喷施磷肥对樱桃番茄品质和营养元素含量的影响

郭孝宇，路强，张宇涵，李玲子，宋红霞

（山西农业大学园艺学院，山西 太谷 030801）

磷是植物必需的三大营养元素之一，与植物生长发育密切相关。磷能促使植物更好地进行光合作用，还可促进根系发育［1］。其用量对改善土壤磷素水平及作物产量有直接影响［2］，适量施用可以显著提高作物产量与品质。菜农在生产中为了追求高产往往过量施肥［3］。磷是一种不可再生资源，过量施用会严重破坏土壤中营养元素的比例结构，浪费资源，降低其利用率，造成减产和品质下降等［4］。同时多余的磷素随地表径流和土壤侵蚀进入河流湖泊，导致水体富营养化［5，6］，造成环境污染。因此，研究并提高磷肥的利用效率对增加作物生产效益十分必要。

一方面，许多研究都涉及磷肥施用问题，其中以磷肥过量施用最为常见。在全面实施平衡施肥的情况下，普遍存在磷肥投入过量现象［7，8］。不同试验处理磷肥的平衡指数均大于7，钾肥的平衡指数均小于1，说明磷的利用率较低，钾的利用率较高，生产上应减少磷肥的投入量，适当提高钾肥的供给［9］。黄绍文等［10］调查发现，主要设施蔬菜N、P2O5和K2O施用总量平均值分别是各自推荐用量的1．9、5．4倍和1．6倍；主要露地蔬菜N、P2O5和K2O施用总量平均值分别是各自推荐用量的2．7、5．9倍和1．5倍［10］，其中P2O5占比明显过高。赵伟等［11］研究发现，在基础磷素含量较高的土壤上，设施蔬菜生产减磷潜力仍较大。李熹等［12］研究发现，常温条件下，磷肥用量（P2O5）在0．20～0．85 g/kg范围内，番茄株高、茎粗、叶片数均表现增加趋势，用量超过0．85 g/kg开始下降。王超等［13］研究发现，将磷肥纯养分量0．23 g/kg、钾肥纯养分量0．23 g/kg与氮肥处理相结合对樱桃番茄生长较适宜。张彦才等［14］研究发现，随着磷肥施用量的增加，土壤速效磷含量及番茄各组织含磷量相应增加；当P2O5用量达到0．53 g/kg、土壤速效磷含量在60～77 mg/kg时，较适宜番茄生长，番茄产量和单果重达最高。另一方面，许多研究证实叶面喷施磷肥在改善作物形态、生理特性及增产增效等方面作用显著［15-17］。甜柿叶面喷施0．0017% ～0．0023%（以P2O5计，下同）的磷酸二氢钙，可促进其营养生长，增加有效花量，降低病虫害和落果，进而提高产量和品质［18］。小麦叶面喷施0．21%和0．36%磷酸二氢钾后，其旗叶中三种抗氧化酶活性显著升高，丙二醛含量降低，叶片衰老延缓［19］。玉米在孕穗期喷施磷酸二氢钾较四叶及八叶期喷施的增产效果好，且以用量8 kg/hm2为宜［20］。菠菜可通过喷施0．07%磷酸二氢钾以缓解盐胁迫，提高叶片含水量和叶绿素含量，降低细胞质膜透性及电解质渗出率，进而提高干物质重［21，22］。

樱 桃 番 茄（Lycopersicon esculentum var．cerasiforme）属于普通番茄变种，具有较高的营养价值和独特的风味，生产周期短，能填补因水果淡季造成的市场空缺，已成为水果消费的一个重要替代产品［23，24］。目前，关于磷肥对番茄生长影响的研究较少，叶面喷施磷肥对樱桃番茄的研究尚未见报道。本研究采用盆栽试验，选用京番粉星2号和京番彩星1号樱桃番茄作为供试品种，探究喷施不同浓度磷肥对其果实性状及品质的影响，旨在为樱桃番茄磷肥高效施用提供理论依据。

1 材料与方法

1．1 试验地概况及材料

试验于2020年9月在山西农业大学园艺站日光温室进行。栽培基质为草炭、蛭石、珍珠岩按2．8∶1∶1混合配制，基本理化性质如表1所示。供试樱桃番茄品种为京番粉星2号和京番彩星1号，由京研益农种业科技有限公司生产。

表1 栽培基质基本理化性质

1．2 试验设计及方法

试验采用盆栽法，以NaH2PO4为磷肥来源，设置4个磷肥水平，分别为0（CK）、磷肥减施50%（P0．5，1．5‰的NaH2PO4溶液）、常规施磷（P1，3．0‰的NaH2PO4溶液）、磷肥增施100%（P2，6．0‰的NaH2PO4溶液）。重复3次，每重复8株。初花期上午9时对樱桃番茄叶正背面喷施，喷施量以叶面滴水为宜。随后每隔10 d喷施1次，共喷3次，其余均为常规管理。

1．3 测定指标及方法

1．3．1 果实性状测定 樱桃番茄最后一次喷施磷肥后一周，选取3株长势一致的植株，用游标卡尺测量果实横纵径，计算其果型指数。收获后统计果实产量并称量单果重。

1．3．2 品质指标测定 采收樱桃番茄第二穗成熟果实进行品质测定。可溶性固形物含量用手持式折光计测定，可溶性蛋白采用考马斯亮蓝G-250法测定，可滴定酸采用酸碱滴定法测定，可溶性糖采用蒽酮硫酸法测定［25］。番茄红素采用石油醚浸提法测定，参考张连富等［26］的方法改进。

1．3．3 营养元素含量测定 每处理随机选取6

个果实，将其切为小块，105℃杀青30 min后80℃烘至恒重，之后用研钵充分研磨，过孔径0．25 mm土壤筛。称取0．2 g样品，用浓H2SO4和H2O2混合液消煮［27］，采用钼锑抗吸光光度法测定全磷含量，AA-6200原子吸收分光光度计测定K、Ca、Mg元素含量。

1．4 数据处理

试验数据采用SPSS 20．0软件进行统计分析及显著性差异检验。采用Matlab R2019b熵权TOPSIS法对樱桃番茄品质进行综合评价。

2 结果与分析

2．1 喷施磷肥对樱桃番茄果实性状的影响

由表2可知，与CK相比，樱桃番茄叶面喷施不同浓度磷肥均可增加果实纵径和横径。其中对京番粉星2号纵径影响不显著，果实横径以P2处理最大，显著大于CK；P0．5处理显著提高京番彩星1号果实纵径，较对照增加9．53%，果实横径P0．5与P2处理分别较对照显著提高9．99%、12．39%。喷施磷肥对京番粉星2号果型指数无显著影响，京番彩星1号果型指数除P2处理显著降低外，其他处理与CK无显著差异。京番粉星2号单果重以P1处理最大，较CK显著提高10．72%，其他处理与CK差异不显著；京番彩星1号单果重以P0．5处理最大，但与CK无显著差异，P2处理单果重显著降低。两品种产量均在磷肥减施50%（P0．5）处理下达到最大，京番粉星2号与京番彩星1号分别较CK显著增产18．45%和23．27%。

表2 喷施不同浓度磷肥对樱桃番茄果实性状的影响

2．2 喷施磷肥对樱桃番茄品质的影响

2．2．1 对樱桃番茄营养品质的影响 由图1可知，两品种樱桃番茄果实番茄红素含量均以P0．5处理最高，且显著高于对照及其他喷磷处理，P2处理显著低于其他处理。可溶性蛋白含量，京番粉星2号以P0．5处理最高，与CK及P2差异显著；京番彩星1号以P2处理最高，其次为P0．5处理，二者差异不显著，而显著高于CK。施磷降低京番粉星2号VC含量，P0．5及P1处理显著低于CK，P2与CK差异不显著；对京番彩星1号VC含量则无显著影响，仅P1处理略高于其他处理。

图1 喷施不同浓度磷肥对樱桃番茄果实营养品质的影响

2．2．2 对樱桃番茄风味品质的影响 由图2可知，喷施磷肥显著影响樱桃番茄果实可溶性固形物含量：京番粉星2号P0．5处理可溶性固形物含量最高，京番彩星1号以P1处理最高，均显著高于CK及其他施磷处理，两品种的P2处理均显著低于其他处理。两品种可溶性糖含量均以P2处理最高，但与CK及P0．5处理差异不显著。低磷处理（P0．5）显著降低两品种可滴定酸含量，其他处理间无显著差异。糖酸比除京番粉星2号P1处理较CK显著降低外，其他处理间无显著差异。这表明增施磷肥可提高樱桃番茄风味品质，但效果不显著。

图2 喷施不同浓度磷肥对樱桃番茄风味品质的影响

2．3 喷施磷肥对樱桃番茄营养元素含量的影响

由图3可知，增施磷肥樱桃番茄果实磷含量增加，两品种均在磷肥增施100%（P2）处理下磷含量最高且与CK差异达显著水平。京番粉星2号磷肥减施50%（P0．5）处理磷含量较CK显著提高，而常规施磷（P1）处理下磷含量与CK无显著差异；京番彩星1号磷含量表现为对照与P0．5、P1处理均无显著差异。

由图4A可知，与CK相比，磷肥减施50%（P0．5）处理下京番粉星2号钾含量显著提高，常规施磷及增施100%处理显著降低；Ca含量在常规施磷（P1）处理下显著升高，但与磷肥减50%（P0．5）处理差异不显著；Mg含量各处理间无显著差异。由图4B可知，磷肥减施50%（P0．5）处理下京番彩星1号钾含量显著高于其他处理，其他处理间差异不显著；Ca和Mg含量均在磷肥增施100%（P2）处理下显著高于CK，其他处理与CK无显著差异。

图3 喷施不同浓度磷肥对樱桃番茄果实磷含量的影响

图4 喷施不同浓度磷肥对樱桃番茄果实K、Ca、Mg的影响

2．4 综合评价喷施磷肥对樱桃番茄品质的影响

2．4．1 熵权法分析喷施磷肥对樱桃番茄品质的影响 评价樱桃番茄品质的指标有很多，仅从单一指标难以判断喷施磷肥对其品质的影响，因此需要将多个品质指标结合起来进行综合评价。本试验利用熵权法对果实纵径、果实横径、果型指数、单果重、番茄红素、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个指标进行赋权，经计算得到樱桃番茄评价指标和权重W、熵值E和信息熵冗余度D（表3）。根据权重计算得到京番粉星2号CK、P0．5、P1、P2处 理 下 综 合 品 质 评 分 分 别 为38．58、65．38、45．62、35．35，京番彩星1号CK、P0．5、P1、P2处理下综合品质评分分别为23．90、71．73、31．31、47．75。

2．4．2 熵权法和TOPSIS法结合分析喷施磷肥对樱桃番茄品质的影响 由于喷施磷肥对樱桃番茄各单一品质的影响均不同，本试验综合考虑并将熵权法和TOPSIS相结合，即用熵权法对樱桃番茄各单一指标进行赋权，计算得到樱桃番茄各指标权重W，再进一步通过TOPSIS法计算各处理的正理想解距离D+、负理想解距离D-及接近度Ci（表4）。接近度Ci值越高表示处理越理想，樱桃番茄的综合评价结果越好。经计算得出京番粉星2号和京番彩星1号各处理的评价顺序均为P0．5＞P2＞P1＞CK。

表3 樱桃番茄单一品质指标所占权重

表4 喷施磷肥对樱桃番茄影响的TOPSIS综合分析

3 讨论

3．1 喷施不同浓度磷肥对樱桃番茄产量的影响

有研究表明，水稻喷施0．16%磷酸二氢钾增产效果好［28］。路亚等［29］研究发现喷施0．1%和0．2%磷酸二氢钾均能提高两花生品种荚果产量。本研究结果表明，磷肥减施50%（P0．5）处理下，京番彩星1号果实纵径较对照增加9．53%，果实横径较对照增加9．98%，且差异均达显著水平，两品种单果重均增加，表现为化肥减量不减产，说明适量施磷可显著提高产量。这与张彦才等［14］研究的随磷肥施用量的增加番茄各组织相应增加的结论一致。磷肥增施100%（P2）处理下，两种樱桃番茄果型指数及单果重均降低，反而造成减产。

3．2 喷施不同浓度磷肥对樱桃番茄品质的影响

王贵芳等［30］研究表明，过量施磷果实着色较好，单果重显著增加，但可溶性糖含量极显著降低，并且单独采用氮磷钾叶面肥不利于果实品质的提高。本研究发现，磷肥减施50%（P0．5）处理下果实营养品质中番茄红素和可溶性蛋白显著增加，且与CK差异达显著水平，仅京番粉星2号的VC含量显著降低，对京番彩星1号VC含量无显著影响；风味品质中可溶性固形物显著增加，可滴定酸显著降低，表明磷肥减量对改善樱桃番茄的品质和风味具有良好作用。磷肥增施100%（P2）处理下京番粉星2号果实中番茄红素、可溶性固形物含量显著下降，VC含量也降低，果实抗氧化能力下降，因此不宜贮藏。京番彩星1号果实中番茄红素、可溶性固形物显著下降，仅可溶性蛋白含量增加，较对照差异达显著水平，其余各品质含量未有明显改善。常规施磷（P1）处理下京番粉星2号VC、可溶性固形物、可溶性糖含量显著降低；京番彩星1号果实品质含量未有明显变化。这说明在磷肥增施100%（P2）和常规施磷（P1）处理下未明显改善果实品质。

3．3 喷施不同浓度磷肥对樱桃番茄营养元素含量的影响

Singh等［31］研究表明，叶面喷施过磷酸钙和磷酸能够显著提高石榴叶片磷和钾元素含量。本研究认为施磷可增加樱桃番茄果实中磷含量，增施100%（P2）处理下磷含量达到最大值。另外，元素吸收之间存在拮抗作用，过量施用磷肥会抑制植株对氮钾元素的吸收，影响叶绿素的合成代谢，植株光合作用下降，致使植株无法正常物质代谢和能量代谢，对果实的品质造成负面影响［32］。本研究发现，磷肥减施50%（P0．5）处理下两品种果实钾含量均显著高于其他处理；常规施磷（P1）和磷肥增施100%（P2）处理下京番粉星2号果实中K含量较CK显著降低。磷肥增施100%（P2）处理下京番粉星2号Ca含量下降，Mg含量无显著变化；京番彩星1号Ca、Mg含量显著上升。

本试验利用熵权法将樱桃番茄品质指标标准化、归一化后进行赋权，避免主观赋权法中人为因素对评价指标权重的影响，进一步采用TOPSIS法计算各处理方案的接近度Ci，Ci值越高表示方案越理想，樱桃番茄的综合评价结果越好，使得分析结果更直观、更合理。两种评价结果都表明在磷肥减施50%（P0．5）水平下，樱桃番茄综合评价最好。这为樱桃番茄高效磷肥施用提供了一定的理论依据。

4 结论

本研究表明，磷肥减施50%（P0．5）处理下果实番茄红素、可溶性蛋白、可溶性固形物含量显著升高，可滴定酸含量显著下降，果实品质得到明显改善，产量提高且与对照差异达显著水平。磷肥增施100%（P2）和常规施磷（P1）处理下，樱桃番茄果实产量、品质并未得到明显提升。利用熵权法和TOPSIS法相结合综合分析得出，两个品种均为磷肥减施50%（P0．5）处理综合评价结果最佳。