丰水梨不同施氮量对果实品质形成及叶片生理特性的影响.docx

1、丰水梨不同施氮量对果实品质形成及叶片生理特性的影响丰水梨不同施氮量对果实品质形成及叶片生理特性的影响摘要 :研究不同施氮量对丰水梨果实品质形成及叶片 生理特征的影响 ,结果表明 ,丰水梨果实发育过程中以积累果 糖和蔗糖为主 ,葡萄糖和山梨醇含量较低 ; 适量施氮能提高果 实可溶性总糖的含量 ,而过量施氮降低果糖和葡萄糖含量 ,从而降低可溶性糖总糖含量；适量施氮可提高叶片叶绿素 a、叶绿素b、类胡萝卜素含量以及可溶性蛋白质含量 ，叶片光合指标净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和气孔限制 值（Ls）显著升高，胞间C02浓度（Ci）下降,有利于叶片光合碳同 化能力的增强和果实品质

2、的形成 ；黄河故道地区沙土栽培的 盛果期丰水梨园 ,果实膨大期纯氮施用量以每 666.7 m216.8kg为宜。关键词 :丰水梨 ；氮；果实品质 ；生理特性中图分类号 :S661.2 文献标识码 :A 文章编 号:1009-9980（2010）06-871-06丰水梨是日本著名的“三水” （新水、幸水、丰水 ）梨品 种之一 ,因其果实糖度高、 石细胞少、 肉质细嫩而倍受消费者 青睐,在我国栽培面积逐年扩大 ,目前栽培面积已超过 6.67 万 hm2。由于我国梨栽培条件及田间管理模式与日本的差异较大,研究适合我国实际的丰水梨园施肥管理技术十分必要。众所周知 ,氮肥施用量与梨树生长发育和果实品质密

3、切 相关。苹果增施氮肥可提高叶片的叶绿素含量和光合速率 , 促进叶片蔗糖和可溶性总糖的合成与积累 ,提高果实可溶性糖含量 ;过量施氮使苹果果实中可溶性糖含量下降。 在梨树方 面,尽管有关施肥的研究已有一些文献报道 ,但梨树上不同施氮量对果实品质形成的影响以及梨树施氮后叶片氮代谢与 品质形成的关系等尚未见报道 ,对日本梨品种丰水梨树的田 间氮肥施用技术更是缺乏研究。我们以黄河故道地区栽培的丰水梨树为材料 ,研究果实发育期不同施氮量对梨果实品质形成尤其是糖组分变化的 影响 ,同时探讨不同施氮量对氮代谢相关酶及叶片光合作用 的影响 ,从而为黄河故道地区丰水梨氮肥的科学施用提供理 论依据。1材料和方法

4、1.1材料与处理试验于 2008 年、2009 年连续 2a 在位于黄河故道地区的 江苏省睢宁县高作镇梨园内进行。试验园土壤为沙土 ,2008 年施肥前对土壤养分进行测定 ,耕层养分含量见表 1。选生长 势大致相同的12a生丰水梨树为试材，株行距4m x 5m,以单株为小区 ,每处理重复 4 次,随机区组设计。研究以仅施磷、钾 肥为对照 ,在此基础上设不同氮素水平。以突出氮肥效应 ,另设不施肥处理 ,以了解在试验园土壤肥力条件下 ,对照处理的效果。试验共设 6个处理 （表2）,氮、磷和钾肥分别选用尿素 （含N46%）、过磷酸钙（含P2O516%）和硫酸钾（含K2O50%）,于4 月 20 日、

5、 6月 20日、 7月 20日分 3次环状沟施 ,3 个时期施 氮肥量的比例为总量的 40%、 40%和 20 % ,各处理间除施肥量 不同外，果实负载量及枝梢管理等田间管理均一致 ,20082009 年每 666.7 m2 产量 2730kg。1.2测定项目与方法1.2.1样品采集 叶片选取树冠外围中部各个方向新梢的最大叶 ,每次每株取 10枚叶片 ;果实于每年的 9月（当地正 常采收期 ） 采收 , 在每株树冠外围中部同等受光条件下选择 8个大小均一的果实用于测定 ,将每处理果实混合 ,采后放入冰 盒迅速带回实验室。1.2.2叶片指标测定 叶绿素含量测定用 80%丙酮提 取法，硝酸还原酶（

6、NR）活性测定采用活体法，可溶性蛋白的测 定用考马斯亮蓝比色法。1.2.3光合气体交换参数于 2009 年 7 月下旬选择晴天 9:0011:00,在自然光源条件下用便携式光合测定系统 （LI-6400,USA）,测定净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间 CO2浓度（ci）和蒸腾速率（Tr）,计算气孔限制值 Ls=l-Ci/C02R。1.2.4果实品质测定单果质量用称重法、果实纵横径用 游标卡尺测定 ;可溶性固形物含量用 ATAGON-1 型折光仪测 定 ;硬度用 GY-1 型果实硬度计测定、可滴定酸采用碱式滴定 法;维生素 C 的含量采用钼蓝滴定法 ;果实和叶片可溶性糖含 量用蒽酮比色

7、法 ;石细胞采用冷冻法测定。1.2.5果实糖含量的 HPLC 分析蔗糖、葡萄糖、果糖和 山梨醇含量测定采用高效液相色谱法 (HPLC), 采用 Waters 1525 高效液相色谱分析仪 ,碳水化合物色谱柱 (Transgenomie CARB Sep Coregel 87C), 外加保护柱 (Transgenomic CARB Sep Coregel 87C cartridge)。色谱条件：柱温 85C ;流速 0.6 mL,min-1:Waters 2414 示差折光检测器 ;流动相为脱气后的重 蒸水,进样量5卩L。蔗糖、葡萄糖、果糖和山梨醇之和作为 果实可溶性总糖计算。1.3 数据分析运

8、用Excel和SPSS13.0软件对数据进行统计分析。2结果与分析2.1不同施氦量对丰水梨果实品质的影响 由表 3 可以看出 ,各施氮处理可显著提高果实单果质量比对照增加5.9%20.5%;果实硬度随施氮量的增加而减小与对照相比差异显著 ,高氮处理比对照下降了 14.04%; 果实可 溶性固形物、 可溶性糖含量随施氮量的增加 ,先增加后略有减 少,中氮处理最高 ,分别比对照提高了 13.31%和 12.51%; 可滴 定酸含量、 果形指数、 维生素 C 与对照相比差异不显著 ;石细 胞含量随施氮量的增加呈增加趋势 ,但差异不显著。2.2不同施氨量对丰水梨果实发育过程中总糖含量及 可溶性糖组分的

9、影响不施肥、对照、中氮、高氮处理的成熟果实总糖含量分 别为 90.5 mg?g-1 、83.2 mg?g-1、94.8 mg?g-1 和 92.4 mg?g-1, 以中氮处理含量最高 ,对照含量最低 ,各处理分别比对照高 8.9%、 13.9%和 11.1%。从糖的组分来看 ,丰水梨果实以积累 果糖和蔗糖为主 ,葡萄糖和山梨醇含量较低。 在果实发育过程 中,各处理蔗糖在果实发育前期含量较低 ,后期迅速上升 ,且随施氮量的增加而增加 ,其中高氮处理增加明显 ,比对照提高了 97.79%。各处理葡萄糖和果糖含量在果实发育过程中呈先上 升、后下降的趋势 ,但各不同处理下降幅度却不同 ,其中果实成熟期

10、高氮处理葡萄糖和果糖含量下降幅度最大 ,采收时分别为11.17 mg?g-1和38.53 mg?g-1,分别是前一时期（7月30 日）的 54.35%和 89.82%,而中氮处理的葡萄糖和果糖含量变 化幅度稍小 ,分别是前一时期 （7月 30日）的103.13%和91.41%, 到成熟时中氮处理果实的葡萄糖和果糖含量最高 ,比对照高 出 10.89%和 15.8%。 山梨醇含量在各处理中均呈前期上升,之后逐步下降趋势 ,处理间差异不显著 （图 1）2.3不同施氮量对丰水梨叶片光合色素含量的影响 由图 2可知 ,不同氮素水平叶绿素含量的整体变化趋势 基本相同 ,先上升后略有下降。 6 月 24

11、日之前 ,随施氮量的增 加,叶绿素a和b含量增加，随后高氮处理开始下降,7月30日 中氮处理含量最高 ;施氮肥降低叶绿素 a/b 的值 ,前期下降幅 度大 ,后期幅度减小 ,最终趋于一致 ;各处理中类胡萝卜素含量 先升高后下降 ,在6月 24日出现一个高峰 ,各处理均高于对照 中氮处理含量最高。说明中氮处理叶绿素总量和类胡萝卜素 含量均高于对照和高氮处理。利于叶片光合能力的提高。2.4不同施氦量对丰水梨叶片 NR 活性和可溶性蛋白质 含量的影响随发育进程 ,各处理 NR 活性均是先显著下降在 6 月 24 日达到最低点后略有上升。同一时期随施氮量的提高 NR 活 性也升高 ,5月 22日差异最

12、大 ,高氮处理比对照高 50.44%（图 3）。随发育进程 ,可溶性蛋白含量先下降后升高 ,在 6月 7日达到最高点后略有下降。 在发育前期。 中氮处理最高 ,高氮处 理次之,5月 22日分别比对照高 56.5%和 14.2%差异最显著。 6 月 24 日和 7 月 12 日施氮处理可溶性蛋白含量均低于对照 是对照的 82.6%和 73.1% 差异显著。7 月 30 日高氮处理最高、 中氮处理次之 ,各处理差异不显著 （图 4）。2.5不同施氦量对丰水梨叶片蒸腾速率、 气孔导度、 胞 间 Co: 浓度、气孔限制值和净光合速率的影响由表4可知，随施氮量水平的提高，Pn、Tr、Gs和Ls显著 上升

13、后下降 ,中氮处理最高分别比对照提高了 40.77% 、57.37% 、 21.22%和 37.5%,不施氮处理略高于对照但差异不显 著;随施氮量的增加 Ci 显著下降 ,高氮处理最低 ,比对照下降 了 12.76% 。2.6不同施氦量对果实采收期叶片可溶性糖含量的影 响果实采收期叶片可溶性糖含量随施氮量的增加 ,呈先下降后上升的趋势 ,中氮处理可溶性糖含量最低 ,是对照处理的82.56%。说明过量施氮果实采收期叶片可溶性糖含量残留增 多。这可能是导致果实可溶性糖含量降低的生理原因之一。3讨论氮是植物生长发育最重要营养元素之一 , 对器官构建、 生理代谢过程具有不可替代的作用。果树上氮的施用量

14、不仅影 响产量 ,而且还会显著影响果实品质。因此 ,研究梨树氮肥施用与品质形成及氮代谢的关系 ,对调控果实品质具有参考价适量施氮能提高果实可溶性糖含量 ,过量施氮后糖含量 没有提高甚至略有下降，这与赵智中等在温州蜜柑和彭福 田等在苹果上的试验结论一致 ,可能是增施氮肥光合产物的 分配量较对照减少 ,ABA/IAA 降低 ,蔗糖代谢相关酶 （特别是 分解酶类 ）的活性增加 ,最终果实中糖含量降低。研究表明 ,适 量施氮能提高果实的蔗糖、葡萄糖、果糖、山梨醇含量 ;过量施氮会使果糖和葡萄糖含量下降从而使总糖含量降低。随施 氮量的增加 ,果实糖含量呈先上升后下降的趋势 ,而叶片可溶 性糖含量呈先下降

15、后上升的趋势。这可能由于适量施氮提高 了源供应碳水化合物的能力 ,果实库活性增强的缘故 ;而高氮 处理叶片可溶性糖含量高 ,可能是因为山梨醇向库器官的输 出受阻 ,使叶片可溶性糖含量残留增多 ,暗示过高的氮肥施用 可能会减少光合产物向果实的分配。硝酸还原酶（NRase）是植物氮素同化的第一个关键酶 ，可 催化N03还原为N02-,在调节植物吸收利用 N03-及维持体 内多种代谢平衡中起着极为重要的作用。本试验研究表明 , 丰水梨叶片 NR 活性随施氮量的增加而提高 ,这与前人的研究 结论基本一致。施氮可提高叶片氮代谢水平、叶绿素 a、叶 绿素 b 和类胡萝卜素含量 ,以促进光能的吸收与传递 ,

16、而不施 肥处理各光合色素含量始终高于对照 ，Chl（a/b）的值低于对照。随施氮水平的提高，叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、 气孔导度（Gs）和气孔限制值（Ls）显著上升后下降；叶片胞间 CO。浓度（Ci）显著降低，与冯焕德等在苹果上的研究结果一 致。在磷钾肥施用量一致的条件下进行不同施氮量处理 ,氮肥施用量以株施纯氮 400 g 表现最好 ,其氮磷钾的比例 2:1:2, 这恰好与林真二的研究结果一致 ,说明增施速效氮的同时 ,钾 肥的施用要与之同步。 由于钾有利于光合产物的运转 ,试验中氮增加后 ,钾与氮同步增加时 ,丰水梨品质是否进一步提高尚 有待进一步研究。试验地位于黄河故道梨

17、主产区 ,土壤为沙土。与砂梨土壤矿质营养推荐适宜标准相比 ,土壤养分含量普 遍偏低，有机质含量仅有5.4g?kg-1（正常值为1025 g?kg-1）, 碱解氮含量为 41.18mg?kg-1（正常值为60130 mg-kg-1）;有 效磷为11.5mg?kg-1（正常值为1040 mg?kg-1）; 土壤为有效 钾为50mg?kg-1（正常值为65200mg?kg-1）。相对而言，试验 地梨园土壤有机质和碱解氮更为缺乏 ,这也是对照 （施磷钾不 施氮）果实品质较差的原因 ,而施磷钾肥 （对照）与不施肥 （氮、 磷、钾均不施用 ）处理的果实品质没有显著差异 ,也说明了在低氮条件下磷钾与氮配合施

18、用才有利于品质的提高。由于沙 土具有肥效快、 保肥性差、 不耐肥的特点 ,因此黄河故道地区 沙质土壤的梨园追肥要 “少吃多餐” ,并且氮肥追施一定要与有机肥的施用相结合 ,通过改良土壤才能实现丰水梨的稳产 和优质。参考文献1张绍铃,日本的梨生产管理规范化技术与借鉴川 ，中国南方果树 ,2002,31(3):46-482刘长虹,韩明玉 ,张立新,初夏施肥对渭北早塬红富士苹 果生长、产量及品质的影响 J ,干旱地区农业研 究,2008,26(1):62-663彭福田,姜远茂 ,顾曼如,柬怀瑞,不同负荷水平下氮素 对苹果果实生长发育的影响J,中国农业科 学,2002,35(6):690-6944刘艳

19、,高遐虹 ,姚允聪 ,不同植物源有机肥对沙质土壤黄金梨幼树营养效应的研究J,中国农业科 学,2008,41(8):2546-25535 何忠俊,同延安,张国武,马路军 ,李 小平,张广林，钾对黄土区场山酥梨产量及品质的影响 J,果树学报,2002, 1 9( 1 ):8- 1 16李合生 ,植物生理生化实验原理和技术 M, 北京 :高等教育出版社 ,2000:165-1677李军，钼蓝比色法测定还原型维生素 CJ食品科学,2000,21(8):42-438聂继云,李静,杨振锋,杨红军,李明强,冷冻法测定梨的石细胞含量 J, 果树学报 ,2006,23(1):133-1359GOMEZ L, R

20、UBIO E, AUGE M. A new procedure for extraction andmeasurement of soluble sugars in ligneous plantsJ. Journal o/ theScience of Food and Arieulture, 2002, 82: 360-369.10赵智中,张上隆 ,刘拴桃,陈俊伟,陶俊,高氨处理对温州 蜜柑果实糖积累的影响 J, 核农学报 ,2003,17(2):119-12211王东,于振文 ,李延奇,史桂萍,施氮量对济麦 20旗叶光 台特性和蔗糖合成及籽粒产量的影响 J, 作物学 报,2007,33(6)

21、:903-90812SOLOMONSON L P, SPERHAR A M. Model for regulation of nitrateassimilationJ. Nature, 1997,265: 373-37913张绪成,上官周平 ,施氮量对小麦叶片硝酸还原酶活 性、一氧化氮含量和气体交换的影响 J, 应用生态学 报,2007,18(7):1447-145214冯焕德,李丙智,张林森,金会翠,李焕波 ,韩明玉,不同 施氮量对红富士苹果品质、光合作用和叶片元素含量的影响 J, 西北农业学报 ,2008,17(1):229-23215林真二(著),吴耕民(译),梨M,北京冲国农业出版 社,1981:217-21816李美桂 ,谢文龙,谢钟琛,施清。李健 ,早熟砂梨矿质营养适宜值研究 J, 果树学报 ,2008,25(4):473-477