2023年 5月 灌溉排水學(xué)報 第 42卷 第 5期 May 2023 Journal of Irrigation and Drainage No 5 Vol 42 52 文章編號 1672 3317 2023 05 0052 08 葉面施硒與 土壤水分 互作對溫室番茄 生長和 水分利用效率的影響 宋嘉雯 1 2 李歡歡 2 辛 朗 1 申 軍 3 劉 浩 2 王興鵬 1 鐘 原 2 4 1 塔里木大學(xué) 水利與建筑工程學(xué)院 新疆 阿拉爾 843300 2 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)田灌溉研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作物需水與調(diào)控重點(diǎn)開放實驗室 河南 新鄉(xiāng) 453002 3 內(nèi)蒙古水利事業(yè)發(fā)展中心 呼和浩特 010020 4 鄭州大學(xué) 農(nóng)學(xué)院 鄭州 450000 摘 要 目的 探索葉面噴施外源硒與土壤水分互作 對溫室番茄植株生長 產(chǎn)量及水分利用效率的影響 方法 以溫室番茄 京番 404 為研究對象 設(shè)置 4種外源硒 硒源 Na2SeO3 噴施質(zhì)量 濃度 S0 清水對照 S2 5 2 5 mg L S5 5 mg L和 S10 10 mg L 和 3種灌溉控制水平 灌水下限分別控制為田間持水率的 50 W1 重度干 旱 田間持水率的 65 W2 輕度干旱 田間持水率的 80 W3 充分供水 的 盆栽試 驗 研究土壤水分 和葉面外源硒噴施 質(zhì)量 濃度對溫室番茄植株與果實生長 含硒量 產(chǎn)量和水分利用效率的影響 結(jié)果 隨著 灌溉 控制水平的增 大 株高 莖粗及果實平均生長速率均 顯著 增 大 且 顯著影響了葉片含硒量 葉面 噴 施 外源硒 對 株高 及 番茄 生長速率的影響達(dá)到了顯著水平 p 0 01 極顯著 地影響了葉片和果實 含硒量 p 0 001 且 隨 外源硒噴 施質(zhì)量濃度的增大顯著增大 與 S0 處理相比 葉面噴施 外源 硒 處理 的平均果實含硒量增加了 3 5 14 3 倍 平均 單果質(zhì)量 單株產(chǎn)量和水分利用效率 均隨 灌溉控制水平的增大而增大 隨 葉面 外源硒噴施 質(zhì)量 濃度的增大而 減小 結(jié)論 葉面噴施低質(zhì)量濃度外源硒對植株生長 含硒量累積 產(chǎn)量和水分利用效率均有促進(jìn)作用 葉面 外源硒噴 施質(zhì)量濃度為 2 5 mg L 灌水下限為田間持水率的 80 時 可以在達(dá)到為人體補(bǔ)硒效果的前提下也促進(jìn)了溫室番茄 產(chǎn)量的形成 尤其緩解了重度干旱對溫室番茄生長和產(chǎn)量造成的不利影響 關(guān) 鍵 詞 外源硒 產(chǎn)量 水分利用效率 干旱 脅迫 番茄 中 圖 分類號 S641 2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A doi 10 13522 ki ggps 2022642 OSID 宋嘉雯 李歡歡 辛朗 等 葉面施硒與土壤水分互作對溫室番茄生長和水分利用效率的影響 J 灌溉排水學(xué)報 2023 42 5 52 59 SONG Jiawen LI Huanhuan XIN Lang et al Effects of Leaf Selenium Application and Soil Water Interaction on Growth and Water Use Efficiency of Tomato in Greenhouse J Journal of Irrigation and Drainage 2023 42 5 52 59 0 引 言 研究意義 據(jù)統(tǒng)計中國有 72 的地區(qū)處于缺硒 或者低硒的狀態(tài) 1 食用富硒農(nóng)作物類產(chǎn)品給人體補(bǔ) 硒安全高效 而硒元素是作物生長不可或缺的微量元 素之一 對作物生長具有重要的調(diào)控作用 給植物適 當(dāng)?shù)难a(bǔ)硒 可促進(jìn)作物生長發(fā)育和提高品質(zhì) 2 3 并且能 夠緩解干旱脅迫和鹽脅迫對作物光合系統(tǒng)的傷害 4 鄭陽等 5 研究表明 在相同 質(zhì)量濃度外源硒處理之下 葉面噴施效果優(yōu)于拌種且節(jié)約成本 2 水分虧缺時會 抑制 作物 光合產(chǎn)物的積累 導(dǎo)致 果實發(fā)育不良造成減 產(chǎn) 6 研究葉面噴施外源硒與土壤水分 互作 對番茄生 收稿日期 2022 11 15 基金 項目 國家自然科學(xué)基金項目 52279052 51779259 塔里木大學(xué) 校長基金創(chuàng)新團(tuán)隊項目 TDZKC202002 作者簡介 宋嘉雯 1998 女 碩士研究生 主要從事作物高效用水 理論與技術(shù)研究 E mail 1723300726 通信作者 劉浩 1977 男 研究員 博士生導(dǎo)師 主要從事作物高 效用水理論與技術(shù)研究 E mail liuhao03 王興鵬 1978 男 教授 博士生導(dǎo)師 主要從事干旱區(qū)灌溉排水理 論與節(jié)水灌溉方面的研究 E mail 13999068354 長影響對于促進(jìn)國民健康及節(jié)水穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義 研究進(jìn)展 番茄 生育期需水量較大 一定程度上水 分虧缺可提高番茄 果實可溶性糖 可溶性固形物 糖 酸比等品質(zhì)特性 7 但還是會抑制 番茄 植株生長 導(dǎo) 致落花落果和減產(chǎn)等問題 7 8 硒參與抗氧化酶的組 成 能催化有毒的過氧化物還原為無害的羥基化合物 從而保護(hù)生物膜不被氧化降解 9 適量施硒可以促進(jìn) 番茄植株的生長發(fā)育 提高果實含硒量和產(chǎn)量 而且 可有效改善果實品質(zhì) 增強(qiáng)作物的抗逆性 4 也有學(xué) 者研究 10 表明 施硒對番茄產(chǎn)量沒有顯著影響 然而 大多數(shù)研究 3 11 12 表明 適量施硒能提高番茄果實糖 酸比 VC 含硒量 可溶性蛋白等品質(zhì)特性 但對 于是否能提高產(chǎn)量還有待深入研究 切入點(diǎn) 目前 關(guān)于土壤水分對番茄的影響主要是針對單一因素對 番茄生長生理和產(chǎn)量的影響 7 8 關(guān)于番茄施硒的研 究主要集中在 不同外源硒噴施質(zhì)量濃度 13 14 和 不同 硒源 14 15 對植株生長 果實硒富集能力和品質(zhì)的影響 而葉面噴施外源硒與土壤水分的交互作用對溫室番 宋嘉雯 等 葉面施硒與土壤水分互作對溫室番茄生長和水分利用效率的影響 53 茄的 影響 還有待進(jìn)一步探究 尤其是在 不同 干旱脅迫 程度 下 番茄 對 噴施不同 質(zhì)量 濃度 外源硒 響應(yīng) 還知之 甚少 擬解決的關(guān)鍵問題 為此 以溫室番茄為研 究對象 探究葉面 外源硒 噴施 質(zhì)量濃度 與土壤水分 互 作 對溫室番茄植株生長 果實 含硒量 以及水分利用效 率的影響 為外源硒在溫室栽培富硒番茄的科學(xué)合理 應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)指導(dǎo) 1 材料與方法 1 1 試驗地概況 試驗 于 2022年 3 6月 在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院新鄉(xiāng)綜 合試驗基地 N35 9 E113 47 海拔 74 m 的日光 溫室中進(jìn)行 試驗區(qū)氣候?qū)倥瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候 多年均降 水 量 580 mm 年均蒸發(fā)量 2 000 mm 多年 平均氣溫 14 1 日照時 間 達(dá) 2 398 8 h 無霜期 201 d 試驗所用日光溫室總面積為 510 m2 60 m 8 5 m 坐北朝南 溫室上端最外層是鋪設(shè)了厚度 5 cm 的 保 溫 棉 內(nèi)覆蓋 1 層 0 2 mm 的無滴聚乙稀薄膜 在側(cè)后 墻的墻體內(nèi)也均嵌入了保溫材料 試驗 采用 盆栽 的方 式 進(jìn)行 選用大田耕層 0 20 cm 土壤 質(zhì)地為沙壤 土 土壤 體積質(zhì)量 為 1 40 g cm3 田間持水 率 為 23 02 質(zhì)量含水率 土壤堿解氮 速效鉀 速效磷質(zhì)量 分?jǐn)?shù) 分別為 77 4 243 3 16 0 mg kg pH 值為 8 7 EC值 為 162 0 S cm 有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15 2 g kg 1 2 試驗設(shè)計 試驗所用盆直徑 30 cm 高 50 cm 供試驗土壤 經(jīng)風(fēng)干后過 2 mm 網(wǎng)篩混勻 分 3 層裝入盆內(nèi) 裝盆 時 約 15 cm 夯實 1 次 在第 3 層將基肥混勻施入 裝 至離盆上口 2 3 cm 處 每盆裝風(fēng)干土質(zhì)量為 45 7 kg 試驗過程中 N P2O5 K2O 肥施用量分別為 0 13 0 08 0 13 g kg 干土 基肥供試肥料 主要 為普通速效復(fù) 合肥 N P2O5 K2O 17 15 15 以氮肥總量的 40 為 基礎(chǔ)計算普通速效復(fù)合肥施用 量為 13 95 g 磷肥 全以基肥 過磷酸鈣 P2O5 為 14 施入 將 剩余 的 60 氮肥 尿素 N 為 46 和 不足的 鉀肥 硫酸鉀 K2O 為 50 均分為 3 份分別于每穗果實開始膨大時隨水追施 各 處理施用量均相同 供試番茄品種為京番 404 于五 葉一心時移栽 2022 年 3 月 16 日 至盆中 每盆定 植 1 株 坐果 3 穗留頂葉 3 片后打頂 6 月 25 日結(jié) 束試驗 基于 2021 年試驗結(jié)果 外源硒噴施質(zhì)量濃度 分 別為 0 5 10 mg L 噴施 低 質(zhì)量 濃度 外源硒對番茄 生長 有顯著促進(jìn)效果 本 試驗分別設(shè)置 葉面外源硒 Na2SeO3 噴施 質(zhì)量 濃度 S 控制 質(zhì)量 濃度范圍 0 1 mg L 和 灌水水平 W 控制水量范圍 5 2 個 因 素 其中 設(shè)置 4 個 葉面噴施外源硒 Na2SeO3 質(zhì) 量 濃度 分別為 0 S0 2 5 mg L S2 5 5 mg L S5 和 10 mg L S10 于開花坐果期分 2 次間 隔 20 d 均勻噴施 開花后 10 30 d 于植株葉片 每次噴施以葉片表面產(chǎn)生滴水為止 3 S0噴施清水作 為對照 噴施外源硒過程 中將土壤表面用防水塑料布 覆蓋以防止 Na2SeO3 溶液滴入土壤而對試驗結(jié)果產(chǎn) 生影響 每種外源硒 噴施質(zhì)量 濃度下設(shè)置 3 個 灌溉水 平 灌水下限分別控制 為 田間持水率的 50 田間持 水率 65 田間持水率 80 6 8 分別記為 W1 W2 W3 灌水定額均為 2 L 采用 完全組合 試驗設(shè)計 共 12 個處理 為滿足破壞性取樣需求 每個處理 20 盆 共 240 盆 為精確控制每個處理的灌水量 各處 理均單獨(dú)采用由灌水桶 小型自吸泵 壓力表 閥門 毛管和裝有流調(diào)器的滴箭所組成的滴灌系統(tǒng)供水 圖 1 灌水器額定流量為 2 L h 工作壓力為 0 12 MPa 灌水時將所需灌溉水量加入灌水桶內(nèi) 啟動自吸泵 調(diào)整工作壓力至 0 12 MPa 將灌溉水通過毛管連接滴 箭注入每個盆中 直至桶內(nèi)所有灌溉水用完為止 每天 07 30 08 30各處理均選擇有代表性的 3盆 植株 采用帶有電子吊秤 精度為 20 g 小型有軌行 吊稱量盆質(zhì)量 并計算土壤含水率 用于控制灌溉 圖 1 灌水系統(tǒng) Fig 1 Irrigation system 1 3 主要觀測項目與方法 1 3 1 土壤基礎(chǔ)理化參數(shù) 1 土壤 體積質(zhì)量 田間持水率 試驗開始前 采用環(huán)刀法測定試驗土壤 體積質(zhì)量 和田間持水 率 由 于試驗土壤全部為 0 20 cm 表層土 因此 分別在不 同位置 用 環(huán)刀 取 0 20 cm 土 壤 重復(fù) 6 次 2 土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分 在移栽前 取風(fēng)干過篩后的 試驗土壤 用于測量全氮 速效氮 速效 磷 速效 鉀 灌水桶 自吸 泵 閥門 壓力 灌水管 灌溉排水學(xué)報 54 pH 值 電導(dǎo)率 有機(jī)質(zhì) 全氮采用 AA3 流動分析儀 測定 速效鉀采用 火焰光度法 測定 速效氮采用堿解 擴(kuò)散法 測定 速效磷采用碳酸氫鈉浸提法 測定 pH 值采用電位法 測定 電導(dǎo)率采用 DDS 307 電導(dǎo)率儀 法 測定 有機(jī)質(zhì)采用比色法 測定 16 1 3 2 作物耗水量 自灌溉處理期開始至結(jié)束 選取具有代表性的 3 棵 植 株 每天 07 30 08 30 通過稱量計算得到日耗 水量 其中作物耗水量計算式為 ETi Zi Zi 1 I 1 式中 ETi為第 i 天的單株作物耗水量 L 株 Zi為 第 i天盆總質(zhì)量 kg Zi 1為第 i 1 天盆總質(zhì)量 kg I為灌水量 1 3 3 生長生理指標(biāo) 1 株高 莖粗 從每個處理挑選具有代表性的 與整體長勢相近的 3 株植株做標(biāo)記 在植株移栽至盆 中 15 d 后和果實成熟采摘末期測定番茄的株高 莖 粗 株高采用直尺測量 莖粗采用十字交叉法 在地 上 2 cm 處用游標(biāo)卡尺測量 2 果實生長過程 自番茄果實長至乒乓球大小 后 每層果隨機(jī)選取 1 個有代表性的果實標(biāo)記 利用 游標(biāo)卡尺采用十字交叉法測量果實的橫徑和縱徑 測 量至果實成熟 每個處理重復(fù) 3 次 3 含 Se 量 各處理于果實成熟采摘期選取植株 上層功能葉 經(jīng)蒸餾水清洗拭干后 將果實樣品置于 烘箱 在 105 條件下殺青 30 min 后在 75 下烘干 至恒 質(zhì)量 采用 電感 耦 合等離子體質(zhì)譜法 ICP MS 法 17 測定葉片和果實的 含 Se 量 根據(jù)果實含水率 將果實 含 Se 量轉(zhuǎn)化為單位鮮果質(zhì)量的 含 Se 量 1 3 4 產(chǎn)量 和 水分利用效率 番茄進(jìn)入采摘期后 當(dāng)果實周身著色達(dá) 90 以上 后采摘 每次采摘后記錄果實數(shù)量 并用精度為 0 1 g 量程為 3 5 kg 的電子天平稱 質(zhì)量 計算單株果實產(chǎn)量 和平均單果質(zhì)量 水分利用效率計算式為 WUE YET 2 式中 WUE 為水分利用效率 kg m3 Y 為單株產(chǎn) 量 kg 株 ET為單株耗水量 L 株 1 4 數(shù)據(jù)處理 采用 DPS 9 01 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 分析 試驗數(shù)據(jù) 并 運(yùn)用 Duncan 新復(fù)極差法 對各試驗處理進(jìn)行多重比較 和差異顯著性檢驗 p 0 05 用 Microsoft Excel 2019 作圖 2 結(jié)果 與分析 2 1 葉面 噴施 外源硒 與土壤水分 互作 對溫室番茄株 高 莖粗 及其生長速率 的影響 圖 2 為 番茄成熟末期的株高和莖粗及其 平均 生 長速率 圖中 表示 在 p 0 05 條件下 差異 顯著 表 示 在 p 0 01 條件下 差異 顯著 表示 在 p 0 001 條 件下 差異 顯著 由圖 2 可知 葉面 噴施外源硒 僅 對株 高及其生長速率有顯著影響 p 0 01 土壤水分對 株高 莖粗及其生長速率均有 極 顯著影響 p 0 001 而 葉面 噴施外源硒 與土壤水分 的交互作用 對株高 莖 粗及其生長速率 均未產(chǎn)生 顯著影響 從圖 2 a 和 圖 2 c 可以看出 在同一土壤水分 處理 下 與 S0 處 理 相比 各葉面 噴施 外源硒 處理 均不同程度 地促進(jìn)了 植株生長 且株高隨 外源硒噴施質(zhì)量濃度 的增加呈逐 漸降低趨勢 最大值均出現(xiàn)在 S2 5 處理 與 S0 處理 相比 S2 5 S5 S10 處理的株高分別提高了 6 3 4 3 3 7 而相同土壤水分 處理下 不同 外源硒噴施 質(zhì)量濃度 處理 的 莖粗無顯著 差異 在相同 外源硒噴施 質(zhì)量濃度 下 株高和莖粗隨 灌溉控制水平 的增大而顯 著增大 與 W3 處理相比 W1 W2 處理的平均株高 分別降低了 19 8 和 7 4 莖粗分別降低了 19 6 和 5 4 由 圖 2 b 和 圖 2 d 可知 葉面噴施外源 硒 和 土壤水分 均極顯著影響了 株高生長速率 S2 5 S5 S10 處理的平均株高生長速率 較 S0 處理分別提 高了 8 1 5 5 和 4 5 S2 5W3 處理 的 株高和莖 粗生長速率最大 分別為 1 27 cm d 0 077 mm d a 株高 b 株 高生長速率 c c c c b b b b b a a a 0 20 40 60 80 100 120 140 株高 cm 處理 PS 0 003 7 PW 0 000 1 PS W 0 362 6ns c c c c b b b b b a a a 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 株高生長速率 cm d 1 處理 PS 0 003 7 PW 0 000 1 PS W 0 405 4ns 宋嘉雯 等 葉面施硒與土壤水分互作對溫室番茄生長和水分利用效率的影響 55 c 莖粗 d 莖粗生長速率 圖 2 不同處理 溫室番茄株高 莖粗 及 其 生長速率 Fig 2 Plant height stem diameter and growth rate of tomato in greenhouse under different treatments 2 2 葉面噴施外源硒 與土壤水分互作對溫室番茄果 實平均生長速率的影響 圖 3 為 果實平均生長速率 由圖 3 可知 土壤水 分極顯著影響 p 0 001 了果實平均生長速率 葉 面噴施外源硒對果實平均生長 速率 無顯著影響 在重 度干旱 W1 條件下 隨著外源硒噴施 質(zhì)量 濃度的 增大果實平均生長速率 逐漸 減小 S2 5 處理果實平均 生長速率最大 但 各處理之間差異不顯著 在輕度干 旱和充分供水條件下 隨著 外源硒噴施質(zhì)量濃度 的增 加果實平均生長速率大致呈增加趨勢 S2 5 S5 S10 處理較 S0 處理平均增加了 10 0 31 0 34 0 隨著 外源硒噴施質(zhì)量濃度 的增加果實平均生長速率 增幅逐漸趨于平穩(wěn) 在相同 外源硒噴施質(zhì)量濃度 下 果實平均生長速率隨灌溉控制水平的增 加 而顯著增 大 與 W1 處理相比 W2 W3 處理的果實平均生長 速率分別顯著提高了 2 6 3 9 倍 且 W3 處理較 W2 處理提高了 0 4 倍 綜上 可知 在重度干旱狀況下噴 施低 質(zhì)量 濃度外源硒有增加果實平均生長速率的趨 勢 而在輕度干旱和水分充足的狀況下噴施中高 質(zhì)量 濃度的外源硒促進(jìn)果實平均生長速率 的 效果最佳 圖 3 不同處理溫室番茄的果實平均生長速率 Fig 3 Average growth rate of tomato fruit in greenhouse under different treatments 2 3 葉面噴施外源硒 與土壤水分互作對溫室番茄葉 片和果實含硒量的影響 圖 4 為各處理番茄葉片和果實的含硒量 噴施不 同 質(zhì)量 濃度外源硒對葉片和番茄果實 含硒量 均產(chǎn)生 了極顯著影響 p 0 001 葉面噴施外源硒與 土壤 水分 的交互作用 對葉片含硒量 產(chǎn)生了 極顯著影響 p 0 001 對果實含硒量無顯著影響 在相同土 壤水分 處理 下 與 S0 處理相比 S2 5 S5 S10 處理 的平均葉片含硒量分別顯著增加了 3 8 9 8 19 8 倍 平均果實含硒量分別顯著增加了 3 5 6 9 14 3 倍 葉片和果實含硒量均隨外源硒噴施 質(zhì)量 濃度的增大 而顯著增大 可見噴施外源硒促進(jìn)了硒元素從葉片向 果實的轉(zhuǎn)運(yùn) 從圖 4 b 還可以看出 在充分供水 W3 狀況下 葉面 噴施外源硒 處理 S2 5 S5 S10 處理 之間的果實含硒量無顯著性差異 但較 S0 處理分別增加了 1 4 3 1 3 1 倍 且 外源硒噴施質(zhì) 量濃度 由 2 5 mg L 增加到 5 mg L 時果實含硒量的增 長幅度最大 外源硒噴施質(zhì)量濃度 大于 5 mg L 后增 長幅度變緩 在相同 外源硒噴施質(zhì)量濃度 下 W1 處 理 較 W2處理 和 W3 處理的平均葉片含硒量分別顯著 提高了 1 5 倍和 1 2 倍 而 W2 W3 處理 之間差異 不 顯著 在 S2 5 S5 處理下 土壤 水分 對果實含硒量 無顯著 影響 而在 S10 處理下 W1 W2 處理較 W3 處理分別顯著增加了 100 0 和 73 8 2 4 葉面噴施外源硒 與土壤水分互作對溫室番茄產(chǎn) 量及水分利用效率的影響 2 4 1 番茄產(chǎn)量 葉面 噴施外源硒和 土壤水分對溫室番茄平均單 果質(zhì)量和單株產(chǎn)量有極顯著影響 p 0 001 土壤 水分對溫室番茄的單株坐果數(shù)有極顯著影響 p 0 001 而 葉面噴施外源硒與 土壤水分 的交互 作用 對單株坐果數(shù) 平均單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量均無顯 著 影響 表 1 同一 外源硒噴施質(zhì)量濃度 下 W1 處理較 W2 W3處理平均單株坐果數(shù)分別降低了 31 2 和 35 4 且差異顯著 p 0 05 說明重度干旱是導(dǎo)致落花落 果的主要因素 平均單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量隨灌溉控制 水平的降低而顯著降低 且差異極顯著 與 W3 處理 d cd d bc ab a ab a a a a a 0 2 4 6 8 10 12 莖粗 mm 處理 PS 0 224 6ns PW 0 000 1 PS W 0 408 7ns c c bc bc ab ab ab ab a a a a 0 0 01 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 08 莖粗生長速率 mm d 1 處理 PS 0 747 7ns PW 0 000 1 PS W 0 783 1ns e e e e d cd bc bc ab a ab a 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 果實 平均 生長速率 mm d 1 處理 PS 0 466 2ns PW 0 000 1 PS W 0 148 3ns 灌溉排水學(xué)報 56 相比 W1 W2處理的平均單果質(zhì)量分別減小了 81 8 和 36 1 單株產(chǎn)量分別減小了 87 8 和 38 6 在 同一土壤水分 處理 下 噴施外源硒 有增加單株坐果數(shù) 的趨勢 但不同 外源硒噴施質(zhì)量濃度 對單株坐果數(shù) 無 顯著影響 隨外源硒噴施 質(zhì)量 濃度的增 加 單株產(chǎn)量 和平均單果質(zhì)量 逐漸減小 與 S0 處理相比 S2 5 S5 S10 處理的平均單果質(zhì)量分別增加了 6 7 1 3 1 2 單株產(chǎn)量分別增加了 12 0 9 0 2 0 說明當(dāng) 外源硒噴施質(zhì)量濃度 高于 2 5 mg L 后 平均單 果質(zhì)量和單株產(chǎn)量的漲幅均呈遞減趨勢 a 葉片 b 果實 圖 4 不同處理 溫室番茄 葉片和果實 的 含硒量 Fig 4 Selenium content in greenhouse tomato leaves and fruits under different treatments 表 1 不同處理 溫室番茄 的 產(chǎn)量及水分利用效率 Table 1 Yield and water use efficiency of greenhouse tomatoes with different treatments 處理 單株坐果數(shù) 個 平均單果質(zhì)量 g 單株產(chǎn)量 kg 單株耗水量 L 水分利用效率 kg m 3 S0W1 7 11 0 42c 22 85 0 47ef 0 162 0 010e 17 31 0 02d 9 38 0 60f S2 5W1 7 33 0 33c 26 82 0 48e 0 197 0 010e 17 41 0 06d 11 31 0 59f S5W1 7 89 0 51c 23 61 0 72ef 0 185 0 010e 17 17 0 12d 10 76 0 59f S10W1 8 11 0 42c 22 18 0 57f 0 179 0 008e 17 98 0 05c 9 95 0 47f S0W2 10 33 0 41b 81 67 1 60d 0 844 0 036d 42 59 0 12b 19 81 0 84e S2 5W2 10 67 0 37ab 89 41 1 36c 0 955 0 041c 42 45 0 20b 22 49 0 96cd S5W2 11 44 0 47ab 82 44 1 31d 0 940 0 034c 42 53 0 12b 22 11 0 79d S10W2 11 11 0 35ab 81 04 1 13d 0 899 0 027cd 42 45 0 06b 21 18 0 64de S0W3 11 00 0 37ab 129 92 2 07ab 1 427 0 046b 58 25 0 15a 24 50 0 79bc S2 5W3 11 67 0 17a 133 95 2 20a 1 562 0 028a 58 25 0 27a 26 81 0 48a S5W3 11 56 0 18a 131 50 2 09ab 1 519 0 028a 57 99 0 24a 26 19 0 49ab S10W3 11 00 0 29ab 128 49 2 36b 1 413 0 042b 58 01 0 18a 24 35 0 73bc W 0 000 1 0 000 1 0 000 1 0 000 1 0 000 1 S 0 058 4ns 0 000 1 0 000 5 0 287 1ns 0 000 2 S W 0 562 9ns 0 758 0ns 0 294 6ns 0 049 2 0 931 2ns 注 表示 p 0 05 條件下 差異 顯著 表示 p 0 01 條件下差異 顯著 表示 p 0 001 條件下 差異 顯著 2 4 2 番茄水分利用效率 由表 1 可知 葉面噴施外源硒對溫室番茄水分利 用效率的影響極顯著 p 0 001 但 對耗水量 無 顯著 影響 葉面噴施外源硒與土壤水分的交互作用對水分 利用效率無顯著影響 在同 一水分處理下 WUE隨外 源硒噴施 質(zhì)量 濃度的增加呈減小趨勢 且 3 個水分處 理下均表現(xiàn) 為在 S2 5 處理下 WUE 最大 在輕度干旱 條件下 葉面噴施外源硒提高了 WUE 與 S0W2 處理 相比 S2 5W2 S5W2 處理的 WUE顯著增加了 15 2 和 11 6 S10W2 處理增加了 6 9 且 W2 水分 處理 下 S2 5 S5 處理的 WUE與 S0 處理 差 異顯著 土壤水 分 處理 對耗水量和 WUE均有極顯著影響 p 0 001 同一 外源硒噴施質(zhì)量濃度 下 隨著灌溉控制水平的增 加 番茄 耗水量和 WUE均顯著增加 與 W3 處理相比 W2 W1 處理的耗水量分別減少了 26 9 和 69 9 WUE 分別降低了 16 0 和 59 3 說明重度干旱脅迫 減小了植株的耗水量 但同時也降低了 WUE 3 討 論 3 1 葉面噴施外源硒 與土壤水分 互作 對溫室番茄 植 株及果實生長 的影響 Rady 等 12 研究表明 施硒誘導(dǎo)了番茄生長性狀 的改善 探究原因發(fā)現(xiàn) 由于硒誘導(dǎo)的滲透保護(hù)劑和低 分子量抗氧化劑量提高以及酶促抗氧化酶活性提高 同時降低了氧化應(yīng)激的標(biāo)志物 MDA H2O2 等 硒 在植株代謝和酶促調(diào)節(jié) 過程 中起關(guān)鍵作用 同時 適 量 施 硒有助于植株生長 發(fā)育 高 劑量 施 硒 不僅 會 抑制 植株生長甚至 造成植物中毒 因此 硒對農(nóng)作物的效應(yīng) 存在劑量效應(yīng) 18 此前 在 人參菜 19 花生 20 小白 菜 21 生菜 22 等 作物的研究中 也 證實了這一觀點(diǎn) 本 研究 中 葉面 噴施外源硒 顯著提高 了 溫室番茄的株高及 其生長速率 隨著 外源硒噴施質(zhì)量濃度 的增 加 株高 和生長速率 的漲幅 逐漸 減小 圖 2 a 和圖 2 b 可見 噴施 高 質(zhì)量濃度外源硒 對溫室番茄 的促進(jìn)效果 逐 f de b a f ef def bc f def cd cd 0 1 2 3 4 5 6 葉片含硒量 m g k g 1 處理 PS 0 000 1 PW 0 000 1 PS W 0 000 1 c bc b a c bc b a c bc b b 0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 果實含硒量 m g k g 1 處理 PS 0 000 1 PW 0 213 4ns PS W 0 089 4ns 宋嘉雯 等 葉面施硒與土壤水分互作對溫室番茄生長和水分利用效率的影響 57 漸減小 與 施和平 等 23 和李娜 等 24 的 研究結(jié)果一致 劉群龍等 25 研究 發(fā)現(xiàn) 施 硒提高了果實的橫徑 且隨 外源硒噴施質(zhì)量濃度 的增 加 而顯著增大 并 極顯著 地 提高了單果質(zhì)量 這 與 本研究結(jié)果 一致 噴施 低 質(zhì)量 濃度 外源硒 促進(jìn) 了 果實平均生長速率 輕度干旱 和充 分供水的情況下 隨著 外源硒噴施質(zhì)量濃度 的增 加 而 增大 但 增幅 逐漸 減小 說明在輕度干旱和充分供水 情況下 施硒可以提高果實平均生長速率 圖 3 但 噴施中低 質(zhì)量 濃度外源硒促進(jìn)效果更好 在 重度干旱 條件下番茄 植株 生長 受到 脅迫 光合作用減小 向果 實轉(zhuǎn)運(yùn)的光合產(chǎn)物 減 少 果實生長 受到 抑制 26 噴施 低 質(zhì)量 濃度外源硒時 重度干旱情況下的 番茄果實平 均生長速率 有增加趨勢 且噴施低 質(zhì)量 濃度外源硒促 進(jìn)了植株生長 因此 說明 重度干旱 下 噴施 2 5 mg L 的 外源硒 對植株和 果實生長造成的 不利 影響 有緩解作用 3 2 葉面噴施外源硒 與土壤水分 互作 對溫室番茄葉 片和果實 含硒量 的影響 有機(jī)硒是人類硒營養(yǎng)來源的重要途徑 而 植物 是 將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為人類可食用的增加營養(yǎng)效果的植物 有機(jī)硒優(yōu)選的媒介 樊俊等 27 研究表明 噴施亞硒酸 鈉 能 提高 含硒量 尤其 在 噴施 低 質(zhì)量 濃度 亞硒酸鈉 時 植株 葉片的 含硒量 硒積累量以及硒有效利用率均為 最高 本研究 表明 噴施外源硒可提高 葉片含硒量 果實含硒量 隨外源硒噴施 質(zhì)量 濃度的增大葉片 含硒 量 和果實 含硒量 均顯著增大 圖 4 a 和圖 4 b 可見噴施外源硒 促進(jìn)了硒元素從葉片向果實的轉(zhuǎn)運(yùn) 和積累 這與 溫明霞等 28 和 Zhu 等 29 的 研究結(jié)果 一 致 另外 本 研究 中 葉面 噴施外源硒 與土壤水分 互 作 對葉片 含硒量 的影響達(dá)到 極 顯著水平 p 0 001 同時在噴施高 質(zhì)量 濃度外源硒的條件下 3 個水分 處 理 之間的果實 含硒量 差異達(dá)到顯著水平 p 0 05 產(chǎn)生差異的原因可能是在干旱脅迫下植株矮小 與 充 分供水處理 相比 雖然 外源硒噴施質(zhì)量濃度 相同 但 在實際操作中噴施量 保持一致 導(dǎo)致 干旱脅迫下 矮小 的植株 吸收 的 硒量 可能 高于 充分供水 的植株 因此出 現(xiàn)在干旱 脅迫 條件下高于充分供水條件下葉片和果 實 含硒量 的情況 3 3 葉面噴施外源硒 與土壤水分 互作 對溫室番茄產(chǎn) 量及水分利用效率的影響 水是番茄果實的主要組成成分 30 硒參與 抗氧化 酶的組成 適量 施 硒可以促進(jìn)植株生長發(fā)育 提高 含 硒量 增強(qiáng)作物抗逆性 10 本研究中 土壤水分 顯著影 響植株生長 果實生長以及產(chǎn)量和水分利用效率 在 充足供水狀況下 噴施低 質(zhì)量 濃度 2 5 mg L 外源硒 顯著 增加 了植株生長 坐果數(shù)和平均單果質(zhì)量均有增 加趨勢 進(jìn)而 顯著 提高作物 產(chǎn)量 表 1 這與李樂 13 和李登超等 18 的研究結(jié)果一致 但 噴施高 質(zhì)量 濃度外 源硒 番茄 植株生長 坐果數(shù) 和 平均單果質(zhì)量均有 減 小 趨勢 造成 產(chǎn)量 降低 然而 殷 朝珍等 15 研究表明 施硒顯著降低了產(chǎn)量的構(gòu)成因素 同時降低了產(chǎn)量 Pezzarossa 等 10 研究 發(fā)現(xiàn) 施硒對番茄植株的平均單 果質(zhì)量 和單株 產(chǎn)量沒有顯著影響 這與本研究結(jié)果不 一致 可能是 外源硒不同 或是土壤含硒量 不同 12 15 也可能是 不同 番茄品種對 硒 的耐受力不同 31 引起 的 因此 硒源對 作物 產(chǎn)量構(gòu)成要素和產(chǎn)量的影響 以及 施硒對 不同番茄品種的問題 還 有待進(jìn)一步探究 干旱脅迫時植株的生長發(fā)育受到抑制 光合產(chǎn)物 減少 坐果數(shù) 降低 進(jìn)而 產(chǎn)量 降低 7 30 這 與 本 研究 結(jié)果一致 在發(fā)生重度干旱情況下 植株矮小光合作 用弱 向果實轉(zhuǎn)運(yùn)的光合產(chǎn)物少造成 落花落果 平均 單果質(zhì)量和產(chǎn)量降低 Rady 等 12 研究 顯示 施硒改 善植株抗氧化防御系統(tǒng)的組成部分 提高了番茄植株 對干旱脅迫引起的氧化損傷的耐受性 主要表現(xiàn)在促 進(jìn)了植株生長 和 葉組織健康 同時提高了光合效率 產(chǎn)量組成和果實質(zhì)量 這 與 本 研究 結(jié)果 一致 噴施低 質(zhì)量 濃度 外源硒 有促進(jìn)植株生長 提高 果實平均生長 速率 坐果數(shù)和平均單果質(zhì)量 和單株產(chǎn)量 的變化趨勢 也一定程度上 緩解 了 干旱 對溫室番茄生長和產(chǎn)量 造 成的 影響 本研究 表明 在重度干旱脅迫下 各處理間耗水 量 沒有顯著差異 產(chǎn)量呈先增加后 降低 的趨勢 在 外 源硒噴施質(zhì)量濃度 為 2 5 mg L 時產(chǎn)量最大 S2 5W1 處理的 水分利用效率 最大 高尚等 32 研究 顯示 施 硒 提高了 水分利用效率 這與本研究結(jié)果一致 因此 施硒 可 促進(jìn) 番茄 植株生長 提高產(chǎn)量 尤其緩解了干 旱脅迫對作物造成的 不利 影響 水分利用效率的提高 也 可能 是由于葉面 施 硒 降低了葉片的蒸騰速率 33 因 此 今后需加強(qiáng)葉面 噴施外源硒 對溫室番茄光合 蒸騰 等生理特性的研究 探索葉面施硒調(diào)控番茄生長及水 分利用效率的生理機(jī)制 4 結(jié) 論 1 土壤水分對植株 株高和莖粗及其生長速率 果實平均生長速率 產(chǎn)量和水分利用效率均有顯著影 響 在 相同 外源硒噴施質(zhì)量濃度 下 重度干旱 W1 處理較充分供水 W3 處理 平均株高 莖粗和果實 平均生長速率分別 顯著 降低了 19 8 19 6 80 0 平均單果質(zhì)量 產(chǎn)量和水分利用效率分別顯著 降低了 81 8 87 8 和 59 3 2 葉面噴施外源硒顯著提高了葉片和番茄果實的 含硒量 且 促進(jìn)了植株生長 提高了 果實平均生長速 率 單株產(chǎn)量 和 水分利用效率 在同一土壤水分 處理 灌溉排水學(xué)報 58 下 外源硒噴施質(zhì)量濃度為 2 5 mg L時效果最為顯著 3 葉面噴施外源硒和土壤水分對溫室番茄的生 長指標(biāo) 產(chǎn)量和水分利用效率均有一定的積極 影響 從植株的生長 果實平均生長速率 含硒量以及產(chǎn)量 和水分利用效率多指標(biāo)綜合考量 外源硒噴施質(zhì)量濃 度 為 2 5 mg L 灌水下限為田間持水率的 80 時 可 以在達(dá)到為人體補(bǔ)硒效果的前提下也 促進(jìn) 了溫室番 茄 產(chǎn)量的形成 尤其緩解了重度干旱對溫室番茄生長 和產(chǎn)量造成的不利影響 參考文獻(xiàn) 1 史曉倩 施硒苦蕎籽粒蛋白質(zhì)含量高光譜監(jiān)測研究 D 太谷 山西 農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018 SHI Xiaoqian Application of selenium and Tartary buckwheat grain protein content hyperspectral monitoring research D Taigu Shanxi Agricultural University 2018 2 NARV EZ ORTIZ W BECVORT AZCURRA A FUENTES LARA L et al Mineral composition and antioxidant status of tomato with application of selenium J Agronomy 2018 8 9 185 3 ZHU Zhu CHEN Yanli ZHANG Xueji et al Effect of foliar treatment of sodium selenate on postharvest decay and quality of tomato fruits J Scientia Horticulturae 2016 198 304 310 4 范 舒雅 外源硒提高番茄干旱和鹽脅迫抗性的生理機(jī)制研究 D 楊凌 西北農(nóng)林科技大學(xué) 2022 FAN Shuya Study on physiological mechanisms for exogenous selenium mediated drought and salt tolerance in tomato D Yangling Northwest A 2 Farmland Irrigation Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences Key Laboratory of Crop Water Use and Regulation Ministry of Agriculture and Rural Affairs Xinxiang 453002 China 3 Inner Mongolia Water Conservancy Development Center Huhhot 010020 China 4 College of Agriculture Zhengzhou University Zhengzhou 450000 China Abstract Objective To explore the effects of the interaction between leaf sprayi