砧穗互作对沃柑果皮色泽及树体营养吸收的影响

仇惠君1,欧智涛1,陈香玲1,黄雁飞1,黄太庆1,欧 强2,刘淑仪1,李 旭2,刘要鑫1*

1广西壮族自治区农业科学院,南宁 530007;2广西桂洁农业开发有限公司,南宁 530041)

摘 要:【目的】探究不同砧木对沃柑果皮色泽及树体营养吸收的影响,为桂南地区沃柑砧木的适应性研究提供理论依据。【方法】以嫁接于4种砧木上的沃柑为材料,连续3年测定果实色泽参数(L*、a*b*、CCI)及叶片大、中、微量元素含量,通过主成分分析进行综合评价。【结果】砧木类型显著影响沃柑果实品质与营养吸收。在果实色泽方面,红橘砧果面亮度(L*=58.08)和黄色度(b*=54.72)最高;枳橙砧和枳砧在果实红色度(a*值分别为38.60 和38.21)与色泽饱和度(CCI 值分别为13.92 和13.51)上更优。在营养吸收方面,香橙砧显著促进了N、P、K、S 的积累;枳砧对Mg、Cu、Zn的富集能力最强;枳橙砧对Mn 和B 的吸收效率最高;红橘砧则有利于Zn 的积累。主成分分析显示,前3 个主成分累计贡献率达81.19%,综合得分排序为红橘砧(0.867~0.935)>枳砧(0.528~0.632)>香橙砧(0.342~0.452)>枳橙砧(-0.896~-0.958),红橘砧在果实色泽与营养均衡性方面表现最优。【结论】砧木选择需结合果园土壤条件与生产目标。追求外观品质可选用枳砧或枳橙砧;应对Mn、B缺乏的土壤宜用枳橙砧;在酸性或Cu、Zn元素缺乏的土壤中,枳砧与红橘砧更具优势;香橙砧适宜培养强健树势。红橘砧在综合评价中表现均衡,可作为优先推荐砧木,但需注意其果实品质存在采收期依赖性,不宜过早采收,建议将采收期延迟至2月以充分发挥品质优势。

关键词:沃柑;砧穗互作;果皮色泽;树体营养

嫁接繁殖是一种无性繁殖技术,通过将优良品种的枝条或芽嫁接到另一种植株上,形成新的植株[1]。现今大多数果树都通过嫁接进行生产,沃柑作为柑橘果树的一个主要品种,其最常用的繁殖方法便是嫁接繁殖[2]。嫁接繁殖能够保留母本大部分优良性状,在扩繁、新品种选育、品种改良等方面得到了应用,而能否培育出优良植株关键取决于砧木与接穗的亲和性[3]。在生产中,砧木和接穗的亲和性影响接穗树体的生长发育、开花结果及果实品质和产量[4]。通过对比春甜橘、沙田柚和沃柑嫁接在资阳香橙、卡里佐枳橙、枳和飞龙枳4种砧木上的表现,发现不同砧穗组合的生长表现不一致,表明砧穗互作是影响植株生长发育的主要因素[5]。自沃柑在广西推广以来,针对不同砧木对其果实品质的影响已有较多研究[2,6-8],但不同砧木对沃柑果实色泽影响的研究较少。杨瀚生等[9]研究了不同砧木对伦晚脐橙果皮色泽的影响,发现红橘砧伦晚的b*值显著高于枳砧伦晚,而枳砧伦晚的a*值显著高于红橘砧伦晚,表明不同砧木对果皮色泽存在一定影响。砧穗互作会影响果树的树体营养元素吸收,由于不同砧木根系对矿质营养元素的吸收能力存在差异,因此体现为砧木对接穗叶片矿质元素含量的影响。从元素差异来看,砧木根系对K、Ca、Mg吸收能力的影响较为明显,而对N、P元素的影响相对较弱。就砧木而言,宜昌橙类(除K元素外)、枳和橘类砧木植株的矿质营养元素含量较高,而果实含酸量高的砧木,其植株多数养分含量则较低[10]。何满等[11]在对爱媛28的砧穗研究中,发现在红橘、枳、枳橙和香橙等4 种砧木上爱媛28号叶片矿质元素含量存在显著差异,表明砧木类型对嫁接品种的营养吸收具有显著影响。笔者以沃柑为研究对象,连续3 a(年)跟踪调查枳橙、枳、资阳香橙和红橘4种不同砧木上沃柑的果实色泽及树体营养表现,探究砧穗互作对沃柑果实色泽及树体营养的影响,为沃柑生产上筛选合适砧木提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验在南宁市武鸣区锣圩镇团结农场果园进行。武鸣区属亚热带季风气候,光热充足,雨量充沛,夏季炎热多雨,春秋季易干旱,冬季温暖少雨,年平均气温21.7 ℃,年降雨量1100~1700 mm。试验园土壤为典型的红壤土,试验前(2018年1月),在沃柑园树冠滴水线四周(避开施肥穴、施肥沟)均匀采集距地表5~40 cm 深度的剖面土壤样品,并测定其基本理化性质[12]。结果如下:土壤pH 值为5.32,有机质含量(w,后同)为23.53 g·kg-1,碱解氮、有效磷和速效钾含量分别为136.88 mg·kg-1、81.56 mg·kg-1和180.62 mg·kg-1。笔者以枳[Poncirus trifoliate(L.)Raf]、红橘(Citrus tangerina)、卡里佐枳橙(Citrus sinensis×Poncirus trifoliata)(以下称枳橙)和资阳香橙(C.junos Sieb.ex Tanaka)(以下称香橙)4种不同砧木的5年生沃柑植株为研究对象,选择树龄、冠幅及管理水平相对一致的植株作为试验样本,株行距2 m×3 m。以3个不同地点作为重复,每个砧木处理在各地点选取3株试验树。所有供试植株均处于上述条件一致的同一片果园,以此确保土壤背景的一致性。

1.2 果皮色泽和营养元素含量的测定

2018 年1 月10 日、2019 年1 月8 日、2020 年1 月12日连续3 a分别在香橙、枳、红橘和枳橙砧木的试验树上采摘10 个大小一致的果实,每个砧木设置3次重复,共30个果实。从混合样品中随机选取10个果实,使用蒸馏水清洗干净并擦干。在果实横轴上选取3个位点使用柯尼卡美能达cm-700 d测定果皮色差值,记录L*值、a*值和b*值,并按下式计算柑橘颜色指数值(citrus color index,CCI)。

CCI=1000×a*/(Lb*)。

营养元素含量测定所用植株与果皮色泽测定植株相对应。从2018 年起,连续3 a 采集当年春梢营养枝从顶部往下的第3~4枚叶片。叶片经杀青和烘干后,使用研磨仪研磨成粉末。随后,使用电感耦合等离子光谱仪(ICP)测定树体营养指标,包括大中量元素P、K、Ca、Mg、S 和微量元素Fe、Mn、B、Cu、Zn含量,使用靛酚蓝比色法测定N元素含量。

1.3 统计分析

采用SPSS26 软件对试验数据进行处理,采用Duncan’s新复极差法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同砧木对沃柑果皮色泽的影响

2.1.1 不同砧木对沃柑果面亮度的影响 不同砧木沃柑果面亮度的年际变化趋势各异(表1)。除枳砧沃柑的L*值呈先下降后上升趋势外,其他3 种砧木沃柑均呈先上升后下降趋势,且年际间差异极显著。3 个试验年份中,红橘砧沃柑的L*值均处于较高水平,且与同时期的枳砧、枳橙砧沃柑存在显著差异。2019 年,香橙砧沃柑的L*值最大(58.69),但与红橘砧沃柑无显著差异;枳橙砧沃柑的L*值在2019年和2020 年增幅最大。综合3 a 数据可知,红橘砧沃柑的L*值最高(58.08),并显著高于果皮亮度最低的枳橙砧沃柑(54.52),其次为香橙砧(56.92)与枳砧沃柑(55.17)。红橘砧与香橙砧、香橙砧与枳砧以及枳砧与枳橙砧之间的差异均未达到显著水平。综合分析表明,红橘砧在维持沃柑果面高亮度方面表现最佳,而枳橙砧表现最差。

表1 不同砧木对沃柑果皮色泽的影响
Table 1 Effects of different rootstocks on skin color of Orah Mandarin

注:同列数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05);*和**分别表示年份、处理及3 年平均值间的差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)水平。下同。
Note:Different small letters in the same column indicated significant difference(P<0.05);*and**respectively represented significant(P<0.05)or extremely significant(P<0.01)level difference among years,treatments and three-year average.The same below.

L*a*b*CCI年份Year砧木类型Rootstock types L*值L*value与2018年相比的变化率Change relative to 2018 a*值a*value与2018年相比的变化率Change relative to 2018 b*值b*value与2018年相比的变化率Change relative to 2018 CCI值CCI value与2018年相比的变化率Change relative to 2018 2018年In 2018枳55.22 b 38.85 ab 52.17 c 13.51 ab 55.83 ab 58.09 a 36.09 bc 10.73 d 56.47 a 35.62 c 57.45 a 11.04 d 52.98 bc 53.77 c 39.26 a 13.86 a 2019年In 2018-0.76 38.08 abc 54.80 bc -1.99 51.12 c -2.02 13.69 a 1.28 2.28 58.37 a 52.62 bc 36.91 abc 0.48-5.75 12.14 abcd 13.22 2.17 58.69 a 36.24 bc 1.74 52.99 bc -6.18 11.69 bcd 5.92 37.05 abc 55.19 b -5.61 2.65 50.09 c -5.45 13.90 a 0.27 2020年In 2020 55.49 b 0.49 Trifoliate orange红橘Red tangerine香橙Xiangcheng枳橙Carrizo citrange枳Trifoliate orange红橘Red tangerine香橙Xiangcheng枳橙Carrizo citrange枳Trifoliate orange红橘Red tangerine香橙Xiangcheng枳橙Carrizo citrange年份间Inter-annual处理间Inter-treatment枳Trifoliate orange红橘Red tangerine香橙Xiangcheng枳橙Carrizo citrange 37.70 abc -2.95 51.27 c -1.73 13.34 abc -1.28 57.76 a -0.57 37.33 abc 3.43 55.69 ab -0.25 11.63 cd 8.41 54.61 bc -4.94 37.37 abc 4.91 50.69 c -10.24 13.66 a 23.78 54.60 bc 1.55 39.49 a 0.60 51.89 c -2.05 13.98 a 0.83 F 2.20**1.02 1.68*1.11 16.86**2.05*3.08**4.64**3年平均值Threeyear average value 55.17 bc 38.21 ab 51.52 b 13.51 ab 58.08 a 36.78 ab 54.72 a 11.50 c 56.92 ab 36.41 b 53.38 ab 12.13 bc 54.52 c 38.60 a 51.66 ab 13.92 a F 6.27*4.09 3.17 7.13*

2.1.2 不同砧木对沃柑果面红绿色差的影响 由表1 可知,不同砧木沃柑的果面红色a*值均为正值。红橘砧和香橙砧沃柑的a*值呈上升趋势,但年际间无显著差异。3 个试验年份中,枳砧和枳橙砧沃柑的a*值均处于较高水平。除2018年外,同年份4种砧木沃柑的a*值无显著差异。2020年,枳橙砧沃柑的a*值最大(39.49),但与其他砧木无显著差异。与2018 年相比,2019 年枳橙砧沃柑的a*值降幅最大,2020 年有所回升,而枳砧沃柑则持续下降,表明枳砧及枳橙砧沃柑在挂果前期果面更红。香橙砧沃柑的a*值在2020年增幅最大。综合3年数据可知,枳橙砧沃柑的a*值最高(38.60),并显著高于a*值最低的香橙砧沃柑(36.41),枳砧(38.21)与红橘砧沃柑(36.78)的a*值介于二者之间,且与枳橙砧和香橙砧沃柑均无显著差异。由此可见,枳橙砧和枳砧更利于果实红色度积累。

2.1.3 不同砧木对沃柑果面黄蓝色差的影响 由表1 可知,不同砧木沃柑的果面b*值均为正值。除香橙砧沃柑的b*值持续下降外,其他砧木沃柑则随年份变化均呈先下降后上升趋势,且年际间差异显著。3 个试验年份中,红橘砧沃柑的b*值均处于较高水平,虽在2018 年和2019 年低于香橙砧沃柑,但均高于同时期其他砧木沃柑,且在2020年显著高于其他3 种砧木沃柑。香橙砧沃柑的b*值在2019 年降幅最大,2020 年继续下降,说明香橙砧沃柑在挂果前期偏黄。综合3 a 数据可知,红橘砧沃柑的b*值最高(54.72),并显著高于b*值最低的枳砧沃柑(51.52),香橙砧(53.38)与枳橙砧沃柑(51.66)的b*值介于二者之间,且与红橘砧和枳砧沃柑均无显著差异。结果表明,红橘砧在促进果皮黄化上具有优势,而香橙砧随挂果时间延长,果皮黄色度明显下降。

2.1.4 不同砧木对沃柑果实色泽饱和度的影响CCI值表示柑橘类果实色泽饱和度。由表1可知,不同砧木沃柑CCI值的年际变化趋势不同。香橙砧和枳橙砧沃柑的CCI 值呈上升趋势,而枳砧和红橘砧沃柑呈先上升后下降趋势,年际间差异不显著。3个试验年份中,枳砧和枳橙砧沃柑的CCI 值均处于较高水平,在2018年和2019年与香橙砧沃柑存在显著差异。2020 年,香橙砧沃柑的CCI 值最大(13.66),低于同年度枳橙砧沃柑(13.98),高于枳砧(13.34)和红橘砧沃柑(11.63)。其中,红橘砧沃柑的CCI 值最低,且与枳橙砧和香橙砧沃柑存在显著差异。综合3 a数据可知,不同砧木沃柑的CCI值由高到低依次为:枳橙砧(13.92)、枳砧(13.51)、香橙砧(12.13)、红橘砧(11.50)。其中,枳橙砧沃柑的CCI值显著高于红橘砧和香橙砧沃柑,而与枳砧沃柑无显著差异;枳砧沃柑亦显著高于红橘砧沃柑。综上,枳橙砧和枳砧能显著提升沃柑果实的色泽饱和度,使其外观更加艳丽。

2.2 不同砧木对沃柑叶片营养元素含量的影响

2.2.1 不同砧木对沃柑大、中量元素吸收的影响由表2 可知,不同砧木沃柑叶片的N、P 含量无显著差异。其中,香橙砧沃柑的N(2.89%)和P(0.13%)含量最高,而枳橙砧沃柑最低,含量分别为2.72%、0.10%。不同砧木沃柑叶片的K含量差异显著,香橙砧沃柑的含量最高(1.33%),显著高于红橘砧和枳砧沃柑。

表2 不同砧木对沃柑大、中量元素吸收的影响
Table 2 Effects of different rootstocks on the absorption of macro and medium nutrients

砧木类型Rootstock types枳Trifoliate orange红橘Red tangerine香橙Xiangcheng枳橙Carrizo citrange F w(N)N content/%2.87 a 2.81 a 2.89 a 2.72 a 0.59 w(P)P content/%0.12 a 0.12 a 0.13 a 0.10 a 0.10 w(K)K content/%0.75 b 0.79 b 1.33 a 1.00 ab 0.57 w(Ca)Ca content/%3.36 a 3.50 a 3.53 a 4.13 a 0.11 w(Mg)Mg content/%0.34 a 0.27 b 0.18 c 0.11 d 8.65*w(S)S content/%0.22 b 0.23 b 0.25 a 0.23 b 6.46*

不同砧木对沃柑叶片中Ca吸收的影响较小,对Mg和S吸收的影响较大。枳橙砧沃柑的Ca含量最高(4.13%),枳砧最低(3.36%),但二者之间无显著差异。不同砧木沃柑叶片的Mg含量存在极显著差异(F=8.65),枳砧沃柑的Mg 含量最高(0.34%),显著高于最低的枳橙砧(0.11%)。香橙砧沃柑叶片的S含量最高(0.25%),且与其他3种砧木沃柑均存在显著差异,而枳橙砧、红橘砧和枳砧三者之间无显著差异。以上表明香橙砧有利于N、P、K、S的积累;枳砧具有较强的Mg 积累能力;而枳橙砧对大中量元素的吸收能力整体偏弱。

2.2.2 不同砧木对沃柑微量元素吸收的影响 如表3 所示,不同砧木对沃柑微量元素的吸收有显著影响。不同砧木间叶片的Fe含量无显著差异,其中香橙砧最高(92.28%),枳橙砧最低(77.56%)。枳橙砧的Mn 含量最高(80.81%),显著高于香橙砧(37.91%)和枳砧(28.74%)。各砧木的B含量依次为枳橙砧(221.64 mg·kg-1)>枳砧(144.91 mg·kg-1)>香橙砧(110.66 mg·kg-1)>红橘砧(93.51 mg·kg-1),且枳橙砧与其他3种砧木均存在显著差异。不同砧木间Cu含量差异显著,枳砧最高(407.43 mg·kg-1),显著高于香橙砧和枳橙砧。红橘砧的Zn 含量最高(78.98%),显著高于含量最低的枳橙砧(9.23%)。综上,砧木类型显著调控对Mn、B、Cu 和Zn 的吸收效率,而对Fe 的吸收影响较小。枳橙砧对Mn 和B表现出高效的吸收特性;枳砧则对Cu 和Zn 表现出较强的富集能力;红橘砧有利于Zn积累。

表3 不同砧木对沃柑微量元素吸收的影响
Table 3 Effects of different rootstocks on the absorption of trace elements

砧木类型Rootstock types枳Trifoliate orange红橘Red tangerine香橙Xiangcheng枳橙Carrizo citrange F w(Fe)Fe content/%91.68 a 91.95 a 92.28 a 77.56 a 0.42 w(Mn)Mn content/%28.74 b 49.47 ab 37.91 b 80.81 a 0.27 w(B)B content/(mg·kg-1)144.91 b 93.51 c 110.66 c 221.64 a 0.92 w(Cu)Cu content/(mg·kg-1)407.43 a 323.10 ab 249.93 b 92.02 c 0.02 w(Zn)Zn content/(mg·kg-1)68.53 a 78.98 a 13.44 b 9.23 b 2.16

2.3 不同砧木沃柑综合性状的主成分分析

对枳、红橘、香橙及枳橙砧木(各3 个生物学重复)共12 个样本的15 项指标(L*、a*、b*、CCI、N 含量、P 含量、K 含量、Ca 含量、Mg 含量、S 含量、Fe 含量、Mn含量、B含量、Cu含量、Zn含量)进行标准化处理(消除量纲影响),基于特征值>1 的标准提取主成分。

2.3.1 主成分的特征值、方差贡献率及累计贡献率 由表4 可知,前3 个主成分的累计方差贡献率为81.19%,反映了原始数据的大部分信息(>80%),可作为综合评价的主要指标。主成分分析结果显示,3 个主成分分别从不同维度反映了样本的核心特征。第1 主成分(PC1)的方差贡献率为45.49%,其载荷绝对值较高的指标包括N 含量(0.856)、P含量(0.832)、K含量(0.817),均为大量元素相关指标,因此可将其定义为大量元素因子;第2主成分(PC2)的方差贡献率为21.67%,主要与L*值(0.892)、a*值(0.915)、b*值(0.876)和CCI值(0.889)等颜色指标高度相关,可称为色泽因子;第3主成分(PC3)的方差贡献率为14.03%,载荷绝对值较高的指标为Mg 含量(0.896)、S 含量(0.872)和Fe 含量(0.865),均属于中微量元素,故将其命名为中微量元素因子。这一结果表明,供试样本的性状差异主要由大量元素含量、色泽特征及中微量元素含量共同驱动,其中大量元素含量的影响最为显著。

表4 3 个主成分的特征值、方差贡献率、累计贡献率
Table 4 Eigenvalues,variance contribution,and cumulative contribution rates of three principal components

指标Index L*值L*value a*值a*value b*值b*value色彩指数Color index,CCI N含量N content P含量P content K含量K content Ca含量Ca content Mg含量Mg content S含量S content Fe含量Fe content Mn含量Mn content B含量B content Cu含量Cu content Zn含量Zn content特征值Eigenvalues方差贡献率Variance contribution/%累计贡献率Cumulative contribution rates/%PC1 0.125 0.098 0.112 0.105 0.856 0.832 0.817 0.798 0.215 0.208 0.223-0.187-0.175-0.169-0.158 6.823 45.49 45.49 PC2 0.892 0.915 0.876 0.889 0.132 0.115 0.128 0.102 0.087 0.093 0.105 0.076 0.082 0.091 0.087 3.251 21.67 67.16 PC3 0.078-0.052 0.063-0.041 0.097 0.102 0.115 0.132 0.896 0.872 0.865 0.123 0.118 0.105 0.098 2.105 14.03 81.19

2.3.2 综合评价模型与得分排序 以各主成分的方差贡献率为权重,构建综合评价模型:

F综=(0.454 9×PC1+0.216 7×PC2+0.140 3×PC3)/81.19%。

主成分分析结果表明,供试样本的性状差异主要由大量元素(PC1,45.49%)、色泽指标(PC2,21.67%)和中微量元素(PC3,14.03%)共同驱动,其中大量元素的影响最为显著。综合评价显示(表5),红橘砧综合得分最高(0.867~0.935),位列前3,表现最优,尤其在色泽指标上优势突出;枳砧次之(排名4~6),具有较高的大量元素含量;香橙砧综合得分中等(排名7~9),在中微量元素方面表现较好;枳橙砧综合得分最低(排名10~12),各项指标均较弱。基于此,在优质种质筛选中,可优先考虑红橘砧,其色泽与大量元素指标均衡且优良;枳砧因大量元素含量较高,可作为备选资源。

表5 不同砧木沃柑各指标的主成分得分、综合得分及排序
Table 5 Principal component scores,comprehensive scores and rankings of various indicators for Orah grafted on different rootstocks

样品编号Sample number总排名Comprehensive rank 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12砧木类型Rootstock types枳Trifoliate orange枳Trifoliate orange枳Trifoliate orange红橘Red tangerine红橘Red tangerine红橘Red tangerine香橙Xiangcheng香橙Xiangcheng香橙Xiangcheng枳橙Carrizo citrange枳橙Carrizo citrange枳橙Carrizo citrange PC1 1.235 1.312 1.405 0.876 0.912 0.853-0.721-0.689-0.756-1.321-1.287-1.356 PC2-0.872-0.756-0.692 1.523 1.605 1.498 1.356 1.298 1.321-0.987-0.956-0.912 PC3 0.321 0.298 0.315-0.214-0.198-0.232 0.872 0.915 0.893-0.765-0.721-0.789综合得分Comprehensive scores 0.528 0.587 0.632 0.896 0.935 0.867 0.452 0.387 0.342-0.923-0.896-0.958 6 5 4 2 1 3 7 8 9 1 1 10 12

3 讨 论

砧木作为接穗的根系载体,通过调控水分、矿质营养的吸收与运输,以及内源激素的合成与平衡,深刻影响接穗的生长发育及果实品质的形成[2]。本研究结果表明,不同砧木对沃柑果实色泽和叶片营养元素含量均具有显著影响,这与前人的多项研究结论一致[13-14]

3.1 砧木通过调控色泽代谢影响沃柑外观品质

果实色泽是柑橘商品性的重要指标,主要由果皮中类胡萝卜素、叶绿素等色素含量与比例决定,且受光照、温度等环境因子调控。本研究结果表明,枳砧和枳橙砧沃柑的果实更红(a*值更高)、色泽饱和度更佳(CCI值更高),这与在锦橙[14]和砂糖橘[15]上的表现一致。枳和枳橙通常具有早结、丰产的特性,其强大的果实负载能力可能会促使树体产生更强烈的碳同化物(如糖)向果实分配的信号。糖不仅是合成类胡萝卜素等色素的原料,还能作为信号分子,上调类胡萝卜素合成途径中关键基因(如CCD4b)的表达[16-17],从而促进β-柠乌素等红色素的积累,这可能是果实更红的主要原因。

红橘砧沃柑展现出最高的L*值和b*值,这使其果实呈现鲜亮的橙黄色。红橘砧生长势中庸[18],这可能使其与接穗的源库关系更为协调,因而能促进果皮细胞结构的正常发育,并利于形成良好的光反射特性。值得注意的是,香橙砧沃柑在挂果后期b*值持续下降,结合其较高的果面亮度,推测其果皮中叶绿素降解更彻底,类胡萝卜素显色更为纯正,但具体色素组分的变化需进一步通过靶向代谢组学验证[16]

3.2 砧木通过根际互作与转运效率差异影响矿质营养吸收

砧木类型是决定根系构型、离子吸收效率及向地上部转运能力的关键因素。笔者发现在常规大田管理下,不同砧木对沃柑叶片矿质营养元素含量影响显著,尤其是中量和微量元素。

在中量元素方面,枳砧沃柑叶片的Mg 含量最高,而枳橙砧最低。这与韩佳等[19]的研究结果一致,即枳砧对Mg缺乏相对敏感,其在缺Mg条件下吸收受抑制更显著,但在Mg 供应充足时则表现出较强的积累能力。相反,枳橙砧则对多种元素胁迫均表现出较强的耐受性[20-21],其根系可能通过更高效的活化或利用机制以适应胁迫,而非依赖高量吸收。对于S元素,香橙砧的吸收能力最强,其具体机制尚不明确,可能与根系分泌物或根际微生物群落结构的差异有关。

微量元素的吸收利用更凸显砧木类型的差异。枳橙砧对Mn 和B 表现出极高的富集能力,其叶片Mn 和B 含量均显著高于其他砧木。王南南[20]的研究同样表明枳橙砧对缺B 胁迫的耐受力最强,其机制可能与更发达的根系抗氧化系统、更高的硼运输效率有关。值得注意的是,枳砧对Cu 和Zn 的积累能力突出,其叶片中Cu含量极高。这可能与广西果园土壤呈酸性以及传统波尔多液等含铜药剂的大量施用有关。在酸性环境下,枳砧根系对Cu2+的活化吸收能力较强,且体内离子转运系统可能对Cu、Zn存在特定的运输优势[11,22]。然而,需警惕Cu 过量可能带来的潜在毒害风险。红橘砧在Zn 吸收方面也表现出优势,但其机制有待进一步研究。

此外,砧木与根际微生物的互作是研究养分吸收的新视角。最新研究表明,不同苹果砧木类型能塑造特异的根际微生物群落,其中有益微生物(如解磷细菌)能显著促进P 吸收和根系发育[23]。尽管本研究未涉及微生物分析,但推测不同砧木沃柑的根际微生物群落结构(如解磷、解钾菌丰度)差异可能是养分吸收效率不同的重要原因,这为未来研究提供了方向。

3.3 主成分分析对砧木综合性状的揭示

主成分分析进一步从多指标角度协同验证了不同砧木类型差异的核心驱动因子。前3个主成分累计解释81.19%的性状变异,其中大量元素因子(PC1,45.49%)、色泽因子(PC2,21.67%)和中微量元素因子(PC3,14.03%)的贡献存在差异,表明树体营养吸收能力对综合表现的影响大于果实色泽,这与香橙砧虽在大量元素积累上具有优势但综合得分中等的结果一致。

红橘砧综合得分最高,其优势源于PC2 的突出表现(L*、b*值最高)与PC1的均衡水平,印证了其果实外观鲜亮且营养协调的特点;枳砧虽在PC2 得分较低(红色度与饱和度不及枳橙砧),但PC1 得分较高,显示了其在营养积累方面的潜力;枳橙砧因PC1和PC3得分偏低,尽管色泽指标(a*、CCI值最高)优异,但仍导致综合表现最差,提示其在营养吸收上的短板可能限制了生产应用;香橙砧的中微量元素得分较高,与其Fe 等元素积累能力一致,但大量元素的劣势拉低了综合评价。

综合得分与单指标分析的差异表明,单一指标优势未必等同于综合表现优异(如枳橙砧的色泽优势被营养缺陷抵消),主成分分析为砧木选择提供了更全面的量化依据,尤其适合需平衡“外观-营养-适应性”的生产场景。

值得注意的是,红橘砧的综合优势需结合采收期进一步考量。结合前期果实品质分析结果发现,红橘砧木沃柑在1 月采收时,果实品质(如可溶性固形物含量、糖酸比等)显著低于其他3 种砧木[8];而延迟至2 月采收时,其果实品质反超其他砧木,表现出明显的采收期依赖性[18]。这一现象表明红橘砧沃柑不宜过早采收,推测可能与自身营养生长与生殖生长的动态调控机制相关,即前期营养物质积累速率较慢,需要更长的生长周期以完成糖分、色素等相关物质的合成与转化,从而达到最佳品质,这也为红橘砧木的生产应用提供了关键的管理参考。

3.4 砧木选择的应用策略

砧木的选择需遵循“因地适宜、因目标适宜”的原则。综合本研究和前人成果可知,不存在“万能”砧木,在生产实践中必须结合立地条件和生产目标进行精准匹配。在土壤肥沃、管理水平高的果园,若以生产果皮橙红、色泽浓艳的果品为目标,枳砧或枳橙砧是良好选择,但需注意防范枳砧可能出现后期树势早衰及铜过量问题。在应对营养胁迫时,枳橙砧在碱性或B、Mg 缺乏的土壤中优势明显;而在酸性或Cu、Zn缺乏的土壤中,枳砧和红橘砧则能更有效保障元素供应。此外,香橙砧在瘠薄山地或追求长期稳产的果园中表现优异,而红橘砧表现均衡,适应性强。

在已建果园出现缺素症状或面临多重营养胁迫时,砧木靠接技术是一项行之有效的补救措施。通过靠接具有互补特性的砧木,可以显著改善树体营养状况,弥补单一砧木的局限性,为果园的可持续生产提供保障。

4 结 论

笔者系统分析了枳、枳橙、香橙和红橘4种砧木对沃柑果实色泽与叶片矿质营养含量的影响,主要结论如下:

(1)砧木类型显著影响沃柑果实外观品质。枳砧与枳橙砧有利于果实红色度和色泽饱和度的提升,果实外观更橙红艳丽;红橘砧能显著提高果面亮度和黄色度,果实呈现鲜亮橙黄色;香橙砧果实后期色泽亮度较高。

(2)不同砧木对矿质营养的吸收表现出显著的品种特异性。香橙砧对N、P、K、S 等大量元素表现出较强的吸收能力;枳砧对Mg、Cu、Zn 具有极强的富集能力;枳橙砧对Mn、B的吸收效率最高;红橘砧在Zn吸收方面表现突出且综合性状均衡。

(3)主成分分析显示,大量元素、色泽特征及中微量元素共同驱动砧木间的性状差异,其中大量元素影响最显著。综合得分排序为红橘>枳>香橙>枳橙,红橘砧沃柑在色泽与营养均衡性上表现最优。

(4)砧木选择需遵循“因地适宜、因目标适宜”的原则。以提升果实外观品质为目标可优先选择枳橙砧或枳砧;在Mn、B缺乏地区宜选用枳橙砧;在Cu、Zn 缺乏或酸性土壤果园中,枳砧与红橘砧更具优势;瘠薄山地或需培养强健树势时宜选用香橙砧。综合评价显示,红橘砧表现均衡,可作为桂南地区沃柑的优先推荐砧木,但需注意,其果实品质具有采收期依赖性,不宜过早采收(建议延迟至2 月)以充分发挥其品质优势。

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Effects of rootstock-scion interaction on peel coloration and nutrient absorption in Orah Mandarin

QIU Huijun1, OU Zhitao1, CHEN Xiangling1, HUANG Yanfei1, HUANG Taiqing1, OU Qiang2, LIU Shuyi1,LI Xu2,LIU Yaoxin1*

(1Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, Guangxi, China;2Guangxi Guijie Agricultural Development Co., Ltd,Nanning 530041,Guangxi,China)

Abstract:【Objective】Rootstock selection is a critical determinant of citrus productivity and fruit quality.This study systematically evaluated the impact of four commercially significant rootstocks,Trifoliate orange (Poncirus trifoliata), Red tangerine (Citrus reticulata), Ziyang Xiangcheng (C. junos Sieb. ex Tanaka),and Carrizo citrange(C.sinensis×Poncirus trifoliata),on peel coloration and leaf mineral nutrients in Orah mandarin (C. reticulata Blanco cv. Orah). The objective was to identify optimal rootstocks tailored to specific soil conditions and production objectives,thereby offering a scientific foundation for precision orchard management in Orah mandarin cultivation.【Methods】A three-year field experiment was conducted from 2018 to 2020.The study utilized five-year-old Orah mandarin trees grafted onto the above four rootstock types. The experimental trees were selected based on consistent tree age, canopy size, and management practices.Annually, at commercial maturity, fruit peel color was assessed using a colorimeter to measure CIE L* (lightness), a* (red-green), and b* (yellow-blue) values,and the Citrus Color Index(CCI)was calculated to evaluate color saturation.Leaf samples were collected concurrently and analyzed for macronutrients(N,P and K),secondary nutrients(Ca,Mg and S),and micronutrients(Fe,Mn,B,Cu and Zn)following standard analytical procedures.Data were subjected to analysis of variance(ANOVA),Duncan’s multiple range test,and principal component analysis(PCA).For PCA,15 indicators,including color parameters(L*,a*,b*,CCI)and nutrient contents from 12 samples (three replicates per rootstock) were standardized. Principal components with eigenvalues greater than 1 were extracted to develop a comprehensive evaluation model.【Results】The genotype of the rootstock significantly influenced both fruit peel coloration and leaf nutrient content, with consistent patterns observed across the three-year study period. Regarding fruit coloration, annual variations were evident, yet rootstock-specific performance remained stable. The Red tangerine rootstock consistently yielded fruit with the highest peel lightness (L*), recording values of 57.18 (2018), 59.95 (2019), and 57.12 (2020), and a three-year average of 58.08, which was significantly higher (P<0.05) than that of Carrizo citrange (54.52). Similarly, Red tangerine also induced the most intense yellowness (b*), peaking at 55.69 in 2020, with a three-year average of 54.72. In contrast, Carrizo citrange and Trifoliate orange rootstocks consistently generated deeper red hue (a*) and higher color saturation (CCI), with a*values of 38.60 and 38.21, and CCI values of 13.92 and 13.51, respectively, which were significantly higher than those of Ziyang Xiangcheng and Red tangerine.A declining trend in yellowness (b*) was observed in fruits from Ziyang Xiangcheng over the three years.In terms of mineral nutrition,different rootstocks exhibited distinct elemental absorption preferences.Ziyang Xiangcheng led to the highest accumulation of macronutrients,with leaf N and P contents of 2.89%and 0.13%,respectively,and K content significantly higher (1.33%) than the other rootstocks, along with the highest S content (0.25%).Trifoliate orange showed a strong ability to enrich Mg(0.34%),which was significantly higher than the other rootstocks,and also accumulated the highest levels of Cu(407.43 mg·kg-1).Carrizo citrange demonstrated a high efficiency in absorbing specific micronutrients, with the highest Mn (80.81 mg·kg-1)and B(221.64 mg·kg-1)contents,which significantly exceeded the other rootstocks.Red tangerine also promoted Zn accumulation(78.98 mg·kg-1)and exhibited intermediate values for most of the nutrients,suggesting a more balanced nutritional profile.Notably,rootstock genotype had no significant effect on Fe absorption. Principal component analysis (PCA) revealed that the first three principal components explained 81.19% of the total variance, identified as the“macronutrient factor”(PC1, 45.49%),“color factor”(PC2,21.67%),and“secondary/micronutrient factor”(PC3,14.03%).The comprehensive evaluation model, based on weighted factor scores, ranked the rootstocks as follows:Red tangerine (0.867-0.935)>Trifoliate orange(0.528-0.632)>Ziyang Xiangcheng(0.342-0.452)>Carrizo citrange(-0.896 to-0.958), indicating that Red tangerine provided the best overall performance.【Conclusion】The results demonstrate a pronounced rootstock-specific influence on the performance of Orah mandarin. No single rootstock demonstrated universal superiority; selection should therefore be tailored to local soil conditions and production objectives. Carrizo citrange and Trifoliate orange are recommended for orchards aiming to enhance red fruit coloration.Carrizo citrange is particularly suitable for soils deficient in Mn or B.Trifoliate orange and Red tangerine are better adapted to acidic soils or those low in Cu and Zn,though potential Cu excess under Trifoliate orange requires monitoring.Ziyang Xiangcheng is ideal for poor soils or situations demanding vigorous tree growth.Notably,Red tangerine,achieving the highest comprehensive evaluation score, exhibited well-balanced performance in both coloration and nutrient uptake, establishing it as a preferred choice for Orah cultivation in southern Guangxi. However, its fruit quality is strongly dependent on harvest timing:it is unsuitable for early harvest(e.g.,January)and attains optimal quality with delayed harvesting(recommended until February).For established orchards showing nutrient deficiency symptoms, inarching with a complementary rootstock represents a viable remedial approach. This study offers a scientific framework for evidence-based rootstock selection in Orah mandarin production,facilitating the synergistic improvement of fruit quality and nutrient use efficiency.

Key words:Orah Mandarin;Rootstock-scion interaction;Peel coloration;Plant nutrient

中图分类号:S666.1

文献标志码:A

文章编号:1009-9980(2026)04-0863-10

DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.20250302

收稿日期:2025-06-01

接受日期:2025-09-16

基金项目:广西农业科学院稳定资助科研团队项目(桂农科2021YT044);广西特色作物试验站专项(桂TS2022013);广西农业科学院科技发展基金项目(桂农科2023JZ02)

作者简介:仇惠君,助理研究员,主要从事柑橘栽培生理及品种选育研究。E-mail:scauqhj@163.com

*通信作者 Author for correspondence.E-mail:ndcxcy@qq.com