和锌肥效果极显著,且同组重复植株之间差异不显著,分别达到85.92%、82.78%;铜、镁、硼对收获期青果坐果率作用显著,但同組重复植株之间差异显著;铁对槟榔收获期坐果率影响不显著,且同组重复植株之间差异极显著,与CK1差异小。
  2.2  中微量元素肥对每梭分枝的影响
  槟榔梭数与分枝对产量有显著影响。CK2和硼肥能显著提高槟榔分枝数,但同组重复植株之间差异不显著,对提高果产量提供了前提,因为硼是植物必需营养元素之一,是细胞部分关键酶的活化剂,对植物生长发育有重要作用;铁肥对槟榔一级与二级分枝数量有负显著影响,使槟榔雌花数量减少,导致产量降低;其他几种肥料元素对每梭分枝影响不显著(表2)。
  2.3  中微量元素肥对槟榔产量形成因子的影响
  喷施中微量元素肥对槟榔产量有显著影响,铜、硼对单梭果数影响显著;铜、锌对槟榔单果鲜重和单梭鲜重影响显著;CK2对单株鲜重作用最大(1773.66 g),其次镁、铜、锌对单株鲜重效果显著(表3)。
  2.4  中微量元素肥对槟榔果型指数的影响
  市场需求决定市场价格,而采收期的槟榔果型是重要因素之一。经过中微量元素肥料处理果型饱满,呈圆型,其中铁肥和锰肥处理后果型相对最圆,果型指数在0.8以上,此种果型不易初加工,市场需求较少;锌肥与硼肥处理的果型相对长,呈椭圆型,价格较高。
  2.5  中微量元素肥对槟榔果内含物含量变化的影响
  槟榔的内含物决定槟榔果的品质。铁肥处理的槟榔维生素C含量最高,超过40 mg/100g;而硼肥、铜肥、锌肥、CK处理组的维生素C含量相对低,都低于20 mg/100 g;喷肥处理后,只有硼肥处理可溶性糖含量最低(小于4%)且低于CK1;其他肥料均对槟榔的可溶性糖含量有显著影响,其中钙肥最显著(37.15%)。钙肥对纤维素含量也有显著影响,达到47.28%,其他肥料处理不显著(表4)。
  2.6  槟榔产量与品质的主要影响因子分析
  对槟榔梭数、第一梭果数量、第二梭果数量、第三梭果数量、每梭一级分枝数、每梭二级分枝、坐果率、单果鲜重、单梭果鲜重量、单株果鲜重量、可溶性糖含量、维生素C含量、纤维素含量13个评价指标进行主成分分析,探索槟榔产量与品质的关键指标,所得相关矩阵的特征值与方差贡献率如表5,以特征值大于1.0的原则提取5个主成分,累计贡献率83.698%,可代表原始数据的大部分信息。经过标准化的因子负荷矩阵见表6。   由表5和表6得到,第一主成分包含原始信息量的34.504%,主要大小由第三梭果数量决定,第二主成分包含原始信息量的17.406%,主要大小由每梭二级分枝数量决定,第三主成分包含原始信息量的12.894%,主要大小由可溶性糖含量决定,第四主成分包含原始信息量的10.763%,主要大小由单梭果数量决定,第五主成分包含原始信息量的8.132%,主要大小由维生素C含量决定。因此将槟榔果产量与品质评价因子简化为:第三梭果数量、每梭二级分枝数量、可溶性糖含量、单梭果重量、维生素C含量,即以上5种指标可以反映影响槟榔产量与品质的各方面要求。
  由于各主成分在因子分析是的方差贡献率不同,故评价不同肥料处理时考虑不同因子贡献率为权重,计算不同处理前5个主成分得分与相应权重乘积的累加和作为综合得分,即F=(0.34504f1+ 0.17406f2+0.12894f3+0.10763f4+0.8132f5);其中第1主成分(第三梭果数量)、第2主成分(每梭二级分枝数量)、第4主成分(单梭果重量)主要影响槟榔产量方面指标,归为产量因子;第3主成分(可溶性糖含量)、第5主成分(维生素c含量)为槟榔品质方面指标,归为品质因子,用表7来表示综合得分。
  各种中微量元素肥处理对槟榔品质和产量的影响情况,综合得分值越高产量与品质越好。锌肥对产量与品质影响极显著,镁肥、钙肥可显著提高产量;铜肥、铁肥对产量综合得分达1.5654与0.7887,可以提高槟榔产量,但是对提高品质没有显著效果;锰肥对品质综合得分0.9097,显著提高槟榔品质,但不能提高槟榔产量。
  3  讨论
  3.1  中微量元素与槟榔产量相关性分析
  不同中微量元素在植物生长过程中起到不同的效果。中微量元素能有效的使作物产量提高,试验得出在海南儋州西庆农场试验地喷施中微量元素肥能有效的提高槟榔的产量;铜肥能显著提高单梭果数量,每棵槟榔树以每年四梭的生长习性计算,为显著提高槟榔产量提供前提基础;铁肥和锰肥对槟榔坐果、梭数及分枝有负影响,有研究表明锰肥可提高缺锰水稻的产量[26],而本试验中锰肥对槟榔产量影响小,海南土壤锰含量丰富[27],施用锰元素对槟榔产量影响效果不明显,甚至导致减产。硼肥对花期槟榔坐果效果显著,与硼肥在水稻、油菜上研究结果相一致[28-29],同时单梭果的数量也有显著增加;在本试验中使其坐果过多,槟榔营养成分不足,导致槟榔果小,总产量不高。
  3.2  中微量元素与槟榔品质相关性分析
  铁肥处理使果型圆且饱满,与铁对草莓品质研究有较好提高[30]结论一致,但是不符合市场需求,槟榔果型品质使经济价值低。结果可得出钙肥、镁肥、锌肥作为植物生长必须营养元素对槟榔果的坐果、产量及内含物质量都有显著的影响,钙提高果品质与有关中微量元素对甘蔗研究结果一致[31]。
  不同的中微元素与用量对作物影响不同[32],把中微量元素肥与大量元素肥结合施用会事半功倍[33],有较好的减肥增产效果,对环境污染影响减小,安全性高,因此在槟榔的种植生产中,花期与果期合理地喷施中微量元素肥,能有效地提高槟榔产量,改善槟榔的品质,对海南槟榔种植有十分重要的意义。
  3.3  中微量元素与槟榔产量、品质相关性分析
  经过综合分析不同中微量元素处理的槟榔果性状指标,对槟榔果产量与品质进行更加合理科学的评价,有利于生产中应用。分析得到的五個指标对槟榔结果特性起到主要决定作用,在产量方面槟榔每年第三梭果是生长最旺盛期;同株的每梭果总重量具有差异,他们的重量与每梭二级分枝数量是影响产量的重要因素,与其他果树相同[34-35],故可调控这3个指标来提高槟榔产量;可溶性糖与维生素C含量是影响槟榔品质的主要因素。没有喷施肥料的对照组对产量与品质的影响综合得分第二,造成原因可能是试验地肥沃,植株吸收养分充足。全营养对照组对槟榔产量和品质综合得分为负值,分析原因可能是多种元素以不同形态同时存在,喷施后发生一系列反应造成植株对养分吸收量减少或无吸收;同时吸收了其他某种元素干扰或抑制植株对养分的吸收,有待继续探究。但通过槟榔产量因子与品质因子的分析得出若提高槟榔产量可施用锌肥、镁肥、铜肥、钙肥,若提高槟榔品质可施用锌肥、镁肥、锰肥、钙肥;可以在实际生产中利用此特性,从而适应市场需求,对提高槟榔果经济价值有重要意义。
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