櫻桃番茄不同生長階段各器官干物質積累動態及分配規律

王燕武 廖道龍 劉子凡 蔣強 曹元鑫 鐘勇 楊謹瑛

(1海南大學熱帶作物學院海南海口570228;2海南省農業科學院蔬菜研究所海南海口571100;3百色市現代農業技術研究推廣中心廣西百色533612)

櫻桃番茄（Lycopersicon esculentumMill.）是番茄中的特殊類型［1］，因果型小，色澤鮮亮，味清甜，口感好，維生素含量高，且含有番茄紅素和谷甘肽等抗癌物質，備受消費者青睞［2］。廣西百色田陽區、武鳴縣及賀州市八步鎮、資源縣車田鄉是櫻桃番茄“南菜北運”和“西菜東調”的主要生產基地，僅百色田陽區櫻桃番茄種植面積就高達1.33萬hm2左右［3］，番茄產業已成為廣西農民經濟收入的主要來源之一。

干物質積累是生物產量形成的基礎，花后干物質轉運、分配直接影響經濟產量的高低。一般來說，經濟產量高的植株能積累較多的光合產物，并能在花后有效運轉至收獲器官。因此有必要研究作物在不同生長階段的干物質積累、分配及其運轉規律。不同生態區、不同品種的干物質積累規律與分配特性不同，雖然干物質的積累與分配規律在玉米［4］、綠豆［5］等作物上有所報道，但廣西百色地區櫻桃番茄干物質積累與分配規律目前尚未見報道。為此，本研究以田陽區主推的樂粉3號嫁接植株為材料，分析不同生長階段各器官干物質積累與分配規律，為百色地區櫻桃番茄的高產高效栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試櫻桃品種為樂粉3號，嫁接苗購于廣西田陽忠信農業科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

試驗設在廣西百色市現代農業技術研究推廣中心示范基地。2020年10月21日種植，大壟雙行，壟寬100 cm，壟上行距80 cm，壟間行距130 cm，株距25 cm。氮、磷、鉀的施肥量分別為430.8、312和514.5 kg/hm2，分4次施用，比例為3∶2∶3∶2，施用時間分別為2020年10月21日、11月12日、12月8日和2021年1月19日；肥料選用尿素［m（N）＝46%］、稀土磷肥［m（P2O5）＝18%］和氯化鉀［m（K2O）＝60%］，其他管理參考文獻［6］。

1.2.2 指標測定

分別于2020年11月30日、12月15日、2021年1月5日、2月25日 和3月26日上午10：00—12：00選取長勢均勻的代表性植株3～5株，對應的生育時期分別為苗期、開花初期、結果初期、結果盛期和結果末期。小心挖取植株，確保根系完整；帶回實驗室后將植株分成根、莖、葉片、果實4個部分，用蒸餾水洗凈根部、紗布擦干；于105℃下殺青30 min后，以75℃烘干至恒重，稱重。干物質分配率＝各器官單株干物質量/單株總干物質量×100%，干物質遷移率＝（花后器官最大干物質量－結果末期器官干物質量）/花后器官最大干物質量×100%，轉運率＝（花后器官最大干物質量－結果末期器官干物質量）/果實最大干物質量×100%

同時，采取同一分枝上生長正常的倒3葉，紙重法測出葉片的面積，烘干法獲得葉片干重，比葉重＝葉片干重/葉片面積；采用80%丙酮提取法測定葉片葉綠素含量［7］。

1.2.3 數據處理

采用DPS 9.05進行Logistic方程模擬［8］。

2 結果與分析

2.1 不同生長階段各器官單株干物量積累動態變化

番茄不同部位的干物質積累量在同一生長階段存在一定的差異；隨著生育期的延長，莖、葉單株干物質量呈現出先增加后降低的趨勢，在結果盛期莖、葉干物質量達到最大（表1、圖1）。果實單株干物質量在結果初期至結果盛期增長較快，結果盛期至結果末期增長速度相對穩定。

圖1 不同生長階段器官單株干物質量變化

表1 不同生長階段番茄各器官單株干物質量積累動態變化 單位：g

2.2 番茄單株干物質量的Logistic模擬與分析

對番茄不同器官單株干物質量積累進行Lo‐gistic模擬（表2）可知，R2均大于0.9，p值均小于0.05，說明方程模擬效果較佳。莖、葉和整株的單株干物質量最大增長速率出現在69.4～79.38 d，莖干物質量最大增長速率出現的天數與整株的基本重疊；莖干物質量最大增長速率明顯大于根和葉，決定著整株干物質量最大增長速率。

表2 番茄不同器官單株干物質積累速率的Logistic方程回歸分析

2.3 不同器官在不同生長階段的干物質分配率及其移動率和轉運率

從表3可知，番茄根干物質分配率相對比較穩定，在3.29%～7.52%。莖、葉干物質分配率呈現先增加后降低的趨勢，葉干物質分配率最大值出現在開花初期至結果初期，莖干物質分配率最大值出現在結果初期至結果盛期。結果初期之后，莖干物質量占番茄總干物質量的比例較大，超過60%，說明在生殖生長之后，生長中心未完全轉至生殖器官果實的生長。另外，莖、葉干物質移動率相差不大，分別為31.09%和41.33%；但從轉運率來看，莖干物質轉運率為90.45%，遠大于葉干物質轉運率。

表3 不同生長階段番茄各器官干物質量在各器官中的分配率及其移動率和轉運率 單位：%

2.4 番茄干物質在不同生長階段比例及其積累速率

從表4可知，隨著生育進程的推進，干物質占比與積累速率呈現出先增加后降低的趨勢，結果初期至結果盛期干物質量占比50.76%，且該時期干物質量積累速率也最大，達4.93 g/（株·d）。

表4 不同生長階段番茄干物質量占比及其積累速率

2.5 不同生長階段番茄葉片比葉重與葉綠素含量

從表5可知，隨著生育進程的推進，葉片的比葉重和葉綠素含量呈現出先升后降的趨勢，比葉重在開花初期至結果初期時最大，達6.91 mg/cm2；葉綠素含量則在結果初期至結果盛期時最大，達2.155 mg/g。

表5 不同生長階段番茄葉片比葉重與葉綠素含量

3 討論與結論

協調的源庫關系是促進同化物向庫器官分配的關鍵要素［9］，莖、鞘物質移動率是反映作物“源庫”關系協調程度的一個指標［10］。莖、鞘物質移動率高表明庫容強大，源生產相對不足；若莖、鞘物質移動率低甚至為負值，說明庫容相對不足，源生產的物質出現冗余［11］。本研究發現，莖移動率較高，說明莖物質轉運與輸送通暢，即“流”暢通；莖干物質轉運率最大，其次為葉，說明莖對番茄果實產量影響最大，這一點與胡昌浩等［12］在玉米中的研究結果一致。但需要注意的是，物質轉運貢獻率應該控制在適宜比例，貢獻率過低不利于果實發育，過高說明“庫”對有機物質的競爭力過強。本研究中莖轉運率較高，達90.45%，但由于莖的干物質量較大，且最大增長速率及其出現的時間與整株基本相重疊，說明番茄材料的“源”“庫”“流”關系仍較協調。

綜上，栽培上可通過提高生育期的干物質量最大增長速率，延長干物質高速率積累持續的天數，有效增加群體干物質積累量。生產過程中須控制前期生長，以免其生長過旺，遵循干物質積累的S曲線規律，減少干物質冗余，開花后要加強花期營養，保葉促莖，提高番茄產量。