永兴冰糖橙果实品质与土壤特性分析*

杨钧惠，龚 洋，邓 仟，陈思霖，邓 斌

(湘南学院化学生物与环境工程学院，湖南 郴州 423000)

冰糖橙又名冰糖柑，是芸香科柑橘属常绿乔木，具有汁多肉脆、皮薄核少、质香味浓、甜润可口等特点，同时冰糖橙的环境适应性强、产量高，深受种植户喜爱[1]。冰糖橙在生长过程中受到很多自然因素包括土壤、气候、地形地貌、水文等的影响[2]。其中，土壤的理化性质将直接影响植物的生长发育和果实品质的表现[3]。周国良于1988年发现冰糖橙的品质、产量与土壤物理性状有着密切的关系[4]。杨生权在对土壤和叶片养分状况对柑橘产量和品质的研究中发现有机质、有效氮、有效磷、有效钾、交换性钙含量对柑橘果实产量的影响显著，而微量养分含量对柑橘果实产量的影响较小[5]。因此，评价冰糖橙果实的品质主要从土壤大量养分含量方面来进行。

永兴县位于湖南省东南部、郴州市北部，属中亚热带季风湿润气候，高温多湿，雨量集中，严寒期短，无霜期长，夏秋多旱，冬寒雪少[6]。因其独特的自然气候盛产永兴冰糖橙，素有“冰糖橙之乡”的美誉。随着冰糖橙产业的大力推广和发展，果园基地在长期生产利用过程中由于管理方式粗放、技术措施不当等出现果园退化、土壤肥力下降、果品品质下降等一系列问题。不仅如此，新果园生产基地因盲目扩张，存在选址和建设不合理等现象，导致果实品质下降，阻碍了永兴县冰糖橙产业的发展。本研究以永兴县冰糖橙种植基地的土壤状况和冰糖橙品质为研究对象，通过野外调查采样和室内分析的方法，分析冰糖橙种植基地土壤pH值、有机质、全钾、全氮、有效磷、速效钾等含量特征，对种植果园中土壤特性做出准确评价。同时对不同种植果园中冰糖橙果实品质进行相关比较，通过对冰糖橙园区土壤基本性质和果实品质进行相关性分析，寻找影响冰糖橙品质的关键因子，为高产优质的冰糖橙果园建设和产业发展提供科学依据。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

硫酸ρ(H2SO4)=1.84 g/mL、硝酸ρ(HNO3)=1.51 g/mL、冰乙酸ρ(C2H4O2)=1.049 g/mL、磷酸二氢钾(KH2PO4)优级纯、氢氧化钠(NaOH)分析纯、酒石酸锑钾(KSbC4H4O7·1/2H2O)分析纯、钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)分析纯、抗坏血酸(分析纯)、碘(I2)分析纯、碘化钾(KI)分析纯、淀粉分析纯、草酸(HOOCCOOH)分析纯、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、2，4-二硝基酚(2，6-二硝基酚)、硫酸汞(HgSO4)分析纯、重铬酸钾(K2Cr2O7)分析纯、葡萄糖(C6H8O6)分析纯、乙酸铵(CH3COONH4)、稀乙酸(CH3COOH)、氯化钾(KCl)优级纯、碳酸氢钠(NaHCO3)，恒温往复振荡器、自动定氮仪(格丹纳N210)、ICP-AES、紫外可见分光光度计(UVmini-1240)。

1.2 实验过程

1.2.1 土壤采样

2018年12月于湖南省永兴县选择黄泥乡、上长塘、下长塘等3个地区作为采样点，记录采样园区基础信息(表1)。每个果园采用随机采样法选取三个点采20 cm以下的土样，各分点均匀混合后按四分法分取约1 kg的新鲜土样，多余部分弃去[7]。新鲜土样于采样袋装好带回实验室进行自然风干，去除碎石及树根等杂物后研磨，分别过20目、60目，贮存于聚乙烯瓶中，备用。

表1 土壤采样信息

1.2.2 果实采样

冰糖橙果实样品采集根据NY/T 789—2004的规定，采集整个果实，每个果园随机选择3株生长基本一致的果树进行随机抽样采集，约20个冰糖橙果实，装入样品袋，带回实验室进行果实品质分析。

1.2.3 指标测定

土壤有机质含量依照国标(HJ615—2011)重铬酸钾氧化-分光光度法测定；有效磷测定依照国标(HJ704—2014)用碳酸氢钠浸提-钼锑抗分光光度法；速效钾含量依照国标(NY/T889—2004)用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定；全氮含量依照国标(GB717—2014)用凯氏法测定；冰糖橙维生素C含量用碘量法进行测定，具体方法参照严苹[8]等的对维生素C测量的方法；果实用电子天平测量果实单果重。

1.3 数据处理

数据分析采用Excel 2010、SPSS等软件进行分析统计。对种植园中的土壤特性做出准确评价，探讨土壤养分的丰缺程度，分析果园土壤特性和冰糖橙果实品质的相关性，寻找影响冰糖橙果实品质的主要因子。

2 结果分析

2.1 冰糖橙果实品质

不同地区的冰糖橙果实品质如图1所示，不同采样点在外在果实品质方面存在一定的差异，冰糖橙单果质量平均为146.1 g，其中s4采样点果实质量最重可达156.7 g，s2采样点最低仅为142.7 g。果实纵径同样存在该趋势，s4采样点果实纵径显著高于s2采样点。果实维生素C含量在37.3～47.8 mg/100 mL之间，平均为40.4 mg/100 mL，s2采样点维生素C含量在各采样点中含量最低，然而各采样点总含糖量无显著变化。结果表明各采样点果实存在大小、生长发育不均衡，从单果重方面看，果园s4果实品质优于其他果园；但从营养成分方面看，果园s1果实品质更佳。

图1 各采样点果实品质

2.2 永兴冰糖橙土壤现状分析

对4个采样点果园土壤养分指标进行测定，结果见表2，4个采样点冰糖橙果园土壤pH值在5.47～5.7之间，总体呈现弱酸性。有机质调查结果显示，4个采样点有机质平均含量在21.4～28.7 g/kg之间，其中s1采样点有机质含量最高，达28.7 g/kg，s2采样点最低。土壤中全氮含量在各采样点间差异较明显，s4采样点最高，s2最低。然而全钾含量在s2采样点中含量最高，平均为14.2 g/kg。有效磷含量的分布状况与全氮类似，总体平均为24.2 mg/kg，s4点含量最高，s2点含量最低，分别为31.7 mg/kg和17.5 mg/kg。速效钾含量平均在108.4～157.5 mg/kg之间，在s1采样点含量最高，s2采样点最低，分别为157.5 mg/kg和 108.4 mg/kg。

表2 各采样点土壤养分状况

2.3 土壤养分与果实品质的相关性

对土壤养分与果实品质进行相关性分析发现(表3)，土壤有机质、全氮及有效磷与果实品质有一定的相关性。其中，土壤有机质与有效磷与果实重量呈现显著的正相关性，相关系数分别为0.998和0.966。果实纵径受有机质与全氮的影响较显著，相关系数分别为0.993和0.995。速效钾与果实重量、纵径、维生素C、总糖都出现一定的正相关性，但未出现显著性差异。

表3 果实品质与土壤养分相关性

3 讨论

永兴县的特殊地理环境，特别是红砂岩风化物红壤土非常有利于冰糖橙的种植，但有关永兴冰糖橙果实品质与土壤特性的研究相对较少。为了提高果实品质，合理提供施肥建议，本研究以永兴县冰糖橙4个果园为研究对象，对果实品质和土壤理化性质进行调查分析发现4个采样点的冰糖橙土壤样本中有50%处于丰富状态，50%处于正常含量，说明整体上全氮的含量处于较丰富的水平。对土壤有效磷的含量进行分析：土壤样本中有25%处于丰富状况、50%处于缺乏状态、25%处于较为极度缺乏状态，因此，整体的有效磷的含量处于较低的水平。对土壤速效钾的含量分析：土壤样本中25%处于较为缺乏状况，75%处于极度缺乏状况。由此可见，速效钾含量整体处于很低的水平。可能是由于果农在实际生产中施用复合肥的同时，增加如尿素等氮素化肥的施用而忽视钾肥的补充造成永兴县冰糖橙多数土壤缺钾；亦可能是由于柑橘根系对钾的吸收量较大并且迅速，导致土壤中速效钾含量偏低[14]。根据永兴县冰糖橙果园土壤的养分状况，土壤中有机质含量很高，且远超一级水平，4个果园的有机质含量差异较小。由此可见，永兴县冰糖橙土壤有机碳含量较丰富，处于很高水平。

4个采样点果园土壤均为酸性红壤，pH值呈弱酸性，这可能与当地农户施肥方式有关。前人的研究发现pH值偏低会影响果树根系养分的吸收利用，因此建议施加碱性肥料等方式改良酸性土壤。氮、磷、钾是植物生长过程中参与较多的3种营养元素，对植物光合作用、呼吸作用、化合物的转运等具有重要的功能。植物对这三类营养元素的吸收主要来源于土壤，土壤养分的状况直接决定植物的品质。土壤有机质是土壤肥力的重要指标，土壤有机质含量除了决定土壤养分供给、作物品质等方面，还可以明显提高土壤中氮、磷及钾等营养元素的含量[15-17]。在本研究中发现有机质与冰糖橙果实纵径与重量呈显著正相关。土壤的养分状况直接影响着冰糖橙果树对土壤养分的吸收，影响着果实的形成。研究表明，氮元素对果实产量有着很大的影响。氮元素充足时，果实根系和枝叶健壮，叶色呈浓绿色，花果形态正常，果实产量高，品质稳定。磷元素与氮的功能类似，磷在分生组织中丰富存在，生长分裂较为旺盛的新根、新梢中常常聚积大量的磷，这表明果树在生长初期常常需要大量磷元素，因此在果树种植初期要注重磷肥的施加。根据以往的研究发现，适当的磷肥添加会提高座果率，同时降低果皮厚度和酸度，增加果实水分以及糖分的含量。钾虽然不是有机体的组成成分，但土壤依旧是植物钾元素的重要来源。在植株中，钾通常以离子的形式存在，不仅能够提高植物的保水能力，还能增加植物的抗旱和抗寒性。适当对植物进行供钾，能够促进植株的枝梢生长以及果实的增大。张自荣等在研究洪江市冰糖橙与土壤特性的过程中发现：有机质、全氮、全磷、全钾与冰糖橙总糖含量、维生素C具有较好的正相关关系[18]。这与本研究结果类似，因此正确施肥，改善土壤与作物之间的关系，对于提高冰糖橙果实品质具有重要的作用。