解读重庆春见和沃柑果园叶片黄化问题

李群贞等

基金项目：国家重点研发计划专项（ ２０２１ＹＦＤ１６００８０５ ）；国家现代农业（柑桔）产业技术体系建设专项（ ＣＡＲＳ － ２６ － ０１Ａ ）资助。

柑桔是重庆种植面积最大的特色经济作物，２０１９ 年重庆柑桔栽培总面积 ２２．６７ 万 ｈｍ２ ，总产量３００余万ｔ ，居全国第８位 。重庆是属于长江上游柑桔优势带，适宜发展鲜食加工兼用品种。重庆在忠县、长寿、垫江和江津等区（县）发展的加工甜橙超过２万 ｈｍ２ ，主要品种为哈姆林、锦橙和夏橙等。杂柑大多由宽皮柑桔与橙或柚杂交育成，具有丰产性好、品质优良、易剥皮等优点，受到消费者的喜爱，近些年来发展迅速，而宽皮柑桔、甜橙的产量相应减少 。

近年来，在加工原料果实价格低廉（仅为鲜食品种的 ２０％～４０％ ）而人工、农药和化肥等生产成本又不断增加的背景下，重庆地区绝大多数加工甜橙被高换成了春见、沃柑等鲜果售价较高的杂柑品种。然而，生产中高换后的春见和沃柑叶片普遍出现了严重的“黄化”症状，表现为树势衰弱、叶片少而小、产量低，经济效益未达预期。柑桔黄化的原因很多，如树体衰老、土壤积水、砧穗不亲和、缺素和病虫为害等 ，其中缺素黄化是柑桔生产上最主要的原因之一，如不知火、红美人、温州蜜柑、常山胡柚和金柑等 品种因缺素而发生叶片黄化。土壤和叶片营养元素缺乏，施肥不当或营养元素过量也会导致叶片黄化 。目前主要针对福建、江西等红壤土柑桔叶片黄化原因的研究较多，而针对重庆地区碱性紫色土柑桔园高换杂柑叶片黄化原因的研究还少有报道。本研究对重庆地区正常和黄化杂柑园的土壤 ｐＨ 值、有机质、土壤有效矿质元素以及叶片矿质元素含量进行了对比分析，以明确重庆产区杂柑叶片黄化原因，为叶片黄化的治理提供依据。

１　 材料与方法

１．１　 试验材料 　 供试样品采自重庆杂柑主产区忠县、长寿和铜梁，试验园于 ２０１２— ２０１５ 年高换，基砧为枳或枳橙。以当地叶片正常柑桔园为对照，分别在同一品种不同叶片类型（黄化和正常）的果园采集了 ４０ 个样品。春见（ Ｃ ． ｒｅｔｉｃｕｌａｔａ × Ｃ ． ｓｉｎｅｎｅｓｉｓ ‘ Ｈａｒｕｍｉ ’）和沃柑［（ Ｃ ．ｒｅｔｉｃｕｌａｔｅ × Ｃ ． ｓｉｎｅｎｓｉｓ ） × Ｃ ． ｔａｎｇｅｒｉｎｅ ‘ Ｏｒａｈ ’］样品（果园）数均为 ２０ 个，正常和黄化样品数均各为 １０ 个。

１．２　 样品采集和前处理 　２０１７年９ — １１月对供试果园进行土壤和叶片样品采集。首先排除掉病虫害等生物侵害或自然灾害所致的树体衰弱致黄现象，正常园与黄化园的区分标准参照凌丽俐等 ，果园里１０％以上叶片出现黄化的为黄化园，基本无叶片黄化症状的为正常园。田间观测，黄化园表现为黄化树体短小枝、丛生枝增多，较正常树体树势明显衰弱；叶片呈现出不同形式、不同程度的黄化缺素症状；果实生长发育异常，果实偏小，成熟期转色异常，多数黄化树无果或极少挂果。正常园按Ｓ型选取１０株树作为１个样品，每个果园至少采集３个样品，于每株树树冠外围分东、西、南、北四个方位各采集当年生春梢枝条从顶端数第 ３～４ 片叶，每个方位采 ３ 个叶片，每个样品约 １２０ 片叶。黄化园取样方法同正常树体，但采集样品为黄化症状叶片。黄化叶片根据黄化面积不同大致分为 ３ 级黄化： Ｉ 级为黄化面积占全叶 ０～１０％ ， ＩＩ级为黄化面积占 １０％～４０％ ， ＩＩＩ 级为黄化面积 ＞４０％ ，采集的各级黄化叶片数等量混合为一个样品。将采集的叶片样品置于装有冰袋的泡沫箱中尽快带回实验室。

从正常叶片样品中随机选取 １０ 片用手持式 ＳＰＡＤ － ５０２ 型叶绿素仪（日本 ＫＯＮＩＣＡ　ＭＩ －ＮＯＬＴＡ ）测定叶片相对叶绿素（ ＳＰＡＤ ）值，每片叶测定时避开主叶脉，在叶片主脉两侧均等测定 ６ 个点，取其平均值。黄化叶片样品每个等级中随机挑选出 １０ 片叶，用于测定相对叶绿素值（ ＳＰＡＤ ），最终将各等级测定值作算术平均值，用该值衡量黄化果园样品叶片指标。叶片样品及时进行清洗、杀青、烘干、磨粉、过筛、封装 ，置于阴凉干燥处保存，用于测定叶氮（Ｎ ）、磷（ Ｐ ）、硫（Ｓ ）、钾（ Ｋ ）、钙（ Ｃａ ）、镁（Ｍｇ）、铁（ Ｆｅ ）、锰（ Ｍｎ ）、锌（Ｚｎ ）、铜（ Ｃｕ ）和硼（ Ｂ ）共１１种矿质营养元素含量。

在叶片样品采集试验树下进行土壤样品采集。每株树在树冠滴水线两个位置采样，清理地面杂草和枝叶后，每个位置取 ０～３０ｃｍ 深度土样约 ２００ｇ ， １０ 株样树共取 ４ｋｇ 土壤，混匀后用四分法取 ５００ｇ 为 １ 个土壤样品，装袋并带回实验室进行前处理 。测定ｐＨ 值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铁、有效锰、有效锌、有效铜以及有效硼等１２ 个理化性状指标。

１．３　 土壤理化性状和叶片矿质营养元素测定 　 土壤 １２ 个理化性状指标的测定方法参照中华人民共和国农业行业标准 。叶片１１种矿质营养元素的测定方法参照中华人民共和国林业行业标准 。

１．４　 土壤养分和叶片营养分级 　 根据前人研究中的柑桔营养诊断分级标准

，确定土壤ｐＨ值、有机质、有效养分和叶片营养的适宜范围。

１．５　 数据处理 　 采用 ＩＢＭ　ＳＰＳＳ　２６．０ 软件对数据进行正态检验和方差齐性检验，对通过检验的指标使用 ｔ 检验进行差异分析，检验不通过的使用非参数检验进行差异分析。增强回归树（ Ｂｏｏｓｔｅｄ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｔｒｅｅ ，ＢＲＴ ）可用于评估多个自变量对因变量的重要性 ，使用 Ｒ 语言的 ｇｂｍ 包进行增强回归树（ Ｂｏｏｓｔｅｄ　Ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　Ｔｒｅｅｓ ）分析。用 Ｏｒｉｇｉｎ　２０２１绘图。

２　 结果与分析

２．１　 正常园与黄化园土壤理化性状比较 　 春见：不同类型果园之间有显著差异的土壤理化性状为 ｐＨ 值、交换性钙和有效铁，其他无显著差异。其中，黄化园土壤 ｐＨ 均值比正常园高１７．４２％ ，交换性钙含量（均值）高出正常园 ２５．９８％ ，有效铁含量均值比正常园低 ３８．００％，且黄化园和正常园的土壤 ｐＨ 值高于适宜范围上限，交换性钙含量大大高于适宜范围上限，黄化园有效铁含量适宜，正常园有效铁含量略高于适宜范围上限（见表１ ）。

沃柑：不同类型果园之间有显著差异的土壤理化性状为交换性钙和有效铁含量，其他无显著差异。其中，黄化园土壤交换性钙含量高于正常园５１．２５％ ，有效铁含量均值比正常园低５３．３４％ ，且黄化园和正常园的土壤交换性钙含量均大大高于适宜范围上限，黄化园有效铁含量适宜，正常园有效铁含量高于适宜范围上限（见表２ ）。

表 １　 不同类型春见杂柑园土壤理化性状差异

注：有机质单位为 ｇ ／ｋｇ，碱解氮、速效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁、有效铁、有效锰、有效锌、有效铜以及有效硼的单位为 ｍｇ ／ｋｇ。数据为平均值±标准误。 ＊ 、 ＊＊ 、 ＊＊＊ 分别代表正常园与黄化园之间分别在０．０５ 、 ０．０１和０．００１水平上存在显著差异， ｎｓ代表无显著差异（ｐ ＞０．０５ ）。表２至表４同。

表２不同类型沃柑园土壤理化性状差异

注：各理化性状的适宜值参见表１ 。

２．２　 正常园与黄化园叶片矿质营养含量和 ＳＰＡＤ 值比较 　 春见：不同类型果园叶片之间有显著差异的矿质营养仅为 Ｆｅ ，其他均无显著差异。黄化园叶片铁含量比正常园低 ２１．６２％ ，且黄化园叶片铁含量低于适宜范围下限。黄化园叶片ＳＰＡＤ值显著低于正常园（见表３ ）。由此推测，春见黄化园叶片黄化可能与叶片 Ｆｅ 营养不足密切相关。

沃柑：不同类型果园叶片之间有显著差异的矿质营养为 Ｎ 、 Ｓ 、 Ｆｅ和 Ｃｕ ，其他均无显著差异。其中，黄化园叶片Ｃｕ含量显著高于正常园， Ｎ 、Ｓ 、 Ｆｅ含量显著低于正常园，且黄化园叶片Ｎ 、 Ｆｅ含量低于适宜范围下限。黄化园叶片ＳＰＡＤ值显著低于正常园（见表４ ）。由此推测，沃柑黄化园叶片黄化可能与叶片 Ｎ 、 Ｆｅ营养不足密切相关。

表３不同类型春见杂柑园叶片矿质营养含量及ＳＰＡＤ值差异

注：铁（ Ｆｅ ）、锰（ Ｍｎ ）、锌（ Ｚｎ ）、铜（ Ｃｕ ）和硼（ Ｂ ）含量单位为 ｍｇ ／ｋｇ 。表４ 同。

表 ４　 不同类型沃柑园叶片矿质营养含量及 ＳＰＡＤ 值差异

注：各元素的适宜值参见表 ３ 。

２．３　 土壤理化性状、叶片 ＳＰＡＤ 值与叶片矿质营养的关系 　 对所有样本进行相关性分析的结果显示，叶片Ｍｇ含量分别与土壤ｐＨ值、交换性钙含量极显著负相关；叶片 Ｆｅ 含量与土壤交换性钙含量极显著负相关，与土壤 ｐＨ 值显著负相关，与土壤有效铁、有效锰含量极显著正相关（见图 １ ）。前文结果表明，试验园土壤ｐＨ值超过适宜范围上限，尤其交换性钙含量大大超过适宜范围上限，且黄化园土壤交换性钙含量显著高于正常园；同时，黄化园叶片 Ｆｅ 含量低于适宜范围下限，且显著低于正常园叶片。这说明，土壤ｐＨ值偏高和交换性钙含量过高可能是造成叶片 Ｆｅ元素等不足的驱动因子。

图 １ 叶片各矿质营养与土壤理化性状指标及 叶片 ＳＰＡＤ 值的相关性热图

注：图例数字为相关系数； ＊ 、 ＊＊ 分别代表在０．０５ 、 ０．０１水平上存在显著相关性。

采用 增 强 回 归 树 （ ＢｏｏｓｔｅｄＲｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　Ｔｒｅｅｓ ）方法对所有样本叶片矿质营养 与叶 片 ＳＰＡＤ值的关系进行分析的结果显示，叶片 Ｆｅ 、 Ｎ 、 Ｃｕ 、 Ｚｎ 含量对叶片ＳＰＡＤ 值的贡献率排前 ４ 位，分别为 ３５．２３％ 、 ２２．２９％ 、 １７．９１％ 、８．６６％ 。说明，杂柑园叶片黄化的最关键因素是叶片 Ｆｅ 不足，其次是叶片 Ｎ 不足（见图 ２ ）。

图 ２ 叶片矿质元素对叶片 ＳＰＡＤ 的相对贡献率

３　 讨论与结论

本试验中的高换园原定植的苗木均为脱毒苗，高换杂柑为无病毒接穗，所选择的正常园与黄化园的总体自然环境较为一致。因此，可排除自然灾害或病害等因素所致的树体黄化，进而推测黄化园叶片黄化可能与土壤理化性质和叶片营养元素丰缺有关。在本研究中，正常园土壤弱酸至弱碱性，黄化园土壤偏碱性。当桔园土壤呈碱性时，土壤有效锌、有效铜和有效硼大多缺乏或低量 。有研究发现，土壤中元素的有效含量与其在叶片中的含量并非总是呈显著正相关，土壤有效养分水平并不能代表柑桔树体营养水平 。在研究中，土壤有效氮与叶片 Ｎ 含量呈显著负相关，各品种不同类型果园超半数的土壤有效氮含量低于适宜范围下限，而叶片 Ｎ 含量大部分超过适宜范围上限，与朱攀攀等 研究结果相似。原因可能是采样时间距离施肥时间较长，氮素易移动，容易被植物吸收利用，或者淋溶、挥发损失 。

土壤不同养分间存在拮抗或协同作用 。本研究中，土壤有效锰与叶片 Ｆｅ含量呈极显著正相关，与周上玲 研究结果相似。在重庆丘陵地区成土母质多为紫色砂泥岩和石灰岩，土壤富钙 。本研究中，土壤交换性钙含量达到很高的水平，而叶片 Ｃａ 仍有一定比例出现缺乏或低量，与温明霞等 研究结果相同。这可能是因为土壤高量交换性钙对植物产生胁迫，抑制根对 Ｃａ 的吸收，使叶片 Ｃａ 含量有一定比例出现缺乏，并且土壤交换性钙与叶片Ｍｇ、 Ｆｅ含量呈极显著负相关，造成叶片Ｍｇ、Ｆｅ 缺乏。石灰性土壤影响植物对铁的活化吸收、运输和利用，影响叶绿素形成，造成叶片失绿 。同时，不合理施肥方式、配比以及有机肥施用不足等会造成土壤有效养分减少，这都可能是造成叶片黄化的原因 。叶片矿质元素含量更能反映果树营养状况 ，大多数的叶片元素缺乏都会导致叶片出现不同症状黄化现象。本研究中，黄化园叶片 Ｎ 、 Ｐ 、 Ｓ 、 Ｃａ 、Ｍｇ、 Ｆｅ 、Ｚｎ 、 Ｃｕ 元素含量变异都较正常园大，元素含量不足和超标共存，元素失衡现象明显。研究还发现，叶片 ＳＰＡＤ 值与叶片 Ｎ含量呈极显著正相关，与叶片Ｆｅ含量呈显著正相关。正常园叶片 Ｎ 含量过量，而Ｚｎ 、 Ｍｇ 低于适宜范围，但没表现出黄化。 Ｆｅ 对植物生命活动十分重要，Ｆｅ 参与植物光合作用、呼吸作用和氮同化等过程，叶绿体中铁占细胞中 Ｆｅ 的 ８０％ ，叶绿体内存在的亚硝酸还原酶利用光合链提供的还原型铁氧还蛋白作电子供氢体将 ＮＯ ２ － 还原为 ＮＨ ４＋ ，然后被植物利用并合成氨基酸 。本研究采用增强回归树方法的分析结果显示，叶片Ｆｅ 含量对叶片 ＳＰＡＤ 的贡献率最高，叶片Ｆｅ不足是杂柑园叶片黄化的关键因素。

综上，重庆地区碱性紫色土果园高换春见、沃柑叶片出现黄化，是因为土壤ｐＨ值和交换性钙高，导致土壤有效铁含量降低，并抑制树体对 Ｆｅ 的吸收，最终引起叶片缺 Ｆｅ 黄化；同时，沃柑叶片黄化因素还包括叶片 Ｎ 含量较低。