缺硼對水培番茄生長及產(chǎn)量的影響

缺硼對水培番茄生長及產(chǎn)量的影響

閆偉

(張家口市土壤肥料工作站,河北 張家口 075000)

摘要：研究硼元素對水培番茄生長及產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：隨著營養(yǎng)液缺硼的加劇，葉片葉綠素含量減少，類胡蘿卜素降低，株高增高，莖粗變細(xì)，第一花序高度升高，花序間距變大，坐果率降低，果形指數(shù)變大，平均單果重變小，單株結(jié)果數(shù)變少，單株產(chǎn)量降低，可溶性固形物含量降低。說明缺硼不利于水培番茄生長發(fā)育，當(dāng)硼濃度為正常配方的75%即2.25 g·m-3時(shí)就表現(xiàn)出了缺硼的癥狀。園試配方中硼元素的含量對水培番茄的生長最適宜。并且在實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)隨著營養(yǎng)液缺硼的加劇，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素的含量都有不同程度的降低，硼元素和葉綠素及類胡蘿卜素的形成有關(guān)。目前尚無人報(bào)道相關(guān)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：番茄；硼；水培；L-402

中圖分類號：S 145

DOI：10.3969/j.issn.1673-1492.2015.03.005

作者簡介：賴善聰(1990-),女，福建龍巖人，碩士研究生，主要從事植物逆境生理方面研究。

基金項(xiàng)目：國家測土配方施肥資金補(bǔ)貼項(xiàng)目(2010-163)

作者簡介：潘進(jìn)紅(1964-)，女，河北蔚縣人，高級農(nóng)藝師，主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣方面研究。

Influences of Nourishing Solution with Low Boron on Growth and Yield of Tomato

YAN Wei

(Soil Fertilizer Station of Zhangjiakou City,Zhangjiakou, Hebei 075000,China)

Abstract:This article studied the influence of nourishing solution with boron on the growth and the yield of tomato.The results showed that:with the aggravating of lacking the boron in the nourishing solution,the chlorophyll content reduced,the carrot element dropped,the height of plant became higher,the stem diameter was thinner,the first inflorescence highly elevated,the space of inflorescence spacing enlarged,fruit rate reduced,shape index became huger,the weight of single fruit was lighter,the number of fruit was fewer,the single yield reduced,and the content of soluble substance reduced.This points out that nourishing solution without boron is disadvantage to the growth of tomato in the solution.The symptom appeared when the density of boron was 2.25 g·m-3.In the gardentries formula of adding boron to water cultivates is most suitable to the tomato’s growth.And experiment also showed that with the aggravating of lacking the boron in the nourishing solution,chlorophyll a,chlorophyll b,the total content of chlorophyll and the content of carrot element reduced to differemt extents.Boron element influenced the formation of chlorophyll and carrot element.At present nobody has reported related content.

Key words:tomato;boron;solution culture;L-402

0引言

番茄(LycopersiconesculentumMill.)別名西紅柿、洋柿子、番柿。起源于南美州的安第斯山地帶，在秘魯、厄瓜多爾、玻利維亞等地至今有大量的野生種分布。在哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸以前就已在墨西哥及中美洲發(fā)展了栽培種。到16世紀(jì)才從墨西哥傳入歐洲。起初在意大利、西班牙、英國、法國及中歐供庭院觀賞之用，到17世紀(jì)逐漸被人食用。美國直到1781年才有番茄栽培的記錄，到19世紀(jì)把番茄作為蔬菜食用。番茄傳入中國的時(shí)間大約是在17～18世紀(jì)，由西方的傳教士、商人、華僑從西南亞引到中國南方沿海城市，稱作番茄，由南方傳到北方稱為西紅柿。到20世紀(jì)初，中國城市郊區(qū)開始栽培食用。

番茄是中國北方地區(qū)露地及保護(hù)地生產(chǎn)的主要蔬菜種類之一,富含維生素和氨基酸等人體必需的營養(yǎng)物質(zhì),其品質(zhì)與施肥密切相關(guān)[1]。硼是植物生長發(fā)育所必需的微量元素之一[2]，缺硼植物的主要癥狀表現(xiàn)為:根的伸長生長受阻，尖端變褐甚至膨大死亡，莖尖生長停滯直至枯死;幼嫩葉片畸形起皺、變厚、變脆，葉脈間出現(xiàn)壞死斑點(diǎn);花和果實(shí)形成受阻，甚至造成不花、不實(shí);果實(shí)、塊莖、貯藏根出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)或壞死斑。過量的硼導(dǎo)致植物根系變短、變褐直至壞死，成熟葉片失綠變褐變干，彈性增強(qiáng)、葉片卷曲，整個(gè)植株生長受阻[3]。導(dǎo)致植物發(fā)生缺硼和硼毒害之間濃度范圍往往很小，通常為每升中僅有幾毫克至十幾毫克，不同植物對硼的需要量及缺硼敏感程度和對硼毒害的耐受力差別亦很大[4]。營養(yǎng)缺乏癥狀的表現(xiàn)一般是含糊不清的,但是可以根據(jù)某種植物的特征、特性與個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行觀察,也可以采用營養(yǎng)液培養(yǎng)的方法通過培養(yǎng)專門缺乏某種元素的植株進(jìn)行比較[5]。

目前園藝生產(chǎn)設(shè)施化已呈迅猛發(fā)展趨勢，無土栽培前景廣闊。在水培條件下,稍有不慎就會(huì)出現(xiàn)營養(yǎng)元素失調(diào)的現(xiàn)象,輕者影響蔬菜的生育進(jìn)程,重者導(dǎo)致嚴(yán)重減產(chǎn)乃至完全失收[6]。番茄屬雙子葉植物，需硼量較多，是對缺硼敏感的植物[7]。所以，研究營養(yǎng)液培養(yǎng)條件下硼濃度對番茄生長的影響不僅是必要的，而且也能為實(shí)際生產(chǎn)提供依據(jù)。

1材料與方法

試驗(yàn)于2008年2月至6月在河北北方學(xué)院園藝系溫室中進(jìn)行。

1.1　材料

番茄品種L-402

1.2　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，根據(jù)營養(yǎng)液不同含硼量，設(shè)5個(gè)處理：CK(園試配方正常含硼量，100% B)、T1(75% B)、T2(50% B)、T3(25% B)、T4(0% B)。各處理重復(fù)6次。每處理每次重復(fù)栽培2棵。

1.3　栽培方法

營養(yǎng)液配方為日本園試配方[8]：硝酸鈣[Ca(NO3)2·5H2O]882 g·m-3、硝酸鉀(KNO3)444 g·m-3、磷酸二氫鉀(KH2PO4)134 g·m-3、硫酸鎂(MgSO4·7H2O)473 g·m-3、硫酸鉀(K2SO4)154 g·m-3、硼酸(H3BO3)3 g·m-3、硫酸錳(MnSO4·4H2O)2 g·m-3、硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)2.2 g·m-3、硫酸銅(CuSO4·5H2O)0.08 g·m-3、鉬酸銨[(NH4)6Mo7O24·4H2O]0.5 g·m-3、硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)27.8 g·m-3、乙二胺四乙酸二鈉[(EDTA-Na2)]37.2 g·m-3。2月22日播種，3月21日定植。栽培管理同常規(guī)。當(dāng)植株出現(xiàn)第3穗果時(shí)，在果穗上方10 cm處掐尖封頂，果實(shí)達(dá)到紅熟期隨時(shí)采摘，并測定相關(guān)指標(biāo)。

1.4　指標(biāo)測定

1.4.1植株形態(tài)指標(biāo)及葉綠素含量

拉秧前調(diào)查各個(gè)植株形態(tài)指標(biāo)，每個(gè)處理測量4株，求取平均值。

株高：用卷尺測量從莖基部到頂部的高度。

莖粗：用游標(biāo)卡尺測量距離根系10 cm處莖粗度。

葉綠素含量：在生長旺盛期測定，包括葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量及類胡蘿卜素，每個(gè)處理用打孔器在不同植株的葉片上隨機(jī)打5個(gè)孔，用丙酮和乙醇2∶1的混合液提取葉綠素[9]，用723型分光光度計(jì)測定[10]。

1.4.2開花結(jié)果習(xí)性

第一花序高度：主枝上第一穗花序出現(xiàn)的節(jié)位距離根系上部的距離。

花序間距：第一穗花序到第二穗花序、第二穗花到第三穗花的距離的平均值。

坐果率：整個(gè)生長期所結(jié)果數(shù)占總開花數(shù)的百分比。

1.4.3果實(shí)品質(zhì)、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成

果形指數(shù)：果實(shí)的縱徑與橫徑的比值[11]。

平均單果重：單株所結(jié)果實(shí)稱重，求取平均值[12]。

單株結(jié)果數(shù)：每株番茄的結(jié)果數(shù)。

單株產(chǎn)量：番茄單株從始收期到拉秧的總產(chǎn)量(g)，即5月6日至5月25日的產(chǎn)量。

可溶性固形物含量：用手持測糖儀測量果實(shí)中部1/2處果肉的可溶性固形物含量[13]，每個(gè)處理隨機(jī)選3個(gè)果實(shí)測定。

1.5　統(tǒng)計(jì)分析方法

用EXCEL軟件及DPS生物統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析[14]。

2結(jié)果與分析

2.1　營養(yǎng)液缺硼對番茄植株形態(tài)及葉片葉綠素含量的影響

2.1.1缺硼對番茄株高的影響

營養(yǎng)液缺硼對水培番茄株高的影響如表1所示，可見，T4的株高最高，為87.38 cm，CK最矮，為64.26 cm。T3極顯著地高于T2，T3比T2高14.96 cm，與CK之間差異顯著，其他各處理之間無明顯差異。這說明隨營養(yǎng)液硼含量的減少番茄株高有上升趨勢，即硼在一定程度上抑制了番茄的徒長。

表1　缺硼對番茄株高的影響(單位：cm)

2.1.2缺硼對番茄莖粗的影響

由于植株的莖粗與植株的干重、根系重量密切相關(guān)，因此可用這一指標(biāo)表示植株大小，既比較穩(wěn)定，又便于觀察[9]。缺硼對水培番茄植株莖粗的影響如表2所示，可見T1的莖粗最粗，為1.089 cm，T4的最細(xì)，為0.761 cm。T1顯著粗于CK，比CK粗0.176 cm，其他各處理之間無明顯差異。隨著硼元素的缺失莖粗越來越來細(xì)。

表2　缺硼對番茄莖粗的影響(單位：cm)

2.1.3缺硼對番茄葉綠素含量的影響

表3　缺硼對番茄葉綠素及類胡蘿卜素含量的影響(單位：mg·dm -2)

葉綠素含量的高低和植株的光合能力有直接關(guān)系，可以間接地反映番茄植株的干物質(zhì)積累狀況。營養(yǎng)液缺硼對水培番茄葉綠素含量的影響如表3所示。隨著營養(yǎng)液硼元素的缺失，番茄植株葉片的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量及類胡蘿卜素的含量都降低。其中T4與CK相比，葉綠素a降低約1.6倍，葉綠素b降低約2.9倍，葉綠素總量降低約1.7倍,類胡蘿卜素降低約1.4倍。這說明營養(yǎng)液硼劑量與葉綠素及類胡蘿卜素的形成有關(guān)，缺硼將影響這些色素的合成。

2.2　缺硼對番茄開花結(jié)果習(xí)性的影響

2.2.1缺硼對番茄第一花序高度的影響

硼元素對番茄第一花序高度的影響如表4所示，隨著營養(yǎng)液硼劑量的升高，番茄的第一花序高度不斷降低，T4的第一花序高度最高，為48.75 cm。T4極顯著地高于T2、T1和CK。T2、T3極顯著地高于T1和CK。這說明硼元素對番茄的第一花序高度有顯著影響，隨營養(yǎng)液中的硼劑量降低，第一花序高度有不斷升高的趨勢。

表4　缺硼對番茄第一花序高度的影響(單位：cm)

2.1.2缺硼對番茄花序間距的影響

缺硼對番茄花序間距的影響如表5所示，T4的花序間距最長，為20.85 cm，長于其他處理。隨著營養(yǎng)液硼劑量的降低，番茄的花序間距不斷增高。這說明缺硼會(huì)導(dǎo)致花序間距的增加。

表5　營養(yǎng)液缺硼對番茄花序間距的影響(單位：cm)

2.1.3缺硼對番茄坐果率的影響

坐果率是影響番茄豐產(chǎn)性的一個(gè)主要因素。硼元素對番茄坐果率的影響如表6所示，可見，CK的坐果率最高，為61.72%，CK極顯著高于其他各處理，T1、T2極顯著高于T4。這說明硼元素會(huì)明顯影響番茄的坐果率，隨缺硼程度的加劇，番茄坐果率顯著降低。

表6　缺硼元素對番茄坐果率的影響(%)

2.3　缺硼對番茄果實(shí)品質(zhì)、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的影響

2.3.1缺硼對番茄果形指數(shù)的影響

果形指數(shù)是表示果實(shí)商品品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，是指果實(shí)縱徑與橫徑的比值。以番茄為例，通常果形指數(shù)是0.6～0.8為扁圓形，0.8～0.9為圓形或近圓形，0.9～1.0為橢圓形，1.0以上為長圓形。品種特性和環(huán)境條件都影響果形指數(shù)。硼元素對果形指數(shù)的影響如表7所示：隨著硼元素濃度的降低果形指數(shù)由大變小，果實(shí)由扁圓形向圓形變化。CK的果形指數(shù)最大，為0.95，顯著大于T1處理(比T1大0.1)，T2顯著高于T3(比T1大0.05)，T3顯著高于T4(比T1大0.06)，其他各處理之間無明顯差異。這說明硼元素濃度對果形指數(shù)來講CK(100% B)最好。

表7　缺硼對番茄果形指數(shù)的影響

2.3.2缺硼對番茄平均單果重的影響

單果重不但是影響番茄豐產(chǎn)性的一個(gè)重要因素，也是體現(xiàn)商品品質(zhì)的一個(gè)指標(biāo)。缺硼對番茄平均單果重的影響如表8所示，可見：隨著營養(yǎng)液硼元素的缺失，平均單果重呈現(xiàn)不斷減輕趨勢，CK單果重最重，為63.99 g，T1顯著重于T4，CK、T1、T2、T3之間差異不明顯。這說明營養(yǎng)液的硼劑量對單果重有顯著影響，但這種影響必須到硼含量很低時(shí)才能明顯地表現(xiàn)出來。

表8　缺硼對番茄平均單果重的影響(單位：g)

2.3.3缺硼對番茄單株結(jié)果數(shù)的影響

缺硼對番茄單株結(jié)果數(shù)的影響如表9所示，可見，CK和T3的單株結(jié)果數(shù)最多，為6個(gè)。CK和T3顯著高于T2，其他各處理之間無明顯差異。這說明，隨著營養(yǎng)液硼元素劑量的降低，番茄的單株結(jié)果數(shù)成波浪形變化，最適宜的硼劑量為100%或25%。

表9　缺硼對番茄單株結(jié)果數(shù)的影響(單位：個(gè))

2.3.4缺硼對番茄單株產(chǎn)量的影響

缺硼對番茄單株產(chǎn)量的影響如表10所示，可見，CK的單株產(chǎn)量最高，為685.20 g。T4最低，為424.01 g。單株產(chǎn)量隨著營養(yǎng)液硼含量的降低而遞減。這說明，隨著營養(yǎng)液硼劑量的降低，番茄的單株產(chǎn)量降低。

表10　缺硼對番茄單株產(chǎn)量的影響(單位：g)

2.3.5缺硼對番茄果實(shí)可溶性固形物含量

缺硼對番茄可溶性固形物的影響如表11所示，可見，CK的可溶性固形物最高，為6.1%。T4最低，為3.5%。CK極顯著高于T1，T1顯著高于T2，T2顯著高于T3，T3極顯著高于T4。這說明，隨著硼劑量的降低番茄果實(shí)的可溶性固形物的含量降低。

表11　缺硼對番茄果實(shí)可溶性固形物的影響(%)

3結(jié)論

水培番茄硼元素的最適濃度為3 g·m-3，硼元素對水培番茄的植株形態(tài)、葉綠素含量、果實(shí)形態(tài)、產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成有顯著影響。正常劑量下，番茄的植株形態(tài)指標(biāo)，如第一花序高度、花序間距、株高、莖粗分別為33.71、11.95、64.26、0.913 cm；而當(dāng)營養(yǎng)液硼劑量降低至50%時(shí)，這些指標(biāo)分別為42.76、17.28、70.83、0.860 cm；當(dāng)營養(yǎng)液中不含硼時(shí)，這些指標(biāo)分別為48.75、20.85、87.38、0.761 cm。在正常劑量下，番茄產(chǎn)量和產(chǎn)量構(gòu)成的指標(biāo)，如平均單果重、單株結(jié)果數(shù)、單株產(chǎn)量等指標(biāo)分別為63.99 g、6.33個(gè)、685.20 g；而當(dāng)番茄營養(yǎng)液中硼劑量為50%時(shí)，這些指標(biāo)分別為53.21 g、3.5個(gè)、640.15 g；當(dāng)營養(yǎng)液中不含硼時(shí)，這些指標(biāo)則分別為42.28 g、4.67個(gè)、424.01 g。同時(shí)，營養(yǎng)液缺硼也嚴(yán)重影響可溶性固形物含量，正常情況下，這個(gè)指標(biāo)分別為6.1%，而當(dāng)營養(yǎng)液缺硼50%時(shí)，為5.4%，無硼時(shí)，指標(biāo)為3.5%。

4討論

在本實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)隨著營養(yǎng)液缺硼的加劇，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素的含量都有不同程度的降低。說明，硼元素和葉綠素及類胡蘿卜素的形成有關(guān)。這一點(diǎn)目前尚無相關(guān)報(bào)道。

本試驗(yàn)所測指標(biāo)中的莖粗一項(xiàng)，總體趨勢是隨著營養(yǎng)液硼劑量的降低番茄的莖粗變細(xì)。CK的平均莖粗為0.913 cm，T1為1.089 cm，T2為0.86 cm，T3為0.815 cm，T4為0.761 cm。但是CK不是最粗的，對于這一現(xiàn)象筆者認(rèn)為，隨著營養(yǎng)液硼劑量的降低，番茄的單株結(jié)果數(shù)、單果重和產(chǎn)量都降低，這說明營養(yǎng)液缺硼影響到了番茄的生殖生長，當(dāng)T1(75% B即2.25 g·m-3)時(shí)就表現(xiàn)出了缺硼的現(xiàn)象，打破了營養(yǎng)生長和生殖生長的平衡。仍然符合水培番茄硼元素的最適濃度為3 g·m-3這一結(jié)論。

本實(shí)驗(yàn)中單株產(chǎn)量隨著營養(yǎng)液缺硼加劇而降低，但不成正相關(guān)，其中CK的平均單株產(chǎn)量為685.2 g，T1的平均單株產(chǎn)量為661.68 g，T2的平均單株產(chǎn)量為640.15 g，T3的平均單株產(chǎn)量為445.72 g，T4的平均單株產(chǎn)量為424.01 g，CK、T1和T2之間差異并不顯著，CK和T1之間剛相差23.52 g，T1和T2之間相差21.53 g，但是，從T2到T3差異非常顯著：T2比T3的平均單株產(chǎn)量高194.43 g，T3和T4之間差異亦不顯著。這說明就番茄產(chǎn)量來講營養(yǎng)液硼劑量的臨界值為T2(50% B即1.5 g·m-3)。

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[責(zé)任編輯：劉守義英文編輯：劉彥哲]

通信作者：林思祖(1953-)，男，教授，博士，主要從事森林培育方面研究。