不同鈣肥對口感型番茄品質(zhì)及臍腐病的影響

王子凡，張慶銀，李 燕，王丹丹，耿曉彬，賈紅衛(wèi)，齊連芬，師建華，趙麗霞，田東良

（1.石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院 石家莊 050041； 2.河北北方學(xué)院 河北張家口 075000；3.石家莊農(nóng)博士科技開發(fā)有限公司 石家莊 050041）

番茄（Lycopersicon esculentumMill.）是茄科茄屬番茄亞屬一年生或多年生草本植物，又稱西紅柿，是全球蔬菜生產(chǎn)中年產(chǎn)量最高的作物[1-2]。鈣素作為番茄生長發(fā)育過程中不可或缺的元素之一，它對番茄果實膨大、抵抗病害、應(yīng)對環(huán)境脅迫及改善品質(zhì)等方面具有重要作用[3-4]。

缺鈣是番茄生產(chǎn)上普遍存在的現(xiàn)象，缺鈣時會造成番茄幼嫩枝葉和根系壞死、葉片光合能力下降、果實臍腐病害多發(fā)[5]。番茄缺鈣由多方面的因素引起，首先鈣離子只能通過蒸騰作用在植物的韌皮部進(jìn)行運輸，運輸速度緩慢[6]；其次是土壤中可供植物根系吸收利用的有效鈣素不足，并且與K+、Mg2+等陽離子之間存在拮抗作用，當(dāng)土壤中K+、Mg2+較多時會阻礙對Ca2+的吸收[7-8]。此外，當(dāng)土壤中鹽分濃度過高時，因根系部分滲透壓增強(qiáng)，也會影響Ca2+的吸收[9]。一般情況下，土壤中的鈣素含量（w，后同）在0.1%～10.0%，能夠滿足大部分作物的生理需求，但設(shè)施內(nèi)的不合理灌溉及施肥、有機(jī)肥施用少、大量補(bǔ)充氮磷鉀肥及地膜覆蓋，導(dǎo)致土壤CO2含量過多，土壤中碳酸鈣溶解與流失，造成土壤缺鈣[10-11]。

缺鈣在番茄上的最直接表現(xiàn)是臍腐病的發(fā)生，嚴(yán)重影響番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)[12-13]。生產(chǎn)上補(bǔ)鈣一般是在整地時施用含鈣基肥，開花結(jié)果期和果實膨大期進(jìn)行葉面噴施鈣肥。李美寧等[14]指出噴施氯化鈣或滴施硝酸鈣均降低臍腐病發(fā)生率，蔣欣梅等[15]研究表明，在番茄定植時施用石膏粉，顯著降低臍腐病發(fā)病率,同時顯著提高產(chǎn)量。齊明芳等[16]研究表明，外源鈣提高了高溫逆境下番茄幼苗葉片中功能性鈣的含量，增強(qiáng)了光合作用。丁雙雙等[17]研究表明，葉面噴施低分子有機(jī)螯合鈣，顯著提高了櫻桃番茄的產(chǎn)量，有效改善櫻桃番茄果實品質(zhì)。劉軍麗等[18]研究表明，土壤中施用CaO 有利于改善番茄果實的營養(yǎng)品質(zhì)，提高番茄果實的總色值。缺鈣會降低果實的產(chǎn)量和品質(zhì)，但是高鈣不會造成果實產(chǎn)量和品質(zhì)的下降[19]。

筆者通過設(shè)置不同鈣肥的基肥和基肥+葉面肥組合處理，研究了同類型鈣肥對口感型番茄產(chǎn)量、品質(zhì)及臍腐病的影響，旨在為口感型番茄實現(xiàn)品質(zhì)提升提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的番茄品種農(nóng)博粉18109，為石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院自育品種。供試的硝酸鈣購自魯西化工集團(tuán)股份有限公司，總氮含量≥15%、硝態(tài)氮含量≥14%、鈣含量≥18%，用量7.5 kg·667 m-2；供試的過磷酸鈣購自河北金源化工股份有限公司，有效鈣含量≥14%、腐殖酸含量≥8%，用量50 kg·667 m-2；供試的鈣鎂肥購自四川愛隆植物營養(yǎng)科技有限公司，鈣鎂含量≥10%，用量25 kg·667 m-2；供試氨基酸鈣葉面肥購自山東魯虹農(nóng)業(yè)科技股份有限公司，活性鈣質(zhì)量濃度≥260 g·L-1，稀釋60 倍噴施。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2022 年8 月至2023 年2 月進(jìn)行，采用日光溫室土壤栽培模式，試驗分為兩部分，A 試驗為基肥試驗，共設(shè)置4 個處理。B 試驗為基肥與葉面肥配施試驗，在A 試驗設(shè)計的基礎(chǔ)上噴施氨基酸鈣葉面肥，試驗設(shè)計見表1。A 和B 試驗在不同地點進(jìn)行，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，各處理為獨立的小區(qū)，除了施肥不同外，其他田間管理措施保持一致。

表1 試驗設(shè)計Table 1 Experiment design

A 試驗在石家莊市鹿泉區(qū)國家半干旱農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心綜合試驗基地進(jìn)行，B 試驗在石家莊市藁城區(qū)三新種植服務(wù)專業(yè)合作社進(jìn)行，兩地直線距離相距約30 km，環(huán)境差異不大（年平均降水量526 mm，年平均氣溫13.5 ℃）。番茄統(tǒng)一育苗，幼苗3 葉1 心時定植，定植密度為2300 株·667 m-2。

基肥在整地時統(tǒng)一施入，用量按照推薦施用量。除了添加供試的鈣肥外，各處理統(tǒng)一施用農(nóng)家肥3 m3·667 m-2，氮磷鉀質(zhì)量比15∶15∶15 的復(fù)合肥30 kg·667 m-2；葉面肥在第1 穗果坐果后開始施用，以后每隔20 d 噴施1 次，共施用5 次，其中葉面噴施的鈣肥占3 種基肥鈣肥（硝酸鈣、過磷酸鈣、鈣鎂肥）總量的比例分別為2.41%、0.46%、1.30%。

1.3 測定項目及方法

選取取樣點具有代表性的商品番茄果實測定果實品質(zhì)，在番茄第3 穗果成熟時，每個處理選擇15 個果實。使用手持折光儀測定番茄果實可溶性固形物含量；采用碘酸鉀滴定法測定維生素C 含量，采用蒽酮比色法測定可溶性糖含量；采用考馬斯亮藍(lán)分光光度法測定可溶性蛋白含量；采用紫外分光光度計法測定硝酸鹽含量，所有測定方法均參考高俊鳳[20]的《植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)》。

土壤理化性質(zhì)的測定，采用四苯硼鈉比濁法測定土壤水溶性鉀含量；采用原子發(fā)射光譜法測定土壤水溶性鈉含量；采用EDTA 法直接測定土壤水溶性鈣離子含量；采用容量法測定土壤水溶性鎂含量；采用硝酸銀滴定法測定Cl-含量；采用分光光度計法測定SO42-含量，所有測定方法均參考楊劍虹[21]的《土壤農(nóng)化分析與環(huán)境監(jiān)測》。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft excel 2010 進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)處理，采用SPSS 18.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同基肥對番茄果實品質(zhì)的影響

由表2 可知，與CKA 處理相比，A1 處理番茄的硝酸鹽含量和可溶性蛋白含量分別顯著降低30.16%、88.89%；A2 處理可溶性固形物含量提高4.81%，可溶性糖含量顯著提高8.87%，維生素C、硝酸鹽和可溶性蛋白含量分別顯著降低13.09%、91.85%、77.78%；A3 處理可溶性固形物、維生素C和可溶性糖含量在A 處理中均最高，較CKA 處理分別顯著提高8.20%、5.95%和8.49%。CKA 處理的硝酸鹽和可溶性蛋白含量均最高，顯著高于其他處理。說明在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，基肥增施鈣肥，可顯著降低番茄果實硝酸鹽和可溶性蛋白含量，增加番茄果實可溶性固形物和可溶性糖含量。

表2 不同基肥處理對番茄果實品質(zhì)的影響Table 2 Effect of different basal fertilizer treatments on fruit quality of tomato

與CKB 處理相比，B1 處理番茄的可溶性固形物含量顯著提高9.23%；B2 處理硝酸鹽含量顯著提高34.56%；B3 處理可溶性固形物、維生素C 含量分別顯著提高7.58%和7.70%。在B 試驗中，B1 處理可溶性固形物含量最高，B2 處理可溶性糖和硝酸鹽含量最高，B3 處理維生素C 和可溶性蛋白含量最高。說明在常規(guī)施肥基礎(chǔ)上，增施不同基肥+葉面肥可提高番茄果實的可溶性固形物和可溶性糖含量。

此外，B1 和B3 處理的可溶性固形物含量均顯著高于其他處理，A3 處理的維生素C 含量均顯著高于其他處理，B1、B2、B3 處理的可溶性糖含量均顯著高于CKA 和A1 處理，CKA 處理的硝酸鹽和可溶性蛋白含量均顯著高于其他處理。

2.2 不同基肥對土壤營養(yǎng)元素的影響

由表3 可知，與CKA 處理相比，A1、A2、A3 處理土壤的水溶性鉀含量分別顯著提高142.86%、100.00%、121.43%；A1 處理水溶性鈉含量顯著提高100.00%；A3 處理的水溶性鈣和鎂含量分別顯著提高735.71%、100.00%。

表3 不同基肥處理對土壤理化性質(zhì)的影響Table 3 Effect of different basal fertilizer treatments on soil physicochemical properties （g·kg-1）

與CKB 處理相比，B1、B2、B3 處理土壤的水溶性鈣含量分別顯著提高131.75% 、138.10% 、146.03%；B1 處理水溶性鎂含量顯著降低48.15%，而其他處理的變化幅度均未達(dá)到顯著水平。

此外，B1、B2、B3 處理土壤的水溶性鉀含量均低于A1、A2、A3 處理，而水溶性鈣和SO42-含量則均高于A1、A2、A3 處理。說明與增施基肥相比，基肥與葉面肥組合處理可能提高了番茄植株對土壤中水溶性鉀離子的吸收，在葉面補(bǔ)充鈣肥的情況下，降低了植株對土壤中鈣離子的吸收。

2.3 不同基肥與葉面肥組合對番茄裂果數(shù)及臍腐病發(fā)病率的影響

由于A 組試驗僅僅施用底肥，從第3 穗果開始出現(xiàn)嚴(yán)重的裂果及臍腐病，對實際生產(chǎn)的指導(dǎo)意義較小，因此不予統(tǒng)計。

由圖1 可知，與CKB 處理相比，B1、B2 處理的裂果數(shù)差異不顯著，B3 處理裂果數(shù)顯著降低了77.78%，但B1、B2、B3 處理間差異不顯著。說明與常規(guī)施肥相比，在配合補(bǔ)充葉面肥情況下，基肥增施鈣鎂肥可顯著降低番茄裂果數(shù)。

圖1 不同基肥與葉面肥組合處理對番茄裂果數(shù)和臍腐病發(fā)病率的影響Fig.1 Effect of different combinations treatments of basal and foliar fertilizer treatments on fruit crack number and incidence of umbilical rot of tomato

CKB、B1、B2、B3 處理的臍腐病發(fā)病率分別為8.65%、4.65%、2.78%、0，各處理之間差異顯著。其中B1、B2、B3 處理較CKB 處理分別顯著降低46.24%、67.86%、100.00%。說明與常規(guī)施肥相比，基肥與葉面肥組合處理可顯著降低番茄臍腐病發(fā)病率，其中鈣鎂肥與葉面肥組合處理的番茄臍腐病發(fā)病率最低。

2.4 不同基肥與葉面肥組合對番茄產(chǎn)量的影響

由圖2 可知，各處理的單株果數(shù)分別為11.57、14.33、12.00、14.67 個，B3 處理最多，但各處理間差異不顯著。與CKB 處理相比，B1 處理的單果質(zhì)量無顯著差異，但B2 和B3 處理單果質(zhì)量分別顯著增加19.22%、21.03%。在667 m2產(chǎn)量上，B1 和B2 處理雖然高于CKB，但差異不顯著，而B3 處理則比CKB 處理顯著提高43.82%。說明與常規(guī)施肥相比，施用不同基肥與葉面肥組合可提高番茄產(chǎn)量，其中鈣鎂肥+葉面肥組合的番茄產(chǎn)量顯著提高。

圖2 不同基肥與葉面肥處理組合對番茄產(chǎn)量指標(biāo)的影響Fig.2 Effect of different combinations treatments of basal and foliar fertilizer treatments on yield indexes of tomato

3 討論與結(jié)論

鈣作為番茄生長過程中必需的營養(yǎng)元素，不僅參與細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)的建成，并且能作為“第二信使”參與細(xì)胞內(nèi)的多種生理反應(yīng)[22]。鈣元素參與到番茄生長的各個階段，番茄吸收利用鈣元素的最大效率期為開花結(jié)果期，果實成熟期次之[23]。鈣肥有利于改善果實的營養(yǎng)品質(zhì)，劉軍麗等[24]研究指出，土壤栽培中667 m2施900 kg CaO 可顯著提高番茄可溶性固形物和可溶性總糖含量。浦敏等[12]研究指出，施用水溶性鈣鎂肥300 kg·hm-2顯著提高加工番茄產(chǎn)量和品質(zhì)，降低臍腐病的發(fā)病率。筆者的試驗中，與常規(guī)施肥相比，在不施葉面肥的情況下，基肥施用硝酸鈣、過磷酸鈣、鈣鎂肥均顯著降低了果實中硝酸鹽和可溶性蛋白含量，但施用過磷酸鈣增加了番茄果實可溶性固形物、可溶性糖含量，施用鈣鎂肥顯著增加可溶性固形物、維生素C 和可溶性糖含量，說明施用鈣肥能夠提高番茄的品質(zhì)，并且施用不同種類的鈣肥對番茄品質(zhì)有不同的影響。

在生產(chǎn)上一般采用基肥外加葉面肥方式進(jìn)行補(bǔ)鈣，研究表明葉面噴施鈣肥，可顯著影響可溶性溶質(zhì)、可滴定酸以及維生素C 含量[25]。楊麗娟等[26]研究表明，在同一灌溉方式下，在一定的濃度范圍內(nèi)，番茄果實可溶性糖含量隨施噴氯化鈣濃度的增加而提高；鈣鎂肥配施能顯著提高番茄產(chǎn)量和果實中維生素C 含量[27]。筆者的試驗中與常規(guī)施肥相比，鈣鎂肥+葉面肥處理顯著提高了維生素C 含量，與前人研究結(jié)果一致。李美寧等[14]研究表明，噴施氯化鈣可增加加工番茄果實鈣含量；與噴施氯化鈣、硝酸鈣等無機(jī)離子鈣肥相比，噴施小分子有機(jī)螯合鈣肥可以更好地提高番茄的產(chǎn)量、品質(zhì)，以及促進(jìn)養(yǎng)分的吸收[17]。本試驗中基肥與葉面肥配合施用后，番茄果實的可溶性固形物、可溶性糖含量較僅增施基肥的處理均有提升，說明葉面肥可以補(bǔ)充植株從土壤中吸收鈣素的不足。此外，所有基肥+葉面肥處理的產(chǎn)量較常規(guī)施肥均有提高，其中鈣鎂肥+葉面肥組合處理的產(chǎn)量顯著增加。

土壤中施用鈣可顯著提高土壤pH 及可用鈣含量[28]，鈣與鉀、鎂均為陽離子，通常表現(xiàn)為拮抗作用，但在供鈣濃度一定范圍內(nèi)，鈣離子和鎂離子并不發(fā)生拮抗[29]。本試驗中，在不補(bǔ)充葉面肥的情況下，基肥增施鈣肥，土壤中水溶性鈣和鎂含量均有所上升，說明植物體內(nèi)鈣離子和鎂離子并未發(fā)生拮抗作用。在補(bǔ)充葉面肥的情況下，與常規(guī)施肥相比，土壤增施鈣肥顯著提高了土壤中水溶性鈣含量，水溶性鎂含量有所降低，可能是葉面補(bǔ)充鈣肥與土壤增施鈣肥的交互作用下，促進(jìn)了植株對鎂離子的吸收。楊竹青[27]研究表明，當(dāng)土壤中鈣含量低于0.16 g·kg-1時，促進(jìn)植株對礦質(zhì)元素的吸收積累，大于0.32 g·kg-1時，則會抑制吸收。本試驗中，CKA處理水溶性鈣離子含量在0.16 g·kg-1以下，基肥增施鈣肥處理土壤的鈣離子含量均大于0.32 mg·kg-1，且增施硝酸鈣、過磷酸鈣和鈣鎂肥處理土壤中其他離子含量均高于CKA 處理，說明基肥增施鈣肥處理抑制了植物對其他離子的吸收，與前人研究結(jié)果一致。與常規(guī)施肥相比，基肥增施鈣肥處理的土壤中水溶性鉀離子、鈉離子、鎂離子的含量均有所提升，可能是因為鈣素的補(bǔ)充抑制了番茄對鉀、鈉、鎂元素的吸收。與常規(guī)施肥相比，基肥+葉面補(bǔ)充鈣肥處理，土壤中水溶性鈣離子顯著增加，說明葉面補(bǔ)充鈣肥，降低了植株對土壤中鈣離子的吸收。

番茄缺鈣會引起果實早衰、裂果，導(dǎo)致臍腐病[30]。番茄果實缺鈣的原因可能是果實臍部Ca2+含量少且對Ca2+缺乏癥敏感，Ca2+向果實臍部的運輸量依賴于果梗與臍部組織有運輸功能的木質(zhì)部導(dǎo)管豐度，而木質(zhì)部導(dǎo)管的豐度會影響果實Ca2+的吸收和分布[31]。果梗端果實的木質(zhì)部導(dǎo)管最多，沿著果臍向各個方向延伸，并逐漸遞減，到果臍端最少，因此運輸?shù)焦毜腃a2+最少[30，32]。Ca2+的運輸通過蒸騰拉力帶動，蒸騰作用會導(dǎo)致大部分的Ca2+往蒸騰拉力較強(qiáng)的器官轉(zhuǎn)移，從而導(dǎo)致分配到果實中的Ca2+不足[33-34]。目前設(shè)施番茄生產(chǎn)上一般采用基肥增施鈣肥或者葉面噴施鈣肥的方法，李美寧等[14]采用滴施硝酸鈣和噴施氯化鈣處理均顯著降低了番茄臍腐病的發(fā)病率；鄭鶴齡等[35]研究表明，噴施鈣肥可有效防治番茄臍腐病，并且有利于品質(zhì)的提升。筆者的試驗在噴施葉面肥后，與常規(guī)施肥相比，各處理的臍腐病發(fā)病率顯著降低，可溶性固形物和可溶性糖含量均有上升，驗證了這一結(jié)論。鄢圣芝[36]研究表明，采用營養(yǎng)液栽培的番茄，除了在營養(yǎng)液中添加鈣元素外，另外葉面噴施鈣肥，可補(bǔ)充根系吸收鈣肥的不足，對臍腐病的防效較好。本試驗中，與僅施用基肥的CKB 相比，基肥與葉面肥組合處理后番茄的臍腐病發(fā)病率顯著降低，且鈣鎂肥與葉面肥組合番茄裂果數(shù)也顯著降低，說明基肥與葉面肥的組合處理，能夠補(bǔ)充僅施用基肥的不足，為番茄提供足夠的鈣素，降低臍腐病發(fā)病率。

綜上所述，與常規(guī)施肥相比，基肥增施鈣鎂肥25 kg·667 m-2，可提高番茄的果實品質(zhì)，顯著增加番茄果實的可溶性固形物、維生素C 和可溶性糖含量；在基肥增施鈣鎂肥25 kg·667 m-2基礎(chǔ)上，再補(bǔ)充氨基酸鈣葉面肥，裂果數(shù)與臍腐病發(fā)病率均最低，產(chǎn)量顯著增加。