黄腐酸用量对番茄产量及品质的影响

李静 李世莹 李青松

摘要：以番茄‘金鹏M6’为材料，采用盆栽试验方式，研究不同用量黄腐酸对番茄生长、养分吸收、碳氮代谢、产量及品质的影响。结果表明，黄腐酸用量为30 mg/kg时能促进苗期番茄植株生长，增加根系体积及表面积，促进植株氮磷钾养分吸收，提高可溶性蛋白、可溶性糖及谷氨酰胺合成酶含量，番茄各项指标达到最高值；与对照不施加黄腐酸相比，番茄可溶性糖和Vc分别增加了43.9%和35.4%，番茄产量提高28.1%。黄腐酸用量为3000 mg/kg时，番茄相关指标与对照相比无显著异。综合材料成本和各项指标，本研究推荐黄腐酸最佳用量为30 mg/kg。

关键词：番茄；黄腐酸；产量；品质；碳氮代谢

中图分类号：S143.8文献标志码：A论文编号：cjas2020-0002

Effects of Different Amounts of Fulvic Acid on Tomato Yield and Quality

LI Jing， LI Shiying， LI Qingsong

（College of Resource and Environment， Henan Agricultural University， Zhengzhou 450002， Henan， China）

Abstract： In this study， tomato variety‘Jinpeng M6’was used as the material and pot experiments were conducted to study the effects of different amounts of fulvic acid on tomato growth， nutrient absorption， carbon and nitrogen metabolism， and yield and quality. The results showed that the dosage of fulvic acid at 30 mg/kg could promote the growth of tomato plants at the seedling stage， increase the root volume and surface area， promote the absorption of nitrogen， phosphorus and potassium， and increase the content of soluble protein， soluble sugar and glutamine synthase， and the indexes of tomato reached the highest value. Compared with the control （fulvic acid was not applied）， soluble sugar and vitamin C in tomato increased by 43.9% and 35.4%， respectively， and tomato yield increased by 28.1%. When the amount of fulvic acid was 3000 mg/kg， there was no significant difference of tomato-related indexes between the treatment and the control. Based on material cost and various indexes， the optimal dosage of fulvic acid is 30 mg/kg.

Keywords： tomato； fulvic acid； yield； quality； carbon and nitrogen metabolism

0引言

腐植酸（humic acid）是动植物残骸经微生物分解和转化，以及一系列的地球化学过程形成的一类成分复杂的天然有机高分子混合物[1]，广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及煤炭中。按主要来源可以分为3类，即土壤腐植酸、水体腐植酸和煤炭腐植酸。腐植酸类物质在农业生产中主要应用于改良土壤的结构、提高养分利用率、刺激作物生理代谢、增强作物抗逆性和改善作物品质等方面，对作物产量和品质提高具有重要的作用[2-5]。

黄腐酸（fulvic acid）是腐植酸中的分子量较小、活性较大的全水溶有机芳香族类物质[6]。研究表明，施用黄腐酸可以促进根系发育，提高根系活力，减少作物叶片蒸腾速率，提高植物光合强度，提高植物体内多种合成酶活性和叶绿素含量[7]。另外黄腐酸作为一种重要的植物生长调节剂[8-9]，可通过诱导碳氮代谢的方式促进植物生长和改善产量和品质。同时黄腐酸与氮、磷、钾肥配施能够达到协同增效的效果，可以改善土壤结构、提高地力、提高肥料利用率[10-15]。研究表明，控释尿素配施黄腐酸可以更好地满足小麦玉米氮素利用率，显著提高小麦玉米的产量及肥料利用率[16-18]。对夏玉米喷施不同浓度黄腐酸锌，对穗粒数、千粒重和产量均有明显的促进作用[19]。

尽管前期关于黄腐酸对作物生长、产量和氮素吸收等方面开展了较多研究，但研究多围绕玉米、小麦等大田作物[20-23]，且多集中于黄腐酸与肥料配施，或作为叶面肥对农作物生长和养分吸收的影响方面。关于黄腐酸施用量對番茄幼苗和产量品质及相关指标的影响研究较少。为推广黄腐酸在番茄生产上的广泛应用，本研究通过设置黄腐酸在番茄上的不同施用量试验，确定黄腐酸在番茄上的最佳施用量，以期为黄腐酸在番茄生产上的推广使用提供科学依据。

1材料与方法

1.1试验时间、地点

试验于2018年7—10月在河南农业大学科教园区盆栽实验场采用盆栽试验进行，供试土壤为轻壤质潮土。土壤有机质含量为24.57 g/kg，全氮1.73 g/kg，速效磷30.52 mg/kg，速效钾96.37 mg/kg，pH 7.12。

1.2试验材料

供试番茄品种为‘金鹏M6’，购自西安金鹏种子产业。黄腐酸来源为河南黑色生态科技有限公司。

1.3试验设计

试验中黄腐酸的用量分5个水平，分别为风干土加入量黄腐酸0 mg/kg（T1）、3 mg/kg（T2）、30 mg/kg（T3）、300 mg/kg（T4）、3000 mg/kg（T5）。试验前先育苗，选取饱满、大小一致的番茄种子提前在50℃温水中浸种2 h，再在室温下浸种22 h，将浸种后种子播种于苗盘中，每穴1粒种子，在28℃温室中培养，取长势健壮一致的幼苗（两叶一心）移栽于盆钵中，每盆装入风干土9 kg。在装盆前，按每盆12 g的施肥量均匀混入配方为N：P2O5：K2O=15：15：15的复合肥料。同时加入黄腐酸，用量根据试验设计随水冲施。在整个生育期内，另外分4次追肥，每结一层果追施一次，到结第4层果时封顶。追肥配方为N：P2O5：K2O=15：5：25的复合肥料，每次追肥量为每盆2 g，期间不再添加黄腐酸。试验期间盆钵的摆放采用随机区组排列，重复9次。期间及时灌水和进行病虫害防治。

1.4样品的采集、测定指标与方法

1.4.1植株苗期相关样品采集于苗期30天测定植物的分枝数、叶绿素含量，并收获整株样品，用于根系生长相关指标的测定。然后将一半的植株于105℃杀青30 min，65℃恒温干燥箱中烘干至恒重，粉碎并完全过20目尼龙筛备用，用于植株氮磷钾含量的测定；另一半样品的叶片用锡箔纸包裹，存放于-80℃冰箱，用于谷氨酰胺合成酶（GS）、可溶性蛋白和叶绿素含量的测定。

1.4.2根系形态指标的测定采用WinRHIZO根系分析系统分别测定单株番茄的总根长、根系面积、根系平均直径和根体积。各处理3个重复。

1.4.3产量、品质相关指标的采集产量测定在8月中旬开始第一穗果成熟后进行。平均每周采摘一次，记录每株的结果数和单果重，9月中旬结束，共收获4次。收获第4穗果时，取样测定果实中的有机酸、可溶性糖和Vc含量。

1.4.4植株氮磷钾含量的测定用浓H2SO4-H2O2消煮植株后，采用半微量凯氏定氮法测定植株全氮含量，采用钒钼黄法测定植株全磷含量，采用火焰光度计法测定植株全钾含量。

1.4.5植株相关生理指标的测定采用分光光度法测定叶绿素测含量，考马斯亮蓝法测定叶片可溶性蛋白质，试剂盒测定谷氨酰胺合成酶（GS）活性。

1.4.6果实品质相关指标的测定采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量，采用碱溶液滴定法测定有机酸含量，采用钼蓝比色法测定Vc含量。

1.5数据处理

采用Excel 2016进行数据计算及作图；采用SPSS 20进行差异显著性检验（P<0.05）。

2结果与分析

2.1不同用量黄腐酸对番茄苗期生长相关指标的影响

由表1可知，随着黄腐酸用量的增加，番茄分枝数、叶绿素含量和总干物质重呈现先升高后降低的趋势。黄腐酸用量为30 mg/kg时，番茄的分枝数、叶绿素含量和干物质重最高，分别为8.6枝/株、1.2 mg/g和2.0 g/株。与T1相比，黄腐酸用量在3～300 mg/kg时均可促进上述指标提高，黄腐酸用量为3000 mg/kg对番茄上述指标没有显著影响。

2.2不同用量黄腐酸对番茄植株氮磷钾养分积累量的影响

由图1可知，随着黄腐酸用量的增加，番茄氮磷钾积累量呈现先升高后降低的趋势。黄腐酸用量为30 mg/kg时氮磷钾积累量最高，与T1相比，氮磷钾积累量分别显著增加了73%、73%和59%。与T1相比，黄腐酸用量为30 mg/kg，番茄氮磷钾积累量差异显著；黄腐酸用量为300 mg/kg，氮钾积累量差异显著；黄腐酸用量为3000 mg/kg时，氮磷钾积累量没有显著影响。

2.3不同用量黄腐酸对番茄幼苗根系生长的影响

由表2可知，随着黄腐酸用量的增加，番茄各根系相关指标呈现先升高后降低的趋势。与T1相比，黄腐酸用量为30 mg/kg时，番茄幼苗总根长、根系面积和根体积分别显著增加26.62%、20.10%和35.04%。黄腐酸用量在3～300 mg/kg时均可促进番茄根系生长。与T1相比，黄腐酸用量为3000 mg/kg对番茄幼苗总根长、根系面积和根系平均直径没有显著性影响。

2.4不同用量黄腐酸对番茄碳氮代谢的影响

由图2可知，随着黄腐酸用量的提高，番茄可溶性蛋白、可溶性糖及谷氨酰胺合成酶呈先升高后下降趋势，黄腐酸用量为30 mg/kg时，与T1相比，黄腐酸可溶性蛋白、可溶性糖及谷氨酰胺合成酶含量分别显著增加了68.24%、54.02%和49.81%。与T1相比，黃腐酸用量为3000 mg/kg对番茄上述指标没有显著性影响。

2.5不同用量黄腐酸对番茄产量的影响

由表3可知，随黄腐酸用量的提高，番茄产量、单株结果数、单果重呈现先升高后降低的趋势，黄腐酸用量为30 mg/kg，增产率最高为28.1%。与T1相比，番茄产量、单株结果数、单果重分别为458.4 g/株、11.0个/株、47.4 g/个。与T1相比，黄腐酸用量为3000 mg/kg对番茄上述指标没有显著性影响。

2.6不同用量黄腐酸对番茄品质的影响

由图3可知，随着黄腐酸用量的增加，番茄可溶性糖、糖酸比和Vc含量均呈现先升高后降低的趋势。番茄有机酸含量呈现先降低后升高的趋势。黄腐酸用量为30 mg/kg时，与T1相比，番茄的可溶性糖、糖酸度和Vc含量分别显著增加了43.9%、81.3%和35.4%，有机酸含量显著降低21.8%。与T1相比，黄腐酸用量为3000 mg/kg时对番茄可溶性糖有显著影响，其余指标没有显著性影响。

3结论

施用30 mg/kg的黄腐酸有效提高了番茄的产量和品质，番茄养分积累量、可溶性蛋白、可溶性糖和谷氨酰胺合成酶与不添加黄腐酸处理相比有显著提高。另外在施用量为3～300 mg/kg时，番茄苗期根系相关指标、叶绿素含量、干物质重和与对照不施加黄腐酸相比也有不同程度的提高，其中以施用30 mg/kg黄腐酸用量最佳。本试验是在番茄上进行的，由于试验条件、栽培方式、气温和土壤条件可能存在差异，黄腐酸的不同用量在其他果蔬生产中使用的效果还需要进一步研究。

4讨论

黄腐酸是腐植酸中分子量较小的成分，作為一种生长刺激素，对植物的作用早已引起人们的关注。黄腐酸对于植物有较强的刺激作用，能直接或间接通过IAA刺激植物生长[25]。回振龙等[26]研究发现，在不同外源黄腐酸处理下，紫花苜蓿的种子发芽率、幼苗生物量都有一定程度提高。徐福乐等[27]发现，添加外源黄腐酸处理对低温胁迫下的甜椒幼苗生长具有很好的保护作用，可以提高甜椒的抗寒性，缓解盐害，促进甜椒的生长。本试验研究表明，施加适量的黄腐酸可以增加番茄的分枝数及干物质重，提高养分含量，且以30 mg/kg浓度的黄腐酸用量效果最好。可能的原因是小分子黄腐酸很容易达到根部的质膜，更有利于根部吸收利用。另外黄腐酸含有许多活性基团，刺激组织细胞的分裂和增长，使幼苗生根快而多，有利于根量增加和根系伸长，使作物体内酶的活性增强，作物养分供应量增加[31]。

黄腐酸对作物具有稳定的增产提质作用。卢林纲[32]研究指出，在正常气候和干旱、病害等逆境条件下黄腐酸均可提高农作物产量。周传余等[33]姚东伟等[34]研究表明，在正常施用肥料的情况下，喷施或底施一定量的黄腐酸类肥料可以显著提高番茄的Vc含量，减低番茄的有机酸含量，从而使番茄品质得到改善，且产量增加。本试验研究表明，施用黄腐酸可以增加番茄的可溶性糖、可溶性蛋白和Vc含量，降低有机酸含量。原因是黄腐酸可以提高细胞膜透性，促进淀粉磷酸化酶和一些蛋白质酶的活性，从而有利于蛋白质、维生素等物质累积[34]。另外黄腐酸作为一种生物刺激素[35]，表现为低浓度促进、高浓度抑制。本试验与前人研究结果类似，随着黄腐酸用量的增加，番茄的品质和产量呈现先升高后降低的趋势，且以30 mg/kg浓度的黄腐酸用量对番茄的增产提质效果最佳。可能的原因是黄腐酸促进植株生长的功能与根系水传导率的显著增加有关，而高浓度的黄腐酸分子会在植株的根表面积累和聚集，堵塞了根细胞壁的孔隙，从而导致根水传导能力的下降[36-37]。

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