茄屬雜草秸稈對樹番茄苗生長及養分吸收的影響

摘要：為探究不同茄屬雜草秸稈對果樹生長及養分吸收的影響，通過盆栽試驗，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）秸稈對樹番茄（Cyphomandra betacea）幼苗生長及養分吸收的影響。結果表明，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。

關鍵詞：樹番茄（Cyphomandra betacea）； 茄屬雜草秸稈； 生長； 養分吸收

中圖分類號：S641；S141.4" " " " "文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2023）07-0084-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.07.015 開放科學（資源服務）標識碼（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

秸稈還田作為農業生產中常用的一種農藝方法，被普遍接受和應用。秸稈作為一種生物質資源，在抑制土傳病害［1］、對作物提質增產等方面皆有重要作用［2，3］。秸稈中含有大量的營養元素，還田并經過腐熟作用后會使養分迅速礦化，平衡耕作層中的氮、磷、鉀以及其他元素［4-6］，同時還有利于改善土壤的理化性質［7］。植物秸稈含有較多化感物質，其隨著秸稈腐爛分解而釋放出來，被周圍活體植物吸收［8］，產生化感作用［9］。例如，當植物秸稈腐爛分解時，會產生有機酸，并在一定程度上促進［10］或抑制［11］周圍植物的生長。

樹番茄（Cyphomandra betacea）是茄科樹番茄屬的一種常綠果樹，原產南美洲，其果實營養豐富，具有較高的食用價值和觀賞價值［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［13-16］。有研究發現，一些茄屬雜草秸稈對農作物存在著化感作用［17，18］。然而，有關茄屬雜草秸稈對果樹生長及養分吸收的研究甚少。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樹番茄幼苗生長及養分吸收的影響，以期篩選出能夠促進樹番茄幼苗生長及養分吸收的茄屬雜草種類，為樹番茄的生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗用土為潮土，取自四川農業大學成都校區周邊農田。

龍葵種子采集于四川農業大學成都校區周邊農田，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業大學成都校區，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），備用。

樹番茄種子取自四川農業大學成都校區1株5年生樹番茄的成熟果實，于2021年3月撒播于裝有珍珠巖的穴盤中育苗，每周澆灌1次霍格蘭營養液，待樹番茄幼苗長至3～4片真葉時移栽。

1.2 方法

試驗于2021年4—6月在四川農業大學成都校區進行。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，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。7 d后，將長勢一致的樹番茄幼苗移栽至盆中，每盆3株，均勻分布在盆中。試驗共設置5個處理，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，每個處理重復3次，每盆為1次重復，共計15盆。每天澆水以保證土壤的田間持水量維持在80%左右。

2個月后（2021年6月），選取第5片成熟葉片用于測定光合色素（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含量。光合色素含量采用丙酮-乙醇提取法測定，分別在663、645、652、470 nm處測定葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量和類胡蘿卜素含量［19］。采用氮藍四唑（NBT）法測定SOD活性，采用愈創木酚比色法測定POD活性，采用紫外分光光度法測定CAT活性，采用考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白質含量［19］。之后，整株收獲，用自來水洗凈，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定生物量（干重），粉碎，過100目篩用于測定養分（氮、磷和鉀）含量。采用凱氏定氮法測定植物全氮含量，采用鉬銻抗比色法測定植物全磷含量，火焰光度法測定植物全鉀含量［19］。將土壤自然風干，過1 mm篩，采用pH計測定土壤pH，采用擴散皿法測定土壤堿解氮含量，采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法測定土壤有效磷含量，采用醋酸胺提取-火焰光度法測定土壤速效鉀含量［19］。

1.3 數據處理

采用SPSS 19.0軟件數據處理系統進行方差分析（Duncan新復極差法進行多重比較）。養分轉運系數=地上部分某養分含量/根系養分含量［20］。

2 結果與分析

2.1 茄屬雜草秸稈對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樹番茄幼苗的POD活性、CAT活性和可溶性蛋白質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含量。

2.4 茄屬雜草秸稈對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。就轉運系數而言，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運系數。

2.5 茄屬雜草秸稈對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。就轉運系數而言，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樹番茄幼苗的全磷轉運系數影響不顯著，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運系數。

2.6 茄屬雜草秸稈對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。就轉運系數而言，施用黃果龍葵秸稈處理對樹番茄幼苗處理的全鉀轉運系數影響不顯著，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運系數。

2.7 茄屬雜草秸稈對土壤pH及有效態養分含量的影響

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對其影響不顯著；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 小結與討論

植物秸稈還入土壤后，秸稈自身含有的各種礦質元素及有機物會隨著腐爛釋放于土壤中，經由土壤作用于植物根系后，會產生化感作用［8］，影響植株生長及養分吸收［2，21］，并且改變土壤結構、提升土壤肥力、促進養分循環［5，7］。當植物秸稈腐爛和分解時，會產生有機酸［10，11］，并在一定程度上植物根系的生長會產生化感抑制作用，最終導致植物地上部的生長受到抑制［11］。本試驗研究表明，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，說明這2種秸稈處理能夠促進樹番茄的生長，可能與秸稈所釋放的化感物質的刺激作用有關［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樹番茄幼苗的生物量沒有顯著影響，說明這2種秸稈不能促進或抑制樹番茄的生長，其秸稈所釋放的化感物質可能對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弱，直接影響植物的生長［22］。王霞等［23］研究發現，適宜比例的辣椒秸稈作為基質對西瓜幼苗光合色素的產生有促進作用。本試驗研究表明，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種秸稈對樹番茄幼苗光合色素含量的影響均不顯著，說明龍葵秸稈釋放的化感物質［24］可能能夠促進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在這方面的表現不顯著。

在正常生理條件下，植物體內抗氧化酶系統會定期清除植物體內活性氧，使其處于動態平衡狀態［25］。李志宏等［26］發現番茄秸稈含有的有機酸等化感物質降低了自身幼苗的SOD、CAT活性。這些化感物質通過對細胞膜透性、細胞膜防御系統產生損傷破壞，進而對植物的抗氧化酶系統產生影響，對細胞產生傷害［25］。本試驗研究表明，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種茄屬雜草秸稈對樹番茄幼苗的POD活性、CAT活性和可溶性蛋白質含量影響不顯著或有降低作用。這些結果表明，施用茄屬雜草秸稈對樹番茄幼苗在一定程度上沒有產生脅迫作用。

秸稈進入土壤后，腐爛的秸稈可釋放出一定的養分，從而增加土壤養分的含量［21，27］。同時，秸稈在腐爛過程中也會產生有機酸和化感物質改變土壤的理化性質，進而影響土壤的養分有效性［28，29］。本試驗研究表明，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對其影響不顯著。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對其影響不顯著。這些結果說明，不同植物的秸稈對土壤理化性質的影響有差別，這與前人的研究結果一致，即由于土壤養分有效性含量的改變，從而導致植物對土壤養分的吸收受到影響［30］。本試驗研究表明，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。這些研究結果與茄屬雜草秸稈對土壤有效態養分含量的影響基本一致，說明茄屬雜草秸稈主要是通過改變土壤養分有效性的方式改變樹番茄幼苗對土壤養分的吸收。因此，黃果龍葵秸稈處理能促進樹番茄對養分的吸收。

參考文獻：

［1］ 李 雙，張 偉，王 麗，等.秸稈還田對不同地力黑土培肥與莖腐病害發生的影響［J］.中國農業科技導報，2021，23（8）： 80-90.

［2］ 謝佳貴，侯云鵬，尹彩俠，等.施鉀和秸稈還田對春玉米產量、養分吸收及土壤鉀素平衡的影響［J］.植物營養與肥料學報，2014，20（5）：1110-1118.

［3］ 秦 濤.辣椒秸稈還田量對西瓜根際土壤微環境及西瓜品質的影響［J］.河南農業科學，2021，50（9）：79-86.

［4］ 劉曉永，李書田.中國秸稈養分資源及還田的時空分布特征［J］.農業工程學報，2017，33（21）：1-19.

［5］ 李新悅，李 冰，莫太相，等.長期秸稈還田對水稻土團聚體及氮磷鉀分配的影響［J］.應用生態學報，2021，32（9）： 3257-3266.

［6］ 劉 飄，黃科文，代京桐，等.施用多裂翅果菊秸稈對葡萄幼苗生長及硒富集的影響［J］.湖南農業大學學報（自然科學版），2021，47（1）：35-39.

［7］ 王 璐，朱占玲，劉照霞，等.多種有機物料混施對蘋果幼苗生長、氮素利用及土壤特性的影響［J］.水土保持學報，2021，35（5）：362-368.

［8］ 楊田甜，杜海榮，陳 剛，等.植物化感作用的研究現狀及其在農業生產中的應用［J］.浙江農業學報，2012，24（2）： 343-348.

［9］ QI Y Z，ZHEN W C，LI H Y. Allelopathy of decomposed maize straw products on three soil-born diseases of wheat and the analysis by GC-MS［J］.Journal of integrative agriculture，2015，14（1）：88-97.

［10］ LIN L J，LIAO M A， REN Y J，et al. Effects of mulching tolerant plant straw on soil surface on growth and cadmium accumulation of Galinsoga parviflora［J］.Plos one，2014，9（12）：e114957.

［11］ 李培棟，王興祥，李奕林，等.連作花生土壤中酚酸類物質的檢測及其對花生的化感作用［J］.生態學報，2010，30（8）： 2128-2134.

［12］ 楊立香.騰沖市樹番茄生產現狀與發展對策思考［J］.南方農業，2019，13（5）：113-114.

［13］ 殷恒霞.重金屬超富集植物龍葵（Solanum nigrum L.）對Cd耐受和富集的生理和分子機制初探［D］.西寧：青海師范大學，2010.

［14］ 周 蛟，潘遠智，趙 胤，等.黃果龍葵幼苗對鎘脅迫的生理生長響應［J］.廣西植物，2022，42（4）：628-638.

［15］ 陳 帥.兩種龍葵屬植物修復鎘污染鈣質農田土壤的對比研究［D］.蘭州：蘭州大學，2020.

［16］ HUANG K W， DONG Y P， CHEN X， et al. Comparison of cadmium accumulation in three Solanum species［J］.IOP conference series： Earth and environmental science，2020，446（3）：032008.

［17］ 黃云霄，齊 勇， 楊曉娜，等.龍葵提取物對不同作物幼苗的化感效應［J］.雜草學報，2017，35（2）：40-45.

［18］ 練華山，李紅艷，林立金.覆蓋少花龍葵秸稈對樹番茄幼苗鎘積累的影響［J］.河南農業科學，2020，49（2）：111-115.

［19］ 張 韞.土壤·水·植物理化分析教程［M］.北京：中國林業出版社，2011.

［20］ 檀小輝，梁 芳，劉 冰，等.鹽脅迫對玉蕊幼苗生長及礦質元素吸收和轉運的影響［J］.南方農業學報，2021，52（7）：1887-1898.

［21］ 陳 昱，張福建，范淑英，等.秸稈腐解物對豇豆連作土壤性質及幼苗生理指標的影響［J］.核農學報，2019，33（7）：1472-1479.

［22］ 王 薇，宋廷宇，王 艷，等.番茄葉片SPAD值與葉綠素含量的相關性分析［J］.北方園藝，2013（23）：12-15.

［23］ 王 霞，郝樹芹.辣椒秸稈復合基質對西瓜育苗質量的影響［J］.中國瓜菜，2021，34（3）：31-35.

［24］ 唐志敏，劉 軍，劉建國.秸稈還田對長期連作棉花光合速率及葉綠素熒光的影響［J］.石河子大學學報（自然科學版），2012，30（3）：302-307.

［25］ 張夢如，楊玉梅，成蘊秀，等.植物活性氧的產生及其作用和危害［J］.西北植物學報，2014，34（9）：1916-1926.

［26］ 李志宏，秦 勇，彭思健，等.加工番茄植株殘體腐解物化感作用的研究［J］.中國農學通報，2008（6）：306-309.

［27］ 曾研華，范呈根，吳建富，等.等養分條件下稻草還田替代雙季早稻氮鉀肥比例的研究［J］.植物營養與肥料學報，2017，23（3）：658-668.

［28］ 崔 恒，張久東，寶 林，等.不同用量有機酸土壤調理劑對土壤養分和作物生長的影響［J］.應用生態學報，2021，32（12）：4411-4418.

［29］ 李慶凱，趙海軍，李 燕，等.化感物質對花生根部土壤養分及產量的影響［J］.山東農業科學，2016，48（6）：66-70.

［30］ 郭佳瑤，龍 健，廖洪凱，等.不同秸稈還田對黃色石灰土土壤理化特性及番茄生長的影響［J］.四川農業大學學報，2022，" " 40（5）：728-737.