茄屬雜草秸稈對(duì)樹番茄苗生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響

摘要：為探究不同茄屬雜草秸稈對(duì)果樹生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響，通過盆栽試驗(yàn)，研究了4種茄屬雜草龍葵（Solanum nigrum）、黃果龍葵（Solanum diphyllum）、紅果龍葵（Solanum alatum）和矮株龍葵（Solanum nigrum var. humile）秸稈對(duì)樹番茄（Cyphomandra betacea）幼苗生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響。結(jié)果表明，矮株龍葵秸稈和龍葵秸稈處理在一定程度上增加了樹番茄幼苗的生物量及光合色素（葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素）含量，其余2種秸稈處理的影響不顯著。黃果龍葵秸稈和龍葵秸稈處理提高了樹番茄幼苗的超氧化物歧化酶活性，其余2種秸稈處理的影響則起降低的作用。4種茄屬雜草秸稈處理對(duì)樹番茄幼苗的過氧化物酶活性、過氧化氫酶活性和可溶性蛋白含量的影響不顯著或起降低的作用。黃果龍葵秸桿處理提高了樹番茄幼苗的全氮、全磷和全鉀含量，其余3種秸稈處理的影響不顯著或在一定程度上起降低的作用。

關(guān)鍵詞：樹番茄（Cyphomandra betacea）； 茄屬雜草秸稈； 生長(zhǎng)； 養(yǎng)分吸收

中圖分類號(hào)：S641；S141.4" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2023）07-0084-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.07.015 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： To explore the effects of different Solanum spp. weeds straws on the growth and nutrient absorption of fruit trees， the effects of four Solanum spp. weeds （Solanum nigrum， Solanum diphyllum， Solanum alatum and Solanum nigrum var. humile） straws on the growth and nutrient absorption of Cyphomandra betacea seedlings were studied through a pot experiment. The results showed that the straws of Solanum nigrum var. humile and Solanum nigrum treatments increased the biomass and photosynthetic pigments （chlorophyll a， chlorophyll b， total chlorophyll and carotenoids） contents of Cyphomandra betacea seedlings to a certain extent， and the other two straws treatments had no significant effects. The straws of Solanum diphyllum and Solanum nigrum treatments enhanced the superoxide dismutase activity of Cyphomandra betacea seedlings， and the other two straws treatments had reducing effects. The straws of four Solanum spp. weeds treatments had no significant effects or reducing effects on the peroxidase activity， catalase activity and soluble protein content of Cyphomandra betacea seedlings. The straw of Solanum diphyllum treatment increased the total nitrogen， total phosphorus and total potassium contents in Cyphomandra betacea seedlings， and the other three straws treatments had no significant effect or reducing effects to a certain extent.

Key words： Cyphomandra betacea； Solanum spp. weed straw； growth； nutrient absorption

秸稈還田作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的一種農(nóng)藝方法，被普遍接受和應(yīng)用。秸稈作為一種生物質(zhì)資源，在抑制土傳病害［1］、對(duì)作物提質(zhì)增產(chǎn)等方面皆有重要作用［2，3］。秸稈中含有大量的營(yíng)養(yǎng)元素，還田并經(jīng)過腐熟作用后會(huì)使養(yǎng)分迅速礦化，平衡耕作層中的氮、磷、鉀以及其他元素［4-6］，同時(shí)還有利于改善土壤的理化性質(zhì)［7］。植物秸稈含有較多化感物質(zhì)，其隨著秸稈腐爛分解而釋放出來(lái)，被周圍活體植物吸收［8］，產(chǎn)生化感作用［9］。例如，當(dāng)植物秸稈腐爛分解時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸，并在一定程度上促進(jìn)［10］或抑制［11］周圍植物的生長(zhǎng)。

樹番茄（Cyphomandra betacea）是茄科樹番茄屬的一種常綠果樹，原產(chǎn)南美洲，其果實(shí)營(yíng)養(yǎng)豐富，具有較高的食用價(jià)值和觀賞價(jià)值［12］。茄屬雜草種類眾多，包括龍葵（Solanum nigrum）、黃果龍葵（Solanum diphyllum）、紅果龍葵（Solanum alatum）和矮株龍葵（Solanum nigrum var. humile）等，常作為超富集植物，抗性較強(qiáng)［13-16］。有研究發(fā)現(xiàn)，一些茄屬雜草秸稈對(duì)農(nóng)作物存在著化感作用［17，18］。然而，有關(guān)茄屬雜草秸稈對(duì)果樹生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的研究甚少。鑒于此，本研究以4種茄屬雜草（龍葵、黃果龍葵、紅果龍葵和矮株龍葵）秸稈和樹番茄幼苗為材料，研究了茄屬雜草秸稈對(duì)樹番茄幼苗生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的影響，以期篩選出能夠促進(jìn)樹番茄幼苗生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收的茄屬雜草種類，為樹番茄的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)用土為潮土，取自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)周邊農(nóng)田。

龍葵種子采集于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)周邊農(nóng)田，黃果龍葵和紅果龍葵種子采集于甘肅省張掖市，矮株龍葵種子采集于四川省雅安市漢源縣。2020年5月，將4種茄屬雜草種子種植于四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)，用于收集秸稈。2020年9月，將收集到的4種茄屬雜草秸稈分別于110 ℃殺青15 min，75 ℃烘干至恒重，剪成小段（1～2 cm長(zhǎng)），備用。

樹番茄種子取自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)1株5年生樹番茄的成熟果實(shí)，于2021年3月撒播于裝有珍珠巖的穴盤中育苗，每周澆灌1次霍格蘭營(yíng)養(yǎng)液，待樹番茄幼苗長(zhǎng)至3～4片真葉時(shí)移栽。

1.2 方法

試驗(yàn)于2021年4—6月在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成都校區(qū)進(jìn)行。2021年4月，稱取3.0 kg土壤裝于21 cm×20 cm（直徑×高）的塑料盆內(nèi)，然后按每盆6 g的量（即每千克土施2 g）將不同茄屬雜草秸稈施入盆中，混勻。澆透水，并保持土壤濕潤(rùn)。7 d后，將長(zhǎng)勢(shì)一致的樹番茄幼苗移栽至盆中，每盆3株，均勻分布在盆中。試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)處理，即未施用、施用龍葵秸稈、施用黃果龍葵秸稈、施用紅果龍葵秸稈和施用矮株龍葵秸稈，每個(gè)處理重復(fù)3次，每盆為1次重復(fù)，共計(jì)15盆。每天澆水以保證土壤的田間持水量維持在80%左右。

2個(gè)月后（2021年6月），選取第5片成熟葉片用于測(cè)定光合色素（葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素）含量、抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性和可溶性蛋白質(zhì)含量。光合色素含量采用丙酮-乙醇提取法測(cè)定，分別在663、645、652、470 nm處測(cè)定葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素含量［19］。采用氮藍(lán)四唑（NBT）法測(cè)定SOD活性，采用愈創(chuàng)木酚比色法測(cè)定POD活性，采用紫外分光光度法測(cè)定CAT活性，采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量［19］。之后，整株收獲，用自來(lái)水洗凈，再用去離子水沖洗，于115 ℃殺青15 min，80 ℃烘干至恒重后，用千分之一電子天平稱重測(cè)定生物量（干重），粉碎，過100目篩用于測(cè)定養(yǎng)分（氮、磷和鉀）含量。采用凱氏定氮法測(cè)定植物全氮含量，采用鉬銻抗比色法測(cè)定植物全磷含量，火焰光度法測(cè)定植物全鉀含量［19］。將土壤自然風(fēng)干，過1 mm篩，采用pH計(jì)測(cè)定土壤pH，采用擴(kuò)散皿法測(cè)定土壤堿解氮含量，采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測(cè)定土壤有效磷含量，采用醋酸胺提取-火焰光度法測(cè)定土壤速效鉀含量［19］。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 19.0軟件數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析（Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較）。養(yǎng)分轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)=地上部分某養(yǎng)分含量/根系養(yǎng)分含量［20］。

2 結(jié)果與分析

2.1 茄屬雜草秸稈對(duì)樹番茄幼苗生物量的影響

從表1可以看出，與未施用處理相比，施用矮株龍葵秸稈、龍葵秸稈和紅果龍葵秸稈顯著增加了樹番茄幼苗的根系生物量，分別增加了12.97%、14.73%和7.86%，而施用黃果龍葵秸稈處理的影響與未施用處理之間差異不顯著。就地上部分生物量而言，施用矮株龍葵秸稈和龍葵秸稈顯著增加了樹番茄幼苗的地上部分生物量，分別較未施用處理增加了14.51%和14.90%，其余處理的影響與未施用處理之間差異不顯著或降低了地上部分生物量。施用紅果龍葵秸稈處理與未施用處理相比顯著提高了樹番茄幼苗的根冠比，但其余3個(gè)處理的影響與未施用處理之間差異不顯著。

2.2 茄屬雜草秸稈對(duì)樹番茄幼苗光合色素含量的影響

由表2可知，與未施用處理相比，施用龍葵秸稈處理顯著提高了樹番茄幼苗的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素及葉綠素總量含量，分別比未施用提高了7.18%、10.41%、10.89%和8.03%。其余3種秸稈對(duì)樹番茄幼苗光合色素含量的影響不顯著。

2.3 茄屬雜草秸稈對(duì)樹番茄幼苗抗氧化酶活性的影響

由表3可知，與未施用處理相比，施用黃果龍葵秸稈和龍葵秸稈處理均顯著提高了樹番茄幼苗的SOD活性，其余2種秸稈處理則顯著降低了樹番茄幼苗的SOD活性。施用矮株龍葵秸稈處理對(duì)樹番茄幼苗的POD活性、CAT活性和可溶性蛋白質(zhì)含量影響與未施用處理之間差異不顯著。與未施用處理相比，施用黃果龍葵秸稈、龍葵秸稈和紅果龍葵秸稈處理則顯著降低了樹番茄幼苗的POD活性、CAT活性和可溶性蛋白質(zhì)含量。

2.4 茄屬雜草秸稈對(duì)樹番茄幼苗全氮含量的影響

由表4可知，與未施用處理相比，施用黃果龍葵秸稈和龍葵秸稈處理均顯著提高了樹番茄幼苗的根系全氮含量，分別提高了32.87%和26.38%，其余2種秸稈的影響不顯著或起降低的作用；施用黃果龍葵秸稈顯著提高了樹番茄幼苗的地上部分全氮含量，其余3種秸稈的影響不顯著或起降低的作用。就轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)而言，與未施用處理相比，4種茄屬雜草秸稈均顯著降低了樹番茄幼苗的全氮轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。

2.5 茄屬雜草秸稈對(duì)樹番茄幼苗全磷含量的影響

由表5可知，與未施用處理相比，施用黃果龍葵秸稈和矮株龍葵秸稈處理均顯著提高了樹番茄幼苗的根系全磷含量，分別提高了15.20%和11.91%，其余2種秸稈的影響不顯著或起降低的作用；施用黃果龍葵秸稈處理顯著提高了樹番茄幼苗的地上部分全磷含量，其余3種秸稈處理的影響不顯著或起降低的作用。就轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)而言，與未施用處理相比，施用黃果龍葵秸稈、矮株龍葵秸稈和龍葵秸稈處理均對(duì)樹番茄幼苗的全磷轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)影響不顯著，而施用紅果龍葵秸稈處理則顯著降低了樹番茄幼苗的全磷轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。

2.6 茄屬雜草秸稈對(duì)樹番茄幼苗全鉀含量的影響

由表6可知，與未施用處理相比，施用黃果龍葵秸稈處理均顯著提高了樹番茄幼苗根系和地上部分的全鉀含量，分別提高了17.45%和14.93%，其余3種秸稈處理則顯著降低了樹番茄幼苗根系和地上部分的全鉀含量。就轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)而言，施用黃果龍葵秸稈處理對(duì)樹番茄幼苗處理的全鉀轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)影響不顯著，而施用矮株龍葵秸稈、龍葵秸稈和紅果龍葵秸稈處理則顯著提高了樹番茄幼苗的全鉀轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)。

2.7 茄屬雜草秸稈對(duì)土壤pH及有效態(tài)養(yǎng)分含量的影響

由表7可知，與未施用處理相比，施用矮株龍葵秸稈處理顯著提高了土壤pH，施用龍葵秸稈處理對(duì)土壤pH的影響不顯著，而施用黃果龍葵秸稈和紅果龍葵秸稈處理則均顯著降低了土壤pH；4種茄屬雜草秸稈處理顯著降低了土壤堿解氮含量或?qū)ζ溆绊懖伙@著；施用黃果龍葵秸稈處理顯著提高了土壤有效磷含量和速效鉀含量，其余3種秸稈處理則均顯著降低了土壤有效磷含量和速效鉀含量。

3 小結(jié)與討論

植物秸稈還入土壤后，秸稈自身含有的各種礦質(zhì)元素及有機(jī)物會(huì)隨著腐爛釋放于土壤中，經(jīng)由土壤作用于植物根系后，會(huì)產(chǎn)生化感作用［8］，影響植株生長(zhǎng)及養(yǎng)分吸收［2，21］，并且改變土壤結(jié)構(gòu)、提升土壤肥力、促進(jìn)養(yǎng)分循環(huán)［5，7］。當(dāng)植物秸稈腐爛和分解時(shí)，會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸［10，11］，并在一定程度上植物根系的生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生化感抑制作用，最終導(dǎo)致植物地上部的生長(zhǎng)受到抑制［11］。本試驗(yàn)研究表明，施用矮株龍葵秸稈和龍葵秸稈處理提高了樹番茄幼苗的生物量，說(shuō)明這2種秸稈處理能夠促進(jìn)樹番茄的生長(zhǎng)，可能與秸稈所釋放的化感物質(zhì)的刺激作用有關(guān)［17］。然而，施用黃果龍葵秸稈和紅果龍葵秸稈處理在一定程度上對(duì)樹番茄幼苗的生物量沒有顯著影響，說(shuō)明這2種秸稈不能促進(jìn)或抑制樹番茄的生長(zhǎng)，其秸稈所釋放的化感物質(zhì)可能對(duì)樹番茄沒有刺激作用。

葉綠素含量的高低在一定程度上反映了葉片光合能力的強(qiáng)弱，直接影響植物的生長(zhǎng)［22］。王霞等［23］研究發(fā)現(xiàn)，適宜比例的辣椒秸稈作為基質(zhì)對(duì)西瓜幼苗光合色素的產(chǎn)生有促進(jìn)作用。本試驗(yàn)研究表明，只有施用龍葵秸稈處理顯著提高了樹番茄幼苗的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素及葉綠素總量含量，其余3種秸稈對(duì)樹番茄幼苗光合色素含量的影響均不顯著，說(shuō)明龍葵秸稈釋放的化感物質(zhì)［24］可能能夠促進(jìn)樹番茄幼苗光合色素的合成與積累，而其余秸稈的化感物質(zhì)在這方面的表現(xiàn)不顯著。

在正常生理?xiàng)l件下，植物體內(nèi)抗氧化酶系統(tǒng)會(huì)定期清除植物體內(nèi)活性氧，使其處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)［25］。李志宏等［26］發(fā)現(xiàn)番茄秸稈含有的有機(jī)酸等化感物質(zhì)降低了自身幼苗的SOD、CAT活性。這些化感物質(zhì)通過對(duì)細(xì)胞膜透性、細(xì)胞膜防御系統(tǒng)產(chǎn)生損傷破壞，進(jìn)而對(duì)植物的抗氧化酶系統(tǒng)產(chǎn)生影響，對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生傷害［25］。本試驗(yàn)研究表明，只有施用黃果龍葵秸稈和龍葵秸稈提高了樹番茄幼苗的SOD活性，其余2種秸稈則降低了樹番茄幼苗的SOD活性。4種茄屬雜草秸稈對(duì)樹番茄幼苗的POD活性、CAT活性和可溶性蛋白質(zhì)含量影響不顯著或有降低作用。這些結(jié)果表明，施用茄屬雜草秸稈對(duì)樹番茄幼苗在一定程度上沒有產(chǎn)生脅迫作用。

秸稈進(jìn)入土壤后，腐爛的秸稈可釋放出一定的養(yǎng)分，從而增加土壤養(yǎng)分的含量［21，27］。同時(shí)，秸稈在腐爛過程中也會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸和化感物質(zhì)改變土壤的理化性質(zhì)，進(jìn)而影響土壤的養(yǎng)分有效性［28，29］。本試驗(yàn)研究表明，施用矮株龍葵秸稈處理提高了土壤pH，其余3種秸稈處理則影響不顯著或起降低的作用。4種茄屬雜草秸稈處理降低了土壤堿解氮含量或?qū)ζ溆绊懖伙@著。施用黃果龍葵秸稈處理提高了土壤有效磷含量和速效鉀含量，其余3種秸稈處理則降低了土壤有效磷和速效鉀含量或?qū)ζ溆绊懖伙@著。這些結(jié)果說(shuō)明，不同植物的秸稈對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響有差別，這與前人的研究結(jié)果一致，即由于土壤養(yǎng)分有效性含量的改變，從而導(dǎo)致植物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收受到影響［30］。本試驗(yàn)研究表明，黃果龍葵提高了樹番茄幼苗的全氮、全磷和全鉀含量，其余3種秸稈的影響不顯著或在一定程度上起降低的作用。這些研究結(jié)果與茄屬雜草秸稈對(duì)土壤有效態(tài)養(yǎng)分含量的影響基本一致，說(shuō)明茄屬雜草秸稈主要是通過改變土壤養(yǎng)分有效性的方式改變樹番茄幼苗對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收。因此，黃果龍葵秸稈處理能促進(jìn)樹番茄對(duì)養(yǎng)分的吸收。

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