不同營養(yǎng)液濃度對番茄生長發(fā)育中磷分配規(guī)律的影響

陳曉坤 馬萬征 鄒長明 馬萬敏 蔣東 萬夢 徐彥涵

摘要 在溫室大棚中利用不同濃度的營養(yǎng)液對番茄進(jìn)行無土栽培，營養(yǎng)液濃度分別為T1（1∶20）、T2（1∶50）、T3（1∶100）、T4（1∶150）、T5（1∶200）。每7 d對試驗(yàn)樣品進(jìn)行取樣，檢測根、莖、葉中磷元素的分布特征，以及植株的株高與莖粗。結(jié)果表明，T4（1∶150） 的營養(yǎng)液最有利于番茄的生長，磷元素過高會抑制番茄植株的生長，過低會使番茄營養(yǎng)不足，也不利于其生長。該研究為科學(xué)施肥、合理種植提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 磷;番茄;溫室;生長發(fā)育;分布特征;影響

中圖分類號 S641.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）14-0167-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.050

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Abstract Soilless tomato was cultivated in greenhouse with nutrient solution of different concentrations at T1（1∶20），T2（1∶50），T3（1∶100），T4（1∶150），T5（1∶200）.The test samples were sampled every 7 days to detect the distribution characteristics of element P in roots， stems and leaves， as well as plant height and stem diameter.The results showed that the nutrient solution of T4（1∶150） was the most beneficial to the growth of tomato， the high P element could inhibit the growth of tomato plants， and the low P element could make the tomato plants lack of nutrition， which was also not conducive to the growth.This study provides theoretical basis for scientific fertilization and rational planting.

Key words Phosphorus;Tomato;Greenhouse;Growth and development.Distribution characteristics;Impact

作者簡介 陳曉坤（1984—），女，安徽蚌埠人，助理農(nóng)藝師，從事農(nóng)業(yè)工程研究。*通信作者，講師，碩士，從事現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)與環(huán)境控制技術(shù)研究。

收稿日期 2019-04-24

番茄為茄科植物，是我國主要的蔬菜之一，深受人們的喜愛。近年來研究發(fā)現(xiàn)，番茄具有健胃消食、生津止渴、潤腸通便、清熱解毒、降脂降壓、利尿排鈉等保健功效和防治多種疾病的藥用價值[1]。磷素缺乏會造成作物生長的逆境脅迫，產(chǎn)量與品質(zhì)大幅下降[2]。高磷會造成植物葉片中無機(jī)磷的大量積累，降低植物光合效率[3]，適量的磷素水平是保證作物良好生長的基礎(chǔ)[4]。磷元素是植物生長中不可缺少的元素，與番茄的生長和質(zhì)量有很大關(guān)系。筆者以珍珠巖作為番茄植株根系的附著體進(jìn)行無土栽培，同時用霍格蘭營養(yǎng)液對各組番茄進(jìn)行長期的澆灌，研究番茄生長周期中各個時期各個器官的磷元素分布規(guī)律，以確定營養(yǎng)最佳濃度。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)材料：花盆、珍珠巖。試驗(yàn)儀器：JL-900電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，F(xiàn)A2004B萬分之一電子天平，721分光光度計(jì)，消化爐，100 mL消煮管，50 mL容量瓶，塑料瓶。試驗(yàn)試劑：硫酸（H2SO4），雙氧水（H2O2），氫氧化鈉（NAOH），鉬銻抗試劑，二硝基酚， 霍格蘭營養(yǎng)配方試劑等。

1.4 測定項(xiàng)目與方法

在移植后每天定時定量地給相應(yīng)的處理澆灌營養(yǎng)液，在移植7 d后開始取樣，以后7 d取一次樣，將其根洗凈，晾干，分別測量番茄植株的株高，根、莖、葉的鮮重，然后放入JL-900電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中105 ℃殺青15 min把干燥箱溫度調(diào)至60～80 ℃，烘干至恒重。

稱磨細(xì)烘干的番茄各器官樣品（果0.25～0.50 mm篩）0.100 0 g，置于100 mL消化管中，使用H2SO4-H2O2消煮法[6]。在獲得消煮液后，用鉬銻抗比色發(fā)測定植株樣本中的磷含量。

1.5 環(huán)境數(shù)據(jù)檢測獲取

為了提高試驗(yàn)的可靠性，要求試驗(yàn)的5組番茄的生長情況基本在相同條件下，因此在溫室大棚中需要對環(huán)境因素進(jìn)行檢測。溫室大棚環(huán)境的檢測參照強(qiáng)度檢測記錄儀、溫濕度檢測記錄儀、CO2檢測記錄儀，各種儀器數(shù)據(jù)的采樣頻率為10 s/次，同時有相應(yīng)的時間記錄。溫室大棚中的溫度有溫度計(jì)記錄顯示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同營養(yǎng)液濃度對溫室番茄根鮮重與根中磷含量的影響

根系在整個植物生長發(fā)育過程中具有重要作用，它不僅是植物吸收水分和養(yǎng)分的重要器官，而且對于維持植物在土壤中的固著具有十分重要的意義[5，7]。根系主要是從土壤或介質(zhì)中獲得養(yǎng)分，根系吸收養(yǎng)分受自身生長情況以及外部磷含量的影響。根對磷的吸收主要是無機(jī)態(tài)磷，有機(jī)態(tài)的磷需要經(jīng)過轉(zhuǎn)化才能吸收。由圖1可知，在移栽后到第一次采集樣品各個組之間磷水平基本相同，這說明在番茄生長期根系對磷的吸收能力相同，不同濃度的磷水平對根系吸收磷無影響。在番茄生長后期，磷水平在此段時間內(nèi)有增加的趨勢，可能由于天氣炎熱，植物的蒸騰作用加強(qiáng)，作物為了提高抗旱能力，增加對磷的吸收以提高原生質(zhì)膠體的水合度和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的沖水度，以維持膠體狀態(tài)，并增加原生質(zhì)黏度和彈性，因而增強(qiáng)原生質(zhì)的抵抗脫水的能力[8]。

溫室大棚番茄根部的磷含量與生長周期有微弱的遞減趨勢，其中在T1水平磷含量較低時，根部磷含量明顯低于其他4個水平，這說明番茄在低磷水平下植物自身的調(diào)節(jié)能力不強(qiáng)，同時也證明缺磷嚴(yán)重影響了該番茄品種的生長。T2、T3根中磷含量基本一致，因此證明外界磷濃度在一定范圍內(nèi)，番茄可以通過自身的調(diào)節(jié)來改變對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。T4組和T5組相比，營養(yǎng)液濃度為T5>T4，而在番茄生長后期番茄根中磷濃度為T4>T5。可以看出過高的磷元素在番茄后期會抑制其生長。T4水平的磷含量一直保持在較高水平，說明T4水平的磷含量最有利于番茄的生長。

由圖2可知，在不同濃度營養(yǎng)液處理下，營養(yǎng)液的濃度越高根中磷元素的積累量也越高。5月24日（約種植24 d）不同營養(yǎng)液番茄根中磷積累量出現(xiàn)了明顯差異。在較低濃度時（T1、T2、T3）后期生長中磷元素的積累量增加較慢。在高濃度時（T4、T5），隨著番茄植株的生長，磷元素的積累量增加也較快，與低濃度磷元素的增加量有明顯差異。6月14日T4根中磷元素的增加速度比T5濃度快，在生長末期番茄根中磷元素的積累量基本上不隨番茄生長而增加。T4濃度時根中磷元素的積累量在各個水平營養(yǎng)液濃度中最高。

從圖1、圖2可以看出，在T4營養(yǎng)液濃度下，根對營養(yǎng)物質(zhì)磷元素的吸收，以及在根中磷元素的積累量，均優(yōu)于其他濃度的營養(yǎng)液?？梢钥闯鯰4濃度下的營養(yǎng)液最有利于番茄植株根系的生長。

2.2 不同營養(yǎng)液濃度對溫室番茄莖鮮重與莖中磷含量的影響

植物的莖起到支撐作用，同時也是植物儲存有機(jī)物的場所，用于植物體的生長需要。莖可以把植物的各個器官制造或者吸收的養(yǎng)分相互傳遞，以提供植物的生長。從圖3可以看出，在番茄整個生長發(fā)育過程中，其莖部的磷含量基本上無明顯差異，呈不明顯的降低趨勢。在T1水平下植株莖部的磷含量明顯低于其他組，根據(jù)每組澆灌的營養(yǎng)液不同，T1組的營養(yǎng)液濃度最低，說明T1組的營養(yǎng)明顯不足，T1組根中的磷含量顯著低于其他4組，由此可以推斷由于根部對營養(yǎng)的吸收不足，無法給莖充足的營養(yǎng)，因此導(dǎo)致莖在T1組中磷含量最低。T2、T3無顯著差異，說明該品種的番茄有一定的抗逆性。在T4、T5處理中，營養(yǎng)液的濃度為T5>T4，而隨著植物的生長莖中磷含量T4組顯著高于T5組，這說明過高的磷濃度會抑制植物對磷的吸收，T4組中植物莖磷含量顯著高于其他4組，而營養(yǎng)液的濃度過高或者過低都會影響植物對磷的吸收，由此可知，T4最有利于番茄植株莖的生長。

從圖4可以看出，在6月7日之前莖中磷元素的積累量不同濃度營養(yǎng)液無顯著差異，同時在同一濃度營養(yǎng)液下磷元素的積累量也無顯著變化。在6月7日之后莖中磷元素的積累量明顯升高，在種植約37 d時莖生長加快，同時莖中磷元素的積累量明顯加快。在低濃度營養(yǎng)液中莖中磷元素積累量明顯慢于其他組。各個濃度的營養(yǎng)液也出現(xiàn)明顯差異。在T4濃度營養(yǎng)液下番茄莖中磷元素的積累明顯最快，同時T4濃度的積累量也最高。

在T1、T2、T3、T4、T5 5種不同處理中，最有利于番茄莖生長的為T4組營養(yǎng)液。

2.3 不同營養(yǎng)液濃度對溫室番茄葉鮮重與葉中磷含量的影響

葉是植物的主要器官，不僅可以進(jìn)行呼吸作用，還可以進(jìn)行光合作用，既是消耗有機(jī)物的場所，也是制造有機(jī)物的場所。同時蒸騰作用也是通過葉子進(jìn)行，蒸騰作用可以為植物體內(nèi)的運(yùn)輸提供強(qiáng)大動力。而磷在葉片中可以參與合成呼吸作用產(chǎn)生ATP，為在葉片中進(jìn)行光合作用提供能量，以保證番茄植株的正常生長和番茄中有機(jī)物的積累。

從圖5可以看出，葉片磷含量隨著植株的生長逐漸降低。在T1、T2組葉片中磷元素相對于其他組明顯降低，這說明低濃度不利于番茄植株的生長。T4組磷元素含量比T5組高，說明高濃度營養(yǎng)液會抑制番茄植株對磷的吸收。

從圖6 可以看出，番茄移栽后7～14 d番茄葉的生長較緩慢，在后期番茄葉生長較快，5月31日之后葉片的生長加快，有急劇生長的現(xiàn)象。在T1濃度下，葉中磷積累量一直保持在較低水平。在T4濃度下，葉中磷元素的積累量一直保持在較高水平。T5濃度下番茄生長前期與T4濃度基本保持一致，后期明顯低于T4組，說明高濃度的營養(yǎng)液在番茄生長后期抑制葉的生長。T4濃度的營養(yǎng)液最有利于番茄植株的生長。葉中磷元素含量與葉中的積累量均最高。

2.4 相同營養(yǎng)液濃度對溫室番茄器官中磷元素積累量的分布

從圖7可以看出，番茄葉中的積累量在整個番茄植株中占很大比例，根中磷元素的積累量相對較少。番茄生長前期葉中磷元素積累量迅速增加，根和莖中磷元素積累量減少，這說明在番茄植株生長前期磷元素大部分向葉片中轉(zhuǎn)移。在6月7日后莖中磷元素積累量不斷增加，葉片中磷元素積累量快速減少，這說明在生長后期葉片中的磷元素向莖中轉(zhuǎn)移。而根中磷元素積累量基本保持在同一水平，這說明營養(yǎng)液中的磷經(jīng)過根系的吸收傳遞到莖中再到葉的過程中要快速地吸收養(yǎng)分以保持自身磷元素的積累量。

2.5 不同營養(yǎng)液濃度對溫室番茄莖粗的影響 從圖8可以看出，營養(yǎng)液濃度升高時番茄直徑不斷增加，各濃度之間的莖粗有較大差異。每組植株的莖粗隨著植株的生長不斷增加，在T4濃度下番茄莖粗增加最快。這說明在 T4和T5營養(yǎng)液濃度下，T4濃度比T5濃度的營養(yǎng)液對番茄生長更有優(yōu)勢。

3 結(jié)論

該研究通過對不同營養(yǎng)液濃度對溫室番茄生長發(fā)育中磷分配規(guī)律以及磷元素積累量的研究，結(jié)果表明，磷元素在植株根、莖、葉中的變化趨勢基本上均隨著番茄植株生長，磷含量均表現(xiàn)為微弱降低。而不同處理組之間根、莖、葉中磷含量的變化一致，根據(jù)不同處理組的比較可以發(fā)現(xiàn)在營養(yǎng)液中磷含量較低時植株各個器官中的磷含量也較低，營養(yǎng)液中磷含量較高時植株各個器官中的磷含量也較高。根據(jù)磷元素積累量的研究發(fā)現(xiàn)在低濃度時各器官中磷元素積累量保持在較低水平，根和葉的生長時期相對于莖的生長要早，可以了解番茄植株在不同時期各個器官生長旺盛的時間段。當(dāng)營養(yǎng)液達(dá)到一定濃度時，磷水平達(dá)到較高水平（T5）時，各器官中的磷元素與磷元素積累量均低于T4組，高水平的營養(yǎng)液會抑制植物的生長。