5-氨基乙酰丙酸和叶面肥对荒漠区设施番茄和辣椒生长发育、产量和品质的影响

鄢 岩，贺会强，陈振东，陶 衡，邹志荣，杨晓林，郭福霞

(西北农林科技大学 园艺学院，陕西杨凌 712100)



5-氨基乙酰丙酸和叶面肥对荒漠区设施番茄和辣椒生长发育、产量和品质的影响

鄢 岩，贺会强，陈振东，陶 衡，邹志荣，杨晓林，郭福霞

(西北农林科技大学 园艺学院，陕西杨凌 712100)

为外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)在荒漠地区设施园艺中的推广和应用，以番茄和辣椒为材料，设置清水、叶面肥和外源ALA(5-氨基乙酰丙酸)3个处理，研究外源ALA和叶面肥处理对荒漠区番茄和辣椒生长及产量品质的影响。结果表明，外源ALA和叶面肥均可促进荒漠区番茄和辣椒的生长，并显著改善果实相关品质。其中ALA处理的番茄株高、茎粗、叶片数和冠径与对照相比分别提高15.45%、8.33%、13.69%和8.58%，辣椒叶片数提高22.79%；番茄果实固酸比提高8.86%，辣椒可溶性固形物质量分数提高8.59%，并且还能够提高番茄和辣椒的产量。可见，ALA和叶面肥对荒漠区设施番茄和辣椒的生长都表现一定的促进作用，对品质有不同程度的改善，同时也提高了产量。

5-氨基乙酰丙酸；荒漠；番茄；辣椒；产量；品质

非耕地是除耕地以外的所有未经利用,经开发之后又能利用的土地,它包括沙地、草地、滩涂、低洼地、荒山、荒坡、湖泊、水库、沼泽地、河渠、盐碱地等一切后备土地资源[1]。中国现有耕地1.33亿hm2,人均仅0.1 hm2,耕地资源严重不足[2]。并且，随着人口的日益膨胀，可耕地资源面临更加严峻的考验。在中国85%以上的土地资源为非耕地资源,其中沙漠和戈壁滩等荒地面积已占到陆地面积的1/7[3]。据统计，中国荒漠化土地总面积26.2×105km2，占国土面积的27.3%，西北干旱区集中了中国90%的沙漠[4]。因此，开发利用荒漠地区,使之转变为可耕种的土地,对于人们的生产和生活具有积极的意义。

荒漠地区因其气候干旱、土壤贫瘠、植被低矮稀疏、群落结构非常简单等特点[5]，不利于农作物的正常生长。而设施园艺具有节水保水、增加可耕地面积、提高产量等优势，目前已成为荒漠化地区农业发展的主要方式。

5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinic acid, ALA)是所有卟啉化合物生物合成的关键前体，已有研究表明，低浓度ALA能够调节植物生长发育，促进作物增产[6-7]，提高植物抗冷性[8]、耐盐性[9]、耐弱光性[10]等。徐铭等[11]证实了叶面喷施ALA提高了油麦菜的光合速率和产量，0.5 mg/L 外源ALA喷施叶片处理能够明显增强黄瓜幼苗的抗冷性[12]，10 mg/L ALA可以明显提高弱光下甜瓜幼苗的光合能力[13]。还有报道称，100 mg/L 外源ALA可缓解NaCl胁迫对小白菜光合效率的影响[14]。但有关ALA在荒漠化地区园艺作物上的使用效果尚未研究。为此，本试验对荒漠区设施番茄和辣椒叶面喷施ALA和叶面肥进行研究，探讨外源ALA和叶面肥对荒漠地区设施番茄和辣椒生长发育、产量及品质的影响，以期为荒漠区园艺作物的种植提供参考，为外源5-氨基乙酰丙酸(ALA)在荒漠区设施园艺中的应用和推广提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验地点

试验地点为陕西省榆林市神木县现代特色农业示范园区，位于神木县西北端，北邻内蒙古伊金霍洛旗，该地区处于黄土高原与内蒙古高原过渡地带和毛乌素沙漠与鄂尔多斯盆地交汇处，海拔1 100 m，地貌为风沙草滩区。

1.2 试验材料

以番茄‘金鹏M6099’和辣椒‘富利卡10号’为试验材料；供试叶面肥为市场上普通外购的叶面肥(德国康朴狮马绿叶面肥：铵态氮12.8%，硝态氮7.2%，P2O55%，K2O 10%，Mg 1.2%，S 10.4%，B 0.01%，螯合态Cu和Zn各0.02%，螯合态Fe和Mn各0.05%；德国康朴狮马蓝叶面肥：铵态氮7.4%，硝态氮4.6%，P2O532%，K2O 14%，Mg 1.8%，S 2.4%，B 0.01%，螯合态Cu和Zn各0.02%，螯合态Fe和Mn各0.05%；德国康朴狮马红叶面肥：硝态氮7%，P2O52%，K2O 40%，Mg 1.2%，S 4%，B 0.01%，螯合态Cu和Zn各0.02%，螯合态Fe和Mn各0.05%)；供试ALA由中粮集团有限公司提供。土壤理化性状：电导率0.15 mS/cm，pH 7.53，有机质8.6 g/kg,碱解氮47.5 mg/kg,有效磷9.6 mg/kg，速效钾76 mg/kg。

1.3 试验方法

1.3.1 育苗、栽培与处理 2015-05-01选取长势一致，健壮无病虫害的番茄和辣椒幼苗定植于农业园区中的日光温室。小区面积7.5 m×1.7 m，随机区组排列，并设有保护区。辣椒采用畦栽，株距50 cm，大行70 cm，小行50 cm，每个小区定植58株；番茄采用起垄栽培，株距40 cm，小行50 cm，大行70 cm，每个小区定植66株。2种作物在始开花期和始坐果期等物候期上基本一致。

管理期间灌溉采用的是滴灌与大水漫灌相结合的方式，前期每1～2 d浇水1次，后期每2～3 d浇水1次。生长过程中在开花期、坐果期、果实膨大期各追施有机肥1次。在夏季管理中昼夜同时打开顶部和底部通风口用于通风降温。

本试验每种作物设3个处理：对照(CK)，叶面喷施清水；肥处理，叶面喷施叶面肥(依说明按一定浓度使用，第1次喷施狮马绿，第2次喷施狮马蓝，以后喷施狮马红)；ALA处理，叶面喷施0.05 g/L ALA。3个处理中，每个处理重复3次，每个重复为1个小区，2种作物共计18个小区。在幼苗定植缓苗期过后5月11日开始进行第1次叶面喷施ALA处理，CK、肥处理分别喷施等量的清水和叶面肥，以后每1个月喷施处理1次，整个生长过程共处理4次。每小区随机选取5株固定进行活体指标测定。

1.3.2 测定项目与方法 植株长势测定：分别于2015年5月11日和6月11日开始对番茄和辣椒的株高、茎粗、叶长、叶宽、叶片数、冠径进行测定。以后每1个月测定1次，直至采收。

果实相关品质测定：在盛果期采摘番茄植株的第3穗果和辣椒四母斗椒进行品质测定。分别用PAL-1型数显糖度计(日本Atago公司)测定番茄和辣椒果实的可溶性固形物；用GMK-835F型酸度计(韩国G-WON高科技公司)测定番茄果实总酸度，进而可以得到番茄果实的固酸比。

果实产量测定：于果实成熟期(番茄2015-07-28-2015-09-13；辣椒2015-06-25-2015-10-27)在田间测定，番茄留5穗果封顶。每次对每个小区内所定单株分别测其单株产量和果数等，直至小区果实采摘完全结束，计算单果质量、单株产量和前期产量。

1.3.3 统计分析 试验数据处理和相关性分析用Microsoft Excel 2003软件，对平均数用Duncan’s新复极差法进行多重比较, 采用SPSS 20.0 数据处理软件完成。

2 结果与分析

2.1 外源 ALA和叶面肥对番茄和辣椒植株生长的影响

2.1.1 对番茄植株生长的影响 由表1可见，在株高方面，ALA处理显著高于肥处理，其他指标中ALA处理与肥处理差异不明显，但是均比对照高。另外在株高、叶片数、冠径上ALA处理与对照相比差异显著，在生长后期ALA处理组的株高达到133.43 cm,叶片数24片，冠径64.77 cm,与对照相比分别提高了15.45%、13.69%和8.58%。

2.1.2 对辣椒植株生长的影响 由表2可知，外源ALA和叶面肥处理对辣椒植株的生长表现是有利的。在叶片数上ALA处理与对照相比达到差异显著水平，在生长后期与对照相比提高22.79%。在株高、茎粗和冠径上ALA处理组植株与对照相比有所提高，但各处理之间无明显差异。在叶长和叶宽上，各处理间是在生长中期达到差异显著水平，在生长后期表现为差异性消失。同时由表4可知，ALA和叶面肥对辣椒植株生长的促进主要表现在前期和中期。

表1 不同处理对番茄植株生长的影响

表2 不同处理对辣椒植株生长的影响

2.2 外源ALA和叶面肥对番茄和辣椒果实相关品质的影响

2.2.1 对番茄果实相关品质的影响 从图1可以看出, 与对照相比, 肥和ALA处理能显著提高番茄果实中可溶性固形物(TSS)的质量分数(P<0.05)。其中用ALA 处理的番茄TSS质量分数最高, 与水、肥处理差异显著。其与对照相比番茄TSS质量分数提高3.52%。

由图2可见，ALA处理能显著降低番茄总酸度(P<0.05),肥料处理组中番茄总酸度比对照低，但与对照相比无明显差异，总酸度以对照组最高。与对照相比，ALA处理组中总酸度降低5.03%。

由图3可以看出，ALA处理组中番茄的固酸比显著高于水、肥处理组，在各处理组中达到最高，且各处理组之间差异显著(P<0.05)。其中ALA处理组的固酸比与对照相比提高8.86%，肥料处理组的固酸比与对照相比仅提高3.47%。 从图1可以看出，ALA可以提高番茄TSS质量分数，从图2可知，其可以降低番茄总酸度，所以图3中ALA处理的固酸比较高。可见，外源ALA和肥处理能够提高番茄植株TSS质量分数，并同时降低总酸度，从而提高固酸比。

图1 不同处理下番茄TSS质量分数

2.2.2 对辣椒果实TSS的影响 由图4可以看出, ALA处理的辣椒果实中TSS质量分数显著高于水和肥处理组，达到3.3%，与对照相比提高8.59%，而肥组与对照相比仅提高3.96%。各处理较对照差异显著(P<0.05)。

图2 不同处理下番茄果实中总酸度

图3 不同处理下番茄的固酸比

图4 不同处理下辣椒TSS质量分数

2.3 外源ALA和叶面肥对番茄和辣椒植株产量的影响

在作物的生产过程中，农民最关心的是作物产量。由表3可知，ALA和肥处理均可提高番茄植株产量。在单果质量方面，各处理之间差异显著(P<0.05)，且ALA处理单果质量最大为169.17 g，对照处理单果质量最小为125.63 g；在单株果数方面，ALA处理单株结果数最多，为18.67个，对照单株果数最少，为13.75个，对照与肥处理差异不显著，对照与ALA处理差异显著；在单株产量方面，ALA处理单株产量最高，为2.84 kg，对照单株产量最低，为1.98 kg，对照与肥处理差异不显著，对照与ALA处理差异显著。

由表4可看出，外源ALA和肥处理均可提高辣椒植株前期产量，且ALA处理的前期产量最高，为4.32 kg，与对照相比差异显著，前期增产率高达6.38%，但与肥处理相比差异不显著，且肥处理与对照相比差异也未达显著水平。在单果质量方面，ALA处理的单果质量最大，为70 g，但与肥处理相比差异不显著(P>0.05)，二者与对照相比差异显著。

表3 不同处理对番茄植株产量的影响

表4 不同处理对辣椒植株产量的影响

以上结果表明，荒漠条件下外源ALA和叶面肥均能提高番茄植株的单株产量。且可以看出，在保留有同样的5穗果前提下，外源ALA提高产量是通过提高植株的单果质量并同时增加单穗果实数来实现的。

3 讨论与结论

荒漠条件下，外源ALA和肥处理对于番茄和辣椒植株的株高、茎粗、叶长、叶宽、叶片数、冠径有不同程度的增加作用，这与沈奇等[15]的研究结果一致。Hotta等[16]系统报道了低浓度ALA对多种作物的生长及产量效应，即施用ALA后可促进植株生长，徐刚等[17]的研究也证明了此结果。

有研究[18]表明，在正常光照下低浓度ALA可以明显提高萝卜、菜豆、大麦、马铃薯和大蒜等作物产量并改善其品质。本试验结果也表明，外源ALA和叶面肥对番茄和辣椒果实相关品质也有着明显的改善。且以叶面喷施ALA对番茄相关品质改善最佳，其可溶性固形物最大达到3.76%，总酸最小为0.54%，固酸比最大为6.86。

本试验结果发现，叶面喷施ALA和叶面肥可提高荒漠区番茄和辣椒的产量。这与Hotta等[16]报道的ALA能增加多种作物的产量的结论相一致。而且与肥料相比，其又是无毒的，所以有一定的市场应用前景。

本研究结果表明，外源ALA和叶面肥对荒漠区番茄和辣椒的生长起到一定的促进作用，包括提高番茄和辣椒的株高、茎粗、叶长、叶宽、叶片数和冠径，提高植株产量，并改善果实品质。本研究为荒漠地区设施园艺作物栽培提供一定的理论依据，为非耕地设施园艺的发展提供了一定参考，并为未来对非耕地事业的发展提供了动力。但是本研究存在一些不足之处，针对番茄和辣椒没有设置浓度梯度进行研究，而是采用一种浓度。同种浓度对一种作物是适宜的，对另一种作物也许并不是最适宜的。所以下一步需要做的是，寻求各种作物最适宜的浓度以使其发挥最大效益。随着人口数量的增加及气候环境的破坏，可耕地资源面临的考验将更加严峻。因此，伴随着非耕地研究的逐步深入，探求一种既能增加可耕地面积，又能为人们的生产生活服务的方式是当前研究的方向。

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(责任编辑：潘学燕 Responsible editor:PAN Xueyan)

Effects of Exogenous 5-aminolevulinic Acid and Foliar Fertilizer on Growth,Yield and Quality of Tomato and Pepper of Protected Horticulture in the Desert

YAN Yan, HE Huiqiang, CHEN Zhendong, TAO Heng,ZOU Zhirong,YANG Xiaolin and GUO Fuxia

(College of Horticulture, Northwest A&F University, Yangling Shaanxi 712100, China)

This research could provide foundation for the promotion and application of 5-aminolevulinic acid (ALA) in the desert and that provide

for the cultivation of horticultural crops in non-arable land.The experiment was designed to evaluate the effects of exogenous 5-aminolevulinic acid and foliar fertilizer on the growth, yield and quality of the tomato and pepper in the desert.The experiment showed that compared with control， the plant height, stem diameter, leaf number and crown diameter of the tomato by ALA were increased by 15.45%, 8.33%, 13.69%和8.58%, the leaf number of the pepper was increased by 22.79%; ratio of TSS to total acid of the tomato by ALA were increased by 8.86%, soluble solid content of pepper by ALA were increased by 8.59%.In conclusion,5-aminolevulinic acid and foliar fertilizer could promote the growth of tomato and pepper, improve the quality and the yield in the desert.

5-aminolevulinic acid; Desert; Tomato;Pepper;Yield; Quality

YAN Yan, female, master student.Research area:protected horticulture physiological ecology, functional components.E-mail:yanyan9791@126.com

ZOU Zhirong, male,professor,doctoral supervisor.Research area:protected horticulture, functional components.E-mail:zouzhirong2005@163.com

2015-01-08

2016-02-20

国家大宗蔬菜产业技术体系项目(CARS-25-D-02);大宗蔬菜-西北旱区设施工程与环控(Z225020802)。

鄢 岩，女，硕士研究生，研究方向为设施园艺生理生态。E-mail:yanyan9791@126.com

邹志荣，男，教授, 博士生导师，主要从事设施园艺研究。E-mail:zouzhirong2005@163.com

日期：2016-10-20

S626.9

A

1004-1389(2016)10-1515-07

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20161020.1655.028.html

Received 2016-01-08 Returned 2016-02-20

Foundation item The Project of China Staple Vegetable Research System(No.CARS-25-D-02);Staple Vegetable-t Facilities Engineering and Environmental Control of the Northwest Arid Area(No.Z225020802).