噴施磷肥對(duì)櫻桃番茄品質(zhì)和營養(yǎng)元素含量的影響

郭孝宇，路強(qiáng)，張宇涵，李玲子，宋紅霞

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山西 太谷 030801）

磷是植物必需的三大營養(yǎng)元素之一，與植物生長發(fā)育密切相關(guān)。磷能促使植物更好地進(jìn)行光合作用，還可促進(jìn)根系發(fā)育［1］。其用量對(duì)改善土壤磷素水平及作物產(chǎn)量有直接影響［2］，適量施用可以顯著提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)。菜農(nóng)在生產(chǎn)中為了追求高產(chǎn)往往過量施肥［3］。磷是一種不可再生資源，過量施用會(huì)嚴(yán)重破壞土壤中營養(yǎng)元素的比例結(jié)構(gòu)，浪費(fèi)資源，降低其利用率，造成減產(chǎn)和品質(zhì)下降等［4］。同時(shí)多余的磷素隨地表徑流和土壤侵蝕進(jìn)入河流湖泊，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化［5，6］，造成環(huán)境污染。因此，研究并提高磷肥的利用效率對(duì)增加作物生產(chǎn)效益十分必要。

一方面，許多研究都涉及磷肥施用問題，其中以磷肥過量施用最為常見。在全面實(shí)施平衡施肥的情況下，普遍存在磷肥投入過量現(xiàn)象［7，8］。不同試驗(yàn)處理磷肥的平衡指數(shù)均大于7，鉀肥的平衡指數(shù)均小于1，說明磷的利用率較低，鉀的利用率較高，生產(chǎn)上應(yīng)減少磷肥的投入量，適當(dāng)提高鉀肥的供給［9］。黃紹文等［10］調(diào)查發(fā)現(xiàn)，主要設(shè)施蔬菜N、P2O5和K2O施用總量平均值分別是各自推薦用量的1．9、5．4倍和1．6倍；主要露地蔬菜N、P2O5和K2O施用總量平均值分別是各自推薦用量的2．7、5．9倍和1．5倍［10］，其中P2O5占比明顯過高。趙偉等［11］研究發(fā)現(xiàn)，在基礎(chǔ)磷素含量較高的土壤上，設(shè)施蔬菜生產(chǎn)減磷潛力仍較大。李熹等［12］研究發(fā)現(xiàn)，常溫條件下，磷肥用量（P2O5）在0．20～0．85 g/kg范圍內(nèi)，番茄株高、莖粗、葉片數(shù)均表現(xiàn)增加趨勢，用量超過0．85 g/kg開始下降。王超等［13］研究發(fā)現(xiàn)，將磷肥純養(yǎng)分量0．23 g/kg、鉀肥純養(yǎng)分量0．23 g/kg與氮肥處理相結(jié)合對(duì)櫻桃番茄生長較適宜。張彥才等［14］研究發(fā)現(xiàn)，隨著磷肥施用量的增加，土壤速效磷含量及番茄各組織含磷量相應(yīng)增加；當(dāng)P2O5用量達(dá)到0．53 g/kg、土壤速效磷含量在60～77 mg/kg時(shí)，較適宜番茄生長，番茄產(chǎn)量和單果重達(dá)最高。另一方面，許多研究證實(shí)葉面噴施磷肥在改善作物形態(tài)、生理特性及增產(chǎn)增效等方面作用顯著［15-17］。甜柿葉面噴施0．0017% ～0．0023%（以P2O5計(jì)，下同）的磷酸二氫鈣，可促進(jìn)其營養(yǎng)生長，增加有效花量，降低病蟲害和落果，進(jìn)而提高產(chǎn)量和品質(zhì)［18］。小麥葉面噴施0．21%和0．36%磷酸二氫鉀后，其旗葉中三種抗氧化酶活性顯著升高，丙二醛含量降低，葉片衰老延緩［19］。玉米在孕穗期噴施磷酸二氫鉀較四葉及八葉期噴施的增產(chǎn)效果好，且以用量8 kg/hm2為宜［20］。菠菜可通過噴施0．07%磷酸二氫鉀以緩解鹽脅迫，提高葉片含水量和葉綠素含量，降低細(xì)胞質(zhì)膜透性及電解質(zhì)滲出率，進(jìn)而提高干物質(zhì)重［21，22］。

櫻 桃 番 茄（Lycopersicon esculentum var．cerasiforme）屬于普通番茄變種，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特的風(fēng)味，生產(chǎn)周期短，能填補(bǔ)因水果淡季造成的市場空缺，已成為水果消費(fèi)的一個(gè)重要替代產(chǎn)品［23，24］。目前，關(guān)于磷肥對(duì)番茄生長影響的研究較少，葉面噴施磷肥對(duì)櫻桃番茄的研究尚未見報(bào)道。本研究采用盆栽試驗(yàn)，選用京番粉星2號(hào)和京番彩星1號(hào)櫻桃番茄作為供試品種，探究噴施不同濃度磷肥對(duì)其果實(shí)性狀及品質(zhì)的影響，旨在為櫻桃番茄磷肥高效施用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)地概況及材料

試驗(yàn)于2020年9月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝站日光溫室進(jìn)行。栽培基質(zhì)為草炭、蛭石、珍珠巖按2．8∶1∶1混合配制，基本理化性質(zhì)如表1所示。供試櫻桃番茄品種為京番粉星2號(hào)和京番彩星1號(hào)，由京研益農(nóng)種業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。

表1 栽培基質(zhì)基本理化性質(zhì)

1．2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

試驗(yàn)采用盆栽法，以NaH2PO4為磷肥來源，設(shè)置4個(gè)磷肥水平，分別為0（CK）、磷肥減施50%（P0．5，1．5‰的NaH2PO4溶液）、常規(guī)施磷（P1，3．0‰的NaH2PO4溶液）、磷肥增施100%（P2，6．0‰的NaH2PO4溶液）。重復(fù)3次，每重復(fù)8株。初花期上午9時(shí)對(duì)櫻桃番茄葉正背面噴施，噴施量以葉面滴水為宜。隨后每隔10 d噴施1次，共噴3次，其余均為常規(guī)管理。

1．3 測定指標(biāo)及方法

1．3．1 果實(shí)性狀測定 櫻桃番茄最后一次噴施磷肥后一周，選取3株長勢一致的植株，用游標(biāo)卡尺測量果實(shí)橫縱徑，計(jì)算其果型指數(shù)。收獲后統(tǒng)計(jì)果實(shí)產(chǎn)量并稱量單果重。

1．3．2 品質(zhì)指標(biāo)測定 采收櫻桃番茄第二穗成熟果實(shí)進(jìn)行品質(zhì)測定?？扇苄怨绦挝锖坑檬殖质秸酃庥?jì)測定，可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G-250法測定，可滴定酸采用酸堿滴定法測定，可溶性糖采用蒽酮硫酸法測定［25］。番茄紅素采用石油醚浸提法測定，參考張連富等［26］的方法改進(jìn)。

1．3．3 營養(yǎng)元素含量測定 每處理隨機(jī)選取6

個(gè)果實(shí)，將其切為小塊，105℃殺青30 min后80℃烘至恒重，之后用研缽充分研磨，過孔徑0．25 mm土壤篩。稱取0．2 g樣品，用濃H2SO4和H2O2混合液消煮［27］，采用鉬銻抗吸光光度法測定全磷含量，AA-6200原子吸收分光光度計(jì)測定K、Ca、Mg元素含量。

1．4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 20．0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析及顯著性差異檢驗(yàn)。采用Matlab R2019b熵權(quán)TOPSIS法對(duì)櫻桃番茄品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果與分析

2．1 噴施磷肥對(duì)櫻桃番茄果實(shí)性狀的影響

由表2可知，與CK相比，櫻桃番茄葉面噴施不同濃度磷肥均可增加果實(shí)縱徑和橫徑。其中對(duì)京番粉星2號(hào)縱徑影響不顯著，果實(shí)橫徑以P2處理最大，顯著大于CK；P0．5處理顯著提高京番彩星1號(hào)果實(shí)縱徑，較對(duì)照增加9．53%，果實(shí)橫徑P0．5與P2處理分別較對(duì)照顯著提高9．99%、12．39%。噴施磷肥對(duì)京番粉星2號(hào)果型指數(shù)無顯著影響，京番彩星1號(hào)果型指數(shù)除P2處理顯著降低外，其他處理與CK無顯著差異。京番粉星2號(hào)單果重以P1處理最大，較CK顯著提高10．72%，其他處理與CK差異不顯著；京番彩星1號(hào)單果重以P0．5處理最大，但與CK無顯著差異，P2處理單果重顯著降低。兩品種產(chǎn)量均在磷肥減施50%（P0．5）處理下達(dá)到最大，京番粉星2號(hào)與京番彩星1號(hào)分別較CK顯著增產(chǎn)18．45%和23．27%。

表2 噴施不同濃度磷肥對(duì)櫻桃番茄果實(shí)性狀的影響

2．2 噴施磷肥對(duì)櫻桃番茄品質(zhì)的影響

2．2．1 對(duì)櫻桃番茄營養(yǎng)品質(zhì)的影響 由圖1可知，兩品種櫻桃番茄果實(shí)番茄紅素含量均以P0．5處理最高，且顯著高于對(duì)照及其他噴磷處理，P2處理顯著低于其他處理?？扇苄缘鞍缀?，京番粉星2號(hào)以P0．5處理最高，與CK及P2差異顯著；京番彩星1號(hào)以P2處理最高，其次為P0．5處理，二者差異不顯著，而顯著高于CK。施磷降低京番粉星2號(hào)VC含量，P0．5及P1處理顯著低于CK，P2與CK差異不顯著；對(duì)京番彩星1號(hào)VC含量則無顯著影響，僅P1處理略高于其他處理。

圖1 噴施不同濃度磷肥對(duì)櫻桃番茄果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)的影響

2．2．2 對(duì)櫻桃番茄風(fēng)味品質(zhì)的影響 由圖2可知，噴施磷肥顯著影響櫻桃番茄果實(shí)可溶性固形物含量：京番粉星2號(hào)P0．5處理可溶性固形物含量最高，京番彩星1號(hào)以P1處理最高，均顯著高于CK及其他施磷處理，兩品種的P2處理均顯著低于其他處理。兩品種可溶性糖含量均以P2處理最高，但與CK及P0．5處理差異不顯著。低磷處理（P0．5）顯著降低兩品種可滴定酸含量，其他處理間無顯著差異。糖酸比除京番粉星2號(hào)P1處理較CK顯著降低外，其他處理間無顯著差異。這表明增施磷肥可提高櫻桃番茄風(fēng)味品質(zhì)，但效果不顯著。

圖2 噴施不同濃度磷肥對(duì)櫻桃番茄風(fēng)味品質(zhì)的影響

2．3 噴施磷肥對(duì)櫻桃番茄營養(yǎng)元素含量的影響

由圖3可知，增施磷肥櫻桃番茄果實(shí)磷含量增加，兩品種均在磷肥增施100%（P2）處理下磷含量最高且與CK差異達(dá)顯著水平。京番粉星2號(hào)磷肥減施50%（P0．5）處理磷含量較CK顯著提高，而常規(guī)施磷（P1）處理下磷含量與CK無顯著差異；京番彩星1號(hào)磷含量表現(xiàn)為對(duì)照與P0．5、P1處理均無顯著差異。

由圖4A可知，與CK相比，磷肥減施50%（P0．5）處理下京番粉星2號(hào)鉀含量顯著提高，常規(guī)施磷及增施100%處理顯著降低；Ca含量在常規(guī)施磷（P1）處理下顯著升高，但與磷肥減50%（P0．5）處理差異不顯著；Mg含量各處理間無顯著差異。由圖4B可知，磷肥減施50%（P0．5）處理下京番彩星1號(hào)鉀含量顯著高于其他處理，其他處理間差異不顯著；Ca和Mg含量均在磷肥增施100%（P2）處理下顯著高于CK，其他處理與CK無顯著差異。

圖3 噴施不同濃度磷肥對(duì)櫻桃番茄果實(shí)磷含量的影響

圖4 噴施不同濃度磷肥對(duì)櫻桃番茄果實(shí)K、Ca、Mg的影響

2．4 綜合評(píng)價(jià)噴施磷肥對(duì)櫻桃番茄品質(zhì)的影響

2．4．1 熵權(quán)法分析噴施磷肥對(duì)櫻桃番茄品質(zhì)的影響 評(píng)價(jià)櫻桃番茄品質(zhì)的指標(biāo)有很多，僅從單一指標(biāo)難以判斷噴施磷肥對(duì)其品質(zhì)的影響，因此需要將多個(gè)品質(zhì)指標(biāo)結(jié)合起來進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。本試驗(yàn)利用熵權(quán)法對(duì)果實(shí)縱徑、果實(shí)橫徑、果型指數(shù)、單果重、番茄紅素、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個(gè)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，經(jīng)計(jì)算得到櫻桃番茄評(píng)價(jià)指標(biāo)和權(quán)重W、熵值E和信息熵冗余度D（表3）。根據(jù)權(quán)重計(jì)算得到京番粉星2號(hào)CK、P0．5、P1、P2處 理 下 綜 合 品 質(zhì) 評(píng) 分 分 別 為38．58、65．38、45．62、35．35，京番彩星1號(hào)CK、P0．5、P1、P2處理下綜合品質(zhì)評(píng)分分別為23．90、71．73、31．31、47．75。

2．4．2 熵權(quán)法和TOPSIS法結(jié)合分析噴施磷肥對(duì)櫻桃番茄品質(zhì)的影響 由于噴施磷肥對(duì)櫻桃番茄各單一品質(zhì)的影響均不同，本試驗(yàn)綜合考慮并將熵權(quán)法和TOPSIS相結(jié)合，即用熵權(quán)法對(duì)櫻桃番茄各單一指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，計(jì)算得到櫻桃番茄各指標(biāo)權(quán)重W，再進(jìn)一步通過TOPSIS法計(jì)算各處理的正理想解距離D+、負(fù)理想解距離D-及接近度Ci（表4）。接近度Ci值越高表示處理越理想，櫻桃番茄的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果越好。經(jīng)計(jì)算得出京番粉星2號(hào)和京番彩星1號(hào)各處理的評(píng)價(jià)順序均為P0．5＞P2＞P1＞CK。

表3 櫻桃番茄單一品質(zhì)指標(biāo)所占權(quán)重

表4 噴施磷肥對(duì)櫻桃番茄影響的TOPSIS綜合分析

3 討論

3．1 噴施不同濃度磷肥對(duì)櫻桃番茄產(chǎn)量的影響

有研究表明，水稻噴施0．16%磷酸二氫鉀增產(chǎn)效果好［28］。路亞等［29］研究發(fā)現(xiàn)噴施0．1%和0．2%磷酸二氫鉀均能提高兩花生品種莢果產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，磷肥減施50%（P0．5）處理下，京番彩星1號(hào)果實(shí)縱徑較對(duì)照增加9．53%，果實(shí)橫徑較對(duì)照增加9．98%，且差異均達(dá)顯著水平，兩品種單果重均增加，表現(xiàn)為化肥減量不減產(chǎn)，說明適量施磷可顯著提高產(chǎn)量。這與張彥才等［14］研究的隨磷肥施用量的增加番茄各組織相應(yīng)增加的結(jié)論一致。磷肥增施100%（P2）處理下，兩種櫻桃番茄果型指數(shù)及單果重均降低，反而造成減產(chǎn)。

3．2 噴施不同濃度磷肥對(duì)櫻桃番茄品質(zhì)的影響

王貴芳等［30］研究表明，過量施磷果實(shí)著色較好，單果重顯著增加，但可溶性糖含量極顯著降低，并且單獨(dú)采用氮磷鉀葉面肥不利于果實(shí)品質(zhì)的提高。本研究發(fā)現(xiàn)，磷肥減施50%（P0．5）處理下果實(shí)營養(yǎng)品質(zhì)中番茄紅素和可溶性蛋白顯著增加，且與CK差異達(dá)顯著水平，僅京番粉星2號(hào)的VC含量顯著降低，對(duì)京番彩星1號(hào)VC含量無顯著影響；風(fēng)味品質(zhì)中可溶性固形物顯著增加，可滴定酸顯著降低，表明磷肥減量對(duì)改善櫻桃番茄的品質(zhì)和風(fēng)味具有良好作用。磷肥增施100%（P2）處理下京番粉星2號(hào)果實(shí)中番茄紅素、可溶性固形物含量顯著下降，VC含量也降低，果實(shí)抗氧化能力下降，因此不宜貯藏。京番彩星1號(hào)果實(shí)中番茄紅素、可溶性固形物顯著下降，僅可溶性蛋白含量增加，較對(duì)照差異達(dá)顯著水平，其余各品質(zhì)含量未有明顯改善。常規(guī)施磷（P1）處理下京番粉星2號(hào)VC、可溶性固形物、可溶性糖含量顯著降低；京番彩星1號(hào)果實(shí)品質(zhì)含量未有明顯變化。這說明在磷肥增施100%（P2）和常規(guī)施磷（P1）處理下未明顯改善果實(shí)品質(zhì)。

3．3 噴施不同濃度磷肥對(duì)櫻桃番茄營養(yǎng)元素含量的影響

Singh等［31］研究表明，葉面噴施過磷酸鈣和磷酸能夠顯著提高石榴葉片磷和鉀元素含量。本研究認(rèn)為施磷可增加櫻桃番茄果實(shí)中磷含量，增施100%（P2）處理下磷含量達(dá)到最大值。另外，元素吸收之間存在拮抗作用，過量施用磷肥會(huì)抑制植株對(duì)氮鉀元素的吸收，影響葉綠素的合成代謝，植株光合作用下降，致使植株無法正常物質(zhì)代謝和能量代謝，對(duì)果實(shí)的品質(zhì)造成負(fù)面影響［32］。本研究發(fā)現(xiàn)，磷肥減施50%（P0．5）處理下兩品種果實(shí)鉀含量均顯著高于其他處理；常規(guī)施磷（P1）和磷肥增施100%（P2）處理下京番粉星2號(hào)果實(shí)中K含量較CK顯著降低。磷肥增施100%（P2）處理下京番粉星2號(hào)Ca含量下降，Mg含量無顯著變化；京番彩星1號(hào)Ca、Mg含量顯著上升。

本試驗(yàn)利用熵權(quán)法將櫻桃番茄品質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化、歸一化后進(jìn)行賦權(quán)，避免主觀賦權(quán)法中人為因素對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的影響，進(jìn)一步采用TOPSIS法計(jì)算各處理方案的接近度Ci，Ci值越高表示方案越理想，櫻桃番茄的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果越好，使得分析結(jié)果更直觀、更合理。兩種評(píng)價(jià)結(jié)果都表明在磷肥減施50%（P0．5）水平下，櫻桃番茄綜合評(píng)價(jià)最好。這為櫻桃番茄高效磷肥施用提供了一定的理論依據(jù)。

4 結(jié)論

本研究表明，磷肥減施50%（P0．5）處理下果實(shí)番茄紅素、可溶性蛋白、可溶性固形物含量顯著升高，可滴定酸含量顯著下降，果實(shí)品質(zhì)得到明顯改善，產(chǎn)量提高且與對(duì)照差異達(dá)顯著水平。磷肥增施100%（P2）和常規(guī)施磷（P1）處理下，櫻桃番茄果實(shí)產(chǎn)量、品質(zhì)并未得到明顯提升。利用熵權(quán)法和TOPSIS法相結(jié)合綜合分析得出，兩個(gè)品種均為磷肥減施50%（P0．5）處理綜合評(píng)價(jià)結(jié)果最佳。