摘 要:【目的】研究鎂肥施用次數(shù)及分配比例對石灰性土壤條件下加工番茄生長發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,篩選出適宜加工番茄的鎂肥施用方案。
【方法】選擇加工番茄品種金番3166為研究對象,設(shè)置4個處理:(1)DS3O:滴施3次+“前重”(苗期施用50%的硫酸鎂);(2)DS3E:滴施3次+“后重”(膨大期施用50%的硫酸鎂);(3)DS6O:滴施6次+“前重”;(4)DS6E:滴施6次+“后重”。
【結(jié)果】施用次數(shù)鎂肥(6次)和鎂肥后期施用比例高(“后重”)能顯著增加加工番茄的莖粗、葉片葉綠素含量和干物質(zhì)積累量;同一時期鎂肥用量越大(鎂肥分配比例大)則增加加工番茄果實中氮和鎂含量;提高鎂肥滴施次數(shù)及鎂肥后期施用比例高(“后重”)時顯著增加加工番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)。
【結(jié)論】硫酸鎂總用量為450 kg/hm2(滴施6次)及分配比例為“后重”時(DS6E)加工番茄產(chǎn)量最高并且品質(zhì)最優(yōu)。
關(guān)鍵詞:鎂肥;加工番茄;產(chǎn)量;品質(zhì)
中圖分類號:S641.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1001-4330(2024)04-0916-10
0 引 言
【研究意義】增施鎂肥可以提高加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì),根據(jù)加工番茄不同生育期對鎂的需求從而合理施用鎂肥,從滿足加工番茄對鎂的需求以提高鎂肥利用率。分析鎂肥施用次數(shù)及比例對石灰性土壤條件下加工番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響,為加工番茄生產(chǎn)科學(xué)施用鎂肥提供依據(jù)。
【前人研究進(jìn)展】新疆加工番茄生產(chǎn)能力為全國的90%以上[1-5]。加工番茄作為一種喜鎂作物,即使在石灰性土壤中增施鎂肥仍能夠提高產(chǎn)量和品質(zhì),莖和葉于膨大期對鎂吸收量較其他生育期增加[6-8],滴灌技術(shù)能夠準(zhǔn)確地將作物所需的水肥輸送至根區(qū)[9,10],對作物營養(yǎng)元素的最大效率期調(diào)整施肥次數(shù)及比例,達(dá)到節(jié)水、節(jié)肥、增產(chǎn)、省力的效果有重要意義?!颈狙芯壳腥朦c】目前有關(guān)石灰性土壤條件下施用鎂肥對加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究相對較少,關(guān)于鎂肥施用次數(shù)和分配比例對加工番茄的影響文獻(xiàn)還鮮有報道。需要研究鎂肥施用策略對加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響?!緮M解決的關(guān)鍵問題】加工番茄品種為金番3166,硫酸鎂施用共設(shè)置4個處理,研究鎂肥滴施次數(shù)和分配比例對加工番茄生理生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,為進(jìn)一步提高鎂肥在加工番茄產(chǎn)量與品質(zhì)提升提供依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材 料
試驗于2022年在新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第八師147團(tuán)17連(44°52′ N,86°04′ E)進(jìn)行。
前茬作物為大豆,土壤類型為灌耕灰漠土,質(zhì)地為中壤土。土壤耕層基本理化性狀為pH值 8.35,有機(jī)質(zhì)13.55 g/kg,全氮1.43 g/kg,堿解氮63.28 mg/kg,速效磷23.15 mg/kg,速效鉀346.25 mg/kg,有效性鈣92.65 cmol/kg,有效性鎂3.28 cmol/kg,水溶性鈣83 g/kg,水溶性鎂 60 g/kg。供試加工番茄品種為金番3166(晚熟、高產(chǎn)、硬度大)。鎂肥選用硫酸鎂,含Mg 8%(MgSO4)。
1.2 方 法
1.2.1 試驗設(shè)計
采用田間小區(qū)試驗,硫酸鎂總用量均為450 kg/hm2,50%的硫酸鎂在苗期施用稱“前重”;50%的硫酸鎂在膨大期施用稱“后重”;分為滴施次數(shù)(3次和6次)和分配比例(“前重”和“后重”),設(shè)置4個處理:
(1)DS3O:滴施3次+“前重”(50%的硫酸鎂在苗期施用);(2)DS3E:滴施3次+“后重”(50%的硫酸鎂在膨大期施用);(3)DS6O:滴施6次+“前重”;(4)DS6E:滴施6次+“后重”。每個處理重復(fù)3次,小區(qū)長30 m,寬1.75 m,小區(qū)面積為52.5 m2。采用膜下滴灌,1膜2行,地膜寬1.45 m,行寬0.3 m,株距0.3 m,2 600株/667m2,2022年5月5日移栽至大田,并采摘2022年8月20日果實樣品測產(chǎn)。其他田間管理與當(dāng)?shù)丶庸し压芾硪恢隆1?
于加工番茄幼苗3~4片真葉時移栽到大田,移栽時灌足水,以保證加工番茄幼苗成活率,中耕3次,灌溉方式為滴灌,生育期內(nèi)水肥同步進(jìn)行,提前在施肥罐中倒入肥料并攪拌均勻,肥料隨灌溉一起滴入作物根系附近,整個生育期內(nèi)共灌水11次,灌水周期為7~10 d。氮肥為尿素CO(NH2)2(N質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%),總量為300 kg/hm2;磷肥為磷酸一銨NH4H2PO4(P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60.5%),總量為200 kg/hm2;鉀肥為硫酸鉀(K2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%),總量為120 kg/hm2。
1.2.2 測定指標(biāo)
1.2.2.1 樣品采集
每個處理選取一個定點觀測加工番茄區(qū)域,用于測定株高、莖粗和葉片葉綠素。于加工番茄苗期、開花期、坐果期、膨大期和成熟期進(jìn)行采集樣品,每個處理隨機(jī)選取5株,先用清水沖洗,再用純凈水洗凈,按照莖、葉和果分開,于105 ℃殺青30 min,75 ℃下烘干至恒重,用于測定生物量和養(yǎng)分。2022年8月20日采摘果實樣品并測定產(chǎn)量。
1.2.2.2 測定指標(biāo)
(1)植株生長和生理指標(biāo)
株高采用卷尺:每個小區(qū)隨機(jī)選取10株定點觀測,測量高度以地面至生長點的高度為準(zhǔn);莖粗采用游標(biāo)卡尺測定:莖粗以植株第一片葉以上l cm為準(zhǔn),用游標(biāo)卡尺測定。葉片葉綠素含量采用無水乙醇-紫外分光光度計法[11]測定:清除葉片表面灰塵,采集上端第3片葉子,剪碎混勻,使用乙醇法,用電子天平準(zhǔn)確稱0.2 g番茄葉片,無損地放入有塞的刻度試管中,加入20 mL無水乙醇,室溫下(10~30℃)放暗處提取,至葉片完全變白后取上清液,用分光光度計測定470、649和665 nm的吸光值,計算得到葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素及葉綠素總量。
Ca=13.95×A665-6.88×A649.(1)
Cb=24.96×A649-7.32×A665.(2)
CC=(1 000×A470-2.05×Ca-114.8×Cb)/245.(3)
A=(n×C×N)/W.(4)
式中,Ca、Cb分別為葉綠素a和b的濃度(mg/L);CC為類胡蘿卜素的總濃度(mg/L);A665、A649和A470分別為葉綠體色素提取液在波長665 nm、649 nm 和470 nm下的吸光度;A為葉綠體色素的含量(mg/g);C為色素的濃度(mg/L);n為提取液體積(mL);N為稀釋倍數(shù);W為樣品鮮重(g)。
(2)植株干物質(zhì)重和養(yǎng)分含量
采用烘干稱重法測定干物質(zhì);采用H2SO4-H2O2消煮,奈氏比色法測定[12]植株全氮;采用H2SO4-H2O2消煮,釩鉬黃比色法測定[12]植株全磷;采用H2SO4-H2O2消煮,火焰光度計法[12]測定植株全鉀;采用灰化-EDTA配合滴定法測定[12]植株全鈣和全鎂。
(3)果實產(chǎn)量和品質(zhì)
加工番茄成熟后,各小區(qū)隨機(jī)選擇3個點,每個點面積為6.67m2測產(chǎn),記錄測產(chǎn)區(qū)內(nèi)加工番茄總株數(shù)和單株果數(shù),計算平均單果重,總產(chǎn)量=小區(qū)內(nèi)果實總重×100。
每個處理隨機(jī)選取30個成熟度一致的果實測定品質(zhì)。采用手持糖度計測定可溶性固形物;采用蒽酮比色法測定[13]可溶性糖含量;采用氫氧化鈉滴定法測定[13]可滴定酸含量;采用2,6-二氯酚靛酚法測定[13]VC含量;采用水楊酸-硫酸法測定[11]硝酸鹽含量。
1.3 數(shù)據(jù)處理
試驗數(shù)據(jù)處理及繪制圖表采用Excel 2022(Microsoft Office, Redmond, USA)軟件進(jìn)行處理,用SPSS 26.0(Statistical, Product and Service Solutions, Chicago, USA)軟件進(jìn)行單因素方差(ANOVA)分析,圖表繪制采用Origin 2023(Origin Lab, Massachusetts, USA)。
2 結(jié)果與分析
2.1 滴施次數(shù)和分配比例對加工番茄株高影響
2.1.1 株高和莖粗
研究表明,加工番茄定植后108 d株高達(dá)到最高值。定植后31 d時“前重”處理加工番茄株高較“后重”處理均顯著增加,“前重”處理間無顯著差異。定植后50 d和88 d時“前重”處理株高和“后重”處理無顯著差異。定植后108 d時滴施6次處理株高較滴施3次處理顯著增加,其中DS6O處理株高最高。圖1
加工番茄定植后108 d加工番茄莖粗達(dá)到最高值。定植后31 d時“前重”處理加工番茄莖粗較“后重”處理均顯著增加,“前重”處理間無顯著差異。定植后50和88 d時“前重”處理株高和“后重”處理無顯著差異。定植后108 d時DS6E處理較其他處理分別顯著增加3.55%、1.98%和2.91%。圖2
2.1.2 干物質(zhì)量
研究表明,隨著生育期的推進(jìn),開花期“前重”處理莖干物質(zhì)積累量顯著高于“后重”處理,處理間葉片干物質(zhì)積累量無顯著差異。坐果期時施肥處理對莖、葉和果干物質(zhì)積累量均無顯著差異。膨大期“后重”處理果實干物質(zhì)積累量較“前重”處理顯著增加,滴施次數(shù)對加工番茄干物質(zhì)量無顯著差異。表2
2.1.3 葉綠素
研究表明,葉片葉綠素含量隨生育期的推進(jìn)表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。開花期時DS6O處理加工番茄葉片葉綠素b含量和其他處理相比顯著增加,“前重”處理葉綠素總含量顯著高于“后重”處理。坐果期時“前重”處理葉片葉綠素b含量顯著高于“后重”處理。膨大期“后重”處理葉片葉綠素含量和其他處理相比顯著增加。表3
2.2 養(yǎng)分吸收
2.2.1 莖稈中養(yǎng)分含量
研究表明,隨著生育期的推進(jìn),加工番茄莖中氮、鉀、鈣和鎂含量表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢,磷含量基本不變。膨大期時不同處理加工番茄莖中氮、鈣和鎂含量存在顯著差異,磷和鉀含量無顯著差異。膨大期時改變鎂肥滴施次數(shù)和分配比例增加莖中氮和鎂的含量,減少鈣的含量,對磷和鉀含量無顯著影響,其中鎂肥滴施6次和“后重”處理(DS6E)莖中鈣含量較其他處理顯著降低,鎂含量較其他處理顯著增加。表4
2.2.2 葉片中養(yǎng)分含量
研究表明,隨著生育期的推進(jìn),加工番茄葉片中氮、鉀、鈣和鎂含量表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢,磷含量基本不變。膨大期時不同處理加工番茄葉片中鉀、鈣和鎂含量存在顯著差異,氮和磷含量無顯著差異。膨大期時各處理葉片中氮和磷含量無顯著差異,即改變鎂肥滴施次數(shù)和分配比例對葉片氮和磷含量無顯著影響,“后重”處理葉片鉀和鎂含量顯著高于“前重”處理,“后重”處理葉片鈣含量顯著低于“前重”處理。鎂肥滴施次數(shù)相同時,“后重”處理葉片中鈣含量顯著降低;滴施次數(shù)相同時,分配比例為“后重”時葉片中鎂含量增加。表5
2.2.3 果實中養(yǎng)分含量
研究表明,隨著生育期的推進(jìn),加工番茄果實中氮含量、鉀含量、鈣含量和鎂含量表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢,磷含量基本不變。膨大期不同處理加工番茄果實中氮、鈣和鎂含量存在顯著差異,磷和鉀含量無顯著差異。膨大期時“后重”處理果實中氮和鎂含量較“前重”處理顯著增加,而鈣含量降低。改變鎂肥滴施次數(shù)和分配比例對果實磷和鉀含量無顯著影響。表6
2.3 產(chǎn)量及品質(zhì)
研究表明,DS6E處理加工番茄產(chǎn)量和單株果數(shù)最高,和其他處理相比差異顯著;DS3E處理加工番茄單株重和其他處理相比差異顯著。滴施次數(shù)為3次時,“后重”處理(DS3E)產(chǎn)量最高;滴施次數(shù)為6次時,“后重”處理(DS6E)產(chǎn)量最高。表7
研究表明,“后重”處理加工番茄果實可溶性固形物較“前重”處理顯著增加,滴施6次處理可溶性固形物較滴施6次處理增加。各處理果實硝酸鹽含量無顯著差異。DS6E處理VC含量顯著增加,滴施次數(shù)較多和分配在“后重”時,加工番茄果實VC和可溶性糖含量均顯著增加?!昂笾亍碧幚砑庸し压麑嵖傻味ㄋ岷枯^“前重”處理顯著降低,滴施6次處理可滴定酸含量較滴施6次處理降低。DS6E處理果實糖酸比最高,果實成熟度較高。表8
3 討 論
3.1
加工番茄對鎂反應(yīng)較敏感,基施在石灰型土壤中增施鎂肥仍能提高加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)[14]。施鎂增加植株地上部的生長和葉片葉綠素含量[15]。試驗結(jié)果表明,滴施次數(shù)為6次并且分配比例為“后重”時顯著增加加工番茄的株高和莖粗,可能是滴施次數(shù)多時土壤有效鎂含量在滴施后一段時間內(nèi)保持較高峰值,同時加工番茄膨大期對鎂吸收量增加。隨著加工番茄生育期的推進(jìn),株高在果實膨大期達(dá)到最高值,莖粗在收獲期達(dá)到最大值,株高在果實膨大期時最高是由于成熟期果實較重導(dǎo)致略微降低,低于果實膨大期是正?,F(xiàn)象。柑橘和番茄等多種植株的葉綠素含量與鎂含量呈顯著正相關(guān),在一定范圍內(nèi)鎂肥用量和植物葉片葉綠素含量呈正相關(guān),葉片葉綠素含量增加可以提高植物的光合效率和累積光合效應(yīng),增加光合產(chǎn)物[16-18]。試驗有相似的結(jié)果,增施硫酸鎂能增加加工番茄葉片葉綠素含量,膨大期時比例為“后重”時顯著增加葉片葉綠素含量,膨大期時“后重”葉片葉綠素含量較“后輕”(即“前重”)處理顯著增加。石灰性土壤上增施鎂肥能促進(jìn)葡萄的生長和干物質(zhì)積累[19]。試驗表明增施鎂肥可以增加加工番茄干物質(zhì)積累量,在同一施肥量下,硫酸鎂滴施次數(shù)為6次及分配比例為“后重”時顯著增加加工番茄的干物質(zhì)積累量。在同一施肥量下,施肥比例為“后重”時加工番茄顯著增加加工番茄干物質(zhì)積累量。干物質(zhì)積累量增加部分主要是果實干物質(zhì)積累量,莖和葉干物質(zhì)積累量無顯著變化。
3.2
加工番茄幼苗移栽至開花前,對養(yǎng)分需求量小,開花后逐漸增加,果實膨大期是營養(yǎng)元素的最大效率期,對養(yǎng)分需求量加倍增加,水分和養(yǎng)分供給是否充足決定果實的發(fā)育狀況[20-26]。試驗表明在加工番茄果實膨大期增加鎂肥供應(yīng)比例(即“后重”)和“前重”相比顯著增加產(chǎn)量和品質(zhì),在鎂元素的最大效率期(即加工番茄為果實膨大期)增加鎂肥施用比例顯著提高鎂肥利用率。試驗表明隨著生育期的不斷推進(jìn),加工番茄各器官氮、鉀、鈣和鎂含量表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢,加工番茄各器官磷含量基本不變,和加工番茄對氮、鉀、鈣和鎂的吸收規(guī)律相似[27]。施肥量相同時施肥次數(shù)越多,鈣含量越低;施肥次數(shù)相同時,比例為“后重”時鎂含量越高。整個生長周期加工番茄各器官中的鈣和鎂表現(xiàn)為拮抗作用,鎂肥用量多時,加工番茄各器官對鎂吸收更多同時抑制對鈣的吸收,和前人研究結(jié)果相似[28,29]。
施用鎂肥可以促進(jìn)番茄對于鎂的吸收,增加加工番茄產(chǎn)量同時提升果實品質(zhì)[30]。試驗表明改變鎂肥滴施次數(shù)及分配比例能更好的增加番茄產(chǎn)量和提高果實品質(zhì),提高鎂肥的施用效果。鎂肥滴施6次及分配比例為“后重”時加工番茄產(chǎn)量得到提高,其中分配比例為“后重”加工番茄果實產(chǎn)量較“前重”相比顯著增加。鎂肥滴施6次和比例為“后重”時顯著增加加工番茄可溶性固形物、VC、可溶性糖含量和糖酸比,降低可滴定酸含量,內(nèi)在品質(zhì)得到提升。分配比例為“后重”處理時加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)提高可能是因為滿足加工番茄在膨大期時對養(yǎng)分和水分的需求,對于鎂的吸收積累量更多,提高了葉片光合作用的強(qiáng)度,延長了葉片光合作用的時間,提高源庫,提供給果實更多的營養(yǎng)物質(zhì)。
4 結(jié) 論
4.1
改變鎂肥滴施次數(shù)和分配比例影響加工番茄生長生理。滴施6次和分配比例為“后重”時能顯著增加加工番茄莖粗、葉片葉綠素含量和干物質(zhì)積累量;分配比例為“后重”時顯著增加加工番茄株高。
4.2
同一時期鎂肥用量越大(鎂肥分配比例大),增加加工番茄葉片中鉀和鎂含量,減少鈣含量,對氮和磷含量無顯著影響。鎂肥分配比例相同,滴施6次時加工番茄果實鈣含量較低且鎂含量較高;滴施次數(shù)相同,比例為“后重”時果實鎂含量更高。
4.3
改變鎂肥分配比例可以提高加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)。鎂肥分配比例為“后重”時加工番茄產(chǎn)量較高;分配比例為“后重”時,滴施6次顯著提高加工番茄產(chǎn)量。鎂肥滴施6次和分配比例為“后重”時,果實可溶性固形物、VC、可溶性糖含量和糖酸比顯著增加,硝酸鹽含量降低。
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