不同营养液浓度对番茄生长发育中磷分配规律的影响

陈晓坤 马万征 邹长明 马万敏 蒋东 万梦 徐彦涵

摘要 在温室大棚中利用不同浓度的营养液对番茄进行无土栽培，营养液浓度分别为T1（1∶20）、T2（1∶50）、T3（1∶100）、T4（1∶150）、T5（1∶200）。每7 d对试验样品进行取样，检测根、茎、叶中磷元素的分布特征，以及植株的株高与茎粗。结果表明，T4（1∶150） 的营养液最有利于番茄的生长，磷元素过高会抑制番茄植株的生长，过低会使番茄营养不足，也不利于其生长。该研究为科学施肥、合理种植提供理论依据。

关键词 磷;番茄;温室;生长发育;分布特征;影响

中图分类号 S641.2文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）14-0167-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.14.050

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract Soilless tomato was cultivated in greenhouse with nutrient solution of different concentrations at T1（1∶20），T2（1∶50），T3（1∶100），T4（1∶150），T5（1∶200）.The test samples were sampled every 7 days to detect the distribution characteristics of element P in roots， stems and leaves， as well as plant height and stem diameter.The results showed that the nutrient solution of T4（1∶150） was the most beneficial to the growth of tomato， the high P element could inhibit the growth of tomato plants， and the low P element could make the tomato plants lack of nutrition， which was also not conducive to the growth.This study provides theoretical basis for scientific fertilization and rational planting.

Key words Phosphorus;Tomato;Greenhouse;Growth and development.Distribution characteristics;Impact

作者简介 陈晓坤（1984—），女，安徽蚌埠人，助理农艺师，从事农业工程研究。*通信作者，讲师，硕士，从事现代设施农业与环境控制技术研究。

收稿日期 2019-04-24

番茄为茄科植物，是我国主要的蔬菜之一，深受人们的喜爱。近年来研究发现，番茄具有健胃消食、生津止渴、润肠通便、清熱解毒、降脂降压、利尿排钠等保健功效和防治多种疾病的药用价值[1]。磷素缺乏会造成作物生长的逆境胁迫，产量与品质大幅下降[2]。高磷会造成植物叶片中无机磷的大量积累，降低植物光合效率[3]，适量的磷素水平是保证作物良好生长的基础[4]。磷元素是植物生长中不可缺少的元素，与番茄的生长和质量有很大关系。笔者以珍珠岩作为番茄植株根系的附着体进行无土栽培，同时用霍格兰营养液对各组番茄进行长期的浇灌，研究番茄生长周期中各个时期各个器官的磷元素分布规律，以确定营养最佳浓度。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验材料：花盆、珍珠岩。试验仪器：JL-900电热恒温鼓风干燥箱，FA2004B万分之一电子天平，721分光光度计，消化炉，100 mL消煮管，50 mL容量瓶，塑料瓶。试验试剂：硫酸（H2SO4），双氧水（H2O2），氢氧化钠（NAOH），钼锑抗试剂，二硝基酚， 霍格兰营养配方试剂等。

1.4 测定项目与方法

在移植后每天定时定量地给相应的处理浇灌营养液，在移植7 d后开始取样，以后7 d取一次样，将其根洗净，晾干，分别测量番茄植株的株高，根、茎、叶的鲜重，然后放入JL-900电热恒温鼓风干燥箱中105 ℃杀青15 min把干燥箱温度调至60～80 ℃，烘干至恒重。

称磨细烘干的番茄各器官样品（果0.25～0.50 mm筛）0.100 0 g，置于100 mL消化管中，使用H2SO4-H2O2消煮法[6]。在获得消煮液后，用钼锑抗比色发测定植株样本中的磷含量。

1.5 环境数据检测获取

为了提高试验的可靠性，要求试验的5组番茄的生长情况基本在相同条件下，因此在温室大棚中需要对环境因素进行检测。温室大棚环境的检测参照强度检测记录仪、温湿度检测记录仪、CO2检测记录仪，各种仪器数据的采样频率为10 s/次，同时有相应的时间记录。温室大棚中的温度有温度计记录显示。

2 结果与分析

2.1 不同营养液浓度对温室番茄根鲜重与根中磷含量的影响

根系在整个植物生长发育过程中具有重要作用，它不仅是植物吸收水分和养分的重要器官，而且对于维持植物在土壤中的固着具有十分重要的意义[5，7]。根系主要是从土壤或介质中获得养分，根系吸收养分受自身生长情况以及外部磷含量的影响。根对磷的吸收主要是无机态磷，有机态的磷需要经过转化才能吸收。由图1可知，在移栽后到第一次采集样品各个组之间磷水平基本相同，这说明在番茄生长期根系对磷的吸收能力相同，不同浓度的磷水平对根系吸收磷无影响。在番茄生长后期，磷水平在此段时间内有增加的趋势，可能由于天气炎热，植物的蒸腾作用加强，作物为了提高抗旱能力，增加对磷的吸收以提高原生质胶体的水合度和细胞结构的冲水度，以维持胶体状态，并增加原生质黏度和弹性，因而增强原生质的抵抗脱水的能力[8]。

温室大棚番茄根部的磷含量与生长周期有微弱的递减趋势，其中在T1水平磷含量较低时，根部磷含量明显低于其他4个水平，这说明番茄在低磷水平下植物自身的调节能力不强，同时也证明缺磷严重影响了该番茄品种的生长。T2、T3根中磷含量基本一致，因此证明外界磷浓度在一定范围内，番茄可以通过自身的调节来改变对营养物质的吸收。T4组和T5组相比，营养液浓度为T5>T4，而在番茄生长后期番茄根中磷浓度为T4>T5。可以看出过高的磷元素在番茄后期会抑制其生长。T4水平的磷含量一直保持在较高水平，说明T4水平的磷含量最有利于番茄的生长。

由图2可知，在不同浓度营养液处理下，营养液的浓度越高根中磷元素的积累量也越高。5月24日（约种植24 d）不同营养液番茄根中磷积累量出现了明显差异。在较低浓度时（T1、T2、T3）后期生长中磷元素的积累量增加较慢。在高浓度时（T4、T5），随着番茄植株的生长，磷元素的积累量增加也较快，与低浓度磷元素的增加量有明显差异。6月14日T4根中磷元素的增加速度比T5浓度快，在生长末期番茄根中磷元素的积累量基本上不随番茄生长而增加。T4浓度时根中磷元素的积累量在各个水平营养液浓度中最高。

从图1、图2可以看出，在T4营养液浓度下，根对营养物质磷元素的吸收，以及在根中磷元素的积累量，均优于其他浓度的营养液。可以看出T4浓度下的营养液最有利于番茄植株根系的生长。

2.2 不同营养液浓度对温室番茄茎鲜重与茎中磷含量的影响

植物的茎起到支撑作用，同时也是植物储存有机物的场所，用于植物体的生长需要。茎可以把植物的各个器官制造或者吸收的养分相互传递，以提供植物的生长。从图3可以看出，在番茄整个生长发育过程中，其茎部的磷含量基本上无明显差异，呈不明显的降低趋势。在T1水平下植株茎部的磷含量明显低于其他组，根据每组浇灌的营养液不同，T1组的营养液浓度最低，说明T1组的营养明显不足，T1组根中的磷含量显著低于其他4组，由此可以推断由于根部对营养的吸收不足，无法给茎充足的营养，因此导致茎在T1组中磷含量最低。T2、T3无显著差异，说明该品种的番茄有一定的抗逆性。在T4、T5处理中，营养液的浓度为T5>T4，而随着植物的生长茎中磷含量T4组显著高于T5组，这说明过高的磷浓度会抑制植物对磷的吸收，T4组中植物茎磷含量显著高于其他4组，而营养液的浓度过高或者过低都会影响植物对磷的吸收，由此可知，T4最有利于番茄植株茎的生长。

从图4可以看出，在6月7日之前茎中磷元素的积累量不同浓度营养液无显著差异，同时在同一浓度营养液下磷元素的积累量也无显著变化。在6月7日之后茎中磷元素的积累量明显升高，在种植约37 d时茎生长加快，同时茎中磷元素的积累量明显加快。在低浓度营养液中茎中磷元素积累量明显慢于其他组。各个浓度的营养液也出现明显差异。在T4浓度营养液下番茄茎中磷元素的积累明显最快，同时T4浓度的积累量也最高。

在T1、T2、T3、T4、T5 5种不同处理中，最有利于番茄茎生长的为T4组营养液。

2.3 不同营养液浓度对温室番茄叶鲜重与叶中磷含量的影响

葉是植物的主要器官，不仅可以进行呼吸作用，还可以进行光合作用，既是消耗有机物的场所，也是制造有机物的场所。同时蒸腾作用也是通过叶子进行，蒸腾作用可以为植物体内的运输提供强大动力。而磷在叶片中可以参与合成呼吸作用产生ATP，为在叶片中进行光合作用提供能量，以保证番茄植株的正常生长和番茄中有机物的积累。

从图5可以看出，叶片磷含量随着植株的生长逐渐降低。在T1、T2组叶片中磷元素相对于其他组明显降低，这说明低浓度不利于番茄植株的生长。T4组磷元素含量比T5组高，说明高浓度营养液会抑制番茄植株对磷的吸收。

从图6 可以看出，番茄移栽后7～14 d番茄叶的生长较缓慢，在后期番茄叶生长较快，5月31日之后叶片的生长加快，有急剧生长的现象。在T1浓度下，叶中磷积累量一直保持在较低水平。在T4浓度下，叶中磷元素的积累量一直保持在较高水平。T5浓度下番茄生长前期与T4浓度基本保持一致，后期明显低于T4组，说明高浓度的营养液在番茄生长后期抑制叶的生长。T4浓度的营养液最有利于番茄植株的生长。叶中磷元素含量与叶中的积累量均最高。

2.4 相同营养液浓度对温室番茄器官中磷元素积累量的分布

从图7可以看出，番茄叶中的积累量在整个番茄植株中占很大比例，根中磷元素的积累量相对较少。番茄生长前期叶中磷元素积累量迅速增加，根和茎中磷元素积累量减少，这说明在番茄植株生长前期磷元素大部分向叶片中转移。在6月7日后茎中磷元素积累量不断增加，叶片中磷元素积累量快速减少，这说明在生长后期叶片中的磷元素向茎中转移。而根中磷元素积累量基本保持在同一水平，这说明营养液中的磷经过根系的吸收传递到茎中再到叶的过程中要快速地吸收养分以保持自身磷元素的积累量。

2.5 不同营养液浓度对温室番茄茎粗的影响 从图8可以看出，营养液浓度升高时番茄直径不断增加，各浓度之间的茎粗有较大差异。每组植株的茎粗随着植株的生长不断增加，在T4浓度下番茄茎粗增加最快。这说明在 T4和T5营养液浓度下，T4浓度比T5浓度的营养液对番茄生长更有优势。

3 结论

该研究通过对不同营养液浓度对温室番茄生长发育中磷分配规律以及磷元素积累量的研究，结果表明，磷元素在植株根、茎、叶中的变化趋势基本上均随着番茄植株生长，磷含量均表现为微弱降低。而不同处理组之间根、茎、叶中磷含量的变化一致，根据不同处理组的比较可以发现在营养液中磷含量较低时植株各个器官中的磷含量也较低，营养液中磷含量较高时植株各个器官中的磷含量也较高。根据磷元素积累量的研究发现在低浓度时各器官中磷元素积累量保持在较低水平，根和叶的生长时期相对于茎的生长要早，可以了解番茄植株在不同时期各个器官生长旺盛的时间段。当营养液达到一定浓度时，磷水平达到较高水平（T5）时，各器官中的磷元素与磷元素积累量均低于T4组，高水平的营养液会抑制植物的生长。