全 文 ：果 树 学 报 2009，26（2）: 140～144
Journal of Fruit Science
锦橙叶片镁质量分数与若干光合指标的相关性
凌丽俐 1，彭良志 1*，曹 立 1，淳长品 1，江才伦 1，王振兴 2，张广越 2
（1西南大学柑桔研究所，国家柑桔工程技术研究中心，重庆 400712； 2西南大学园艺园林学院，重庆 400712）
摘 要: 选用缺镁程度不同的北碚 447 锦橙，采用缺镁黄化分级方法，测定不同级别叶片的镁质量分数、叶绿素各成
分质量分数和净光合速率，探讨叶片镁质量分数与后 2 者的相关性。 结果表明，不同缺镁级别叶片的镁质量分数存
在极显著差异；叶片的叶绿素 a（Chla）、叶绿素 b（Chlb）、叶绿素（Chl）和类胡萝卜素（Car）与镁质量分数呈显著的线性
正相关关系，而与 Car/Chl 呈显著的指数负相关关系；叶片镁质量分数与净光合速率（Pn）也呈极显著的正相关关系，
二项式回归方程为: y= 0.013 5x2 + 0.048 4x + 0.056（n=100，R2 = 0.925 5）。因此，可以采用缺镁黄化分级法对柑橘叶片
缺镁程度作定性分析， 并通过测定叶片的 Chla 质量分数、Chlb 质量分数、Chl 质量分数、Car 质量分数、Car/Chl 或 Pn
值，建立与镁质量分数相关的数学模型，定量换算得到叶片的镁质量分数。
关键词: 锦橙； 缺镁； 光合指标； 相关性
中图分类号：S666．4 文献标识码：A 文章编号：1009－9980(2009)02－140－05
Study on the relationship between magnesium content and photosynthetic
indicators of magnesium deficient leaves of Beibei 447 Jinchen orange
（Citrus sinensis）
LING Li -li1，PENG Liang -zhi1*，CAO Li1，CHUN Chang -pin1，JIANG Cai -lun1，WANG Zhen -xing2，
ZHANG Guang-yue2
（1Citrus Research Institute，Southwest University， National Citrus Engineering Research Center，Chongqing 400712 China； 2College of Hor-
ticulture and Landscape，Southwest University，Chongqing 400712 China）
Abstract: For studying the correlation between the magnesium （Mg） content in leaves and the indices including chlorophyll
content and net photosynthetic rate （ Pn） in leaves of Beibei 447 Jinchen orange（Citrus sinensis Osbeck），the leaf was grad-
ed by leaf yellowing degree，and then to measure Mg content，chlorophyll content and net photosynthetic rate in leaves of dif-
ferent Mg deficient levels． Results showed that remarkable differences of Mg content existed in different yellowing-graded
leaves． There was a significant and positive linear relationship between the Mg content and the indices of Chla，Chlb，Chl and
Car，with the exception of Car/Chl which was significantly and negatively relative to the Mg content． The Mg content and Pn
also showed distinct and positive correlation，with the binomial regression equation: y=0.013 5x2+0.048 4x+0.056（n=100，R2=
0.9255）． Therefore，it was effective to qualitatively analyze Mg deficiency in citrus leaves by leaf yellowing degree． Further-
more， the Mg content of leaves under Mg deficient stress can be acquired by mathematical model of Mg content and Chla
content，Chlb content，Chl content，Car content，Car/Chl value or Pn value．
Key words: Orange（Citrus sinensis Osbeck）； Mg deficiency； Photosynthetic indicator； Correlation
镁是柑橘生长发育所必需的营养元素之一，它
对柑橘生长发育及新陈代谢的作用是其他营养元素
所不能代替的[1]。 研究表明，镁主要存在于叶片的叶
绿素 a和叶绿素 b中，对植物的光合作用、呼吸作用
和碳水化合物具有重要作用[2]；镁又是许多酶的活化
剂，既参与氮的代谢，又能促进维生素 A和维生素 C
的合成，有利于提高柑橘的品质[3]。 近年来在我国南
方红壤区和川、 渝紫色土区大量种植需镁量较大的
柑橘品种（如甜橙），陆续进入盛产期的柑橘缺镁黄
化现象越来越普遍， 合理施用含镁肥料已成为发展
收稿日期： 2008－09－10 接受日期: 2009－01－11
基金项目： 国家科技支撑项目（2007BAD61B03、2007BAD47B04）；重庆市科委重大专项（No.17415、No.16281）；公益性行业（农业）科研专
项（nyhyzx07-023-02）
作者简介： 凌丽俐，女，博士，主要从事植物生理与分子生物学研究。 Tel: 023-68349725，E-mail: linglili_2003@163.com
觹 通讯作者。 Author for correspondence． Tel: 023-68247009，E-mail: pengchun@cta.cq.cn
DOI:10.13925/j.cnki.gsxb.2009.02.008
图 1 分级叶片的镁含量
Fig. 1 Mg content of leaves under different grade
of Mg deficiency










   
表 1 缺镁叶片和正常叶片的营养元素质量分数
Table 1 Nutrient element of Mg deficient leaves
and normal leaves
营养元素指标
Index of nutrition elements
缺镁叶片
Mg deficient leaves
正常叶片
Normal leaves
氮 Nitrogen/g·kg-1
磷 Phosphorus/g·kg-1
钾 Kalium/g·kg-1
钙 Calcium/g·kg-1
镁 Magnesium/g·kg-1
硫 Sulphur/g·kg-1
铁 Iron/mg·kg-1
锌 Zinc/mg·kg-1
锰 Manganese/mg·kg-1
硼 Boron/mg·kg-1
钼 Molybdenum/mg·kg-1
铜 Cuprum/mg·kg-1
25.22
1.59
12.06
48.32
2.10
3.58
97.9
42.6
48.4
77.8
0.526
7.3
25.98
1.42
12.20
44.54
3.26
3.42
101.3
45.2
57.5
93.5
0.618
8.1
2 期
柑橘生产的重要措施。彭良志等[4]根据缺镁柑橘叶片
的黄化面积、部位和形状，将柑橘的缺镁状态分为 5
个级别，在实践中得到较为广泛的应用，但是，这种
方法只能对柑橘缺镁进行定性分级， 尚不能够了解
叶片缺镁的具体指标。 我们以北碚 447 锦橙为研究
对象，分析不同缺镁级别叶片的镁质量分数，并探讨
叶片镁质量分数与叶绿素各成分质量分数和净光合
速率的相关性， 为建立缺镁叶片的快速无损定量测
定方法提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料
材料为栽植于重庆市北碚区歇马镇冯家槽果园
的 15 a 生枳砧北碚 447 锦橙 （Citrus sinensis Os-
beck） ，连续多年丰产；土壤类型为沙溪庙紫色土，
土壤 pH 为 8.02， 有机质为 12.05 g·kg-1， 速效氮为
112.38 mg·kg-1， 有效磷为 12.74 mg·kg-1， 有效钾为
107 mg·kg-1，有效镁为 42 mg·kg-1。 2006年 10月，采
集园内具有缺镁症状的叶片和正常叶片， 进行叶片
营养元素质量分数测定（表 1）。 按美国弗洛里达州
甜橙叶片分析标准[5]，除镁元素外其他营养元素均在
正常范围内。
1.2 方法
试验于 2008年 3—4月进行。 选择果园内缺镁
植株 50株， 取树冠外围中部 2007年营养型春稍顶
部第 3片叶，每株取 10枚叶片，标号，并按彭良志等
[4] 分级方法对植株叶片镁营养状况进行 0～4 级分
级，0 级叶片为正常的对照叶片，1～4 级为缺镁程度
不同的叶片，各级叶片 100枚。晴天测定连体叶片的
净光合速率（Pn），并采集各级缺镁叶片，每 5枚同级
叶片作样测定叶绿素各成分质量分数和镁质量分
数，样本数为 20，重复 3次测定。
1.2.1 叶片光合速率测定 于晴天 9:00-11:00，用
LI-6400 型光合仪（LI-COR，美国）测定叶片 Pn 值。
Pn 测定时光源为自然光强 ，CO2 体积分数为 380
μL·L-1，O2体积分数为 21％。
1.2.2 叶片镁质量分数测定 将采集后分级的叶
片， 分别经过洗涤、 烘干和碾碎等步骤， 再根据
GB7887-1987 采用火焰原子吸收光谱法测定镁质
量分数[6]。
1.2.3 光合色素质量分数测定 各级叶片的叶绿素
a （Chla）、 叶绿素 b （Chlb）、 类胡萝卜素质量分数
（Car）测定参照 Wellberum 等 [7]的方法，96%乙醇浸
提 24 h后用 TU-9001型双光束紫外-可见分光光度
计测定 665、649、470 nm 的消光值，计算 Chla、Chlb、
Car、Chl、Chla/Chlb 及 Car/Chl值。
1.3 数据分析
采用 SPSS10.0 分析各级缺素叶片镁质量分数
的差异显著度， 分别分析各级叶片的光合色素质量
分数、比值和净光合速率的差异显著度，并分别与对
应的镁质量分数作相关性分析。
2 结果与分析
2.1 各级缺镁叶片的镁质量分数
由图 1可知， 叶片镁质量分数随着分级数增大
呈显著下降趋势。 0 级叶片的镁质量分数均值为
0.30%，镁质量分数正常 [8-9]；而随着缺镁程度的加
重，缺镁 1级、2级、3级和 4级的镁质量分数分别比
对照下降了 34.2%、56.6%、64.5%、86.0%，彼此间差
异达极显著水平（P<0.01）。因此，缺镁黄化分级标准
可定性表征叶片的缺镁程度。
凌丽俐等: 锦橙叶片镁质量分数与若干光合指标的相关性
镁
质
量
分
数
Th
e
co
nt
en
to
fM
g/
%
缺镁分级
The grade of Mg deficiency
n=100
141
果 树 学 报 26 卷
缺镁分级
The grade of Mg deficiency
叶绿素 a
Chla/mg·dm-2
0
1
2
3
4
3.71±0.30 A
2.59±0.30 B
1.81±0.23 C
1.00±0.20 D
0.52±0.19 E
叶绿素 b
Chlb/mg·dm-2
1.47±0.13 A
1.00±0.19 B
0.63±0.09 C
0.30±0.09 D
0.20±0.08 E
类胡萝卜素
Carotenoid/mg·dm-2 Chl a/Chl b Car/Chl
1.58±0.12 Aa
1.17±0.14 Bb
0.82±0.10 Cc
0.49±0.09 Dd
0.42±0.09 De
2.53±0.09 Aa
2.65±0.33 Aa
2.88±0.15 Bb
3.20±0.59 Bc
2.68±0.75 Bb
0.3±0.004 A
0.33±0.02 B
0.34±0.01 C
0.38±0.02 D
0.60±0.15 E
2.2 叶片镁质量分数与叶绿素各成分质量分数和
比值的关系
由表 2可知，随着叶片缺镁程度的加重，各叶绿
素成分（Chla、Chlb、Car）的质量分数显著降低。 与 0
级叶片相比较，1～4 级叶片的 Chla 质量分数分别降
低了 30.2%、51.2%、73.0%和 86.0%， 各级叶片间的
差异达极显著水平（P<0.01）； Chlb 质量分数分别降
低了 32.0%、57.1%、79.6%和 86.4%， 各级叶片间的
差异也达极显著水平（P<0.01）；Car 质量分数分别降
低了 25.9%、48.1%、69.0%和 73.4%，3 级与 4 级叶
片间的差异达显著水平（P<0.05），其余各级叶片间
的差异达极显著水平（P<0.05）。
表 2 北碚 447 锦橙缺镁对叶片光合色素质量分数的影响
Table 2 Effects of Mg deficiency on the contents of chlorophyll and carotenoid in leaves of Beibei 447 Jinchen orange
由表 2还可知，随着叶片缺镁程度的加重，叶片
的 Car/Chl 比值显著增加，1～4 级叶片的 Car/Chl 值
分别比 0 级叶片增加了 10.0% 、13.3% 、26.7%和
100%，彼此间差异达极显著水平（P<0.01）。 表明，随
着叶片缺镁程度的加重，叶片合成的光合色素减少，
更少的参与光的吸收、传递和转化，而更多的参与光
伤害的保护。
进一步将叶片的镁质量分数与其叶绿素质量分
数和比值作相关性分析，由表 3 可知，叶片的 Chla、
Chlb、Chl、Car 质量分数与镁质量分数具有极显著的
正相关，而叶片 Car/Chl值与镁质量分数呈极显著的
负相关，Chla/Chlb 值与镁质量分数也呈显著的负相
关。
将叶片的镁质量分数与其叶绿素质量分数、比
值作回归分析， 结果显示， 叶片的 Chla、Chlb、Chl、
Car 质量分数与其镁质量分数具有显著的线性相
关，其回归方程分别为 y=0.069 8x+0.011 4（R2=0.935），
y=0.166 6x+0.025 6（R2=0.902 2）， y=0.049 5x+0.014 7
（R2 = 0.931 7）， y= 0.178x-0.014 5（R2=0.881 3）。 叶
片 Car/Chl值与其镁质量分数呈显著的指数相关，回
表 3 北碚 447 锦橙叶片镁质量分数与叶绿素质量分数、比值的相关关系矩阵
Table 3 The correlation matrix between the contents of magnesium and chlorophyll as well as chlorophyll ratio in leaves of
Beibei 447 Jinchen orange （n=100）
Mg/%
Mg/%
Chla
Chlb
Chl
Car
Chla/Chlb
Car/Chl
1
0.966952**
0.949851**
0.965255**
0.938772**
-0.214*
-0.71155**
Chl a
1
0.98353**
0.9986**
0.983429**
-0.28312**
-0.66217**
Chl b Chl
1
0.991713**
0.994048**
-0.40711**
-0.58519**
1
0.9899**
-0.32037**
-0.64191**
Car
1
-0.41734**
-0.55213**
Chl a/Chl b Car/Chl
1
-0.23491* 1
注: * 表示在 5%的概率水平上有显著相关性；** 表示在 1%的概率水平上有极显著相关性。
Note: * indicates correlation is significant at 5% probability level；** indicates correlation is extremely significant at 1% probability level.
归方程为 y=0.005 9x-3.0098（R2=0.847 7），而 Chla/Chlb
值与镁质量分数无相关性显著的回归方程。
2.3 叶片镁质量分数与净光合速率（Pn）的关系
不同缺镁级别叶片的 Pn值如图 2所示。随着叶
片缺镁程度的加重，叶片 Pn 迅速递减，与 0 级叶片
相比 ，1～4 级叶片的 Pn 均值分别降低了 19.8% 、
51.8%、79.7%和 112.6%， 差异达极显著水平 （P<
0.01）。 表明随着叶片缺镁程度的加重，光合能力显
著降低。
将叶片镁质量分数与 Pn值作相关性分析，相关
系数为 0.943 6，呈极显著正相关关系。 叶片镁质量
分数与 Pn 值呈显著的多项式相关关系（图 3），其一
元二次回归方程为 y=0.013 5x2+0.048 4x+0.056，相
关系数 R2=0.925 5。
3 讨 论
镁是植物生长必需的营养元素[10-11]，缺镁会导致
叶片黄化，特别较老叶片黄化严重，产量显著下降[12-13]；
注: 同列中不同大、小写字母分别代表 P<0.01 和 P<0.05。
Note: Different capital letters and small letters in the same column indicate significant at 0.01 and 0.05 ，respectively.
142
2 期











    
图 2 不同缺镁级别叶片的净光合速率
Fig. 2 Net photosynthetic rate of leaves under different
grade of Mg deficiency
净
光
合
速
率
Ne
tp
ho
to
sy
nt
he
tic
ra
te
/μ
m
ol·
m
-2 ·
s-1
缺镁分级
The grade of Mg deficiency
10 32 4










    
图 3 叶片镁质量分数与 Pn 值的关系
Fig. 3 The correlation between magnesium content and net
photosynthetic rate ratio in leaves
叶
片
镁
质
量
分
数
Th
e
co
nt
en
to
fM
g/
%
Pn
凌丽俐等: 锦橙叶片镁质量分数与若干光合指标的相关性
但其过量也会危害作物的正常生长， 并在营养器官
上会产生一些症状、甚至毒害，降低作物的产量和品
质[14]。 柑橘镁元素营养缺失的诊断主要通过叶片的
病症特征进行定性判定，施肥时多依据经验。本试验
根据柑橘缺镁叶片黄化分级方法将缺镁叶片分为
0～4 级，测定它们的镁质量分数，发现彼此间存在极
显著的差异， 且随着分级数的增大镁质量分数显著
降低。就北碚 447锦橙而言，如果其他营养元素质量
分数正常， 可以根据叶片缺镁分级大致了解其镁质
量分数的范围分别为: 1 级叶片为 0.199%±0.017%，
2 级叶片为 0.131%±0.004%，3 级叶片为 0.107%±
0.007%，4级叶片为 0.042%±0.022%。 表明这种叶片
缺镁黄化分级标准在理论上是可行的， 可以通过缺
镁黄化分级标准定性分析柑橘叶片的缺镁程度；如
果预先测定获得某一品种不同缺镁分级叶片的镁质
量分数范围， 就可以通过叶片分级大致了解不同级
别叶片的镁质量分数范围， 有利于在实践中指导缺
镁果树的合理施肥。
对叶片镁元素营养水平的定量分析主要分为直
接测定和间接换算。前者主要采用化学法[15-16]进行测
定，时间长且操作复杂。 后者主要采用生物化学法，
但研究较少，如通过测定过氧化氢酶、多酚氧化酶和
丙酮酸激酶[17]等酶的活性来评价植物镁元素营养状
况。 镁是构成叶绿素的中心元素， 缺镁时叶绿素减
少，光合作用变弱，淀粉合成减少，使柑橘的生长发
育受阻。 尹克林等[18]将 N、P、K、Mg、Zn 肥配合施用，
与碱性紫色土上柑橘叶片叶绿素质量分数的主成分
分析表明， 叶 Mg、Zn 质量分数与叶绿素呈正相关。
本研究表明，镁质量分数与 Chla、Chl、Chlb 和 Car 具
有极显著正相关关系，而与 Car/Chl 呈极显著负相关
性。由于柑橘叶片的镁元素主要存在于叶绿素，而叶
绿素 a 和 b 的卟啉环中都具有一个 Mg 原子，因此，
叶片的镁质量分数与叶绿素应当存在一定的线性关
系，这由它们的回归方程也得到了证明。
此外， 镁元素缺失对叶片叶绿素成分与质量分
数的影响，也体现在其对叶片光合能力的影响上。Oh
等[19]研究表明叶片叶绿素质量分数是反映作物光合
能力的一个重要指标。本研究发现锦橙叶片镁质量分
数与净光合速率（Pn）具极显著正相关关系，回归分
析得到相关性显著的一元二次回归方程， 表明镁元
素的缺失会间接导致叶片光合能力的显著降低。
综上所述，在其他营养元素不缺乏的情况下，柑
橘缺镁植株叶片的 Pn值、叶绿素各成分质量分数和
比值可以作为镁质量分数定量分析的参数。 根据不
同柑橘品种和区域差异， 测定叶龄和着生位置基本
相同的缺镁叶片的 Pn值或叶绿素质量分数，建立相
关的数学模型， 即可换算得到比较准确的叶片镁质
量分数，从而实现柑橘叶片镁质量分数的快速测定。
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3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
n=1000.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
-1 0 1 2 3
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