李美寧,危常州,朱齊超,朱金龍,趙紅華,何婷
(石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院/新疆兵團(tuán)綠洲生態(tài)農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,石河子832003)
臍腐病是番茄栽培生產(chǎn)中發(fā)生的一種常見的生理性病害,一般認(rèn)為是由缺鈣引起。鈣作為植物必需的營養(yǎng)元素,在植物生長發(fā)育和應(yīng)對環(huán)境脅迫中處于中心調(diào)控地位[1]。大多數(shù)土壤溶液中鈣離子的濃度約為10-2mol/L時(shí)[2],一般能滿足作物生長發(fā)育對鈣營養(yǎng)的需求。番茄需鈣量大,且在整個(gè)生長發(fā)育過程中都需要[3],但由于植物內(nèi)鈣的長距離運(yùn)輸主要發(fā)生在木質(zhì)部,其運(yùn)輸?shù)膭恿κ钦趄v作用,而幼嫩部位以及果實(shí)的蒸騰作用較小,對鈣的競爭弱于葉片,加之鈣在韌皮部中移動性差,難以再運(yùn)輸和分配到新生部位及果實(shí),因此容易發(fā)生缺鈣現(xiàn)象[4-5]。番茄缺鈣易導(dǎo)致臍腐病的發(fā)生,嚴(yán)重影響果實(shí)外觀和內(nèi)在品質(zhì)及耐貯性[5]。目前,防治加工番茄臍腐病的主要方法是噴施氯化鈣或配合施用萘乙酸,施用方法以葉面噴施為主,人工勞動強(qiáng)度大且機(jī)械田間作業(yè)對加工番茄物理損傷較嚴(yán)重。
新疆加工番茄栽培普遍采用滴灌的灌溉方式,該系統(tǒng)能方便的將水溶性鈣鹽輸入植物根部,如能起到與葉面噴施類似或者更好的效果,將大幅度降低田間作業(yè)成本。而以硝酸鈣為鈣源,采用土施的方法防治加工番茄臍腐病的研究較少。為此,本試驗(yàn)通過噴施和滴施不同鈣肥,研究外源鈣對加工番茄果實(shí)鈣含量、臍腐病發(fā)生率、產(chǎn)量以及相關(guān)品質(zhì)指標(biāo)的影響,以期為加工番茄高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)提供理論依據(jù)。
試驗(yàn)于2011、2012年在石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院試驗(yàn)站大田進(jìn)行,前茬作物2011年為棉花,2012年為小麥,秋灌的灌量為900m3/hm2。土壤質(zhì)地為中壤土,有機(jī)質(zhì)17.3g/kg,全氮0.71g/kg,堿解氮81.9 mg/kg,速效磷18.4mg/kg,速效鉀155.5mg/kg。
1.2.1 試驗(yàn)方案
試驗(yàn)設(shè)置3種處理,包括:
1)不施鈣肥處理(CK);
2)噴施CaCl2處理(SCaCl2):從出現(xiàn)第1穗花開始,每隔1周左右向心葉和幼果上噴灑0.5%的CaCl2溶液;
3)滴施硝酸鈣處理(DCa(NO3)2):選擇硝酸鈣做追肥。
各處理施肥量保持一致,氮肥總施用量為300 kg/hm2,基肥占1/3,其余做追肥;處理3中由于硝酸鈣含有氮素,除基肥外,每次追肥采用尿素補(bǔ)充不足硝酸鈣所含氮素的部分。磷鉀肥在播前以基肥的形式施入,施用量分別為 P2O5135kg/hm2、K2O 135kg/hm2。每個(gè)處理重復(fù)3次,田間隨機(jī)區(qū)組排列。不同處理氮肥施用日期和施用量見表1。
供試番茄品種為石紅九號,采用一膜兩行種植模式,行距配置為40cm-68cm-40cm,株距40cm。田間管理與當(dāng)?shù)爻R?guī)管理相同,即3~4片真葉時(shí)定苗,定苗后及時(shí)中耕,果實(shí)成熟后分次采摘,灌溉方式為滴灌,全生育期灌水8次,總灌溉量為3900 m3/hm2。
1.2.2 樣品的采集與分析
1)加工番茄果實(shí)鈣含量的測定:在加工番茄成熟期采取加工番茄果實(shí),用自來水洗去其灰塵,再用去離子水沖洗干凈,于105℃殺青,75℃烘干,稱重法測定其干物質(zhì)積累量,然后將樣品粉碎、過篩,采用HCl+Vc浸提法[6]進(jìn)行樣品前處理,用原子吸收分光光度計(jì)測定植株鈣含量。
2)加工番茄品質(zhì)的測定:加工番茄成熟后,每個(gè)小區(qū)選取10個(gè)番茄果實(shí),測定番茄的品質(zhì)。番茄紅素、可溶性固形物分別采用紫外可見分光光度法(國標(biāo)法)[7-8]、手持折光儀測定,總酸、還原糖、Vc含量分別采用酸堿滴定法[9]、銅還原-直接滴定法、2,6-二氯靛酚法測定,番茄硬度采用果實(shí)硬度計(jì)測定。
3)產(chǎn)量測定:提前劃定測產(chǎn)區(qū),在加工番茄成熟期,分次采摘成熟果實(shí),稱重并計(jì)數(shù),并測定全部小區(qū)收獲株數(shù),根據(jù)小區(qū)面積換算成畝收獲株數(shù)。
產(chǎn)量=畝收獲株數(shù)×單株果數(shù)×單果重[10]。
4)加工番茄臍腐病發(fā)生率的測定:采收期隨機(jī)抽取100個(gè)加工番茄,統(tǒng)計(jì)臍腐病果數(shù),計(jì)算臍腐病發(fā)生率。
1.2.3 數(shù)據(jù)計(jì)算與分析
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行處理,方差分析采用Spss17.0軟件進(jìn)行分析。
由表2可知,滴施硝酸鈣和噴施氯化鈣處理都可提高加工番茄果實(shí)中鈣含量、降低臍腐病發(fā)生率,果實(shí)鈣含量明顯高于臍腐病果實(shí)中鈣含量(0.96g/kg),分別較不施鈣處理增加了5.2%、44.4%,臍腐病的發(fā)生率分別較不施鈣處理降低了37.8%、56.1%。滴施硝酸鈣防治臍腐病效果較好,與不施鈣處理和噴施氯化鈣處理差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
表3顯示,與CK相比,噴施氯化鈣處理加工番茄的單株果枝數(shù)、單枝果枝果數(shù)、單株果數(shù)、單果重、產(chǎn)量均有所增加,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,分別較CK增加了4.42%、0.72%、2.54%、15.25%、7.45%。與CK相比,滴施硝酸鈣處理加工番茄的單株果枝數(shù)、單株果數(shù)、單果重都增加了,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其中單果重增加較多,較CK增加了16.42g;單枝果枝果數(shù)稍有下降,但加工番茄產(chǎn)量顯著增加,達(dá)到了140t/hm2,較 CK 增加了25731kg/hm2。與噴施氯化鈣處理相比,滴施硝酸鈣處理加工番茄的單株果枝數(shù)、單枝果枝果數(shù)、單株果數(shù)都有所下降,單果重、產(chǎn)量增加顯著,分別較噴施鈣肥處理增加了11.65%、14.27%。滴施硝酸鈣增產(chǎn)效果明顯,與CK和噴施氯化鈣處理差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
由表4可知,與不施鈣相比,噴施氯化鈣處理加工番茄中還原糖、Vc含量、糖酸比、可溶性固形物含量稍有降低,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;番茄紅素含量降低顯著,較不施鈣處理降低了35.53%;總酸含量和番茄硬度稍有增加,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與不施鈣相比,滴施硝酸鈣處理加工番茄中總酸、還原糖、糖酸比、可溶性固形物含量都有所降低,但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;番茄紅素含量降低顯著,較不施鈣處理降低了25.77%;Vc含量和番茄硬度均增加,番茄硬度較不施鈣處理增加了1.78N/cm2,便于加工番茄的運(yùn)輸和儲存。滴施硝酸鈣處理與噴施氯化鈣處理相比,加工番茄中番茄紅素含量顯著增加,而其他品質(zhì)指標(biāo)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,說明噴施氯化鈣處理會影響加工番茄品質(zhì)。
植物缺鈣有2個(gè)原因,一是土壤缺鈣,一般發(fā)生于酸性砂質(zhì)土壤;二是生理缺鈣,盡管土壤含鈣豐富,但是植物(如果樹和蔬菜)常常出現(xiàn)鈣缺乏現(xiàn)象[11]。這主要由于Ca2+在植物體內(nèi)屬難移動性的元素[12],難以再運(yùn)輸和分配到新生部位及果實(shí);另一方面,外在因素如干旱會引起鈣隨蒸騰流向地上部位的運(yùn)輸受限,此外氮肥施用過多,大量鈣進(jìn)入葉片,會導(dǎo)致葉片與果實(shí)爭鈣,加劇了鈣缺乏癥[13-14]。番茄花期缺鈣誘導(dǎo)下部葉片的失綠、早衰及果實(shí)臍腐病的大量產(chǎn)生[15]。噴施鈣肥可以有效的防治臍腐病的 發(fā) 生[16-17]。 林 葆 等[18]研 究 表 明,土 施 硝 酸鈣,可顯著增加蔬菜產(chǎn)量,其增產(chǎn)效果優(yōu)于噴施,土施也可增加大白菜Vc含量。本研究結(jié)果顯示,滴施硝酸鈣可以顯著增加加工番茄果實(shí)鈣含量和加工番茄產(chǎn)量,加工番茄產(chǎn)量分別較不施鈣和噴施氯化鈣處理增加了14.27%、7.45%,滴施硝酸鈣和噴施氯化鈣處理均可顯著降低臍腐病發(fā)生率,其中滴施硝酸鈣的效果較好,施用鈣肥處理加工番茄果實(shí)中番茄紅素的含量顯著降低,其原因有待于進(jìn)一步研究。
綜合加工番茄產(chǎn)量、品質(zhì)、運(yùn)輸儲存等因素,硝酸鈣是一種很好的肥料選擇,其既可以為作物提供氮素,又可以供給充足的鈣營養(yǎng)。硝酸鈣具有緩解番茄氯化鈉脅迫的作用[19],左余寶等[20]研究表明,在堿化土小麥栽培中施用硝酸鈣后小麥出苗率提高,畝產(chǎn)量和氮肥利用率大幅度增加。但Ca2+過量,植株缺鐵,植株易造成缺鐵癥,土壤速效鉀低于正常水平時(shí),也會造成植株缺鉀[21]。因此,應(yīng)注意硝酸鈣用量,可以選擇與酰胺態(tài)和銨態(tài)氮之間的搭配使用。
番茄生產(chǎn)中臍腐病是普遍存在的生理性病害,對生產(chǎn)危害較大。常規(guī)葉面噴施雖然有一定矯正效果,但人力、機(jī)力成本高,且在地面封閉后無法實(shí)施。本研究結(jié)果證明硝酸鈣通過滴灌施用其增產(chǎn)作用及對臍腐病防治效果比葉面噴施顯著,且能避免葉面噴施的缺點(diǎn),因此該方法在滴灌條件下具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
噴施氯化鈣和滴施硝酸鈣均可增加加工番茄果實(shí)鈣含量、降低臍腐病發(fā)生率,滴施硝酸鈣的效果更顯著。滴施硝酸鈣肥可以顯著增加加工番茄的產(chǎn)量,產(chǎn)量達(dá)到了140t/hm2,分別較不施鈣和噴施鈣肥處理增加了22.8%、14.3%。硝酸鈣滴施對加工番茄果實(shí)品質(zhì)的影響不明顯,但顯著降低了番茄紅素含量。
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