5-氨基乙酰丙酸和葉面肥對荒漠區(qū)設(shè)施番茄和辣椒生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

鄢 巖，賀會強，陳振東，陶 衡，鄒志榮，楊曉林，郭福霞

(西北農(nóng)林科技大學 園藝學院，陜西楊凌 712100)

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5-氨基乙酰丙酸和葉面肥對荒漠區(qū)設(shè)施番茄和辣椒生長發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

鄢 巖，賀會強，陳振東，陶 衡，鄒志榮，楊曉林，郭福霞

(西北農(nóng)林科技大學 園藝學院，陜西楊凌 712100)

為外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)在荒漠地區(qū)設(shè)施園藝中的推廣和應用，以番茄和辣椒為材料，設(shè)置清水、葉面肥和外源ALA(5-氨基乙酰丙酸)3個處理，研究外源ALA和葉面肥處理對荒漠區(qū)番茄和辣椒生長及產(chǎn)量品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，外源ALA和葉面肥均可促進荒漠區(qū)番茄和辣椒的生長，并顯著改善果實相關(guān)品質(zhì)。其中ALA處理的番茄株高、莖粗、葉片數(shù)和冠徑與對照相比分別提高15.45%、8.33%、13.69%和8.58%，辣椒葉片數(shù)提高22.79%；番茄果實固酸比提高8.86%，辣椒可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)提高8.59%，并且還能夠提高番茄和辣椒的產(chǎn)量?？梢姡珹LA和葉面肥對荒漠區(qū)設(shè)施番茄和辣椒的生長都表現(xiàn)一定的促進作用，對品質(zhì)有不同程度的改善，同時也提高了產(chǎn)量。

5-氨基乙酰丙酸；荒漠；番茄；辣椒；產(chǎn)量；品質(zhì)

非耕地是除耕地以外的所有未經(jīng)利用,經(jīng)開發(fā)之后又能利用的土地,它包括沙地、草地、灘涂、低洼地、荒山、荒坡、湖泊、水庫、沼澤地、河渠、鹽堿地等一切后備土地資源[1]。中國現(xiàn)有耕地1.33億hm2,人均僅0.1 hm2,耕地資源嚴重不足[2]。并且，隨著人口的日益膨脹，可耕地資源面臨更加嚴峻的考驗。在中國85%以上的土地資源為非耕地資源,其中沙漠和戈壁灘等荒地面積已占到陸地面積的1/7[3]。據(jù)統(tǒng)計，中國荒漠化土地總面積26.2×105km2，占國土面積的27.3%，西北干旱區(qū)集中了中國90%的沙漠[4]。因此，開發(fā)利用荒漠地區(qū),使之轉(zhuǎn)變?yōu)榭筛N的土地,對于人們的生產(chǎn)和生活具有積極的意義。

荒漠地區(qū)因其氣候干旱、土壤貧瘠、植被低矮稀疏、群落結(jié)構(gòu)非常簡單等特點[5]，不利于農(nóng)作物的正常生長。而設(shè)施園藝具有節(jié)水保水、增加可耕地面積、提高產(chǎn)量等優(yōu)勢，目前已成為荒漠化地區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方式。

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, ALA)是所有卟啉化合物生物合成的關(guān)鍵前體，已有研究表明，低濃度ALA能夠調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育，促進作物增產(chǎn)[6-7]，提高植物抗冷性[8]、耐鹽性[9]、耐弱光性[10]等。徐銘等[11]證實了葉面噴施ALA提高了油麥菜的光合速率和產(chǎn)量，0.5 mg/L 外源ALA噴施葉片處理能夠明顯增強黃瓜幼苗的抗冷性[12]，10 mg/L ALA可以明顯提高弱光下甜瓜幼苗的光合能力[13]。還有報道稱，100 mg/L 外源ALA可緩解NaCl脅迫對小白菜光合效率的影響[14]。但有關(guān)ALA在荒漠化地區(qū)園藝作物上的使用效果尚未研究。為此，本試驗對荒漠區(qū)設(shè)施番茄和辣椒葉面噴施ALA和葉面肥進行研究，探討外源ALA和葉面肥對荒漠地區(qū)設(shè)施番茄和辣椒生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，以期為荒漠區(qū)園藝作物的種植提供參考，為外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)在荒漠區(qū)設(shè)施園藝中的應用和推廣提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗地點為陜西省榆林市神木縣現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，位于神木縣西北端，北鄰內(nèi)蒙古伊金霍洛旗，該地區(qū)處于黃土高原與內(nèi)蒙古高原過渡地帶和毛烏素沙漠與鄂爾多斯盆地交匯處，海拔1 100 m，地貌為風沙草灘區(qū)。

1.2 試驗材料

以番茄‘金鵬M6099’和辣椒‘富利卡10號’為試驗材料；供試葉面肥為市場上普通外購的葉面肥(德國康樸獅馬綠葉面肥：銨態(tài)氮12.8%，硝態(tài)氮7.2%，P2O55%，K2O 10%，Mg 1.2%，S 10.4%，B 0.01%，螯合態(tài)Cu和Zn各0.02%，螯合態(tài)Fe和Mn各0.05%；德國康樸獅馬藍葉面肥：銨態(tài)氮7.4%，硝態(tài)氮4.6%，P2O532%，K2O 14%，Mg 1.8%，S 2.4%，B 0.01%，螯合態(tài)Cu和Zn各0.02%，螯合態(tài)Fe和Mn各0.05%；德國康樸獅馬紅葉面肥：硝態(tài)氮7%，P2O52%，K2O 40%，Mg 1.2%，S 4%，B 0.01%，螯合態(tài)Cu和Zn各0.02%，螯合態(tài)Fe和Mn各0.05%)；供試ALA由中糧集團有限公司提供。土壤理化性狀：電導率0.15 mS/cm，pH 7.53，有機質(zhì)8.6 g/kg,堿解氮47.5 mg/kg,有效磷9.6 mg/kg，速效鉀76 mg/kg。

1.3 試驗方法

1.3.1 育苗、栽培與處理 2015-05-01選取長勢一致，健壯無病蟲害的番茄和辣椒幼苗定植于農(nóng)業(yè)園區(qū)中的日光溫室。小區(qū)面積7.5 m×1.7 m，隨機區(qū)組排列，并設(shè)有保護區(qū)。辣椒采用畦栽，株距50 cm，大行70 cm，小行50 cm，每個小區(qū)定植58株；番茄采用起壟栽培，株距40 cm，小行50 cm，大行70 cm，每個小區(qū)定植66株。2種作物在始開花期和始坐果期等物候期上基本一致。

管理期間灌溉采用的是滴灌與大水漫灌相結(jié)合的方式，前期每1～2 d澆水1次，后期每2～3 d澆水1次。生長過程中在開花期、坐果期、果實膨大期各追施有機肥1次。在夏季管理中晝夜同時打開頂部和底部通風口用于通風降溫。

本試驗每種作物設(shè)3個處理：對照(CK)，葉面噴施清水；肥處理，葉面噴施葉面肥(依說明按一定濃度使用，第1次噴施獅馬綠，第2次噴施獅馬藍，以后噴施獅馬紅)；ALA處理，葉面噴施0.05 g/L ALA。3個處理中，每個處理重復3次，每個重復為1個小區(qū)，2種作物共計18個小區(qū)。在幼苗定植緩苗期過后5月11日開始進行第1次葉面噴施ALA處理，CK、肥處理分別噴施等量的清水和葉面肥，以后每1個月噴施處理1次，整個生長過程共處理4次。每小區(qū)隨機選取5株固定進行活體指標測定。

1.3.2 測定項目與方法 植株長勢測定：分別于2015年5月11日和6月11日開始對番茄和辣椒的株高、莖粗、葉長、葉寬、葉片數(shù)、冠徑進行測定。以后每1個月測定1次，直至采收。

果實相關(guān)品質(zhì)測定：在盛果期采摘番茄植株的第3穗果和辣椒四母斗椒進行品質(zhì)測定。分別用PAL-1型數(shù)顯糖度計(日本Atago公司)測定番茄和辣椒果實的可溶性固形物；用GMK-835F型酸度計(韓國G-WON高科技公司)測定番茄果實總酸度，進而可以得到番茄果實的固酸比。

果實產(chǎn)量測定：于果實成熟期(番茄2015-07-28-2015-09-13；辣椒2015-06-25-2015-10-27)在田間測定，番茄留5穗果封頂。每次對每個小區(qū)內(nèi)所定單株分別測其單株產(chǎn)量和果數(shù)等，直至小區(qū)果實采摘完全結(jié)束，計算單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量和前期產(chǎn)量。

1.3.3 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)處理和相關(guān)性分析用Microsoft Excel 2003軟件，對平均數(shù)用Duncan’s新復極差法進行多重比較, 采用SPSS 20.0 數(shù)據(jù)處理軟件完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源 ALA和葉面肥對番茄和辣椒植株生長的影響

2.1.1 對番茄植株生長的影響 由表1可見，在株高方面，ALA處理顯著高于肥處理，其他指標中ALA處理與肥處理差異不明顯，但是均比對照高。另外在株高、葉片數(shù)、冠徑上ALA處理與對照相比差異顯著，在生長后期ALA處理組的株高達到133.43 cm,葉片數(shù)24片，冠徑64.77 cm,與對照相比分別提高了15.45%、13.69%和8.58%。

2.1.2 對辣椒植株生長的影響 由表2可知，外源ALA和葉面肥處理對辣椒植株的生長表現(xiàn)是有利的。在葉片數(shù)上ALA處理與對照相比達到差異顯著水平，在生長后期與對照相比提高22.79%。在株高、莖粗和冠徑上ALA處理組植株與對照相比有所提高，但各處理之間無明顯差異。在葉長和葉寬上，各處理間是在生長中期達到差異顯著水平，在生長后期表現(xiàn)為差異性消失。同時由表4可知，ALA和葉面肥對辣椒植株生長的促進主要表現(xiàn)在前期和中期。

表1 不同處理對番茄植株生長的影響

表2 不同處理對辣椒植株生長的影響

2.2 外源ALA和葉面肥對番茄和辣椒果實相關(guān)品質(zhì)的影響

2.2.1 對番茄果實相關(guān)品質(zhì)的影響 從圖1可以看出, 與對照相比, 肥和ALA處理能顯著提高番茄果實中可溶性固形物(TSS)的質(zhì)量分數(shù)(P<0.05)。其中用ALA 處理的番茄TSS質(zhì)量分數(shù)最高, 與水、肥處理差異顯著。其與對照相比番茄TSS質(zhì)量分數(shù)提高3.52%。

由圖2可見，ALA處理能顯著降低番茄總酸度(P<0.05),肥料處理組中番茄總酸度比對照低，但與對照相比無明顯差異，總酸度以對照組最高。與對照相比，ALA處理組中總酸度降低5.03%。

由圖3可以看出，ALA處理組中番茄的固酸比顯著高于水、肥處理組，在各處理組中達到最高，且各處理組之間差異顯著(P<0.05)。其中ALA處理組的固酸比與對照相比提高8.86%，肥料處理組的固酸比與對照相比僅提高3.47%。 從圖1可以看出，ALA可以提高番茄TSS質(zhì)量分數(shù)，從圖2可知，其可以降低番茄總酸度，所以圖3中ALA處理的固酸比較高?？梢?，外源ALA和肥處理能夠提高番茄植株TSS質(zhì)量分數(shù)，并同時降低總酸度，從而提高固酸比。

圖1 不同處理下番茄TSS質(zhì)量分數(shù)

2.2.2 對辣椒果實TSS的影響 由圖4可以看出, ALA處理的辣椒果實中TSS質(zhì)量分數(shù)顯著高于水和肥處理組，達到3.3%，與對照相比提高8.59%，而肥組與對照相比僅提高3.96%。各處理較對照差異顯著(P<0.05)。

圖2 不同處理下番茄果實中總酸度

圖3 不同處理下番茄的固酸比

圖4 不同處理下辣椒TSS質(zhì)量分數(shù)

2.3 外源ALA和葉面肥對番茄和辣椒植株產(chǎn)量的影響

在作物的生產(chǎn)過程中，農(nóng)民最關(guān)心的是作物產(chǎn)量。由表3可知，ALA和肥處理均可提高番茄植株產(chǎn)量。在單果質(zhì)量方面，各處理之間差異顯著(P<0.05)，且ALA處理單果質(zhì)量最大為169.17 g，對照處理單果質(zhì)量最小為125.63 g；在單株果數(shù)方面，ALA處理單株結(jié)果數(shù)最多，為18.67個，對照單株果數(shù)最少，為13.75個，對照與肥處理差異不顯著，對照與ALA處理差異顯著；在單株產(chǎn)量方面，ALA處理單株產(chǎn)量最高，為2.84 kg，對照單株產(chǎn)量最低，為1.98 kg，對照與肥處理差異不顯著，對照與ALA處理差異顯著。

由表4可看出，外源ALA和肥處理均可提高辣椒植株前期產(chǎn)量，且ALA處理的前期產(chǎn)量最高，為4.32 kg，與對照相比差異顯著，前期增產(chǎn)率高達6.38%，但與肥處理相比差異不顯著，且肥處理與對照相比差異也未達顯著水平。在單果質(zhì)量方面，ALA處理的單果質(zhì)量最大，為70 g，但與肥處理相比差異不顯著(P>0.05)，二者與對照相比差異顯著。

表3 不同處理對番茄植株產(chǎn)量的影響

表4 不同處理對辣椒植株產(chǎn)量的影響

以上結(jié)果表明，荒漠條件下外源ALA和葉面肥均能提高番茄植株的單株產(chǎn)量。且可以看出，在保留有同樣的5穗果前提下，外源ALA提高產(chǎn)量是通過提高植株的單果質(zhì)量并同時增加單穗果實數(shù)來實現(xiàn)的。

3 討論與結(jié)論

荒漠條件下，外源ALA和肥處理對于番茄和辣椒植株的株高、莖粗、葉長、葉寬、葉片數(shù)、冠徑有不同程度的增加作用，這與沈奇等[15]的研究結(jié)果一致。Hotta等[16]系統(tǒng)報道了低濃度ALA對多種作物的生長及產(chǎn)量效應，即施用ALA后可促進植株生長，徐剛等[17]的研究也證明了此結(jié)果。

有研究[18]表明，在正常光照下低濃度ALA可以明顯提高蘿卜、菜豆、大麥、馬鈴薯和大蒜等作物產(chǎn)量并改善其品質(zhì)。本試驗結(jié)果也表明，外源ALA和葉面肥對番茄和辣椒果實相關(guān)品質(zhì)也有著明顯的改善。且以葉面噴施ALA對番茄相關(guān)品質(zhì)改善最佳，其可溶性固形物最大達到3.76%，總酸最小為0.54%，固酸比最大為6.86。

本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，葉面噴施ALA和葉面肥可提高荒漠區(qū)番茄和辣椒的產(chǎn)量。這與Hotta等[16]報道的ALA能增加多種作物的產(chǎn)量的結(jié)論相一致。而且與肥料相比，其又是無毒的，所以有一定的市場應用前景。

本研究結(jié)果表明，外源ALA和葉面肥對荒漠區(qū)番茄和辣椒的生長起到一定的促進作用，包括提高番茄和辣椒的株高、莖粗、葉長、葉寬、葉片數(shù)和冠徑，提高植株產(chǎn)量，并改善果實品質(zhì)。本研究為荒漠地區(qū)設(shè)施園藝作物栽培提供一定的理論依據(jù)，為非耕地設(shè)施園藝的發(fā)展提供了一定參考，并為未來對非耕地事業(yè)的發(fā)展提供了動力。但是本研究存在一些不足之處，針對番茄和辣椒沒有設(shè)置濃度梯度進行研究，而是采用一種濃度。同種濃度對一種作物是適宜的，對另一種作物也許并不是最適宜的。所以下一步需要做的是，尋求各種作物最適宜的濃度以使其發(fā)揮最大效益。隨著人口數(shù)量的增加及氣候環(huán)境的破壞，可耕地資源面臨的考驗將更加嚴峻。因此，伴隨著非耕地研究的逐步深入，探求一種既能增加可耕地面積，又能為人們的生產(chǎn)生活服務的方式是當前研究的方向。

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(責任編輯：潘學燕 Responsible editor:PAN Xueyan)

Effects of Exogenous 5-aminolevulinic Acid and Foliar Fertilizer on Growth,Yield and Quality of Tomato and Pepper of Protected Horticulture in the Desert

YAN Yan, HE Huiqiang, CHEN Zhendong, TAO Heng,ZOU Zhirong,YANG Xiaolin and GUO Fuxia

(College of Horticulture, Northwest A&F University, Yangling Shaanxi 712100, China)

This research could provide foundation for the promotion and application of 5-aminolevulinic acid (ALA) in the desert and that provide

for the cultivation of horticultural crops in non-arable land.The experiment was designed to evaluate the effects of exogenous 5-aminolevulinic acid and foliar fertilizer on the growth, yield and quality of the tomato and pepper in the desert.The experiment showed that compared with control， the plant height, stem diameter, leaf number and crown diameter of the tomato by ALA were increased by 15.45%, 8.33%, 13.69%和8.58%, the leaf number of the pepper was increased by 22.79%; ratio of TSS to total acid of the tomato by ALA were increased by 8.86%, soluble solid content of pepper by ALA were increased by 8.59%.In conclusion,5-aminolevulinic acid and foliar fertilizer could promote the growth of tomato and pepper, improve the quality and the yield in the desert.

5-aminolevulinic acid; Desert; Tomato;Pepper;Yield; Quality

YAN Yan, female, master student.Research area:protected horticulture physiological ecology, functional components.E-mail:yanyan9791@126.com

ZOU Zhirong, male,professor,doctoral supervisor.Research area:protected horticulture, functional components.E-mail:zouzhirong2005@163.com

2015-01-08

2016-02-20

國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(CARS-25-D-02);大宗蔬菜-西北旱區(qū)設(shè)施工程與環(huán)控(Z225020802)。

鄢 巖，女，碩士研究生，研究方向為設(shè)施園藝生理生態(tài)。E-mail:yanyan9791@126.com

鄒志榮，男，教授, 博士生導師，主要從事設(shè)施園藝研究。E-mail:zouzhirong2005@163.com

日期：2016-10-20

S626.9

A

1004-1389(2016)10-1515-07

網(wǎng)絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20161020.1655.028.html

Received 2016-01-08 Returned 2016-02-20

Foundation item The Project of China Staple Vegetable Research System(No.CARS-25-D-02);Staple Vegetable-t Facilities Engineering and Environmental Control of the Northwest Arid Area(No.Z225020802).