叶面喷施硒、锌、钙肥对林芝地区响富苹果光合特性与果实品质的调控效应

周玉柳,荆澳航,韩艳英*,刘 爽,王 秀,仝令臣,黄文强,叶彦辉*

(西藏农牧学院资源与环境学院,西藏林芝 860000)

摘 要:【目的】明确西藏林芝高海拔产区喷施不同叶面肥对响富苹果树光合特性与果实品质的影响。【方法】选取12年生响富苹果树,设置叶面喷施硒1 mg·L-1(A1)、2 mg·L-1(A2)、3 mg·L-1(A3),叶面喷施锌0.17 g·L-1(B1)、0.34 g·L-1(B2)、0.51 g·L-1(B3),叶面喷施钙0.18 g·L-1(C1)、0.36 g·L-1(C2)、0.54 g·L-1(C3)共9 个处理,以喷施清水作为对照(CK)。于幼果期、果实迅速膨大期和果实成熟期,分别对试验树进行叶面喷施处理,并测定不同处理下的叶片光合指标和果实品质指标。【结果】叶面肥喷施硒、锌、钙肥处理可以显著提高叶片的叶绿素相对含量(SPAD 值)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)。不同施肥处理下,光合参数的总得分排名为B3>A1>A3>C1>C2>A2>B2>B1>CK>C3。因此,B3、A1、A3叶面肥喷施处理能有效促进响富苹果树生长。同时,叶面肥处理显著提高单果质量、固酸比、维生素C 含量和可溶性糖含量,并降低果实硬度和果实可滴定酸含量。主成分分析结果显示,各处理按综合评分从高到低依次为A3>B1>C2>A2>A1>C1>C3>B3>B2>CK。【结论】在高海拔贫瘠土壤条件下,中微量元素叶面肥可显著提升当地响富苹果叶片的光合作用效率,改善果实品质,且以3 mg·L-1硒肥处理效果最优,建议在生产中推广使用。

关键词:苹果;响富;林芝;叶面肥;光合特性;果实品质

苹果(Malus domestica)作为蔷薇科(Rosaceae)苹果属(Malus Mill.)的落叶果树[1],是中国第二大种植水果,其种植面积和产量均位居前列[2]。西藏林芝地区果树资源丰富,生态环境优越,是生产优质苹果的理想之处[3]。苹果在当地经济林中占据重要地位,已成为林芝地区农民的主要经济来源之一[4]。该地区生产的苹果具有产量高、品质好、果香味浓郁、酸甜可口等优点,深受人们喜爱。其中,响富以着色艳丽、晚熟耐贮及强适应性等特性[5],已成为该地区栽培面积较大的优质品种。然而,由于地域差异、社会经济、劳动力素质和农业生产力等因素的影响,本地区的苹果产业与区外相比仍较为滞后,各地区发展也不平衡[6]。因此,为进一步提升响富苹果的果实品质,急需研发针对性的施肥技术。

现代果园施肥技术正从传统土壤施肥向精准调控转型,尽管当前生产中仍以土壤施肥为主,但叶面肥凭借养分利用率高、用量少、肥效快、环境相容性强等优点,在高海拔土壤贫瘠区展现出独特价值,对提高果树产量与改善果实品质具有显著效果[7],因此叶面肥已被广泛应用于现代农林业生产中。叶面肥直接喷施于果树叶片,能显著改善果实品质,如增加单果质量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量以及维生素C 含量,显著降低可滴定酸含量[8],同时促进苹果果实的生长发育,从而更好地保持苹果品质[9]。在贮藏过程中,叶面肥能够有效抑制苹果腐烂,较好地维持果实口感和硬度,延长贮藏期[10],并提高葡萄糖和山梨醇含量,降低可滴定酸和蔗糖含量[11]。众多研究表明,不同叶面肥对苹果品质有积极影响。史光玲等[12]的研究表明,喷施叶面肥能够增加苹果果实的单果质量、果实纵径和果形指数。汪亮[13]研究发现,叶面喷施镁肥可提升果实的外观品质和内在品质,同时增强红富士果树的光合特性,提高当年苹果叶片的叶绿素含量[14]。王乐幸[15]的研究表明,钙肥处理可在不同程度上提高苹果单果质量、果实硬度、可溶性固形物含量和固酸比,降低可滴定酸含量,提升果皮红色度和果面光洁度,减少果锈发生。

长期以来,氮、磷、钾等大量元素肥的叶面喷施研究已较为系统,其技术在生产实践中也已形成较为成熟的应用模式[16]。然而,随着对优质果品生产需求的提升及矿质营养研究的深入,单一大量元素的叶面补充已难以满足果实品质精细化调控的需求。硒元素可通过增强谷胱甘肽过氧化物酶活性,缓解紫外线胁迫,促进光合作用,并改善果实品质[17-18];锌元素对果树的生理代谢、激素调节具有重要作用,可调节酶活性,参与生长素合成并调控果实发育,从而提高作物产量和品质[19];钙元素作为植物生长发育必须的中量营养元素,可维持果皮细胞结构稳定性[20]。硒、锌、钙等中微量元素虽在植株体内含量较低,却在生理代谢、抗逆性调控及果实品质形成中具有不可替代的作用,其在高海拔苹果产区的应用潜力尚未被充分探索。目前,林芝地区苹果园基本以土壤施肥为主[21],关于叶面肥对林芝地区苹果品质影响的研究报道较少。因此,以响富红富士苹果为研究对象,聚焦于中微量元素的叶面调控效应,旨在探讨不同叶面肥对苹果果实品质以及光合特性的影响,筛选适宜林芝苹果生长的最佳叶面肥种类和浓度,从而为西藏苹果生产提质增效提供新的技术路径和科学依据,推动林芝苹果产业的可持续发展。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验地位于西藏自治区林芝市巴宜区布久乡杰麦村藏汉情园苹果基地(N 29°57′,E 94°43′),海拔3000 m。该地区属于高原温带湿润季风气候,气候温和;降水丰沛,年降雨量约为650 mm;年平均温度8.7 ℃,夏季白天温度21 ℃,夏季平均最低气温15.6 ℃;年均日照时长超过2022 h,年太阳总辐射为5460~7530 MJ·m-2,紫外辐射剂量达344.2 mW·m-2,无霜期长达180 d,具有日照时间长、太阳辐射强、昼夜温差大以及夜雨较多的气候特征。试验地土壤类型为黄棕壤土[22],0~40 cm 土层基础理化性质为pH=5.57、有机碳含量(w,后同)0.72 g·100 g-1、全氮含量0.09 g·100 g-1、全磷含量0.09 g·100 g-1、全钾含量0.27 g·100 g-1、碱解氮含量84.07 mg·kg-1、有效磷含量66.97 mg·kg-1、速效钾含量130.00 mg·kg-1

1.2 试验材料

供试果树:选取藏汉情园苹果园中长势一致的12 年生响富(富士系列)苹果树为试材,基砧为山荆子[Malus baccate(L.)Borkh.],中间砧为GM256。定植株行距为3 m×4 m,南北行向,树形为疏散分层形。每年在采收后果农统一进行秋季基肥施用,每666.7 m2混合施入完全腐熟的生物有机肥[有机质含量≥45%,(N+P2O5+K2O)含量≥5%]4 t与45%硫酸钾型复合肥(N-P2O5-K2O=10-20-15)50 kg。开沟施肥(沟深30~40 cm,树冠滴水线外沿),施肥后覆土并灌水,其余时间段内无其他施肥措施。

供试叶面肥:硒肥(Se含量≥1000 mg·L-1)、锌肥(Zn含量≥170 g·L-1)、钙肥(Ca含量≥170 g·L-1)均由南京恒宝田功能农业产业研究院研发。其中,液态硒肥呈深褐色状,流动性良好;液态锌肥为澄清透明状均匀液体,流动性良好,无沉淀分层现象;液态钙肥为深绿色透明状。

1.3 试验设计

试验共设置9 个处理组,每个处理组选取3 株长势一致且无病虫害的响富苹果树作为试验对象,以喷施清水作为对照(CK),各处理组的管理水平一致。分别在幼果期(6 月25 日)、果实迅速膨大期(8 月15 日)和果实成熟期(9 月10 日)对苹果树开展叶面喷施肥料试验。具体的喷施量详见表1。喷施时间均选择晴朗无风的下午,对叶片的正反两面均匀喷施,以叶面完全覆盖水滴但无滴水现象为宜。

表1 叶面肥喷施详细用量
Table 1 Detailed dosage of foliar fertilizer spraying

标记Markings CK A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3处理Treatment清水Water叶面喷硒Foliar selenium spray叶面喷硒Foliar selenium spray叶面喷硒Foliar selenium spray叶面喷锌Foliar zinc spray叶面喷锌Foliar zinc spray叶面喷锌Foliar zinc spray叶面喷钙Foliar calcium spray叶面喷钙Foliar calcium spray叶面喷钙Foliar calcium spray喷施质量浓度Spray concentration-1 mg·L-1 2 mg·L-1 3 mg·L-1 0.17 g·L-1 0.34 g·L-1 0.51 g·L-1 0.18 g·L-1 0.36 g·L-1 0.54 g·L-1

1.4 测定项目与方法

1.4.1 叶绿素含量测定 为探究不同叶面肥处理对苹果叶片叶绿素含量的影响,在田间从各处理中选取距地面1.5 m 处的东南西北各方向无果短枝或中枝上的10枚成熟叶片,使用手持式叶绿素仪测定叶片叶绿素含量(SPAD 值)。每枚叶片重复测定3次,取其平均值作为单株的测定结果。

1.4.2 光合参数测定 在明确叶片叶绿素含量后,进一步测定叶片光合参数。于2024年9月上旬选择晴朗天气,使用Li-6800光合仪测定叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)。在每个处理中,选取当年生新枝中部成熟、长势一致、完整、无病害的5 枚功能叶片,每枚叶片重复测定3次,取其平均值作为该处理的测定结果。

1.4.3 果实品质测定 果实成熟后,在每株苹果树的上、中、下三个高度的内膛和外围选取6个果实测定果实品质。测定指标包括单果质量、果实横纵径、果实硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比、维生素C 含量、可溶性糖含量等共计13 项果实品质指标。

具体测定方法如下:通过数数法,确定结果个数,并通过结果个数×单果质量,计算产量;使用电子天平称量单果质量;使用游标卡尺测量果实横径、纵径以及果心横径,并计算果形指数(果实纵径/果实横径)和果心比(果心横径/果实横径);使用GY-4型硬度计测定果实硬度,每个果实测3 面;使用手持高精度数显糖度计测定果实可溶性固形物含量;采用NaOH 滴定法测定果实可滴定酸含量,并计算固酸比(可溶性固形物含量/可滴定酸含量);采用2,6-二氯靛酚滴定法测定维生素C 含量[23];采用蒽酮硫酸法测定可溶性糖含量[24]。每个指标重复测定3次,以确保测定结果的准确性。

1.5 数据分析

利用SPSS 27 软件进行数据处理与分析,利用Excel 2021 和Origin 21 软件作图。文中不同小写字母表示样品间差异显著(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 叶面肥对响富叶片光合特性的影响

2.1.1 叶面肥对叶绿素含量和光合特性的影响 由表2 可知,叶面肥可以提高叶片的叶绿素相对含量(SPAD值)、净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)。与喷施清水相比,喷施叶面肥提高了叶片SPAD值,最高可达到40.61(A2处理),较CK提高了20.15%,且SPAD值随着各叶面肥浓度的升高呈现先升高后降低的趋势。叶面肥的施用提升了叶片的净光合速率,B2处理显著提升Pn至14.31 μmol·m-2·s-1,较CK 提高39.6%。硒肥(A 处理)的Pn随着叶面肥浓度的升高逐渐升高、锌肥(B处理)的Pn随着浓度的升高呈现先升高后降低的趋势,钙肥(C处理)的Pn随着浓度的升高逐渐降低。叶面肥可以提升叶片的气孔导度,C1 处理下Gs虽最高(361.11 mmol·m-2·s-1),但因蒸腾过强,蒸腾速率达到了7.93 mmol·m-2·s-1,导致水分利用效率下降。硒肥(A处理)的Gs随着叶面肥浓度的升高逐渐升高,锌肥(B 处理)和钙肥(C处理)的Gs均随着浓度的升高逐渐降低。胞间CO2浓度最低为A1 处理(277.42 μmol·mol-1)和A3 处理(276.64 μmol·mol-1),均显著低于CK(313.2 μmol·mol-1),表明中浓度硒肥处理可能提高CO2同化效率。叶面肥显著提升了Tr,以C1 处理效果最佳,达到了7.93 mmol·m-2·s-1,较CK提高了59.02%,与其他处理存在显著差异;CK处理效果最差,仅为3.25 mmol·m-2·s-1。中浓度产生的抑制效应主要归因于气孔限制,而在高浓度下,水分利用效率的下降则成为主要的限制因素。合理喷施叶面肥可通过增加叶绿素含量、提高气孔导度等途径,提高净光合速率,优化光合性能,为苹果增产提质及科学施肥提供理论依据和实践指导。

表2 叶面施肥对响富叶片光合特性的影响
Table 2 Effect of spraying foliar fertilizer on photosynthetic characteristics of Xiangfu apple leaves

注:同列数据不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。
Note:Different small letters in the same column indicate significant difference at P<0.05 level. The same below.

处理Treatment CK A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3蒸腾速率Rate of transpiration/(mmol·m-2·s-1)3.25±0.30 e 4.87±0.42 cd 4.89±0.19 cd 4.28±0.26 de 5.07±0.09 cd 5.20±0.41 cd 4.90±0.43 cd 7.93±0.66 a 6.62±0.28 b 5.78±0.29 bc SPAD 33.80±0.36 c 37.74±1.22 bc 40.61±0.77 a 38.74±1.09 ab 35.70±1.56 bc 37.90±0.97 b 38.62±0.97 ab 35.11±0.84 c 39.79±0.81 ab 37.70±0.79 bc净光合速率Net photosynthetic rate/(µmol·m-2 s-1)10.25±0.92 c 11.68±0.51 abc 13.20±0.26 ab 13.82±1.11 ab 13.45±0.71 ab 14.31±0.92 a 11.23±1.27 bc 13.33±1.23 ab 12.68±0.86 abc 12.31±0.98 abc气孔导度Stomatal conductance/(mmol·m-2·s-1)181.07±16.44 d 206.93±15.89 cd 251.21±6.97 bc 259.70±27.47 bc 263.20±12.26 bc 237.10±22.85 bcd 229.20±21.66 bcd 361.11±29.12 a 279.77±13.57 b 242.10±11.39 bcd胞间CO2浓度Intercellular CO2 concentration/(µmol·mol-1)313.20±2.7 ab 277.42±7.93 d 303.17±2.32 abc 276.64±9.28 d 302.16±6.33 abc 281.28±3.56 cd 307.00±12.22 ab 322.16±6.08 a 294.12±3.59 bcd 310.29±7.36 ab

2.1.2 响富光合指标的相关性分析 相关性分析可用于衡量两个变量间线性关系的强度和方向,有助于揭示两个变量间的线性关系程度[25]。由不同叶面肥处理下响富光合指标的相关性分析矩阵图可知,响富光合指标间存在复杂的相关性(图1)。

图1 不同叶面肥处理下苹果树光合指标相关性热图
Fig. 1 Heat map of correlation of photosynthetic indexes of apple trees under different foliar fertilizers treatments

SPAD 与Pn呈显著正相关,即叶绿素含量越高,光合速率越高。叶绿素作为光合作用的关键色素,其含量提升可增强光能捕获和转化能力。PnGs、SPAD、Tr分别呈显著或极显著正相关,即增大气孔导度、提高叶绿素含量、适当提高蒸腾速率均能促进净光合速率的提升。气孔导度影响CO2供应,充足的CO2可促进光合作用的暗反应;叶绿素含量高则光反应能力强;适当的蒸腾速率利于叶片散热和气体交换,均能促进净光合速率的提升。GsTr呈极显著正相关,即气孔导度越大,水分扩散通道越通畅,蒸腾作用越强,同时利于CO2进入叶片,为光合作用提供原料,进而提高净光合速率。TrGsPn分别呈极显著或显著正相关,表明气孔导度是影响蒸腾速率的关键因素,其与气体交换、光合作用密切关联。适当的蒸腾速率可维持叶片适宜温度和气体交换平衡,利于进行光合作用;TrPn的显著正相关反映了植物水分利用与碳同化之间的协同关系。然而,当Gs超过300 mmol·m-2·s-1(C1处理)时,Tr急剧升高(7.93 mmol·m-2·s-1)会导致水分利用效率(WUE)下降34.2%,这表明存在1个最优的气孔开闭调节阈值。

2.1.3 响富光合指标主成分分析 对不同施肥处理下响富光合指标进行主成分分析,根据累计贡献率>85%共提取了3个主成分。3个主成分的方差贡献率分别为45.114%、23.399%、20.038%,累计贡献率为88.551%。由表3 可知,主成分1 主要由GsTr共2 个因子组成;主成分2 主要由叶绿素相对含量(SPAD值)、Pn共2个因子组成;主成分3主要由Ci组成。

表3 不同叶面肥处理下响富光合指标的规格化特征向量
Table 3 Characteristic vectors of the speciation of photosynthetic indexes of Xiangfu apple under different foliar fertilizers treatments

光合指标Photosynthetic indicators SPAD净光合速率Net photosynthetic rate气孔导度Stomatal conductance胞间CO2浓度Intercellular CO2 concentration蒸腾速率Rate of transpiration成分Constituents 1-0.032 0.479 2 3 0.927 0.623 0.155-0.369 0.937 0.215 0.133 0.155 0.057 0.945 0.957-0.064 0.087

利用SPSS 主成分分析,计算不同因子的权重,即计算前3 个主成分的得分,以各主成分贡献率为权重,计算综合得分并进行排序。由表4可知,不同施肥处理下响富苹果树光合指标的总得分排名为B3>A1>A3>C1>C2>A2>B2>B1>CK>C3,B3、A1、A3叶面肥处理均能促进响富生理生长。

表4 不同叶面肥处理下响富苹果光合指标综合得分及排序结果
Table 4 Comprehensive scores and ranking results of photosynthesis indexes of Xiangfu apple in different foliar fertilizer treatments

处理Treatment CK A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 F1 F2 F3排序Rank-0.384-0.288-0.342-0.024 0.227-0.301 1.753 0.755 0.146-1.543-0.959 1.205 1.208 0.824-0.395-0.348-0.168-0.386-0.186-0.795-1.064 0.346-0.798 0.182-1.083 0.510 0.893-0.190 0.491 0.712综合得分Comprehensive score-0.718 0.306 0.003 0.275-0.275-0.117 0.979 0.189 0.133-0.774 9 2 6 3 8 7 1 4 5 10

2.2 叶面肥对响富果实品质的影响

2.2.1 叶面肥对果实外在品质的影响 不同叶面肥处理对果实外在品质的影响不同。由表5 可知,除A1、C2 处理外,其余处理均提高了果实产量,且以B1 处理(30.11 kg·株-1)最高,较CK 提高了63.37%。A3 处理在增加单果质量、果实横纵径方面效果突出,单果质量达到196.78 g,较CK提高了32.43%;果实横径达到74.58 mm、纵径达到69.59 mm,表现较优。硒肥(A 处理)和钙肥(C 处理)处理下,随着浓度的升高单果质量也逐渐升高,而锌肥(B)处理下单果质量呈现先上升后下降的趋势。多数施肥处理组的横纵径大于CK,表明喷施叶面肥利于果实膨大。果形指数为0.8~0.9 的果实端正,更容易赢得人们青睐[26]。由试验结果可知,响富的果形指数均良好,且以A3 处理果形指数(0.93)最优,与其他处理组存在显著差异。果心横径在不同叶面肥处理下存在显著差异,除B1和C2处理外,其他叶面肥处理均降低了果心横径,C1处理的果心横径(29.36 mm)最小。降低果心比率,可提高食用部分相对占比,提升消费者的食用体验和经济价值,除B1 处理外,其他叶面肥处理均降低了果心比率,A3、B2、B3 和C1 处理的果心比率较小,且无显著差异。叶面肥处理可降低果实硬度,CK与A1、C2处理之间无显著差异。

表5 叶面施肥对果实外在品质的影响
Table 5 Effect of foliar fertilizer spraying on the external quality of fruits

处理Treatment CK A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3产量Yield/(kg·plant-1)18.43±0.57 b 18.18±0.91 b 19.08±1.85 b 19.57±2.82 b 30.11±4.19 a 23.86±2.00 ab 26.25±0.78 ab 27.07±1.26 a 18.05±0.10 b 29.43±2.13 a单果质量Single fruit mass/g 148.14±4.30 cd 157.48±5.05 c 171.41±3.63 bc 196.78±9.01 a 178.75±4.24 b 186.36±4.50 ab 183.00±10.94 ab 167.09±4.45 bc 171.99±6.21 bc 177.51±6.38 b果实横径Fruit transverse diameter/mm 68.16±0.53 bc 70.00±0.70 b 72.02±0.53 ab 74.58±0.59 a 73.51±0.32 ab 74.32±0.50 a 73.66±0.96 ab 71.56±1.10 ab 70.42±0.66 b 66.44±3.16 c果实纵径Fruit longitudinal diameter/mm 61.53±0.61 c 61.03±0.62 c 64.20±0.89 bc 69.59±0.91 a 63.53±0.57 bc 65.53±0.59 b 62.98±0.93 bc 63.46±1.25 bc 64.24±0.60 bc 59.23±2.73 c果形指数Fruit shape index 0.90±0.01 b 0.87±0.01 c 0.89±0.01 bc 0.93±0.01 a 0.86±0.01 c 0.88±0.01 bc 0.86±0.01 c 0.80±0.01 d 0.91±0.01 ab 0.89±0.01 bc果心横径Core transverse diameter/mm 34.45±0.74 b 32.42±0.86 bc 32.69±0.69 bc 32.13±0.56 c 40.95±0.84 a 31.45±1.07 c 30.27±1.23 c 29.36±0.55 c 34.50±0.32 b 31.70±0.79 c果心比率Core ratio 0.51±0.01 b 0.46±0.01 c 0.45±0.01 c 0.43±0.01 cd 0.56±0.01 a 0.42±0.01 cd 0.41±0.02 d 0.41±0.01 d 0.49±0.01 bc 0.50±0.03 bc果实硬度Hardness/(kg·cm-2)11.50±0.48 a 10.68±0.24 a 9.58±0.25 b 8.41±0.13 c 9.06±0.38 bc 9.04±0.21 bc 8.68±0.17 c 8.75±0.21 c 10.58±0.33 a 9.53±0.14 b

2.2.2 叶面肥对果实内在品质的影响 可溶性固形物含量是果实内部品质的重要指标之一,包括可溶性糖、可滴定酸、维生素C含量等[27]。由表6可知,叶面肥可以显著降低果实可滴定酸含量,提高固酸比、维生素C含量和可溶性糖含量。参照国家关于优等鲜苹果的规定,由试验结果可知,除C3处理外,其余处理果实的内在品质均符合优质果的标准。硒肥可以提高响富果实可溶性固形物含量,而钙肥处理下可溶性固形物含量均低于CK。A3处理下可溶性固形物含量(15.46%)最高,除A1、B1处理外,与其他处理均存在显著差异;C3 处理下可溶性固形物含量显著减少,仅为12.96%。可滴定酸含量以CK(0.79%)最高,A3、C3 处理下可滴定酸含量(0.22%)最低,喷施叶面肥能有效降低果实酸度。固酸比作为衡量水果成熟程度的生理指标,多数叶面肥处理可改善果实风味,提高固酸比。A3 处理下固酸比(70.81)最大,较CK(18.80)提高了73.45%。叶面肥处理下维生素C 含量差异显著(P<0.05),C1处理下维生素C 含量(4.12 mg·100 g-1)最高,A3 处理(4.03 mg·100 g-1)次之。可溶性糖含量是评价果实风味品质的重要指标。硒肥处理(A 处理)下可溶性糖含量均处于较优水平;锌肥处理(B 处理)下随着浓度的升高,可溶性糖含量逐渐下降;钙肥处理(C 处理)下随着浓度的升高,可溶性糖含量呈现先升高后下降的趋势。叶面肥处理有助于提高果实含糖量,改善果实品质。

表6 喷施叶面肥对果实内在品质的影响
Table 6 Effect of foliar fertilizer application on fruit internal quality

处理Treatment CK A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 w(可溶性固形物)Soluble solids content/%14.70±0.11 bc 14.94±0.09 ab 14.84±0.39 b 15.46±0.16 a 14.87±0.13 ab 14.78±0.17 b 13.34±0.34 cd 13.91±0.13 c 14.43±0.19 bc 12.96±0.14 d w(可滴定酸)Titratable acid content/%0.79±0.03 a 0.38±0.01 b 0.28±0.01 d 0.22±0.01 e 0.24±0.01 de 0.33±0.02 c 0.25±0.01 de 0.26±0.01 d 0.25±0.01 de 0.22±0.01 e固酸比Solid acid ratio 18.80±0.74 d 39.25±0.69 c 53.79±2.56 bc 70.81±2.61 a 69.28±3.62 ab 47.66±2.84 c 56.93±3.50 b 54.31±3.97 bc 59.08±3.96 b 60.71±2.94 b w(维生素C)Vitamin C content/(mg·100 g-1)2.26±0.03 b 2.40±0.05 b 3.09±0.19 ab 4.03±1.07 a 3.27±0.20 ab 3.88±0.11 a 3.86±0.09 a 4.12±0.11 a 3.68±0.06 a 3.49±0.17 a w(可溶性糖)Soluble sugar content/%2.77±0.25 c 10.26±0.10 ab 10.42±0.15 a 10.36±0.20 a 10.10±0.21 ab 9.67±0.45 b 9.64±0.05 b 9.68±0.14 b 10.40±0.24 a 9.47±0.24 b

2.2.3 响富果实品质指标相关性分析 果实品质是果树栽培关注的重要方面,受多种因素影响,其中叶面肥喷施可改善果实外在和内在品质。了解果实品质指标间相关性,对调控果实品质意义重大。由图2 可知,响富果实各品质指标间存在复杂的相关性。

图2 不同叶面肥处理下响富苹果果实品质相关性热图
Fig. 2 Heat map of the correlation of Xiangfu apple fruits quality under different foliar fertilizers treatments

单果质量与果实横径、纵径呈显著正相关,与固酸比呈极显著正相关,与可滴定酸含量呈显著负相关,与果实硬度呈极显著负相关,即单果质量越大,果实横径、果实纵径和固酸比越高,且可滴定酸含量与果实硬度越小;果实横径与果实纵径呈极显著正相关,与果实硬度呈显著负相关,即果实横径越大,果实纵径越大,果实硬度越小;果心横径与果心比率呈极显著正相关,即果心横径越大,果实比率越大;果实硬度与可滴定酸含量呈显著正相关,与固酸比呈显著负相关,即果实硬度越大,可滴定酸含量越高,固酸比越小;可滴定酸含量与固酸比、可溶性糖含量呈极显著负相关,即可滴定酸含量越高,固酸比和可溶性糖含量越低;固酸比与可溶性糖含量呈极显著正相关,即固酸比越大,可溶性糖含量越高。

2.2.4 响富果实品质指标主成分分析 对不同施肥处理下苹果果实品质指标进行主成分分析,根据累计贡献率>85%共提取出6 个主成分。6 个主成分的方差贡献率分别为35.05%、18.04%、12.24%、10.91%、7.75%、5.38%,累计贡献率为89.37%,可代表原始数据的大部分信息,从而对不同叶面肥喷施处理下苹果果实品质指标进行评价。

如表7 所示,主成分1 主要由单果质量、可滴定酸含量、固酸比和可溶性糖含量组成;主成分2主要由果心横径、果心比率组成;主成分3主要由果实纵径、果形指数组成;主成分4 主要由产量、可溶性固形物含量组成;主成分5 主要由果实横径、维生素C含量组成;主成分6主要由果实硬度组成。

表7 不同叶面肥处理下苹果果实品质指标规格化特征向量
Table 7 Characteristic vectors of the specification of quality indicators of apple fruits under different foliar fertilizers treatments

果实品质指标Fruit quality indicators产量 Yield单果质量 Single fruit mass果实横径 Fruit transverse diameter果实纵径 Fruit longitudinal diameter果形指数 Fruit shape index果心横径 Core transverse diameter果心比率 Core ratio硬度Hardness可溶性固形物含量 Soluble solids content可滴定酸含量 Titratable acid content固酸比 Solid-acid ratio维生素C含量 Vitamin C content可溶性糖含量 Soluble sugar content公因子Common divisor F1 0.328 0.565 0.471 0.235 0.214 0.077 0.238 0.071 0.111 0.949 0.840 0.427 0.905 F2 0.044-0.148-0.322-0.178 0.112 0.976 0.946 0.107 0.097 0.155-0.145-0.248-0.069 F3-0.087 0.536 0.280 0.849 0.815-0.006-0.093-0.058 0.179-0.015 0.200 0.080-0.099 F4-0.793-0.158-0.204 0.128 0.391-0.002 0.073 0.044 0.864 0.177-0.196-0.298 0.158 F5 0.083-0.018 0.663 0.358-0.238 0.119-0.130-0.133 0.162 0.071 0.087-0.715-0.016 F6-0.151-0.284-0.191-0.097 0.079 0.032 0.117 0.969-0.064 0.044-0.013 0.137-0.048

利用SPSS主成分分析,计算各叶面肥综合得分并进行排序。由表8 可知,不同施肥处理下响富果实品质指标的排序为A3>B1>C2>A2>A1>C1>C3>B3>B2>CK,A3、B1 叶面肥喷施处理能显著改善响富果实品质。

表8 不同叶面肥处理下苹果果实品质指标综合得分及排序结果
Table 8 Comprehensive scores and ranking results of quality indexes of apple fruits in different foliar fertilizer treatments

处理Treatment CK A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 F1-2.716-0.121 0.211 0.699 0.803-0.145 0.446 0.096 0.475 0.253 F2 0.334 0.257-0.055-0.328 1.569-1.459-0.517-0.637 0.653 0.182 F3 0.297-1.007-0.412 1.666-0.259 0.301-0.408-0.145-0.045 0.012 F4-0.029 1.049 1.504 0.643-0.600-0.054-1.031-0.533 0.526-1.476 F5 0.364 0.403-0.112 1.059 1.228-0.240-0.408-0.391-1.451-0.454 F6 0.274 0.303-0.967 0.035-0.245-0.801-0.238 0.782 1.028-0.171综合得分Comprehensive score-0.557 0.086 0.113 0.628 0.500-0.377-0.256-0.161 0.282-0.183排名Rank 10 5 4 1 2 9 8 6 3 7

3 讨 论

叶面肥施用作为一种快速且高效的植物营养补充方式,已广泛运用于果树生产[28]。不同种类、浓度的叶面肥对果树的生长发育和果实品质有着不同的影响。笔者研究了叶面喷施不同浓度的硒、锌、钙肥对林芝响富光合特性和果实品质的影响,研究结果表明,不同处理均可有效改善其光合特性和果实品质。

3.1 叶绿素含量与光合特性

光合作用是果树生长发育的基础,提高其光合能力有利于促进果实品质的形成[29]。光合作用的强弱可用于判断果树对生长环境的适应能力[30],通过探究不同叶面肥种类、喷施浓度对西藏响富苹果光合特性的影响,可为当地苹果栽培提供科学依据。前人研究表明,喷施氨基酸叶面肥能够显著提高苹果叶片的叶绿素含量[31-32]。本研究结果表明,喷施叶面肥可提高响富叶片的叶绿素相对含量(SPAD),A2 处理(40.61)较CK 提高了20.15%,且SPAD 值随着各浓度的升高均呈现先升高后降低的趋势。同时提升了净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,该结果与汪亮[13]关于喷施叶面肥可提升红富士果树光合效率的研究、慈琰雨[33]在红将军苹果上的研究结果一致,表明喷施适宜叶面肥可促进苹果的光合作用。在高原低氧环境下,叶面肥可能通过上调叶绿素合成关键基因HEMA1 的表达,促进ALA 的合成,提升植物光合能力,从而增强植物对低氧环境的适应能力[34]

在本研究中,叶绿素相对含量(SPAD)与Pn呈显著正相关,这与稀土复合叶面肥在富士苹果上的研究结果相符,即叶面肥能提高PSⅡ光化学效率,缓解光合午休现象[35],该发现补充了叶绿素含量与净光合速率呈正相关的传统解释,揭示了叶面肥在酶活性层面的调控作用。然而,高浓度叶面肥(如C1处理)导致Gs过高,引发过度蒸腾反而降低了水分利用率。这是由于在高原低湿度环境下,过度蒸腾引发了叶片水势的快速下降,进而激活了ABA 信号介导的气孔关闭机制[36]。因此,在西藏林芝的高原强光照环境下,需谨慎控制喷施浓度,避免引发水分胁迫[37]。通过对不同叶面肥处理下响富的光合指标进行主成分分析并计算综合得分,推荐在今后的果树管理中优先选择B3、A1、A3 叶面肥喷施处理。锌作为碳酸酐酶的辅因子,能够增强Rubisco酶活性,间接促进叶绿素结合蛋白的合成,使CO2固定速率提升,以促进响富的生理生长,提高其光合性能。

3.2 果实品质

除了对光合特性的影响外,叶面肥处理对果实品质也产生了显著影响。叶面肥处理可显著提高单果质量、固酸比、维生素C 和可溶性糖含量,并降低果实可滴定酸含量,与杨喜盟等[38]、张嫒等[39]的研究结果一致。施用叶面肥能提高苹果果实品质,这与王乐幸[15]关于不同种类钙、硅肥处理可不同程度提高单果质量、固酸比,降低可滴定酸含量的结果一致,但与其能提高果实硬度的结果不相同,原因可能在于钙元素能够与果胶分子中的羧基结合,形成交联结构,从而稳定果胶网络,增强细胞壁的稳定性,进而提高果实硬度[40]。而在本研究中,叶面肥处理大幅度提高了可溶性糖含量,影响了果实内的糖代谢过程,对果实硬度产生了相反的作用。这可能与糖代谢和细胞壁代谢竞争碳源有关。可溶性糖的积累激活了己糖激酶(HXK)的反馈抑制机制,使流向苯丙氨酸解氨酶(PAL)的碳通量减少,导致木质素合成前体供应不足,进而降低果实硬度。固酸比在叶面肥处理后得到进一步提高。硒肥通过激活柠檬酸裂解酶(CL)基因的表达,降低了柠檬酸含量[41];锌肥则通过增强山梨醇脱氢酶(SDH)活性,促进山梨醇向果糖转化[42];钙肥可以促进果实中有机酸代谢,钙离子能够与有机酸结合形成不溶性钙盐,从而降低果实中可滴定酸含量,提高固酸比[43],这种降酸升糖的协同效应,在高原昼夜温差的驱动下,形成了独特的风味品质。

通过相关性分析,探讨了果实品质之间的相关性。结果表明,部分性状间存在显著相关性,为果实品质改良提供了理论依据。在果实品质指标中,单果质量与果实横径、纵径呈显著正相关,与固酸比呈极显著正相关,与可滴定酸含量呈显著负相关,与果实硬度呈极显著负相关;果实硬度与可滴定酸含量呈显著正相关,与固酸比呈显著负相关等,但产量与其他影响因子之间不存在明显关系。未来的研究可以进一步探讨这些性状之间的因果关系,以指导果树的育种和栽培。对不同叶面肥处理下的13 项果实品质指标进行主成分分析,其综合得分从大到小的排序依次为A3、B1、C2、A2、A1、C1、C3、B3、B2、CK。适度喷施硒肥能够提高果实品质,其原因在于硒是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性中心的重要成分。而GSH-Px 作为抗氧化剂可以有效清除自由基,保护细胞膜结构及功能免受过氧化物的损害,从而改善果实品质[44]

本研究结果表明,叶面肥喷施对西藏林芝响富的光合特性及果实品质具有显著影响。在林芝响富生产技术中,采用叶面喷施3 mg·L-1硒肥处理,能够显著提升果树的光合作用效率,促进果实膨大,降低果心比率和果实硬度,提高果实可溶性固形物含量、固酸比、维生素C含量和可溶性糖含量,同时降低可滴定酸含量,改善果实风味。这为林芝地区响富苹果的优质栽培提供了具体的技术参考,在今后的果树生产中可优先考虑。未来研究可进一步深入探究在高原环境下叶面肥调控响富苹果果实品质的分子机制,以及与其他栽培管理措施的协同效应,以实现响富苹果产量和品质的进一步提升。

4 结 论

通过多浓度的梯度田间试验,系统评估了叶面硒、锌、钙肥对林芝响富苹果光合特性与果实品质的调控效应。结果表明,合理喷施叶面硒、锌、钙肥能够有效增强叶片光合能力,促进光合产物的积累,并改善果实的外在和内在品质。其中,硒肥在促进光合作用与改善果实品质方面表现尤为突出。基于光合参数及果实品质指标的主成分分析综合评价结果,确定3 mg·L-1硒肥为最优施用浓度,在林芝响富栽培生产中具有应用潜力。

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Effects of foliar fertilizer on photosynthetic characteristics and fruit qual‐ity of Xiangfu in Linzhi, Xizang

ZHOU Yuliu, JING Aohang, HAN Yanying*, LIU Shuang, WANG Xiu, TONG Lingchen, HUANG Wenqiang, YE Yanhui*
(College of Resources and Environment, Xizang Agriculture and Animal Husbandry University, Linzhi 860000, Xizang, China)

Abstract:【 Objective】 Apple production is very important economically in Linzhi region. This study aimed to elucidate the effects of different foliar fertilizers on photosynthetic characteristics and fruit quality of 12-year-old Xiangfu apple trees in Linzhi, Xizang, in order to increase. productivity and improve fruit quality.【 Methods】 To meet the study's objectives, a precise experimental design was adopted. Twelve-year-old Xiangfu apple (Malus domestica) trees with consistent growth and health were chosen as materials. Nine foliar fertilizer treatments were devised, each targeting a specific nutrient:selenium at 1 mg·L-1 (A1), 2 mg·L-1 (A2), and 3 mg·L-1 (A3); zinc at 0.17 g·L-1 (B1), 0.34 g·L-1 (B2), and 0.51 g·L-1 (B3); and calcium at 0.18 g·L-1 (C1), 0.36 g·L-1 (C2), and 0.54 g·L-1 (C3). Spray of water was used as control (CK). Fertilizers were applied during critical growth stages-young fruit stage, rapid fruit enlargement, and fruit maturity-using calibrated sprayers to ensure uniform application and minimize variability. After treatment, photosynthetic indicators were measured, including relative chlorophyll content (SPAD value), indicating leaf greenness and photosynthetic potential, and net photosynthetic rate (Pn), quantifying light energy conversion. Stomatal conductance (Gs) and transpiration rate(Tr) were also assessed to understand water use efficiency and gas exchange. Fruit quality parameters were evaluated alongside photosynthetic assessments, including single fruit mass, solid-acid ratio, vitamin C content, soluble sugar content, fruit firmness, and titratable acid content. 【Results】 The application of foliar fertilizers yielded significant improvements in the photosynthetic characteristics of the apple leaves compared with the control. Specifically, the SPAD value, Pn, Gs, and Tr were all markedly increased. A ranking of the total scores of photosynthetic indicators for the different fertilization treatments revealed that B3 (zinc spraying at 0.51 g·L-1) was the most effective, followed by A1 (selenium spraying at 1 mg·L-1) and A3 (selenium spraying at 3 mg·L-1). This indicated that treatments B3, A1,and A3 were particularly adept at promoting the physiological growth and photosynthetic efficiency of Xiangfu apple. Furthermore, the foliar fertilizer treatments had a pronounced impact on fruit quality.The single fruit mass, solid-acid ratio, vitamin C content, and soluble sugar content were all significantly enhanced, while fruit firmness and titratable acid content were reduced. To comprehensively evaluate the fruit quality under different treatments, principal component analysis (PCA) was conducted. The results of the PCA indicated that the treatments could be ranked according to their comprehensive scores as follows:A3>B1>C2>A2>A1>C1>C3>B3>B2>CK. This suggested that while B3 was superior in promoting photosynthetic characteristics, A3 (selenium spraying at 3 mg·L-1) demonstrated the most optimal overall effects on fruit quality. 【Conclusion】 The findings would highlight the strategic use of foliar fertilizers to enhance photosynthetic efficiency and fruit quality in Xiangfu apple. Improvements in SPAD, Pn, Gs, and Tr underscored the potential of foliar fertilization to optimize light capture,carbon fixation, and water use efficiency. Enhanced fruit quality parameters underscored the nutritional and commercial benefits of these fertilizers. A3 (selenium at 3 mg·L-1) emerged as the most effective treatment, suggesting that selenium would be pivotal at optimal concentrations. Future research could explore the physiological and molecular mechanisms underlying foliar fertilizer effects, including nutrient uptake, assimilation, and interactions with endogenous hormones. Research could also investigate synergistic effects of combining different foliar fertilizers or integrating them with other agricultural management practices. Economic feasibility and cost-effectiveness evaluations would provide farmers with practical information on investment returns and guide technology adoption in practice.

Key words:Apple; Xiangfu; Linzhi; Foliar fertilizer; Photosynthetic characteristics; Fruit quality

中图分类号:S661.1

文献标志码:A

文章编号:1009-9980(2026)01-0026-13

DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.20250255

收稿日期:2025-05-12

接受日期:2025-07-14

基金项目:林芝市科技计划项目(2023-XYQ-006);西藏农牧学院研究生教育创新计划项目(YJS2022-07,YJS2023-11);西藏巴宜区苹果科技小院(YJSXY2025-05);西藏自治区科技计划重点研发计划(XZ202401ZY0032);西藏自治区科技计划重大专项(XZ202101ZD003N);2024、2025 年中央财政支持地方高校发展改革专项资金-高原特色农牧科技小院建设及综合服务能力提升(XK2024-04,XK2024-01,YJSXK2025-22);西藏农牧学院林学博士点(一期)(533325001)

作者简介:周玉柳,女,在读硕士研究生,研究方向为经济林。E-mail:1767808497@qq.com

*通信作者 Author for correspondence. E-mail:1064336015@qq.com;E-mail:260383872@qq.com