分蘗洋蔥伴生減磷對番茄生長發育及光合指標的影響

王旋旋 田罡銘 吳鳳芝

（東北農業大學園藝園林學院，黑龍江哈爾濱 150030）

磷是植物生長發育不可缺少的大量營養元素之一，但是大多數土壤中能被植物直接吸收利用的磷都是以極低的濃度存在的（Hinsinger，2001），為滿足植物對磷的需求，需要在農業生產過程中投入大量的磷肥。然而，磷肥的大量施用以及施用方法不當會導致土壤中磷素大量積累，從而產生磷素流失的風險（Koopmans et al.，2004；Nair et al.，2004）。國內外大量研究表明，合理的間套作能有效提高作物對礦質養分的吸收利用、改善土壤生態環境，提高作物產量和品質（Zhang & Li，2003；Li et al.，2007；Li et al.，2013；Dissanayaka et al.，2015）。吳鳳芝等（2013）、劉淑芹和吳鳳芝（2015）的研究表明，分蘗洋蔥伴生番茄能夠顯著促進番茄幼苗生長；吳瑕（2016）研究發現，番茄/分蘗洋蔥套作（伴生）能夠提高土壤中解磷菌和溶磷菌的含量，提高土壤中有效磷含量，促進番茄植株對磷營養的吸收，促進番茄生長、提高番茄產量。張紅剛（2007）研究發現，蠶豆/玉米間作系統中，蠶豆根系分泌物能夠活化玉米根際土壤中的礦質磷，提高玉米根際土壤中的有效磷含量。番茄（Solanum lycopersicum L.）是設施栽培中最主要的果菜類蔬菜之一，為了提高產量，種植者常常盲目大量施肥，導致土壤環境惡化，影響了番茄品質，威脅著食品安全和人們的健康。前人研究中，對伴生系統中減少磷肥使用量的研究甚少，本試驗采用分蘗洋蔥伴生減磷處理，通過對番茄生長指標、光合指標及產量的測定、分析，探討減磷的可行性，旨在為伴生栽培提供科學的施肥指標，為減肥增效提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為粉和平，由西安市和平蔬菜研究所提供；分蘗洋蔥品種為綏化，由東北農業大學設施生理生態課題組多年保存。供試土壤為番茄連作8 a的土壤，基本化學性狀采用鮑士旦（2005）的方法進行測定：NH4+-N含量為14.49 mg·kg-1，NO3--N 為 44.9 mg·kg-1， 有 效 磷 為269.55 mg·kg-1，速效鉀為 186.06 mg·kg-1，EC 值為0.29 mS·cm-1（土水比為1∶2.5），pH值為6.06（土水比為1∶5）。

1.2 試驗方法

試驗于2016年4～9月在東北農業大學日光溫室內進行，采用盆栽方式，試驗用盆上口內徑30 cm、下底內徑23 cm、高23 cm，每盆裝土8 kg，常規施肥量為每盆施尿素2.5 g、硫酸鉀5 g、磷酸氫二銨5 g。設置分蘗洋蔥伴生（T）和不伴生（CK）2個處理，番茄常規育苗，四葉一心時定植，伴生處理在番茄植株周圍種植分蘗洋蔥（番茄幼苗定植3 d后，將未發芽、保存完好的分蘗洋蔥蔥頭栽植于番茄植株周圍，栽深約5 cm，將分蘗洋蔥蔥頭按入土中，每株番茄周圍栽植4株分蘗洋蔥），常規施氮、鉀肥，磷肥為常規施肥量的50%；不伴生處理按常規施肥。每處理3次重復，每重復6盆，隨機排列，為防止邊際效應和人畜破壞，設保護盆16盆。

1.3 項目測定

1.3.1 番茄植株生長指標的測定 在番茄定植后30、37、44 d，每處理隨機選取4株，分別用米尺測定株高，用游標卡尺測定莖粗（距根莖1 cm處）。

番茄定植后45 d（拉秧期），每處理隨機選取4株，用分析天平（精確稱量到0.000 1 g）測定全株鮮質量；然后105 ℃殺青，75 ℃恒溫條件下烘干至恒重，測定全株干質量。

1.3.2 番茄植株光合指標的測定 在開花期（定植后30 d）和盛果期（定植后37 d），采用光合儀（LI-6400XT，北京力高泰科技有限公司）測定番茄葉片（從上往下數第3葉片）的氣孔導度、蒸騰速率、光合速率。在晴朗無云的正午進行測定，測定時避免其他植株或葉片的遮擋。

1.3.3 番茄產量的測定 番茄植株留3穗果摘心，調查坐果總數；盛果期第2穗果成熟后，采用稱量法測定單果質量；單株累計測產。

2 結果與分析

2.1 分蘗洋蔥伴生減磷處理對番茄生長指標的影響

從表1可以看出，定植后30、37、44 d分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄株高與對照均無顯著差異。定植后30 d，分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄莖粗顯著高于對照；定植后37、44 d，分蘗洋蔥伴生減磷處理的莖粗亦高于對照，但差異不顯著。

從表1還可以看出，定植后45 d（拉秧期）分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄全株鮮、干質量均顯著高于對照，分別較對照提高了32.11%和22.41%。

2.2 分蘗洋蔥伴生減磷處理對番茄植株光合指標的影響

從表2可以看出，開花期和盛果期分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄葉片光合速率、氣孔導度、蒸騰速率均明顯高于對照，比對照分別提高了11.83%和33.21%、9.09%和25.00%、12.08%和25.39%，但差異均未達到顯著水平。

表1 分蘗洋蔥伴生減磷處理對番茄生長指標的影響

表2 分蘗洋蔥伴生減磷處理對番茄光合指標的影響

2.3 分蘗洋蔥伴生減磷處理對番茄產量的影響

從表3可以看出，分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄單株坐果數和單果質量均高于對照，但無顯著性差異；單株產量比對照顯著提高了25.49%。

表3 分蘗洋蔥伴生減磷處理對番茄產量的影響

3 結論與討論

間套作是指在同一塊土地上，同時種植兩種或兩種以上作物的栽培方式。國內外大量研究表明，合理的間套作能夠充分利用水分、光照等資源，還能夠顯著改善土壤中的礦質養分，提高土壤有效養分含量，促進作物生長、提高產量（漆智平，1999；Li et al.，1999；張恩和和張福鎖，2000；Hinsinger et al.，2011）。Dissanayaka 等（2015） 研究發現，白羽扇豆與玉米間作，白羽扇豆的根系分泌物能夠將Ca-P中的磷釋放，供給玉米吸收，從而促進玉米的生長。劉淑芹和吳鳳芝（2015）研究表明，套作分蘗洋蔥的番茄株高與干、鮮質量等生長指標均有不同程度的增加。本試驗結果與前人的研究結果基本吻合，在分蘗洋蔥伴生的基礎上，將磷肥的施用量降為常規施肥的50%，番茄植株的株高、莖粗與對照均無明顯差異；在拉秧期，全株鮮質量和干質量較對照顯著增加了32.11%和22.41%。

劉淑芹等（2016）通過對番茄葉片內蛋白質含量與種類的研究發現，分蘗洋蔥伴生的番茄葉片中與光合作用有關的蛋白質呈上調趨勢。本試驗結果表明：開花期和盛果期分蘗洋蔥伴生減磷處理的番茄葉片光合速率、氣孔導度、蒸騰速率比對照分別提高了11.83%和33.21%、9.09%和25.00%、12.08%和25.39%，但差異均未達到顯著水平。

孫曉涵等（2018）研究發現，與馬鈴薯單作相比，間作花生的馬鈴薯產量顯著提高。董雪嬌等（2017）研究發現，套種分蘗洋蔥的番茄產量增加了11.35%。本試驗結果顯示：分蘗洋蔥伴生處理的番茄單果質量較對照有所提高，但差異不顯著；而單株產量顯著提高了25.49%。說明伴生栽培不僅能夠增加番茄產量，提高經濟效益，而且增種分蘗洋蔥也能獲得額外的收益，提高土地利用率和生產率，增加農民收益。

本試驗中番茄伴生減磷不減產的原因可能是：一是伴生系統中根系分泌物對土壤難溶性磷的活化作用，導致土壤中植物可吸收利用磷含量增加；二是根系分泌物通過改變土壤中微生物種類和組成，改變土壤酶活性，導致土壤中有效磷含量增加；三是伴生導致作物的根形態發生變化，從而使植物磷吸收量增加。

基于以上原因，提出伴生能夠減少磷肥的施用量這一創新點，本試驗結果表明，分蘗洋蔥伴生番茄能夠減少磷肥的施用量，對緩解中國目前因磷肥施用量大導致的環境污染及水資源污染具有重要的意義，為分蘗洋蔥伴生系統下施肥技術提供依據。但是本試驗只是在分蘗洋蔥伴生條件下設置了減磷50%這一個減肥水平，只是驗證了伴生條件下減磷的可行性，沒有確定伴生條件下減磷的最適量，在今后的試驗中將增加伴生常規施磷處理為對照，設置減磷30%、50%、70%等不同水平，進一步研究伴生條件下不同施磷水平對番茄生長發育、光合指標及產量的影響。