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(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中不可或缺的元素之一，它對(duì)番茄果實(shí)膨大、抵抗病害、應(yīng)對(duì)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(shí)會(huì)造成番茄幼嫩枝葉和根系壞死、葉片光合能力下降、果實(shí)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(guò)蒸騰作用在植物的韌皮部進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)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(yáng)離子之間存在拮抗作用，當(dāng)土壤中K+、Mg2+較多時(shí)會(huì)阻礙對(duì)Ca2+的吸收[7-8]。此外，當(dāng)土壤中鹽分濃度過(guò)高時(shí)，因根系部分滲透壓增強(qiáng)，也會(huì)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(guò)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(shí)施用含鈣基肥，開花結(jié)果期和果實(shí)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(shí)施用石膏粉，顯著降低臍腐病發(fā)病率,同時(shí)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(shí)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(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，提高番茄果實(shí)的總色值。缺鈣會(huì)降低果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)，但是高鈣不會(huì)造成果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的下降[19]。

筆者通過(guò)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(duì)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(shí)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(gòu)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(guò)磷酸鈣購(gòu)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(gòu)自四川愛隆植物營(yíng)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(gòu)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(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)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(yàn)分為兩部分，A 試驗(yàn)為基肥試驗(yàn)，共設(shè)置4 個(gè)處理。B 試驗(yàn)為基肥與葉面肥配施試驗(yàn)，在A 試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上噴施氨基酸鈣葉面肥，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。A 和B 試驗(yàn)在不同地點(diǎn)進(jìn)行，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，各處理為獨(dú)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(yàn)設(shè)計(jì)Table 1 Experiment design

A 試驗(yàn)在石家莊市鹿泉區(qū)國(guó)家半干旱農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究中心綜合試驗(yàn)基地進(jìn)行，B 試驗(yàn)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(shí)定植，定植密度為2300 株·667 m-2。

基肥在整地時(shí)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(guò)磷酸鈣、鈣鎂肥）總量的比例分別為2.41%、0.46%、1.30%。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

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

土壤理化性質(zhì)的測(cè)定，采用四苯硼鈉比濁法測(cè)定土壤水溶性鉀含量；采用原子發(fā)射光譜法測(cè)定土壤水溶性鈉含量；采用EDTA 法直接測(cè)定土壤水溶性鈣離子含量；采用容量法測(cè)定土壤水溶性鎂含量；采用硝酸銀滴定法測(cè)定Cl-含量；采用分光光度計(jì)法測(cè)定SO42-含量，所有測(cè)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(cè)》。

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(duì)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(duì)番茄果實(shí)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(shuō)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(shí)硝酸鹽和可溶性蛋白含量，增加番茄果實(shí)可溶性固形物和可溶性糖含量。

表2 不同基肥處理對(duì)番茄果實(shí)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(yàn)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(shuō)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(shí)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(duì)土壤營(yíng)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(duì)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(shuō)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(duì)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(duì)土壤中鈣離子的吸收。

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

由于A 組試驗(yàn)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(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)意義較小，因此不予統(tǒng)計(jì)。

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(shuō)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(duì)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(shuō)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(duì)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(gè)，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(wú)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(shuō)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(duì)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(zhǎng)過(guò)程中必需的營(yíng)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(zhǎng)的各個(gè)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(shí)成熟期次之[23]。鈣肥有利于改善果實(shí)的營(yíng)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(yàn)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(guò)磷酸鈣、鈣鎂肥均顯著降低了果實(shí)中硝酸鹽和可溶性蛋白含量，但施用過(guò)磷酸鈣增加了番茄果實(shí)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(shuō)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(duì)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(shí)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(shí)中維生素C 含量[27]。筆者的試驗(yàn)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(shí)鈣含量；與噴施氯化鈣、硝酸鈣等無(wú)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(yàn)中基肥與葉面肥配合施用后，番茄果實(shí)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(shuō)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(yáng)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(yàn)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(shuō)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(duì)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(shí)，促進(jìn)植株對(duì)礦質(zhì)元素的吸收積累，大于0.32 g·kg-1時(shí)，則會(huì)抑制吸收。本試驗(yàn)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(guò)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(shuō)明基肥增施鈣肥處理抑制了植物對(duì)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?yàn)殁}素的補(bǔ)充抑制了番茄對(duì)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(shuō)明葉面補(bǔ)充鈣肥，降低了植株對(duì)土壤中鈣離子的吸收。

番茄缺鈣會(huì)引起果實(shí)早衰、裂果，導(dǎo)致臍腐病[30]。番茄果實(shí)缺鈣的原因可能是果實(shí)臍部Ca2+含量少且對(duì)Ca2+缺乏癥敏感，Ca2+向果實(shí)臍部的運(yùn)輸量依賴于果梗與臍部組織有運(yùn)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(huì)影響果實(shí)Ca2+的吸收和分布[31]。果梗端果實(shí)的木質(zhì)部導(dǎo)管最多，沿著果臍向各個(gè)方向延伸，并逐漸遞減，到果臍端最少，因此運(yùn)輸?shù)焦毜腃a2+最少[30，32]。Ca2+的運(yùn)輸通過(guò)蒸騰拉力帶動(dòng)，蒸騰作用會(huì)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(shí)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(yàn)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(yàn)證了這一結(jié)論。鄢圣芝[36]研究表明，采用營(yíng)養(yǎng)液栽培的番茄，除了在營(yíng)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(duì)臍腐病的防效較好。本試驗(yàn)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(shuō)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(shí)品質(zhì)，顯著增加番茄果實(shí)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。