钙施用策略调控柿（Diospyros kaki L.）源–库养分分配、营养生理状态与果实品质

《Scientia Horticulturae》：Calcium application strategy modulates nutrient partitioning, vegetative physiological status and fruit quality in persimmon ( Diospyros kaki L.)

　　

钙处理调控了花期阶段的养分分配。钙供应改变了源–库关系（source–sink relationships），而非总钙吸收（total Ca uptake）。Ca+Si提高了果实硬度并延迟了外观颜色发育（external colour development）。根施钙提高了保果并增加了作物负载（crop load）。果实品质取决于养分平衡，而非单一元素。

研究背景：柿（Diospyros kaki L.）为高值果树，商业成功依赖果肉硬度和果皮颜色，尤其‘Rojo Brillante’涩柿采收品质决定后续市场表现。采前营养管理影响果实生长、细胞壁发育和组织完整性；叶片养分状态随果实发育显著变化，反映树内养分分配动态。Ca（钙）参与细胞壁完整性、膜稳定和细胞黏附，并影响脱落；但Ca主要经木质部（xylem）运输、韧皮部（phloem）移动性低，即使供应充足，果实Ca积累仍有限，Ca易优先保留在叶片和多年生木本器官。柿中Ca主要积累于营养组织并随落叶损失，采收带走少。因此Ca管理不能孤立进行，需整体营养框架；品质取决于养分平衡及树体生理表现，并受施用时间和途径影响。花期和坐果期生殖库需求增强，发育果成为主要库。Ca供应如何调节柿季节动态和果内养分分布尚不清楚。叶片光合能力与源组织供应能力相关，SPAD指数（叶绿素相对值/叶片绿度指数）可无损评估叶绿素和光合性能。Si（硅）虽非必需，但可改善抗逆和结构完整性，可能延迟衰老并调节Ca吸收分布；B（硼）对生殖和细胞壁重要，Ca–B互作复杂。系统评估Ca、Si、B组合对柿季节养分分配和品质的影响仍少。因此研究人员假设不同Ca施用策略会改变营养组织与生殖组织间季节养分分配，并改变树内养分分配；Ca处理可维持果实组织完整性并提高采收硬度，响应取决于施用策略及与Si或B互作；Ca策略还调节保果，果内Ca分配因运输机制不同而与其他移动性养分不同。研究旨在评估根施和叶面Ca与Si或B组合对‘Rojo Brillante’柿季节养分动态、叶片光合性能和果实品质的影响。

研究开展：在西班牙Valencia Montaverner商业果园以约15年生‘Rojo Brillante’柿（3×5 m，石灰性碱性土壤）进行随机完全区组试验，设Control（对照）、Caroot（根施钙）、Caroot+B_foliar（根施钙+叶面硼）、Ca+Si_foliar（叶面钙+硅）4处理，每处理3重复×6树。于花前15天（15DBB）、盛花（B）、花后60天（60DAB）和90天（90DAB）施用。结论表明柿对Ca营养的响应取决于施用途径及与其他养分互作；Ca处理主要改变季节养分分配、叶片生理状态、保果和最终品质，而非一致增加养分吸收。花期和早期果实发育是响应关键阶段；顶部和基部果区空间异质性说明全果矿质浓度可能掩盖生理相关差异。农艺上，Ca+Si_foliar在评估条件下最有前景；根施Ca增加保果但提高作物负载（crop load）并使果更小，应配合负载管理；Ca+B的较差微量元素动态提示谨慎。其意义在于为柿Ca施用途径、负载管理和养分互作提供依据。

技术方法（≤250字）：以西班牙Montaverner商业果园约15年生‘Rojo Brillante’柿为样本队列，采用随机完全区组设计，设对照、根施Ca、根施Ca+叶面B、叶面Ca+Si四处理，每处理3重复×6树，于花前15天、盛花、花后60天和90天施用。田间用SPAD仪监测叶片绿度（45–195 DAB及采收）；处理前四个物候期采集叶和果，采收时取15果/重复，果实分顶部和基部，进行离子组分析（N、P、K、Ca、Mg、S及Fe、Mn、Zn、B、Cu、Mo）；测定果重、纵横径、色指数（CI=1000a/Lb）和果肉硬度；采用单因素方差分析（ANOVA）、LSD检验和主成分分析（PCA）。

结果：
3.1 大量元素季节演变（Seasonal evolution of macronutrient elements）：叶/果离子组显示N、P随发育下降，P花期急降，符合移动性和稀释；K叶花期最低后恢复、果花期下降后稳定。Ca处理显著加剧花期P下降及果K处理效应，提示早期Ca促进韧皮部移动养分从源叶向生殖器官再分配，而非直接增加吸收。Ca、Mg、S受运输限制，Ca叶渐积累、果花前升高后下降，各处理叶果Ca无显著差异，说明未直接提高Ca积累；石灰性高pH高Ca可能解释根施Ca有限。Mg仅90DAB Ca+Si_foliar叶Mg低于对照；S趋势不一致且有限。
3.2 微量元素季节演变（Seasonal evolution of micronutrient elements）：Mn与Ca/Mg类似且无处理效应。B最响应处理：Caroot+B_foliar首施后叶B显著升高，花期果B显著高并此后仍高于对照；60/90DAB B处理叶B最高、对照次之，Caroot和Ca+Si_foliar较低；果中对照B显著低于B处理，提示分配差异而非总B有效性改变，但未测总B和细胞壁B不能定论。Zn叶稳定果下降，无显著处理。Fe叶渐增、果早期下降，60DAB对照果Fe高于Caroot+B_foliar和Ca+Si_foliar；Cu叶花前急增可能与铜制剂有关，果下降无处理差异；Mo低，叶增果降，无处理差异。
3.3 SPAD指数（SPAD index）：SPAD监测显示45–105DAB升高后下降；Caroot+B_foliar最低且105DAB后最早明显下降，说明Ca+B未改善叶绿度反而负面影响；Caroot和Ca+Si_foliar至75DAB显著高于对照，90DAB后与对照差异消失；Ca+Si_foliar最终SPAD最高，可能与叶面施用或Si延迟衰老有关。
3.4 采收期理化参数（Physicochemical parameters at harvest）：采收理化测定显示所有果达橙色但处理差异显著；Caroot+B_foliar色指数最高（成熟最先进），Ca+Si_foliar色指数最低且硬度最高，Control和Caroot中间，Caroot果较软；Ca+Si低色高硬提示成熟延迟。Caroot总果数最高，Caroot+B_foliar最低，Control和Ca+Si_foliar中间无显著差异；Ca+Si_foliar果重、直径、高度最大，Caroot因负载最高果最小最轻。果数Caroot与Ca+Si无显著差异但大小/硬度/颜色不同，说明品质非仅由负载决定，而与生长效率和成熟动态有关；Ca+Si_foliar提高生长效率和结构稳定性，Caroot可能因库竞争降低生长并加速成熟。
3.5 采收期顶部和基部大量元素分布（Macronutrient distribution in apical and basal fruit zones at harvest）：顶部/基部离子组显示N均匀，P、K、Mg、S偏顶部，Ca偏基部。基部无处理差异，顶部有差异；浓度仅Ca在Caroot和Caroot+B_foliar较高，考虑总含量后差异扩展至所有大量元素，果大小作用重要。Ca+Si_foliar果N、P、K、Mg、S总含量最高且Ca高，整体增强养分积累，可能与SPAD提高的树体生理性能有关；Caroot总大量元素低主要因果小，但Ca含量与其他无显著差异，说明根施Ca保证足够Ca积累。
3.6 采收期顶部和基部微量元素分布（Micronutrient distribution in apical and basal fruit zones at harvest）：Fe、Mn偏基部，Cu、B、Mo偏顶部，Zn依处理无清晰区域偏好。处理差异主要在顶部；Ca处理顶部Fe和B浓度较对照低，Caroot+B_foliar提高基部Fe但未阻止顶部降低，Fe分布主要受Ca供应而非额外B影响。顶部总含量中对照Zn和B高于Ca处理，支持Ca与某些微量元素拮抗；根施Ca（单用或+B）顶部Fe、Cu、B含量较低，可能与Ca改变质外体、细胞壁结构和离子竞争有关；Caroot+B_foliar顶部B高于Caroot但仍低于对照，Ca可能降低B积累。
3.7 主成分分析（Principal component analysis）：PCA显示基部和顶部前两主成分解释57.23%和58.63%，加PC3累计69.18%和70.83%。基部PC1分离果大小/硬度与Ca/Mg/Fe/颜色，Caroot负值（小、低硬），Ca+Si_foliar和对照正值（大、硬）；PC2与SPAD、N、S、B、Zn、Mo、Cu和果数相关，Ca+Si_foliar正，符合高SPAD和延迟颜色；PC3区分大量/微量元素。顶部PC1显示果品质参数+B/Fe/S与果数/N/Ca/颜色对立，体现大小与负载权衡，Caroot负、Ca+Si_foliar大硬；PC2将移动大量元素+SPAD+果数+硬度，Ca+Si_foliar正，强化营养活力、养分有效性和硬度、延迟颜色；PC3区分微量元素，Caroot+B_foliar和Caroot较低，Control和Ca+Si_foliar更平衡。总体PCA支持Ca策略按组织和途径改变养分分配；Ca+Si_foliar硬度假设获支持但非所有Ca处理，因根施Ca提高保果增加果实竞争部分抵消硬度；品质由复杂营养平衡而非单一元素决定，Ca与负载/保果相关。

讨论与结论总结：PCA整合单变量结果表明Ca+Si_foliar与增强营养活力、改善果内养分分配和有利品质相关；Caroot+B_foliar与微量元素可用性降低和较差品质相关。研究支持Ca施用策略通过组织和途径改变养分分配，并表明有效Ca管理需考虑施用途径、作物负载和养分互作，而非仅Ca供应。

研究结论翻译：本研究证明‘Rojo Brillante’柿对Ca营养的响应强烈取决于施用途径及其与其他养分互作。Ca处理并非一致增加养分吸收，而主要改变季节性养分分配、叶片生理状态、保果和最终果实品质。花期和早期果实发育是特别响应阶段，突出优化Ca基施用时间的相关性。顶部和基部果区明显空间异质性进一步表明，全果矿质浓度可能忽略养分分布的生理相关差异。从农艺角度，在评估条件下，Ca与Si组合叶面施用是最有前景策略，因其维持有利SPAD、产生更大更硬且延迟颜色发育的果实；该策略可作为商业果园优先维持果大小和硬度的有用选择。根施Ca增加保果但导致更高作物负载和更小果实，表明其应用应配合适当负载管理。相反，Ca与B组合时较不利的微量元素动态提示该策略应谨慎并适应果园初始营养状态。总体，这些响应表明有效Ca管理需考虑施用途径、作物负载和养分互作，而非仅Ca供应。多变量分析整合这些响应并确认柿果实品质受营养活力、养分分配和作物负载间复杂互作调控。总体，结果强调优化柿Ca营养需整体方法，仔细考虑施用策略和养分互作。然而，由于该强化评估仅在一个生长季进行，需针对本研究所识别物候阶段开展进一步多年试验，以确认不同环境和作物负载条件下处理响应的一致性。这些发现支持Ca+Si叶面施用作为种植者优先果大小和硬度的可行选择，前提是考虑作物负载和果园营养状态。