劉金生 陳旭亮 韋才學(xué) 包福興 孫布爾 陳虹

摘 ? ?要：為探明引起新疆烏什縣核桃樹葉片黃化的主要因素，連續(xù)3年（2014—2016）對區(qū)域內(nèi)5個核桃生產(chǎn)園中葉片黃化的植株葉片及土壤中N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn 8種礦質(zhì)營養(yǎng)進(jìn)行測定，并對核桃葉片葉綠素含量與葉片及土壤礦質(zhì)營養(yǎng)的相關(guān)性進(jìn)行分析。結(jié)果表明，正常植株葉片N、Fe、Mn含量顯著高于黃化植株（P<0.01），其中正常植株和黃化植株葉片N含量均低于核桃葉片養(yǎng)分需求的下限值（2.1%）;正常植株土壤中有效N、K、Fe含量顯著高于黃化植株（P<0.01），黃化植株土壤Fe含量低于植物生長所需土壤適宜范圍的下限值（10%）;相關(guān)分析表明，葉片葉綠素含量與葉片中N、K、Fe、Mn含量和土壤中Fe、Zn含量呈顯著（P<0.05）或極顯著正相關(guān)（P<0.01）。通過上述綜合對比分析，初步認(rèn)為引發(fā)烏什縣核桃葉片黃化的主要因素是N、Fe元素缺乏。

關(guān)鍵詞：核桃;葉片黃化;礦質(zhì)營養(yǎng)

中圖分類號：S664.1;S153.6 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.06.013

Abstract： In order to explore the reasons for leaves yellowing of walnut in Xinjiang Wushi county， the experiment was conducted in 2014—2016， the five walnut orchard of Wushi county was as study areas， the nutritional elements of nitrogen， phosphorus， potassium， calcium， magnesium， iron， manganese， copper， zinc contents in leaves of normal and yellowing walnut tree and also in their soils were measured， and the relationship between walnut leaf chlorophyll content and soil mineral nutrients was analyzed. The results showed that nitrogen， iron and manganese contents in leaves of the trees with yellowing leaves were significantly lower than those in leaves of the trees with normal leaves respectively（P<0.01）. The Nitrogen contents both in normal and yellowing leaves were below the limit of 2.1% of walnut. Also the nitrogen， potassium， iron content in soils of the trees with yellowing leaves were significantly lower than that in soils of the trees with normal leaves（P<0.01）. Compared with the suitable range of soils nutrition content， the iron content was below the limit of 10%. Correlation analysis indicated that there was significantly positive correlation between chlorophyll content in leaves and leaves nitrogen， potassium， iron， manganese content， and also soil iron， zinc content （P<0.05）. According to the above contrastive analysis， it was considered that leaves yellowing of walnut in Wushi county were caused by lack of nitrogen， iron.

Key words： walnut; leaves yellowing; nutritional elements

核桃是重要的木本油料植物和用材樹種，具有很高的經(jīng)濟(jì)價值。隨著新疆林果產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，核桃已成為南疆盆地經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，截止2015年底，核桃年總產(chǎn)量58.04×104 t。近幾年，在和田、喀什、阿克蘇等地的核桃生產(chǎn)園中發(fā)現(xiàn)均葉片黃化植株，經(jīng)初步調(diào)查，其產(chǎn)量僅為正常單株產(chǎn)量的1/3～1/2，嚴(yán)重影響了核桃單位面積的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)對黃化植株進(jìn)行植物葉片形態(tài)診斷[1]、土壤化學(xué)分析[2]、酶學(xué)診斷[3]等的研究，發(fā)現(xiàn)除病蟲危害及異常氣候因素外，礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收或利用障礙也是引發(fā)植物葉片發(fā)生黃化的重要因素之一。當(dāng)前有關(guān)礦質(zhì)營養(yǎng)缺乏引發(fā)的植物葉片黃化已在臍橙[4-5]、桃[6]、梨[7-8]、柑桔[9-10]、獼猴桃[11-12]、茶樹[13]等果樹中進(jìn)行了相關(guān)報道。臍橙葉片黃化主要與土壤中Mg、Zn缺乏有關(guān)[4-5]。Ca、Mn含量缺乏及土壤微量元素有效性較低時，容易引發(fā)獼猴桃葉片出現(xiàn)黃化現(xiàn)象[11-12]。桃樹的黃化主要與土壤含水量以及全Fe、有效Fe、全Mn等含量缺失有關(guān)[6]。黃土地區(qū)果樹黃化加重的原因主要與土壤中的N、P、K元素和Fe比例失調(diào)有關(guān)[14]，而土壤酸化是導(dǎo)致蜜柑園葉片黃化的主要驅(qū)動因子[15]。可見不同植物、不同土壤類型，因某種元素缺乏或有效性含量較低或元素之間存在相互作用，都會引發(fā)植物葉片黃化。核桃作為新疆南疆地區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)果樹之一，因出現(xiàn)葉片黃化造成核桃單位面積的經(jīng)濟(jì)效益降低，已成為核桃產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的重要限制因子，但有關(guān)核桃葉片黃化研究的報道較少。

本研究連續(xù)3年（2014—2016）對新疆阿克蘇地區(qū)烏什縣核桃生產(chǎn)園中發(fā)生葉片黃化植株的葉片及土壤礦質(zhì)營養(yǎng)狀況進(jìn)行調(diào)查，旨在為探明引起核桃樹葉片黃化的主要因素及核桃生產(chǎn)園合理施肥、均衡樹體養(yǎng)分提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于新疆阿克蘇烏什縣阿克托海鄉(xiāng)、亞科瑞克鄉(xiāng)的5個核桃生產(chǎn)園，管理水平中等。生產(chǎn)園內(nèi)核桃樹齡為10～15年，每個生產(chǎn)園面積約為 6.67 hm2，株行距為5 m×6 m，種植株數(shù)約為2 200株，其中葉片黃化植株342～437株。多數(shù)黃化植株以整株黃化為主，自展葉期至核桃成熟期葉片均表現(xiàn)為不同程度的黃化。

1.2 試驗材料

2014—2016年的7月中旬在各果園內(nèi)隨機(jī)選取葉片黃化和正常植株各10株，在植株1.5～2.0 m處的東、南、西、北、中5個部位進(jìn)行葉片采集，取葉部位為核桃復(fù)葉中的第2～4片單葉，每50片葉片混為1個葉片樣品。土壤采集避開施肥區(qū)，選取每株樹樹冠東、南、西、北4個方向向內(nèi)2/3處（此處為核桃根系密集區(qū)），采集20～40 cm土層的土壤，每10株樹取1.5 kg土壤樣品進(jìn)行混合。

葉片和土壤樣品采集后立即帶回實驗室進(jìn)行處理。葉片經(jīng)自來水、蒸餾水清洗后，稍陰干，置105 ℃烘箱殺青30 min 后，75 ℃烘干8 h，粉碎、密封，置干燥器中保存待測;土壤經(jīng)風(fēng)干、清除植物細(xì)根、石塊等雜質(zhì)，木棒粉碎，分別通過2.00，0.25，0.15 mm的土壤尼龍篩制成樣品，裝自密封袋備用。

1.3 測定指標(biāo)及方法

核桃葉片和土壤N含量分別采用半微量凱氏定N和納氏比色法測定[16]，P含量采用鉬銻抗比色法和釩鉬黃比色法測定[16]，K含量采用光焰光度計法測定，Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu采用原子吸收法[16]（PE AAnalyst400 原子吸收光譜儀）測定;核桃葉片葉綠素含量采用分光光度計法[17]測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0和DPS 7.05軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析;繪圖用Microsoft Excel 2016軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 正常植株與黃化植株核桃葉片中的礦質(zhì)營養(yǎng)分析

核桃正常植株與黃化植株葉片之間大量元素的T檢驗結(jié)果表明（表1），正常植株葉片和黃化植株葉片中的N、Ca、Fe、Mn含量存在極顯著差異（P<0.01），Zn含量存在顯著差異（P<0.05），而P、K、Mg、Cu含量差異不顯著（P>0.05）。其中黃化植株葉片中N、Fe、Mn含量均低于正常植株葉片，分別為正常植株葉片含量的58.8%、54.2%、75.9%，而Ca、Zn含量均高于正常植株葉片，分別是正常植株葉片的1.56和1.08倍。正常植株和黃化植株葉片中的N、P和K含量低于核桃葉片的下限值，尤其是黃化植株葉片N含量僅為核桃葉片下限值的47.6%，而Zn含量則均高于核桃葉片易發(fā)生黃化的下限值。通過比較正常植株與黃化植株葉片中的元素含量可知，核桃葉片黃化可能與N、Fe、Mn元素缺乏密切相關(guān)。

2.2 正常植株與黃化植株核桃土壤養(yǎng)分分析

正常植株與黃化植株之間土壤的pH值及礦質(zhì)元素T檢驗結(jié)果表明（表2），正常植株和黃化植株土壤中的有效K、Fe含量存在極顯著差異（P<0.01），有效N含量存在顯著差異（P<0.05），pH值及P、Ca、Mg、Cu、Zn、Mn含量差異不顯著（P>0.05）。其中，黃化植株土壤中有效N、K、Cu、Fe的含量是正常植株土壤中該元素含量的82.4%，37.1%，75.5%，83.0%。而pH值、Ca、Zn、Mn含量是正常植株土壤的1.06，1.10，1.06，1.06倍，正常植株土壤Cu含量超出核桃適宜范圍，而黃化植株土壤Fe含量未達(dá)到核桃適宜范圍外，其他指標(biāo)如正常植株和黃化植株土壤的Ca、Mg、Zn含量以及黃化植株土壤Cu含量、正常植株土壤Fe含量均在適宜范圍內(nèi)。

2.3 葉片葉綠素含量與葉片礦質(zhì)營養(yǎng)的相關(guān)性

由表3可知，葉片的葉綠素含量與Fe含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與N、K、Mn含量呈顯著正相關(guān)（P<0.05），表明核桃葉片中的葉綠素含量與Fe、N、K、Mn含量關(guān)系密切，如以上元素缺失，可能引發(fā)核桃葉片黃化;葉片中的礦質(zhì)營養(yǎng)含量之間也存在一定的相關(guān)性，N含量與K、Ca含量，P含量與Mg含量之間存在極顯著正相關(guān)（P<0.01），而N含量與Zn含量，P含量與Ca含量，K含量與Zn含量，Ca含量與Mg含量和Zn含量，Mg含量與Fe含量之間呈極顯著（P<0.01）或顯著（P<0.05）負(fù)相關(guān)。

2.4 葉片葉綠素含量與土壤養(yǎng)分的相關(guān)性

由表4可知，葉片的葉綠素含量與土壤中的Fe、Zn含量呈顯著正相關(guān)（P<0.05）;土壤中的礦質(zhì)營養(yǎng)含量之間也存在一定的相關(guān)性，Ca含量與Mn含量之間呈顯著正相關(guān)（P<0.05），K含量與Zn含量，F(xiàn)e含量與Mn含量之間呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。

3 結(jié)論與討論

植物體內(nèi)礦質(zhì)營養(yǎng)元素吸收或利用障礙、病蟲害、土壤鹽堿化、異常氣候等因素均可導(dǎo)致植物葉片發(fā)生黃化現(xiàn)象[18]。本研究中核桃生產(chǎn)園中未有重大病蟲害的發(fā)生和異常氣候的出現(xiàn)，且生產(chǎn)園的栽培管理條件正常，因此排除病蟲害和異常氣候引發(fā)核桃葉片黃化的可能。

礦質(zhì)營養(yǎng)在果樹的生長發(fā)育過程中起著至關(guān)重要的作用，當(dāng)樹體中出現(xiàn)某種礦質(zhì)元素含量虧缺時，極易導(dǎo)致葉片黃化、嚴(yán)重時影響產(chǎn)量和果實品質(zhì)[19-21]。N元素是植物葉綠素的組分之一，植物缺N時，蛋白質(zhì)合成受阻，會引起細(xì)胞分裂活性下降，葉綠素含量下降，最終引發(fā)葉片黃化。柑桔[9]、金柑[10]葉片N含量低于適宜范圍時，葉片均出現(xiàn)黃化?！逗颂覉@經(jīng)營與管理》[22]指出，當(dāng)核桃葉片中的N含量小于2.1%或P含量小于0.1%或K含量小于0.9%或Zn含量小于18 mg·kg-1時，葉片就會出現(xiàn)缺素黃化，本研究中黃化植株葉片中N含量僅為正常植株葉片的58.8%，且正常植株和黃化植株N含量均低于2.1%，說明核桃葉片中N元素缺乏;進(jìn)一步分析土壤中的N含量，發(fā)現(xiàn)黃化植株所在土壤的有效N含量顯著低于正常植株土壤;相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)葉綠素含量與葉片N含量顯著正相關(guān)，與土壤N含量相關(guān)系數(shù)為0.499，雖未達(dá)到顯著水平，亦存在一定的正相關(guān)關(guān)系，即土壤中N素缺乏，導(dǎo)致根系無法吸收足夠的N素，從而引發(fā)樹體內(nèi)缺N，造成葉片黃化。梨樹[23]、茶樹[24]葉片黃化的研究中也有類似報道。Fe元素是植物葉綠素合成過程中各種酶類的活化劑，研究發(fā)現(xiàn)，黃化植株葉片及所在土壤中的Fe含量顯著低于正常植株葉片及所在土壤中的Fe含量。王光州等[25]在對獼猴桃噴施鐵制劑矯治黃化時指出，土壤pH值偏堿性會造成氧化電位升高，造成土壤有效Fe 含量越低[26]，本研究中的試驗地土壤平均pH值為8.45～8.98，為堿性土壤，且黃化植株土壤pH值高于正常植株土壤pH值，與其研究結(jié)果一致。Mn元素是植物生命活動必需的微量營養(yǎng)元素之一，主要參與植物光合作用和代謝過程[27]。當(dāng)Mn缺乏時，植物中的光合磷酸化和CO2還原就會受到干擾，光合作用也會被嚴(yán)重抑制，進(jìn)而導(dǎo)致光合作用產(chǎn)物形成減少以及干物質(zhì)積累降低[28]。Marschener指出，若植物體內(nèi)Mn含量小于20 mg·kg-1 則為Mn缺乏，本研究中雖然黃化植株葉片Mn含量低于正常植株，但二者均高于Marschener指出的Mn缺乏值，說明核桃生產(chǎn)園區(qū)不存在Mn缺乏;在菠蘿、獼猴桃的相關(guān)研究中，指出當(dāng)Mn元素過量時，會造成菠蘿[29]、獼猴桃[30]葉片中的葉綠素含量降低，從而引發(fā)植株葉片黃化。對于核桃而言，黃化葉片中的Mn含量是否存在過量現(xiàn)象，有待于進(jìn)一步研究。

植物在吸收礦質(zhì)營養(yǎng)的過程中，礦質(zhì)營養(yǎng)元素間存在相互作用[31]。本研究中，葉片和土壤中的有效Fe與有效Mn含量之間為負(fù)相關(guān)關(guān)系，二者之間存在生理拮抗，這與庫爾勒香梨葉片黃化研究中的土壤中較低的有效Fe含量可能與較高的Cu、Zn、Mn含量之間的生理拮抗[7]可造成庫爾勒香梨葉片黃化的研究結(jié)果一致。由于本實驗主要以成熟期的葉片為試材，而黃化植株所在土壤的年際變化、不同土壤深度土層間的養(yǎng)分含量是否存在較大差異，還需繼續(xù)研究。

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