中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué) 2023 56 3 519 528 Scientia Agricultura Sinica doi 10 3864 j issn 0578 1752 2023 03 010 收稿日期 2022 04 06 接受日期 2022 06 06 基金項(xiàng)目 國(guó)家自然科學(xué)基金 U1903105 聯(lián)系方式 劉明慧 E mail liuminghuiaq 通信作者鞏彪 E mail gongbiao 開放科學(xué) 資源服務(wù) 標(biāo)識(shí)碼 OSID 減磷條件下含褪黑素的尿素緩釋功能肥對(duì)番茄生 長(zhǎng) 產(chǎn)量 品質(zhì)和磷素利用效率的影響 劉明慧 1 田虹雨 2 劉之廣 2 鞏彪 1 1 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院 作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東泰安 271018 2 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 土肥高效利用國(guó)家工程研究中心 山東泰安 271018 摘要 目的 褪黑素對(duì)植物具有多種有益功效 但其化學(xué)性質(zhì)活潑 限制了其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 本研究通過包膜技 術(shù)制備出含褪黑素的尿素緩釋功能肥 以下簡(jiǎn)稱功能肥 研究其對(duì)番茄生長(zhǎng) 產(chǎn)量 品質(zhì)和磷素利用效率的影響 為褪 黑素高效施用和番茄節(jié)肥生產(chǎn)提供理論依據(jù) 方法 首先以水泡法研究功能肥中褪黑素的釋放速率 然后以穴盤育苗方 式研究功能肥對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響 采用盆栽方式 設(shè)置 4 個(gè)處理 分別是施磷 記作 P 和不施磷 記作 P 兩個(gè) 磷處理水平 再分別添加尿素緩釋肥 對(duì)照 仍記作 P 和 P 或功能肥 記作 P M 和 P M 研究功能肥對(duì)植株生長(zhǎng)和 干物質(zhì)分配 根系生長(zhǎng) 磷素吸收和分配 磷肥利用率 肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 根系磷酸酶活性 果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 結(jié) 果 利用褪黑素制備功能肥時(shí)存在一定的損耗 包膜后褪黑素的實(shí)際含量為包膜時(shí)褪黑素總用量的 35 水泡至 60 d 時(shí) 功能肥中褪黑素殘余量為 6 61 番茄穴盤育苗中施用功能肥能顯著促進(jìn)幼苗生長(zhǎng) 壯苗指數(shù)較對(duì)照提升 70 2 盆栽試 驗(yàn)表明 P 處理下番茄根 莖 葉 果的生物量分別較 P 處理下降低了 19 64 18 51 28 99 和 28 73 根和 莖的 干物質(zhì)分配比例增加了 10 03 和 11 63 葉和果的干物質(zhì)分配比例分別減少了 2 74 和 2 39 應(yīng)用功能肥能顯著提升 兩種磷處理?xiàng)l件下所有組織的生物量積累 增加 P 條件下根的干物質(zhì)分配比例達(dá) 12 14 降低 P 條件下莖和葉的干物質(zhì) 分配比例達(dá) 6 00 和 5 90 增加 9 06 的果干物質(zhì)分配比例 P 處理降低根系的總長(zhǎng) 總表面積和總體積 增加根尖數(shù) 量 施用功能肥能提高兩種磷水平下根系的總長(zhǎng) 總表面積 總體積和根尖數(shù)量 P 處理顯著降低了番茄植株根 莖 葉 果的磷含量 增加根 莖和葉的磷分配比例 減少果的磷分配比例 應(yīng)用功能肥能顯著提升兩種 P 處理?xiàng)l件下所有 組織的磷含量 P 條件下根的磷分配比例 P 條件下莖和葉的磷分配比例 增加果的磷分配比例 應(yīng)用功能肥能顯著提 高磷酸酶的活性 全株磷吸收量 肥料利用率與肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 P 處理使番茄產(chǎn)量降低了 17 57 但 P 處理下應(yīng)用功 能肥能使產(chǎn)量提高 21 32 而對(duì) P 處理下的產(chǎn)量影響不顯著 此外 應(yīng)用功能肥能全面提高 P 或部分提高 P 條件下番 茄果實(shí)的品質(zhì) 結(jié)論 將褪黑素包膜于緩釋肥能顯著降低褪黑素的用量 提高番茄幼苗及植株全生育期的生長(zhǎng)質(zhì)量 增 加磷肥利用效率 提高產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì) 關(guān)鍵詞 番茄 含褪黑素的尿素緩釋功能肥 磷肥處理 生長(zhǎng) 產(chǎn)量品質(zhì) 磷利用率 Effects of Urea Slow Release Functional Fertilizer Containing Melatonin on Growth Yield and Phosphorus Use Efficiency of Tomato Under Reduced Phosphorus Application Conditions LIU MingHui 1 TIAN HongYu 2 LIU ZhiGuang 2 GONG Biao 1 520 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 56卷 1 College of Horticultural Science and Engineering Shandong Agricultural University State Key Laboratory of Crop Biology Tai an 271018 Shandong 2 College of Recourses and Environment Shandong Agricultural University National Engineering Research Center for Efficient Utilization of Soil and Fertilizer Resources Tai an 271018 Shandong Abstract Objective Melatonin has multiple beneficial effects on plants However its active chemical properties limit its application in agricultural production In this study urea slow release functional fertilizer containing melatonin hereinafter referred to as functional fertilizer was prepared by coating technology and its effects on tomato growth yield and quality as well as phosphorus use efficiency were studied so as to provide the theoretical basis for melatonin application with high use efficiency and reducing fertilizer rate on tomato Method The release rate of melatonin in functional fertilizer was studied by water bubble method Then the effects of melatonin functional fertilizer on the growth of tomato seedlings were studied by plug seedling Finally a pot experiment was conducted to study the effects of functional fertilizer on plant growth and dry matter distribution root growth phosphorus absorption and distribution phosphorus utilization rate and fertilizer yield contribution rate root phosphatase activity and fruit yield and quality Four treatments were set namely phosphorus application P non phosphorus application P urea slow release fertilizer and functional fertilizer P M and P M Result The real melatonin content after coating was 35 of the total melatonin concentration when coating When water bubbled to 60 d the amount of melatonin residue in functional fertilizer was 6 61 The application of functional fertilizer in conventional tomato seedlings could significantly promote seedling growth and the seedling index was increased by 70 2 compared with the control The pot experiment showed that the biomass of tomato roots stems leaves and fruits under P treatment decreased by 19 64 18 51 28 99 and 28 73 compared with that under P treatment respectively The dry matter distribution ratios of roots and stems increased by 10 03 and 11 63 respectively while the dry matter distribution ratios of leaves and fruits decreased by 2 74 and 2 39 respectively The application of functional fertilizer could significantly increase the biomass accumulation of all tissues under the two phosphorus treatments The dry matter distribution ratio of root under the condition of increasing P was 12 14 the dry matter distribution ratio of stem and leaf under the condition of reducing P was 6 00 and 5 90 and the dry matter distribution ratio of fruit increased by 9 06 P treatment reduced the total length total surface area and total volume of roots and increased the number of root tips The application of functional fertilizer could increase the total length total surface area total volume and number of root tips under two phosphorus levels P treatment significantly reduced the phosphorus content in roots stems leaves and fruits of tomato plants increased the phosphorus distribution in roots stems and leaves and reduced the phosphorus distribution ratio in fruits The application of functional fertilizer could significantly increase the phosphorus content of all tissues under the two P treatments increase the phosphorus distribution ratio of roots under P treatments decrease the phosphorus distribution ratio of stems and leaves under P treatment and increase the phosphorus distribution ratio of fruits The application of functional fertilizer could significantly improve phosphatase activity whole plant phosphorus uptake fertilizer utilization rate and fertilizer yield contribution rate P treatment reduced tomato yield but application of melatonin functional fertilizer significantly increased yield under P treatment reduced the tomato yield by 17 57 but the application of functional fertilizer under P treatment increased the yield by 21 32 and had no significant effect on the yield under P treatment In addition the application of functional fertilizer could comprehensively improve the quality of tomato fruits under P or partial P conditions Conclusion The application of melatonin coated in slow release fertilizer could significantly reduce the amount of melatonin improve the growth quality of tomato seedlings and plants in the whole growth period increase the utilization efficiency of phosphorus fertilizer and finally improve the yield and fruit quality Key words tomato urea slow release functional fertilizer containing melatonin phosphate fertilizer treatment growth yield and quality phosphorus utilization rate 0 引言 研究意義 磷是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的大量營(yíng) 養(yǎng)元素 雖然土壤中的全磷含量可達(dá) 1 1 5 g kg 1 但可被植物直接吸收利用的可溶性磷含量卻不足 0 05 mg kg 1 是作物生長(zhǎng)和產(chǎn)量形成的重要營(yíng)養(yǎng)限制 因子 1 施用磷肥能顯著改善土壤磷營(yíng)養(yǎng)狀況 但作 物當(dāng)季對(duì)磷肥的吸收率通常較低 約為 10 25 其余絕大多數(shù)磷素被土壤固定或滲入地下水系統(tǒng) 造 成土壤面源污染 2 褪黑素不僅是一種動(dòng)物激素 在 3 期 劉明慧等 減磷條件下含褪黑素的尿素緩釋功能肥對(duì)番茄生長(zhǎng) 產(chǎn)量 品質(zhì)和磷素利用效率的影響 521 促進(jìn)植物生長(zhǎng) 提高礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)利用效率和生物 非生物 脅迫抗性等方面也具有多種功效 但褪黑素化學(xué)性質(zhì) 活潑 暴露于空氣中易氧化 見光易分解 限制了其 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 3 研究褪黑素高效施用技術(shù) 開發(fā)褪黑素易存 長(zhǎng)效施用產(chǎn)品 明確其在促進(jìn)作物 生長(zhǎng)和提高磷利用效率中的協(xié)同功效具有重要的理論 和應(yīng)用價(jià)值 前人研究進(jìn)展 褪黑素與吲哚乙酸 IAA 在生物體內(nèi)都以色胺為合成前體 其化學(xué)性 質(zhì)和生理活性有很多相似之處 4 生長(zhǎng)素受體 TIRs 信號(hào)響應(yīng)因子 ARFs 和極性運(yùn)輸載體 PINs 是磷饑餓條 件下植物調(diào)控根系生長(zhǎng)的重要功能基因 5 雖然褪黑 素調(diào)控植物根系形態(tài)建成不依賴于 IAA 信號(hào) 6 但是 褪黑素仍能與 IAA 協(xié)同 通過微調(diào) IAA 合成和運(yùn)輸 促進(jìn)側(cè)根和不定根發(fā)育 7 8 外源添加褪黑素在調(diào)控植 物根系生長(zhǎng)的表現(xiàn)特征上與缺磷處理下根系的生育特 征具有相似性 說明褪黑素可能通過調(diào)控根系構(gòu)型來 促進(jìn)磷吸收 筆者研究發(fā)現(xiàn) 在番茄中超表達(dá)褪黑素 合成關(guān)鍵基因咖啡酸 O 甲基轉(zhuǎn)移酶 1 COMT1 能顯 著提高水培條件下番茄幼苗的磷吸收利用效率 經(jīng)代 謝組學(xué)分析 發(fā)現(xiàn)低磷脅迫下 COMT1 能促進(jìn)根系多 種有機(jī)酸積累和磷脂代謝 促進(jìn)磷素吸收和再利用 9 外源施用 100 mol L 1 褪黑素還能顯著促進(jìn)高氮條件 下黃瓜幼苗的根系生長(zhǎng) 提高硝酸還原酶 NR 和谷 氨酸合酶 GOGAT 活性 促進(jìn)氮同化進(jìn)程 平衡磷 吸收 10 除了促進(jìn)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)吸收利用外 外源添加褪 黑素還能提高干旱脅迫下大豆產(chǎn)量 11 延緩長(zhǎng)期干旱 脅迫下蘋果葉片的衰老 12 增加番茄幼苗高溫 低溫 干旱等脅迫的綜合抗性 13 促進(jìn)番茄果實(shí)成熟等 14 說明褪黑素是一種具有促進(jìn)植株生長(zhǎng) 增強(qiáng)抗性 提 高產(chǎn)量的多效型植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑 具有良好的農(nóng)業(yè)應(yīng) 用前景 褪黑素在不同植物中的生理濃度約為 0 1 10 mol L 1 但多數(shù)外源藥物學(xué)試驗(yàn)卻將褪黑素的最優(yōu)濃 度界定在 100 200 mol L 1 3 15 說明外源添加的褪 黑素被植物直接吸收 利用的效率極低 這可能是由 植物吸收能力及褪黑素在環(huán)境中的釋放和分解等多重 因素造成 本研究切入點(diǎn) 雖然褪黑素對(duì)植物的有 益效果已廣泛報(bào)道 但有關(guān)外源褪黑素的高效施用技 術(shù) 及其在全生育期對(duì)植物磷吸收利用的影響尚屬空 白 擬解決的關(guān)鍵問題 本研究借鑒緩釋肥理念 將褪黑素與緩釋尿素共包膜制成含褪黑素的尿素緩釋 功能肥 以下簡(jiǎn)稱功能肥 研究功能肥的褪黑素釋 放規(guī)律 及其對(duì)番茄苗期和全生育期植株生長(zhǎng) 產(chǎn)量 品質(zhì)和磷素利用效率的影響 以期為褪黑素在促進(jìn)植 物生長(zhǎng) 產(chǎn)量和磷肥利用方面提供新理論 新技術(shù)和 新產(chǎn)品 1 材料與方法 試驗(yàn)于 2020 2021 年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)日光溫室 和園藝實(shí)驗(yàn)站 山東泰安 進(jìn)行 1 1 試驗(yàn)材料 供試番茄 Solanum lycopersicum L 品種為 金 棚 M6 采用蠟封法制備功能肥 稱取聚烯烴蠟 50 g 油浴加熱使蠟粉熔化 將 10 g 褪黑素置于熔化后的蠟 內(nèi) 使蠟盡可能地包裹褪黑素 待用 每次將 2 kg 尿 素 3 5 mm 46 4 N 加入轉(zhuǎn)鼓 預(yù)熱至 75 加熱后 將 12 g 含褪黑素的聚烯烴蠟加入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)作為 底涂層 反應(yīng)約 5 10 min 使含褪黑素的聚烯烴蠟 均勻地涂覆在尿素表面 然后將混合環(huán)氧樹脂包膜液 17 g 環(huán)氧樹脂 E 44 與 3 g 三乙烯四胺混合 加入轉(zhuǎn) 鼓中 反應(yīng)約 8 10 min 完成第一次包膜 該過程 重復(fù) 4 次 包膜厚度為 4 膜顏色使用紅 黃 藍(lán) 3 種顏色按體積比調(diào)制成深黑色 共包裹 10 kg 尿素 完成褪黑素含量理論值為 0 1 的功能肥制作 以同等 工藝制造的不添加褪黑素的尿素緩釋肥 以下簡(jiǎn)稱對(duì) 照肥 為對(duì)照 1 2 試驗(yàn)方法 1 2 1 有效褪黑素含量及其水泡釋放速率測(cè)試 參 照楊相東等 16 的水泡法 稱取含褪黑素的尿素緩釋功 能肥 10 g 置于尼龍網(wǎng)袋 將肥料網(wǎng)袋浸泡在含 200 mL 蒸餾水的密閉玻璃瓶中 于 25 的黑暗環(huán)境下靜 置 浸提 于處理后 10 20 30 40 50 和 60 d 取 殘余功能肥 人工破損包膜 充分浸提殘存褪黑素后 采用高效液相色譜法測(cè)定殘存褪黑素含量 測(cè)定未經(jīng) 浸提的功能肥 0 d 中的褪黑素含量 即為功能肥中 褪黑素含量的實(shí)際值 將此含量計(jì)為 100 計(jì)算水 泡不同時(shí)間下功能肥中褪黑素的殘余量 水泡功 能肥中褪黑素含量 未水泡功能肥中褪黑素含量 100 每個(gè)處理重復(fù) 3 次 1 2 2 功能肥的番茄幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn) 2020 年秋 在 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)日光溫室采用 96 孔穴盤和商業(yè)育苗基 質(zhì)進(jìn)行番茄育苗 褪黑素生理濃度參照筆者前期研究 結(jié)果 17 按 0 5 mol L 1 116 g L 1 計(jì) 每穴 40 cm 3 于播種前施入 13 26 mg 對(duì)照肥 記為 CK 或 13 26 mg 功能肥 記為 M 每個(gè)處理 9 盤 每 3 盤作為 1 次 重復(fù) 共計(jì) 3 次重復(fù) 之后將催芽至露白的番茄種子 播于 CK 和 M 處理下的穴盤中 育苗期保持 22 30 522 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 56卷 15 20 的晝夜溫周期 每天澆灌 1 2 山崎番茄配 方營(yíng)養(yǎng)液 25 d 后統(tǒng)計(jì)番茄幼苗生長(zhǎng)相關(guān)指標(biāo) 1 2 3 功能肥的盆栽番茄試驗(yàn) 2021 年春 在山東 農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝實(shí)驗(yàn)站采用盆栽方式 供試陶盆裝干 土 15 kg 約 10 L 土壤基本理化性質(zhì)見表 1 參 照番茄最優(yōu)磷營(yíng)養(yǎng)需求量 0 53 g kg 1 P 2 O 5 18 以 該施入量作為番茄磷肥施用標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)置施磷 記作 P 和不施磷 記作 P 兩個(gè)磷處理水平 褪黑素 生理濃度仍按 0 5 mol L 1 計(jì) 17 在兩種磷處理水平 下分別添加 3 32 g 對(duì)照肥 記作 P 和 P 或 3 32 g 功能肥 記作 P M 和 P M 共計(jì) 4 個(gè)處理 每 個(gè)處理 30 盆 每 10 盆作為 1 次重復(fù) 共計(jì) 3 次重 復(fù) 于處理好的土壤中每盆定植一棵 30 日苗齡的番 茄幼苗 番茄留 4 穗果打頂 除磷素外 其他礦質(zhì) 營(yíng)養(yǎng)正常供應(yīng) 水肥及病蟲害管理參考前人文獻(xiàn)描 述 19 表 1 土壤基本理化性質(zhì) Table 1 Physical and chemical properties of the field soil 土壤質(zhì)地分類 Soil textural class 酸堿度 pH 砂粒 Sand 粉砂粒 Silt 黏粒 Clay 有機(jī)質(zhì) Organic matter g kg 1 氮 N g kg 1 磷 P g kg 1 鉀 K g kg 1 壤土 Loam 6 4 46 41 13 10 16 0 53 0 49 19 81 1 3 數(shù)據(jù)測(cè)定 1 3 1 不同水泡時(shí)間功能肥的褪黑素殘余量測(cè)定 將未經(jīng)水泡或水泡不同時(shí)間的功能肥磨碎 溶于 50 mL 蒸餾水中充分浸提 采用高效液相色譜法測(cè)定溶 液褪黑素含量 色譜條件參照文獻(xiàn) 17 1 3 2 番茄幼苗的生長(zhǎng)量分析 于播種后 25 d 測(cè)量 不同處理的番茄株高 莖粗 莖葉生物量 干重 和 根系生物量 干重 計(jì)算根冠比 根系生物量 莖葉 生物量 壯苗指數(shù) 莖粗 株高 根冠比 全株生物 量 20 1 3 3 番茄植株的干物質(zhì)分配 番茄于定植后生長(zhǎng) 至 90 d 時(shí) 測(cè)定番茄植株根 莖 葉 果的干重 計(jì) 算總生物量 g 根干重 莖干重 葉干重 果干重 各器官的干物質(zhì)分配 各組織的干重 全株干重 100 1 3 4 番茄根系的生長(zhǎng)量分析 番茄于定植后生長(zhǎng) 至 90 d 時(shí) 取番茄植株完整根系 清水洗凈 利用 WinRHIZO 根系分析系統(tǒng)掃描根系樣品 獲取數(shù)字化 圖像 分析根系總長(zhǎng) 根系總表面積 根系總體積和 根尖數(shù)量 21 1 3 5 番茄植株的磷素吸收和分配分析 將 1 3 3 中 烘干的根 莖 葉 果用磨樣器研磨成粉 各組織取 0 1 g 粉末 采用鉬銻抗比色法測(cè)定磷含量 22 計(jì)算植 株磷吸收量 mmol plant 根 P 含量 根干重 莖 P 含量 莖干重 葉 P 含量 葉干重 果 P 含量 果干 重 各器官的磷分配比例 該器官的磷含量 該 器官的干重 植株磷吸收量 100 22 1 3 6 番茄單 株產(chǎn)量 磷肥利用率和肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 分析 番茄于各穗果實(shí)成熟后收獲 稱重 記錄單株 產(chǎn)量 計(jì)算磷肥利用率 施磷處理植株磷吸收 量 缺磷處理植株磷吸收量 磷肥中 P 2 O 5 的施用量 100 肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 施肥處理番茄單株產(chǎn) 量 缺素處理番茄單株產(chǎn)量 施肥處理番茄單株產(chǎn)量 100 23 1 3 7 番茄根系磷酸酶活性和果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析 于 定植后 90 d 取番茄根系組織 1 g 采用對(duì)硝基苯酚比 色法測(cè)定根系磷酸酶活性 24 摘取第 3 穗完全成熟的 果實(shí)用于品質(zhì)分析 采用糖度計(jì)測(cè)定可溶性固形物含 量 蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量 NaOH 滴定法測(cè) 定可滴定酸含量 糖酸比 可溶性糖含量 可滴定酸含 量 鉬藍(lán)比色法測(cè)定維生素 C 含量 23 1 4 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)用 SAS Verion 8 1 進(jìn)行方差分析 采用 LSD 法進(jìn)行多重比較 P 0 05 不同字母表示處理間差 異達(dá) 5 顯著水平 2 結(jié)果 2 1 功能肥的有效褪黑素含量及其浸泡釋放速率 分析 對(duì)功能肥中褪黑素的含量測(cè)定可知 當(dāng)包膜褪 黑素的理論值為 1 mg g 1 時(shí) 實(shí)際值為 0 35 mg g 1 有效包膜的褪黑素含量占 35 浸泡試驗(yàn)表明水泡 至 30 d 時(shí) 功能肥中褪黑素殘余量為 53 15 接 近 半釋放劑量 至 60 d 時(shí) 功能肥中褪黑素殘余量?jī)H 占 6 61 圖 1 說明功能肥中褪黑素的有效釋放 周期約 60 d 3 期 劉明慧等 減磷條件下含褪黑素的尿素緩釋功能肥對(duì)番茄生長(zhǎng) 產(chǎn)量 品質(zhì)和磷素利用效率的影響 523 0 20 40 60 80 100 0 102030405060 時(shí)間 Time d 圖 1 功能肥中的褪黑素釋放速率 Fig 1 Melatonin release rate in functional fertilizer 2 2 功能肥對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響 M 處理下番茄幼苗的株高 莖粗 莖葉生物量 根系生物量 根冠比以及壯苗指數(shù)分別較 CK 提高了 40 69 16 92 38 16 85 71 32 14 和 68 18 表 2 即施用功能肥能促進(jìn)番茄幼苗生長(zhǎng) 利于 壯苗形成 2 3 功能肥對(duì)番茄收獲期植株生物量和各器官干物 質(zhì)分配的影響 表 3 中各組織干重?cái)?shù)據(jù)表明 與 P 處理組相比 P 處理組顯著降低了番茄植株根 莖 葉 果及總生 物量的積累 而應(yīng)用含褪黑素的尿素緩釋功能肥卻能 顯著提升兩種磷處理?xiàng)l件下所有組織的生物量積累 表 2 功能肥對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)的影響 Table 2 Effect of functional fertilizer on the growth of tomato seedling 處理 Treatment 株高 Plant height cm 莖粗 Stem diameter mm 莖葉生物量 Shoot biomass g 根系生物量 Root biomass g 根冠比 Root Shoot ratio 壯苗指數(shù) Seedling index CK 15 36b 2 66b 0 76b 0 21b 0 28b 0 44b M 21 61a 3 11a 1 05a 0 39a 0 37a 0 74a 不同小寫字母表示差異顯著 P 0 05 下同 Different lowercase letters indicate significant difference P 0 05 The same as below 表 3 功能肥對(duì)番茄全生育期植株生長(zhǎng)和干物質(zhì)分配的影響 Table 3 Effect of functional fertilizer on dry matter accumulation and allocation in tomato under different phosphorus levels 根 Root 莖 Stem 葉 Leaf 果 Fruit 處理 Treatment DW AR DW AR DW AR DW AR 總生物量 TB P 10 64d 4 17a 41 61d 16 32a 105 82d 41 51b 96 82d 37 98c 254 89d P M 12 10c 4 18a 44 45c 15 34b 113 15c 39 06c 119 97c 41 42a 289 67c P 13 24b 3 79b 51 06b 14 62c 149 03b 42 68a 135 85b 38 91b 349 18b P M 15 73a 4 25a 54 44a 14 73c 157 91a 42 73a 141 45a 38 28bc 369 53a 干重 Dry weight DW g plant 分配比例 Allocation rate AR 總生物量 Total biomass TB g plant 與 P 處理相比 P 處理下的番茄植株根和莖的干 物質(zhì)分配量顯著增加 葉和果的干物質(zhì)分配量顯著減 少 P 條件下施用含褪黑素的尿素緩釋功能肥能顯著 增加番茄根的干物質(zhì)分配量 對(duì)莖 葉 果的干物質(zhì) 分配量影響不顯著 而 P 條件下施用含褪黑素的尿素 緩釋功能肥能顯著降低番茄莖和葉的干物質(zhì)分配量 增加果的干物質(zhì)分配量 對(duì)根的干物質(zhì)分配量影響不 顯著 表 3 2 4 功能肥對(duì)番茄收獲期根系發(fā)育的影響 圖 2 顯示 P 處理下番茄根系的總長(zhǎng) 總表面 積和總體積顯著低于 P 處理 但 P 處理下的根尖數(shù) 量卻顯著高于 P 處理 在兩種磷水平下施用含褪黑素 的尿素緩釋功能肥均能提高番茄根系的總長(zhǎng) 總表面 積 總體積和根尖數(shù)量 其中 在 P M 處理下的根 系總表面積和總體積能恢復(fù)至 P 處理水平 說明含褪 黑素的尿素緩釋功能肥兼具與低磷促進(jìn)根尖形成和高 磷促進(jìn)根系延長(zhǎng)相似的效果 2 5 功能肥對(duì)番茄收獲期個(gè)器官磷吸收利用的影響 與 P 處理相比 P 處理顯著降低了番茄植株根 莖 葉 果的磷含量 而應(yīng)用含褪黑素的尿素緩釋功 524 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 56卷 根系總表面積 T otal ro ot surface area cm 2 根尖數(shù)量 Roo t t i p number 根系總長(zhǎng) To tal roo t l e ngt h m 根系總體積 Tot a l roo t v olu me cm 3 不同小寫字母表示差異顯著 P 0 05 下同 Different lowercase letters indicate significant difference P 0 05 The same as below 圖 2 功能肥對(duì)番茄全生育期根系發(fā)育的影響 Fig 2 Effects of functional fertilizer on root development of tomato during the whole growth period 能肥均能提升兩種磷處理?xiàng)l件下各組織的磷含量 P M 和 P 兩個(gè)處理組中番茄各組織的磷含量差異不 顯著 表 4 磷分配數(shù)據(jù)表明 與 P 處理相比 P 處理下的 番茄植株根 莖和葉的磷分配量顯著增加 果的磷 分配量顯著減少 P 條件下施用含褪黑素的尿素緩釋 功能肥能顯著增加番茄根的磷分配量 對(duì)莖 葉 果的 磷分配量影響不顯著 而 P 條件下施用含褪黑素的尿 素緩釋功能肥能顯著降低番茄莖和葉的磷分配量 增加 果的磷分配量 對(duì)根的磷分配量影響不顯著 與 P 處理相比 P 處理顯著降低了番茄全株磷吸 收量 應(yīng)用含褪黑素的尿素緩釋功能肥雖能顯著提高 不同磷水平下的磷吸收量 但是仍無(wú)法使 P M 處理 的磷吸收量達(dá)到 P 處理水平 應(yīng)用含褪黑素的尿素緩 釋功能肥能顯著提高肥料利用率與肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 這與磷吸收量數(shù)據(jù)相吻合 以上數(shù)據(jù)暗示應(yīng)用含褪黑素的尿素緩釋功能肥可 能增強(qiáng)了番茄對(duì)土壤有機(jī)磷的利用 而根系磷酸酶活 表 4 功能肥對(duì)番茄全生育期磷利用的影響 Table 4 Effects of functional fertilizer on phosphorus utilization of tomato during the whole growth period 根 Root 莖 Stem 葉 Leaf 果 Fruit 處理 Treatment C AR C AR C AR C AR 吸收量 U 肥料利用率 FU 肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 CFY P 0 56c 4 44b 0 59c 18 29a 0 44c 34 70a 0 59c 42 57c 134 19d P M 0 67b 4 30b 0 65b 15 33b 0 48bc 28 81c 0 81b 51 56a 188 49c P 0 71b 4 03c 0 66b 14 44c 0 52b 33 21b 0 83b 48 32b 233 35b 11 14b 28 73b P M 0 84a 4 52a 0 78a 14 54c 0 61a 32 98b 0 99a 47 95b 292 04a 17 73a 31 55a 濃度 Concentration C mmol g 1 分配比例 Allocation rate AR 吸收量 Uptake U mmol plant 肥料利用率 Fertilizer utilization FU 肥料產(chǎn)量貢獻(xiàn)率 Contribution of fertilizer to yield CFY 3 期 劉明慧等 減磷條件下含褪黑素的尿素緩釋功能肥對(duì)番茄生長(zhǎng) 產(chǎn)量 品質(zhì)和磷素利用效率的影響 525 性的強(qiáng)弱是影響植物分解有機(jī)磷 獲取磷素的關(guān)鍵 P 水平下的根系磷酸酶活性顯著高于 P 水平 應(yīng)用含 褪黑素的尿素緩釋功能肥能顯著提高兩種磷水平下磷 酸酶的活性 圖 3 2 6 功能肥對(duì)番茄產(chǎn)量品質(zhì)的影響 P 處理較 P 處理顯著降低了番茄的單果重和單 株產(chǎn)量 但應(yīng)用含褪黑素的尿素緩釋功能肥能顯著提 高 P 處理下的單果重和單株產(chǎn)量 而對(duì) P 處理下的單 果重和單株產(chǎn)量影響不顯著 表 5 果實(shí)成熟期數(shù) 據(jù)表明 P 和 M 處理?xiàng)l件均能顯著促進(jìn)番茄成熟 表 5 可溶性固形物 可溶性糖 可滴定酸 糖酸比和 維生素 C 等品質(zhì)指標(biāo)顯示 P 降低番茄果實(shí)品質(zhì) M 能全面提高 P 條件下番茄果實(shí)的品質(zhì) 部分提高 P 條件下番茄果實(shí)的品質(zhì) 0 0 3 0 6 0 9 1 2 1 5 P P M P P M 根系磷酸酶活性 A P as e act ivi ty mmol g 1 h 1 a b c d 處理 Treatment 圖 3 功能肥對(duì)番茄全生育期根系磷酸酶活性的影響 Fig 3 Effect of functional fertilizer on root phosphatase activity of tomato in whole growth period 表 5 功能肥對(duì)番茄全生育期番茄品質(zhì)的影響 Table 5 Effects of functional fertilizer on tomato quality in the whole growth period 處理 Treatment 單株產(chǎn)量 Yield kg plant 單果重 Fruit weight g 第 1 穗果坐果至 果實(shí)轉(zhuǎn)色的時(shí)間 Mature period d 可溶性固形物 Soluble solid 可溶性糖 Soluble sugar 可滴定酸 Titratable acid 糖酸比 Sugar acid ratio 維生素 C Vc mg kg 1 P 2 58c 172c 36 4b 5 19c 2 86d 0 91a 3 14d 144c P M 3 13b 209b 34 5c 6