Correlation and path analysis between mineral elements and quality of Jinzhen durian fruit

供试品种为金枕榴莲，果实样品于2024年7月分别采集于三亚、陵水、乐东、保亭4个市县的榴莲园，树龄4～5 a，树体长势良好，生长发育正常。

每个果园选取9株榴莲树；在树冠分布的同一高度，每株树选择果实大小、成熟度一致的果实采摘；每3株为1重复、每株每次采1个果实，重复3次。

果实采摘后立即带回实验室进行处理。将果实分成果皮、果肉、果核，进行矿质元素分析和品质分析。方法：用电子天平测定单果、果皮、果肉及果核的质量，计算可食率和记录种子个数；用游标卡尺测量果皮厚度及果实纵横径并计算果形指数；用排水法测量果实体积。将果实分皮、肉、核处理后装袋并做好编号，再分别置于烘箱105 ℃下杀青30 min，再调至75 ℃烘干至恒重，测量干质量，计算含水量，并将其粉碎装袋备用。

可食率（%）=（单果质量–果皮质量–种子质量）/单果质量×100

果形指数=纵径/横径

果实含水量（%）=（鲜质量–干质量）/鲜质量×100

N、P、K、Ca、Mg、硫（S）、Fe、锰（Mn）、铜（Cu）、Zn、B含量的测定参照土壤农化分析^[24]，氮采用H₂SO₄-H₂O₂消煮–纳氏试剂比色法；磷采用H₂SO₄-H₂O₂消煮–钼锑抗比色法；钾采用干灰化–火焰光度法；钙、镁、铁、锰、铜、锌采用干灰化–原子吸收法；硼采用干灰化–姜黄素比色法；硫采用HNO₃-HC1O₄-HC1消煮–硫酸钡比浊法。将果实分皮、肉、核测定其含量，再计算果实含量。

果实含量=（用皮肉核各部位含量×其干物质量）÷其总干物质量

可溶性固形物含量测定采用折射仪法^[25]，可溶性糖测定采用3，5−二硝基水杨酸比色法^[26]，总酸含量测定采用酸碱指示剂滴定法^[27]，维生素C含量测定采用2，6−二氯靛酚滴定法^[28]，糖酸比、固酸比以可溶性糖和可溶性固形物含量除以总酸含量的比值表示。

采用Excel 2019和SPSS 26.0对试验数据进行皮尔逊相关分析及线性回归分析，采用Origin 2022软件作图。

从表1可见，果形指数在1.17～1.41之间，趋于长圆形，变异系数为5.44%；单果质量变幅为1.44～2.84 kg，变异系数为20.73%；果皮质量变幅为0.90～1.77 kg，变异系数为22.47%；果肉质量变幅为0.40～0.88 kg，变异系数为21.86%；果核质量变幅为0.03～0.19 kg，变异系数为47.15%；果体积变幅在2.00～3.91 dm³，变异系数为21.63%；果实密度变异系数最小，为2.42%；种子个数变异系数最大，为52.44%；果皮厚度变幅为9.58～15.00 mm，变异系数为20.16%，可见果核的变异系数较大。

由表2可见，固酸比变异系数最大，其次为糖酸比，分别为34.71%和34.19%，变异系数最小的是含水量，为3.17%。可溶性固形物含量变幅为20.00%～29.15%，变异系数为12.01%；可溶性糖含量变幅为12.88%～18.54%，变异系数为11.12%；总酸含量变幅为0.13%～0.31%，变异系数为32.23%；每100 g果实中Vc含量变幅为33.41～52.76 mg，变异系数为17.27%；可食率变幅为23.63%～38.99%，变异系数为14.57%。

表3表明，与榴莲内在品质指标相比，果实的矿质元素含量差异较大，在所测元素中P含量的变异系数最小，Zn含量的变异系数最大，变异系数分别为7.34%与43.88%。大中量元素中，K含量最高，变异系数为20.79%；N、S、Mg、Ca含量次之，P含量最低。微量元素中，以Fe含量最高，变异系数为16.67%；而Mn和B含量居中，变异系数分别为39.12%与25.13%。矿质元素中大中量元素含量由大到小排序为K > N > Mg > Ca > P > S；微量元素含量由大到小排序为Fe > Mn > B > Cu > Zn。

矿质元素含量与果实指标之间的相关性分析结果（图1）表明，可溶性固形物与K、Ca、Fe、Zn、B，与S呈显著负相关；总酸与Ca、B呈极显著正相关；Vc与Mg、S呈显著正相关；糖酸比与B呈显著负相关。由此可知，不同矿质元素对果实内在品质存在一定的影响。

Figure 1.  Correlation analysis between fruit mineral elements and internal quality indexes

果实矿质元素与可溶性固形物的通径分析结果（表4）表明，对可溶性固形物的主要影响因子有K、N、P、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B。对果实可溶性固形物含量直接作用的最大影响因子为Mg（0.686），各元素对可溶性固形物影响的大小依次排序为Mg（0.686） > Zn（0.625） > Fe（0.548） > K（−0.502） > Ca（−0.473） > S（0.299） > B（−0.162） > Cu（−0.134） > N（−0.081） > P（−0.015） > Mn（0.003）。其中，Mg、S、Mn、和Zn对可溶性固形物的影响为正值：K、N、P、Ca、Fe、Cu和B对可溶性固形物的影响为负值。间接通径系数表明，对果实可溶性固形物间接影响最大因子为Mn（−0.541），其次为N（−0.518）和Ca（0.442），P、和B的间接通径系数较小。由此表明，对果实可溶性固形物影响较大的为N、Mg、Zn和Mn。

由表5可知，果实矿质元素与可溶性糖含量的直接通径系数由大到小：B（−0.683） > Mn（−0.621） > Zn（0.370） > Mg（−0.260） > Fe（−0.257） > N（0.183） > K（0.126） > P（−0.114） > Cu（0.105） > S（0.097） > Ca（0.079）。其中，K、N、Ca、S、Cu、Zn对可溶性糖的直接贡献为正值；P、Mg、Fe、Mn、B对可溶性糖的直接贡献为负值。Zn对果实可溶性糖的间接影响最大为（−1.257）且影响作用为负值，其次为 N（−0.711）。P和S对果实可溶性糖的间接影响也比较大，为P（−0.538）和S（−0.537）。Mn和B对可溶性糖间接通径系数比较小。K、Mg、Fe和Cu居中。因此，对果实可溶性糖影响较大的矿质元素为B、Mn、Zn、N。

果实矿质元素与总酸含量的通径分析表明（表6），各矿质元素对果实总酸含量的直接通径系数由大到小依次为Mg（−0.476） > K（0.461） > Zn（−0.277） > Fe（0.271） > Mn（0.271） > B（0.157） > Cu（−0.156） > N（0.089） > S（−0.042） > Ca（0.036） > P（0.010）。其中，K、N、P、Ca、Fe、Mn和B对总酸的间接作用为正值；Mg、S、Cu和Zn对总酸的间接作用为负值。Mn元素对总酸含量间接作用影响最大，其次为N、Cu和Zn，P、Ca和B元素对总酸含量的间接通径系数影响较小。由此可知，对总酸含量影响较大的是K、N、Mg和Zn。

果实矿质元素与维生素C含量的通径分析结果（表7）表明，各矿质元素对维生素C含量直接影响的大小顺序：S（−0.553） > Fe（−0.403） > Mg（0.379） > Cu（0.359） > K（−0.348） > B（−0.150） > Zn（0.127） > N（0.095） > Mn（0.084） > Ca（−0.062） > P（0.048）。其中，N、P、Mg、Mn、Cu、Zn对维生素C含量的影响为正值；K、Ca、S、Fe、B对维生素C含量的影响为负值。Zn对维生素C含量的间接贡献影响最大，其间接通径系数为−0.953，其次为Mg（−0.919）和Mn（−0.620）。S和Cu对果实维生素C的间接通径系数比较小。因此，S、Fe、Mg和Zn对果实维生素C含量影响较大。

果实矿质元素与糖酸比的直接通径系数（表8）由大到小：B（−0.426） > Zn（0.419） > Mg（0.372） > Fe（−0.368） > K（−0.344） > Cu（0.305） > Mn（−0.265） > S（−0.164） > N（−0.030） > Ca（−0.018） > P（0.004）。其中，P、Mg、Cu、Zn对可溶性糖的直接贡献为正值；K、N、Ca、S、Fe、Mn、B对糖酸比的直接贡献为负值。矿质元素Zn对糖酸比的间接影响最大（−0.836），其次为Mn（−0.585）、K（−0.487）且影响作用为负值。P、S、B对糖酸比的间接通径系数较小，为P（−0.160）、S（0.108）、B（−0.023）。因此，对榴莲果实糖酸比影响较大的为Zn、Mn、B和K。

果实矿质元素与固酸比含量的通径分析表明（表9），各矿质元素对果实固酸比的直接通径系数按大小排序为Mg（0.653） > Zn（0.517） > Fe（−0.512） > K（−0.390） > Ca（−0.268） > B（−0.266） > Cu（0.190） > N（−0.136） > Mn（−0.102） > S（−0.074） > P（0.441）。其中，P、Mg、Cu和Zn对固酸比的影响为正值；K、N、Ca、S、Fe、Mn、和B对固酸比的影响为负值。各矿质元素对固酸比间接作用影响由大到小为Mn（−0.655） > Zn（−0.630） > N（−0.423） > Mg（−0.365） > S（0.321） > Cu（0.292） > K（−0.229） > Ca（0.121） > Fe（0.061） > P（−0.061） > B（−0.002）。由此可知，对固酸比含量影响较大的是Mg、Zn、Fe、Mn。

从榴莲果实的外在形态和内在品质分析表明，不同地方果园的果实品质和矿质养分存在一定的差异，原因可能是土壤条件、树体差异、施肥管理以及栽培技术等的不一致，导致呈现的结果差异较大^{[29 − 30]}。本研究结果表明，果实外在形态中果实密度的变异系数最小，种子个数变异系数最大；内在品质中变异系数最大的是固酸比，这与在冰糖橙^[30]及苹果^[31]上的研究结果一致。糖酸是构成果实风味的重要物质。固酸比变异系数大是因为部分化合物与有机酸含量在果实中的积累不同。在所测元素中P的变异系数最小，Zn的变异系数最大，这与王贵等^[32]对菜阳梨果实研究的结果一致。本研究发现榴莲果实K含量最高，这与陈艳秋等^[33]在苹果梨及谭梦怡等^[34]在火龙果的研究结果一致。榴莲果实品质和矿质养分的差异涉及多方面的因素，分析其内在关系，找出重要矿质因子，可为榴莲果实的优质生产提供有力支撑。

相关性结果表明，果实的矿质元素与果实品质指标存在一定的关系。可溶性固形物与K、Ca、Fe、Zn、B呈极显著负相关，这与冯建文等^[35]在苹果上的研究结果一致，这与宋少华等^[36]在甜柿上的研究结果却相反，说明不同果实矿质元素呈现的作用不同。相关研究表明，杨梅^[37]果实中Ca与可溶性固形物亦呈极显著负相关，这与本研究结果一致，可能是外源钙抑制了果实乙稀的释放^[38]，从而抑制了糖类物质的合成。总酸与Ca、B呈极显著正相关，这与位杰等^[39]在香梨研究中以及李智峰等^[40]在苹果上的研究结果一致，Ca、B等元素可能会使总酸中部分有机酸结合，从而导致酸度升高，硼可能促进糖分的合成，同时影响有机酸的积累，从而改变糖分与酸的比例。相关研究表明，金煌芒果实^[41]中Vc含量与Mg含量呈显著正相关，这与本研究结果一致，说明Mg元素对维生素C含量具较大的正向作用，镁是叶绿素的关键组成部分，促进光合作用有助于维生素C的合成^[42]。果实的生长发育与品质的形成是与各矿质元素协同作用的结果。

通径系数的绝对值大小能直接反映矿质元素对果实品质的影响，直接通径系数显示直接作用大小，间接通径系数则表示通过其他元素间接影响的程度。通径分析研究结果表明，果实各矿质元素对品质指标的影响存在一定差异，其中对可溶性固形物主要影响元素有N、Mg、Zn、Mn；对可溶性糖含量主要影响元素有B、Mn、Zn、N；对果实总酸含量主要影响元素有K、N、Mg、Zn；对维生素C含量主要影响元素有S、Fe、Mg、Zn；对糖酸比主要影响元素有K、Zn、Mn、B；对固酸比主要影响元素有Mg、Zn、Fe、Mn。综上所述，K、N、Ca、Mg、Zn、B等元素为影响榴莲果实品质的主要元素。相关研究表明，影响可溶性物较大的元素为Mg，与本研究结果一致。周丹蓉等^[43]在研究芙蓉李果实矿质元素对品质影响直接作用及与其他元素的间接作用，影响总酸的矿质元素主要为Mn，影响可溶性糖矿质元素为Zn，而朱振忠等^[44]研究结果认为Ca为影响总酸的主要矿质元素。影响金煌芒果^[42]维生素C含量为B，而Cu对葡萄^[21]的维生素C含量的影响较大，与本研究结果存在一定差异，可能与品种不同、地域关系以及气候环境等均有关系。

综上结果表明，矿质元素对果实品质的影响由大到小为：K > N > Mg > Ca > P > S > Fe > Mn > B > Cu > Zn；相关性分析中主要与Ca、Mg、B元素呈显著相关；通径分析表明K、N、Mg、Fe、Zn、B等元素为影响榴莲果实品质的主要元素，榴莲果实的生长发育和果实品质受多种矿质元素的共同作用。海南地区由于高温多雨，岩石风化作用和淋溶作用强烈，导致土壤镁含量较低，且大部分土壤对硼元素也较缺乏，加上矿质元素中Zn含量的变异系数较大，但土壤中Fe元素并不缺乏。结合海南本地土壤及果实养分含量，因此本团队建议在榴莲生产中可通过适当增施K、Mg、Zn、B肥，同时协调各元素之间的施肥比例，以实现优质果品的生产。此外，本试验选取金枕榴莲果实，不能完全代表榴莲植株及其他品种养分规律，需结合当地果园的土壤养分和施肥管理情况进一步探究。