缺硼对水培番茄生长及产量的影响

缺硼对水培番茄生长及产量的影响

闫伟

(张家口市土壤肥料工作站,河北 张家口 075000)

摘要：研究硼元素对水培番茄生长及产量的影响。结果表明：随着营养液缺硼的加剧，叶片叶绿素含量减少，类胡萝卜素降低，株高增高，茎粗变细，第一花序高度升高，花序间距变大，坐果率降低，果形指数变大，平均单果重变小，单株结果数变少，单株产量降低，可溶性固形物含量降低。说明缺硼不利于水培番茄生长发育，当硼浓度为正常配方的75%即2.25 g·m-3时就表现出了缺硼的症状。园试配方中硼元素的含量对水培番茄的生长最适宜。并且在实验过程中，发现随着营养液缺硼的加剧，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素的含量都有不同程度的降低，硼元素和叶绿素及类胡萝卜素的形成有关。目前尚无人报道相关内容。

关键词：番茄；硼；水培；L-402

中图分类号：S 145

DOI：10.3969/j.issn.1673-1492.2015.03.005

作者简介：赖善聪(1990-),女，福建龙岩人，硕士研究生，主要从事植物逆境生理方面研究。

基金项目：国家测土配方施肥资金补贴项目(2010-163)

作者简介：潘进红(1964-)，女，河北蔚县人，高级农艺师，主要从事农业技术推广方面研究。

Influences of Nourishing Solution with Low Boron on Growth and Yield of Tomato

YAN Wei

(Soil Fertilizer Station of Zhangjiakou City,Zhangjiakou, Hebei 075000,China)

Abstract:This article studied the influence of nourishing solution with boron on the growth and the yield of tomato.The results showed that:with the aggravating of lacking the boron in the nourishing solution,the chlorophyll content reduced,the carrot element dropped,the height of plant became higher,the stem diameter was thinner,the first inflorescence highly elevated,the space of inflorescence spacing enlarged,fruit rate reduced,shape index became huger,the weight of single fruit was lighter,the number of fruit was fewer,the single yield reduced,and the content of soluble substance reduced.This points out that nourishing solution without boron is disadvantage to the growth of tomato in the solution.The symptom appeared when the density of boron was 2.25 g·m-3.In the gardentries formula of adding boron to water cultivates is most suitable to the tomato’s growth.And experiment also showed that with the aggravating of lacking the boron in the nourishing solution,chlorophyll a,chlorophyll b,the total content of chlorophyll and the content of carrot element reduced to differemt extents.Boron element influenced the formation of chlorophyll and carrot element.At present nobody has reported related content.

Key words:tomato;boron;solution culture;L-402

0引言

番茄(LycopersiconesculentumMill.)别名西红柿、洋柿子、番柿。起源于南美州的安第斯山地带，在秘鲁、厄瓜多尔、玻利维亚等地至今有大量的野生种分布。在哥伦布发现新大陆以前就已在墨西哥及中美洲发展了栽培种。到16世纪才从墨西哥传入欧洲。起初在意大利、西班牙、英国、法国及中欧供庭院观赏之用，到17世纪逐渐被人食用。美国直到1781年才有番茄栽培的记录，到19世纪把番茄作为蔬菜食用。番茄传入中国的时间大约是在17～18世纪，由西方的传教士、商人、华侨从西南亚引到中国南方沿海城市，称作番茄，由南方传到北方称为西红柿。到20世纪初，中国城市郊区开始栽培食用。

番茄是中国北方地区露地及保护地生产的主要蔬菜种类之一,富含维生素和氨基酸等人体必需的营养物质,其品质与施肥密切相关[1]。硼是植物生长发育所必需的微量元素之一[2]，缺硼植物的主要症状表现为:根的伸长生长受阻，尖端变褐甚至膨大死亡，茎尖生长停滞直至枯死;幼嫩叶片畸形起皱、变厚、变脆，叶脉间出现坏死斑点;花和果实形成受阻，甚至造成不花、不实;果实、块茎、贮藏根出现褐色斑点或坏死斑。过量的硼导致植物根系变短、变褐直至坏死，成熟叶片失绿变褐变干，弹性增强、叶片卷曲，整个植株生长受阻[3]。导致植物发生缺硼和硼毒害之间浓度范围往往很小，通常为每升中仅有几毫克至十几毫克，不同植物对硼的需要量及缺硼敏感程度和对硼毒害的耐受力差别亦很大[4]。营养缺乏症状的表现一般是含糊不清的,但是可以根据某种植物的特征、特性与个人经验进行观察,也可以采用营养液培养的方法通过培养专门缺乏某种元素的植株进行比较[5]。

目前园艺生产设施化已呈迅猛发展趋势，无土栽培前景广阔。在水培条件下,稍有不慎就会出现营养元素失调的现象,轻者影响蔬菜的生育进程,重者导致严重减产乃至完全失收[6]。番茄属双子叶植物，需硼量较多，是对缺硼敏感的植物[7]。所以，研究营养液培养条件下硼浓度对番茄生长的影响不仅是必要的，而且也能为实际生产提供依据。

1材料与方法

试验于2008年2月至6月在河北北方学院园艺系温室中进行。

1.1　材料

番茄品种L-402

1.2　试验设计

采用完全随机试验设计，根据营养液不同含硼量，设5个处理：CK(园试配方正常含硼量，100% B)、T1(75% B)、T2(50% B)、T3(25% B)、T4(0% B)。各处理重复6次。每处理每次重复栽培2棵。

1.3　栽培方法

营养液配方为日本园试配方[8]：硝酸钙[Ca(NO3)2·5H2O]882 g·m-3、硝酸钾(KNO3)444 g·m-3、磷酸二氢钾(KH2PO4)134 g·m-3、硫酸镁(MgSO4·7H2O)473 g·m-3、硫酸钾(K2SO4)154 g·m-3、硼酸(H3BO3)3 g·m-3、硫酸锰(MnSO4·4H2O)2 g·m-3、硫酸锌(ZnSO4·7H2O)2.2 g·m-3、硫酸铜(CuSO4·5H2O)0.08 g·m-3、钼酸铵[(NH4)6Mo7O24·4H2O]0.5 g·m-3、硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)27.8 g·m-3、乙二胺四乙酸二钠[(EDTA-Na2)]37.2 g·m-3。2月22日播种，3月21日定植。栽培管理同常规。当植株出现第3穗果时，在果穗上方10 cm处掐尖封顶，果实达到红熟期随时采摘，并测定相关指标。

1.4　指标测定

1.4.1植株形态指标及叶绿素含量

拉秧前调查各个植株形态指标，每个处理测量4株，求取平均值。

株高：用卷尺测量从茎基部到顶部的高度。

茎粗：用游标卡尺测量距离根系10 cm处茎粗度。

叶绿素含量：在生长旺盛期测定，包括叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素，每个处理用打孔器在不同植株的叶片上随机打5个孔，用丙酮和乙醇2∶1的混合液提取叶绿素[9]，用723型分光光度计测定[10]。

1.4.2开花结果习性

第一花序高度：主枝上第一穗花序出现的节位距离根系上部的距离。

花序间距：第一穗花序到第二穗花序、第二穗花到第三穗花的距离的平均值。

坐果率：整个生长期所结果数占总开花数的百分比。

1.4.3果实品质、产量及产量构成

果形指数：果实的纵径与横径的比值[11]。

平均单果重：单株所结果实称重，求取平均值[12]。

单株结果数：每株番茄的结果数。

单株产量：番茄单株从始收期到拉秧的总产量(g)，即5月6日至5月25日的产量。

可溶性固形物含量：用手持测糖仪测量果实中部1/2处果肉的可溶性固形物含量[13]，每个处理随机选3个果实测定。

1.5　统计分析方法

用EXCEL软件及DPS生物统计软件进行分析[14]。

2结果与分析

2.1　营养液缺硼对番茄植株形态及叶片叶绿素含量的影响

2.1.1缺硼对番茄株高的影响

营养液缺硼对水培番茄株高的影响如表1所示，可见，T4的株高最高，为87.38 cm，CK最矮，为64.26 cm。T3极显著地高于T2，T3比T2高14.96 cm，与CK之间差异显著，其他各处理之间无明显差异。这说明随营养液硼含量的减少番茄株高有上升趋势，即硼在一定程度上抑制了番茄的徒长。

表1　缺硼对番茄株高的影响(单位：cm)

2.1.2缺硼对番茄茎粗的影响

由于植株的茎粗与植株的干重、根系重量密切相关，因此可用这一指标表示植株大小，既比较稳定，又便于观察[9]。缺硼对水培番茄植株茎粗的影响如表2所示，可见T1的茎粗最粗，为1.089 cm，T4的最细，为0.761 cm。T1显著粗于CK，比CK粗0.176 cm，其他各处理之间无明显差异。随着硼元素的缺失茎粗越来越来细。

表2　缺硼对番茄茎粗的影响(单位：cm)

2.1.3缺硼对番茄叶绿素含量的影响

表3　缺硼对番茄叶绿素及类胡萝卜素含量的影响(单位：mg·dm -2)

叶绿素含量的高低和植株的光合能力有直接关系，可以间接地反映番茄植株的干物质积累状况。营养液缺硼对水培番茄叶绿素含量的影响如表3所示。随着营养液硼元素的缺失，番茄植株叶片的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素的含量都降低。其中T4与CK相比，叶绿素a降低约1.6倍，叶绿素b降低约2.9倍，叶绿素总量降低约1.7倍,类胡萝卜素降低约1.4倍。这说明营养液硼剂量与叶绿素及类胡萝卜素的形成有关，缺硼将影响这些色素的合成。

2.2　缺硼对番茄开花结果习性的影响

2.2.1缺硼对番茄第一花序高度的影响

硼元素对番茄第一花序高度的影响如表4所示，随着营养液硼剂量的升高，番茄的第一花序高度不断降低，T4的第一花序高度最高，为48.75 cm。T4极显著地高于T2、T1和CK。T2、T3极显著地高于T1和CK。这说明硼元素对番茄的第一花序高度有显著影响，随营养液中的硼剂量降低，第一花序高度有不断升高的趋势。

表4　缺硼对番茄第一花序高度的影响(单位：cm)

2.1.2缺硼对番茄花序间距的影响

缺硼对番茄花序间距的影响如表5所示，T4的花序间距最长，为20.85 cm，长于其他处理。随着营养液硼剂量的降低，番茄的花序间距不断增高。这说明缺硼会导致花序间距的增加。

表5　营养液缺硼对番茄花序间距的影响(单位：cm)

2.1.3缺硼对番茄坐果率的影响

坐果率是影响番茄丰产性的一个主要因素。硼元素对番茄坐果率的影响如表6所示，可见，CK的坐果率最高，为61.72%，CK极显著高于其他各处理，T1、T2极显著高于T4。这说明硼元素会明显影响番茄的坐果率，随缺硼程度的加剧，番茄坐果率显著降低。

表6　缺硼元素对番茄坐果率的影响(%)

2.3　缺硼对番茄果实品质、产量及产量构成的影响

2.3.1缺硼对番茄果形指数的影响

果形指数是表示果实商品品质的一个重要指标，是指果实纵径与横径的比值。以番茄为例，通常果形指数是0.6～0.8为扁圆形，0.8～0.9为圆形或近圆形，0.9～1.0为椭圆形，1.0以上为长圆形。品种特性和环境条件都影响果形指数。硼元素对果形指数的影响如表7所示：随着硼元素浓度的降低果形指数由大变小，果实由扁圆形向圆形变化。CK的果形指数最大，为0.95，显著大于T1处理(比T1大0.1)，T2显著高于T3(比T1大0.05)，T3显著高于T4(比T1大0.06)，其他各处理之间无明显差异。这说明硼元素浓度对果形指数来讲CK(100% B)最好。

表7　缺硼对番茄果形指数的影响

2.3.2缺硼对番茄平均单果重的影响

单果重不但是影响番茄丰产性的一个重要因素，也是体现商品品质的一个指标。缺硼对番茄平均单果重的影响如表8所示，可见：随着营养液硼元素的缺失，平均单果重呈现不断减轻趋势，CK单果重最重，为63.99 g，T1显著重于T4，CK、T1、T2、T3之间差异不明显。这说明营养液的硼剂量对单果重有显著影响，但这种影响必须到硼含量很低时才能明显地表现出来。

表8　缺硼对番茄平均单果重的影响(单位：g)

2.3.3缺硼对番茄单株结果数的影响

缺硼对番茄单株结果数的影响如表9所示，可见，CK和T3的单株结果数最多，为6个。CK和T3显著高于T2，其他各处理之间无明显差异。这说明，随着营养液硼元素剂量的降低，番茄的单株结果数成波浪形变化，最适宜的硼剂量为100%或25%。

表9　缺硼对番茄单株结果数的影响(单位：个)

2.3.4缺硼对番茄单株产量的影响

缺硼对番茄单株产量的影响如表10所示，可见，CK的单株产量最高，为685.20 g。T4最低，为424.01 g。单株产量随着营养液硼含量的降低而递减。这说明，随着营养液硼剂量的降低，番茄的单株产量降低。

表10　缺硼对番茄单株产量的影响(单位：g)

2.3.5缺硼对番茄果实可溶性固形物含量

缺硼对番茄可溶性固形物的影响如表11所示，可见，CK的可溶性固形物最高，为6.1%。T4最低，为3.5%。CK极显著高于T1，T1显著高于T2，T2显著高于T3，T3极显著高于T4。这说明，随着硼剂量的降低番茄果实的可溶性固形物的含量降低。

表11　缺硼对番茄果实可溶性固形物的影响(%)

3结论

水培番茄硼元素的最适浓度为3 g·m-3，硼元素对水培番茄的植株形态、叶绿素含量、果实形态、产量及产量构成有显著影响。正常剂量下，番茄的植株形态指标，如第一花序高度、花序间距、株高、茎粗分别为33.71、11.95、64.26、0.913 cm；而当营养液硼剂量降低至50%时，这些指标分别为42.76、17.28、70.83、0.860 cm；当营养液中不含硼时，这些指标分别为48.75、20.85、87.38、0.761 cm。在正常剂量下，番茄产量和产量构成的指标，如平均单果重、单株结果数、单株产量等指标分别为63.99 g、6.33个、685.20 g；而当番茄营养液中硼剂量为50%时，这些指标分别为53.21 g、3.5个、640.15 g；当营养液中不含硼时，这些指标则分别为42.28 g、4.67个、424.01 g。同时，营养液缺硼也严重影响可溶性固形物含量，正常情况下，这个指标分别为6.1%，而当营养液缺硼50%时，为5.4%，无硼时，指标为3.5%。

4讨论

在本实验中发现随着营养液缺硼的加剧，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素的含量都有不同程度的降低。说明，硼元素和叶绿素及类胡萝卜素的形成有关。这一点目前尚无相关报道。

本试验所测指标中的茎粗一项，总体趋势是随着营养液硼剂量的降低番茄的茎粗变细。CK的平均茎粗为0.913 cm，T1为1.089 cm，T2为0.86 cm，T3为0.815 cm，T4为0.761 cm。但是CK不是最粗的，对于这一现象笔者认为，随着营养液硼剂量的降低，番茄的单株结果数、单果重和产量都降低，这说明营养液缺硼影响到了番茄的生殖生长，当T1(75% B即2.25 g·m-3)时就表现出了缺硼的现象，打破了营养生长和生殖生长的平衡。仍然符合水培番茄硼元素的最适浓度为3 g·m-3这一结论。

本实验中单株产量随着营养液缺硼加剧而降低，但不成正相关，其中CK的平均单株产量为685.2 g，T1的平均单株产量为661.68 g，T2的平均单株产量为640.15 g，T3的平均单株产量为445.72 g，T4的平均单株产量为424.01 g，CK、T1和T2之间差异并不显著，CK和T1之间刚相差23.52 g，T1和T2之间相差21.53 g，但是，从T2到T3差异非常显著：T2比T3的平均单株产量高194.43 g，T3和T4之间差异亦不显著。这说明就番茄产量来讲营养液硼剂量的临界值为T2(50% B即1.5 g·m-3)。

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[责任编辑：刘守义英文编辑：刘彦哲]

通信作者：林思祖(1953-)，男，教授，博士，主要从事森林培育方面研究。