噴施磷肥對櫻桃番茄品質和營養元素含量的影響

郭孝宇，路強，張宇涵，李玲子，宋紅霞

（山西農業大學園藝學院，山西 太谷 030801）

磷是植物必需的三大營養元素之一，與植物生長發育密切相關。磷能促使植物更好地進行光合作用，還可促進根系發育［1］。其用量對改善土壤磷素水平及作物產量有直接影響［2］，適量施用可以顯著提高作物產量與品質。菜農在生產中為了追求高產往往過量施肥［3］。磷是一種不可再生資源，過量施用會嚴重破壞土壤中營養元素的比例結構，浪費資源，降低其利用率，造成減產和品質下降等［4］。同時多余的磷素隨地表徑流和土壤侵蝕進入河流湖泊，導致水體富營養化［5，6］，造成環境污染。因此，研究并提高磷肥的利用效率對增加作物生產效益十分必要。

一方面，許多研究都涉及磷肥施用問題，其中以磷肥過量施用最為常見。在全面實施平衡施肥的情況下，普遍存在磷肥投入過量現象［7，8］。不同試驗處理磷肥的平衡指數均大于7，鉀肥的平衡指數均小于1，說明磷的利用率較低，鉀的利用率較高，生產上應減少磷肥的投入量，適當提高鉀肥的供給［9］。黃紹文等［10］調查發現，主要設施蔬菜N、P2O5和K2O施用總量平均值分別是各自推薦用量的1．9、5．4倍和1．6倍；主要露地蔬菜N、P2O5和K2O施用總量平均值分別是各自推薦用量的2．7、5．9倍和1．5倍［10］，其中P2O5占比明顯過高。趙偉等［11］研究發現，在基礎磷素含量較高的土壤上，設施蔬菜生產減磷潛力仍較大。李熹等［12］研究發現，常溫條件下，磷肥用量（P2O5）在0．20～0．85 g/kg范圍內，番茄株高、莖粗、葉片數均表現增加趨勢，用量超過0．85 g/kg開始下降。王超等［13］研究發現，將磷肥純養分量0．23 g/kg、鉀肥純養分量0．23 g/kg與氮肥處理相結合對櫻桃番茄生長較適宜。張彥才等［14］研究發現，隨著磷肥施用量的增加，土壤速效磷含量及番茄各組織含磷量相應增加；當P2O5用量達到0．53 g/kg、土壤速效磷含量在60～77 mg/kg時，較適宜番茄生長，番茄產量和單果重達最高。另一方面，許多研究證實葉面噴施磷肥在改善作物形態、生理特性及增產增效等方面作用顯著［15-17］。甜柿葉面噴施0．0017% ～0．0023%（以P2O5計，下同）的磷酸二氫鈣，可促進其營養生長，增加有效花量，降低病蟲害和落果，進而提高產量和品質［18］。小麥葉面噴施0．21%和0．36%磷酸二氫鉀后，其旗葉中三種抗氧化酶活性顯著升高，丙二醛含量降低，葉片衰老延緩［19］。玉米在孕穗期噴施磷酸二氫鉀較四葉及八葉期噴施的增產效果好，且以用量8 kg/hm2為宜［20］。菠菜可通過噴施0．07%磷酸二氫鉀以緩解鹽脅迫，提高葉片含水量和葉綠素含量，降低細胞質膜透性及電解質滲出率，進而提高干物質重［21，22］。

櫻 桃 番 茄（Lycopersicon esculentum var．cerasiforme）屬于普通番茄變種，具有較高的營養價值和獨特的風味，生產周期短，能填補因水果淡季造成的市場空缺，已成為水果消費的一個重要替代產品［23，24］。目前，關于磷肥對番茄生長影響的研究較少，葉面噴施磷肥對櫻桃番茄的研究尚未見報道。本研究采用盆栽試驗，選用京番粉星2號和京番彩星1號櫻桃番茄作為供試品種，探究噴施不同濃度磷肥對其果實性狀及品質的影響，旨在為櫻桃番茄磷肥高效施用提供理論依據。

1 材料與方法

1．1 試驗地概況及材料

試驗于2020年9月在山西農業大學園藝站日光溫室進行。栽培基質為草炭、蛭石、珍珠巖按2．8∶1∶1混合配制，基本理化性質如表1所示。供試櫻桃番茄品種為京番粉星2號和京番彩星1號，由京研益農種業科技有限公司生產。

表1 栽培基質基本理化性質

1．2 試驗設計及方法

試驗采用盆栽法，以NaH2PO4為磷肥來源，設置4個磷肥水平，分別為0（CK）、磷肥減施50%（P0．5，1．5‰的NaH2PO4溶液）、常規施磷（P1，3．0‰的NaH2PO4溶液）、磷肥增施100%（P2，6．0‰的NaH2PO4溶液）。重復3次，每重復8株。初花期上午9時對櫻桃番茄葉正背面噴施，噴施量以葉面滴水為宜。隨后每隔10 d噴施1次，共噴3次，其余均為常規管理。

1．3 測定指標及方法

1．3．1 果實性狀測定 櫻桃番茄最后一次噴施磷肥后一周，選取3株長勢一致的植株，用游標卡尺測量果實橫縱徑，計算其果型指數。收獲后統計果實產量并稱量單果重。

1．3．2 品質指標測定 采收櫻桃番茄第二穗成熟果實進行品質測定。可溶性固形物含量用手持式折光計測定，可溶性蛋白采用考馬斯亮藍G-250法測定，可滴定酸采用酸堿滴定法測定，可溶性糖采用蒽酮硫酸法測定［25］。番茄紅素采用石油醚浸提法測定，參考張連富等［26］的方法改進。

1．3．3 營養元素含量測定 每處理隨機選取6

個果實，將其切為小塊，105℃殺青30 min后80℃烘至恒重，之后用研缽充分研磨，過孔徑0．25 mm土壤篩。稱取0．2 g樣品，用濃H2SO4和H2O2混合液消煮［27］，采用鉬銻抗吸光光度法測定全磷含量，AA-6200原子吸收分光光度計測定K、Ca、Mg元素含量。

1．4 數據處理

試驗數據采用SPSS 20．0軟件進行統計分析及顯著性差異檢驗。采用Matlab R2019b熵權TOPSIS法對櫻桃番茄品質進行綜合評價。

2 結果與分析

2．1 噴施磷肥對櫻桃番茄果實性狀的影響

由表2可知，與CK相比，櫻桃番茄葉面噴施不同濃度磷肥均可增加果實縱徑和橫徑。其中對京番粉星2號縱徑影響不顯著，果實橫徑以P2處理最大，顯著大于CK；P0．5處理顯著提高京番彩星1號果實縱徑，較對照增加9．53%，果實橫徑P0．5與P2處理分別較對照顯著提高9．99%、12．39%。噴施磷肥對京番粉星2號果型指數無顯著影響，京番彩星1號果型指數除P2處理顯著降低外，其他處理與CK無顯著差異。京番粉星2號單果重以P1處理最大，較CK顯著提高10．72%，其他處理與CK差異不顯著；京番彩星1號單果重以P0．5處理最大，但與CK無顯著差異，P2處理單果重顯著降低。兩品種產量均在磷肥減施50%（P0．5）處理下達到最大，京番粉星2號與京番彩星1號分別較CK顯著增產18．45%和23．27%。

表2 噴施不同濃度磷肥對櫻桃番茄果實性狀的影響

2．2 噴施磷肥對櫻桃番茄品質的影響

2．2．1 對櫻桃番茄營養品質的影響 由圖1可知，兩品種櫻桃番茄果實番茄紅素含量均以P0．5處理最高，且顯著高于對照及其他噴磷處理，P2處理顯著低于其他處理。可溶性蛋白含量，京番粉星2號以P0．5處理最高，與CK及P2差異顯著；京番彩星1號以P2處理最高，其次為P0．5處理，二者差異不顯著，而顯著高于CK。施磷降低京番粉星2號VC含量，P0．5及P1處理顯著低于CK，P2與CK差異不顯著；對京番彩星1號VC含量則無顯著影響，僅P1處理略高于其他處理。

圖1 噴施不同濃度磷肥對櫻桃番茄果實營養品質的影響

2．2．2 對櫻桃番茄風味品質的影響 由圖2可知，噴施磷肥顯著影響櫻桃番茄果實可溶性固形物含量：京番粉星2號P0．5處理可溶性固形物含量最高，京番彩星1號以P1處理最高，均顯著高于CK及其他施磷處理，兩品種的P2處理均顯著低于其他處理。兩品種可溶性糖含量均以P2處理最高，但與CK及P0．5處理差異不顯著。低磷處理（P0．5）顯著降低兩品種可滴定酸含量，其他處理間無顯著差異。糖酸比除京番粉星2號P1處理較CK顯著降低外，其他處理間無顯著差異。這表明增施磷肥可提高櫻桃番茄風味品質，但效果不顯著。

圖2 噴施不同濃度磷肥對櫻桃番茄風味品質的影響

2．3 噴施磷肥對櫻桃番茄營養元素含量的影響

由圖3可知，增施磷肥櫻桃番茄果實磷含量增加，兩品種均在磷肥增施100%（P2）處理下磷含量最高且與CK差異達顯著水平。京番粉星2號磷肥減施50%（P0．5）處理磷含量較CK顯著提高，而常規施磷（P1）處理下磷含量與CK無顯著差異；京番彩星1號磷含量表現為對照與P0．5、P1處理均無顯著差異。

由圖4A可知，與CK相比，磷肥減施50%（P0．5）處理下京番粉星2號鉀含量顯著提高，常規施磷及增施100%處理顯著降低；Ca含量在常規施磷（P1）處理下顯著升高，但與磷肥減50%（P0．5）處理差異不顯著；Mg含量各處理間無顯著差異。由圖4B可知，磷肥減施50%（P0．5）處理下京番彩星1號鉀含量顯著高于其他處理，其他處理間差異不顯著；Ca和Mg含量均在磷肥增施100%（P2）處理下顯著高于CK，其他處理與CK無顯著差異。

圖3 噴施不同濃度磷肥對櫻桃番茄果實磷含量的影響

圖4 噴施不同濃度磷肥對櫻桃番茄果實K、Ca、Mg的影響

2．4 綜合評價噴施磷肥對櫻桃番茄品質的影響

2．4．1 熵權法分析噴施磷肥對櫻桃番茄品質的影響 評價櫻桃番茄品質的指標有很多，僅從單一指標難以判斷噴施磷肥對其品質的影響，因此需要將多個品質指標結合起來進行綜合評價。本試驗利用熵權法對果實縱徑、果實橫徑、果型指數、單果重、番茄紅素、可溶性蛋白、VC含量、可溶性固形物、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比和P、K、Ca、Mg含量共15個指標進行賦權，經計算得到櫻桃番茄評價指標和權重W、熵值E和信息熵冗余度D（表3）。根據權重計算得到京番粉星2號CK、P0．5、P1、P2處 理 下 綜 合 品 質 評 分 分 別 為38．58、65．38、45．62、35．35，京番彩星1號CK、P0．5、P1、P2處理下綜合品質評分分別為23．90、71．73、31．31、47．75。

2．4．2 熵權法和TOPSIS法結合分析噴施磷肥對櫻桃番茄品質的影響 由于噴施磷肥對櫻桃番茄各單一品質的影響均不同，本試驗綜合考慮并將熵權法和TOPSIS相結合，即用熵權法對櫻桃番茄各單一指標進行賦權，計算得到櫻桃番茄各指標權重W，再進一步通過TOPSIS法計算各處理的正理想解距離D+、負理想解距離D-及接近度Ci（表4）。接近度Ci值越高表示處理越理想，櫻桃番茄的綜合評價結果越好。經計算得出京番粉星2號和京番彩星1號各處理的評價順序均為P0．5＞P2＞P1＞CK。

表3 櫻桃番茄單一品質指標所占權重

表4 噴施磷肥對櫻桃番茄影響的TOPSIS綜合分析

3 討論

3．1 噴施不同濃度磷肥對櫻桃番茄產量的影響

有研究表明，水稻噴施0．16%磷酸二氫鉀增產效果好［28］。路亞等［29］研究發現噴施0．1%和0．2%磷酸二氫鉀均能提高兩花生品種莢果產量。本研究結果表明，磷肥減施50%（P0．5）處理下，京番彩星1號果實縱徑較對照增加9．53%，果實橫徑較對照增加9．98%，且差異均達顯著水平，兩品種單果重均增加，表現為化肥減量不減產，說明適量施磷可顯著提高產量。這與張彥才等［14］研究的隨磷肥施用量的增加番茄各組織相應增加的結論一致。磷肥增施100%（P2）處理下，兩種櫻桃番茄果型指數及單果重均降低，反而造成減產。

3．2 噴施不同濃度磷肥對櫻桃番茄品質的影響

王貴芳等［30］研究表明，過量施磷果實著色較好，單果重顯著增加，但可溶性糖含量極顯著降低，并且單獨采用氮磷鉀葉面肥不利于果實品質的提高。本研究發現，磷肥減施50%（P0．5）處理下果實營養品質中番茄紅素和可溶性蛋白顯著增加，且與CK差異達顯著水平，僅京番粉星2號的VC含量顯著降低，對京番彩星1號VC含量無顯著影響；風味品質中可溶性固形物顯著增加，可滴定酸顯著降低，表明磷肥減量對改善櫻桃番茄的品質和風味具有良好作用。磷肥增施100%（P2）處理下京番粉星2號果實中番茄紅素、可溶性固形物含量顯著下降，VC含量也降低，果實抗氧化能力下降，因此不宜貯藏。京番彩星1號果實中番茄紅素、可溶性固形物顯著下降，僅可溶性蛋白含量增加，較對照差異達顯著水平，其余各品質含量未有明顯改善。常規施磷（P1）處理下京番粉星2號VC、可溶性固形物、可溶性糖含量顯著降低；京番彩星1號果實品質含量未有明顯變化。這說明在磷肥增施100%（P2）和常規施磷（P1）處理下未明顯改善果實品質。

3．3 噴施不同濃度磷肥對櫻桃番茄營養元素含量的影響

Singh等［31］研究表明，葉面噴施過磷酸鈣和磷酸能夠顯著提高石榴葉片磷和鉀元素含量。本研究認為施磷可增加櫻桃番茄果實中磷含量，增施100%（P2）處理下磷含量達到最大值。另外，元素吸收之間存在拮抗作用，過量施用磷肥會抑制植株對氮鉀元素的吸收，影響葉綠素的合成代謝，植株光合作用下降，致使植株無法正常物質代謝和能量代謝，對果實的品質造成負面影響［32］。本研究發現，磷肥減施50%（P0．5）處理下兩品種果實鉀含量均顯著高于其他處理；常規施磷（P1）和磷肥增施100%（P2）處理下京番粉星2號果實中K含量較CK顯著降低。磷肥增施100%（P2）處理下京番粉星2號Ca含量下降，Mg含量無顯著變化；京番彩星1號Ca、Mg含量顯著上升。

本試驗利用熵權法將櫻桃番茄品質指標標準化、歸一化后進行賦權，避免主觀賦權法中人為因素對評價指標權重的影響，進一步采用TOPSIS法計算各處理方案的接近度Ci，Ci值越高表示方案越理想，櫻桃番茄的綜合評價結果越好，使得分析結果更直觀、更合理。兩種評價結果都表明在磷肥減施50%（P0．5）水平下，櫻桃番茄綜合評價最好。這為櫻桃番茄高效磷肥施用提供了一定的理論依據。

4 結論

本研究表明，磷肥減施50%（P0．5）處理下果實番茄紅素、可溶性蛋白、可溶性固形物含量顯著升高，可滴定酸含量顯著下降，果實品質得到明顯改善，產量提高且與對照差異達顯著水平。磷肥增施100%（P2）和常規施磷（P1）處理下，櫻桃番茄果實產量、品質并未得到明顯提升。利用熵權法和TOPSIS法相結合綜合分析得出，兩個品種均為磷肥減施50%（P0．5）處理綜合評價結果最佳。