葉面施硒與土壤水分互作對溫室番茄生長和水分利用效率的影響

宋嘉雯，李歡歡，辛朗，申軍，劉浩*，王興鵬*，鐘原,4

葉面施硒與土壤水分互作對溫室番茄生長和水分利用效率的影響

宋嘉雯1,2，李歡歡2，辛朗1，申軍3，劉浩2*，王興鵬1*，鐘原2,4

（1.塔里木大學 水利與建筑工程學院，新疆 阿拉爾 843300；2.中國農業科學院 農田灌溉研究所/農業農村部作物需水與調控重點開放實驗室，河南 新鄉 453002；3.內蒙古水利事業發展中心，呼和浩特 010020；4.鄭州大學 農學院，鄭州 450000）

【目的】探索葉面噴施外源硒與土壤水分互作對溫室番茄植株生長、產量及水分利用效率的影響。【方法】以溫室番茄（京番404）為研究對象，設置4種外源硒（硒源：Na2SeO3）噴施質量濃度（S0：清水對照，S2.5：2.5 mg/L，S5：5 mg/L和S10：10 mg/L）和3種灌溉控制水平（灌水下限分別控制為田間持水率的50%（W1：重度干旱）、田間持水率的65%（W2：輕度干旱）、田間持水率的80%（W3：充分供水））的盆栽試驗，研究土壤水分和葉面外源硒噴施質量濃度對溫室番茄植株與果實生長、含硒量、產量和水分利用效率的影響。【結果】隨著灌溉控制水平的增大，株高、莖粗及果實平均生長速率均顯著增大，且顯著影響了葉片含硒量。葉面噴施外源硒對株高及番茄生長速率的影響達到了顯著水平（<0.01），極顯著地影響了葉片和果實含硒量（<0.001），且隨外源硒噴施質量濃度的增大顯著增大，與S0處理相比，葉面噴施外源硒處理的平均果實含硒量增加了3.5～14.3倍。平均單果質量、單株產量和水分利用效率均隨灌溉控制水平的增大而增大，隨葉面外源硒噴施質量濃度的增大而減小。【結論】葉面噴施低質量濃度外源硒對植株生長、含硒量累積、產量和水分利用效率均有促進作用，葉面外源硒噴施質量濃度為2.5 mg/L，灌水下限為田間持水率的80%時，可以在達到為人體補硒效果的前提下也促進了溫室番茄產量的形成，尤其緩解了重度干旱對溫室番茄生長和產量造成的不利影響。

外源硒；產量；水分利用效率；干旱脅迫；番茄

0 引言

【研究意義】據統計中國有72%的地區處于缺硒或者低硒的狀態[1]，食用富硒農作物類產品給人體補硒安全高效，而硒元素是作物生長不可或缺的微量元素之一，對作物生長具有重要的調控作用，給植物適當的補硒可促進作物生長發育和提高品質[2-3]，并且能夠緩解干旱脅迫和鹽脅迫對作物光合系統的傷害[4]，鄭陽等[5]研究表明，在相同質量濃度外源硒處理之下，葉面噴施效果優于拌種且節約成本[2]。水分虧缺時會抑制作物光合產物的積累，導致果實發育不良造成減產[6]，研究葉面噴施外源硒與土壤水分互作對番茄生長影響對于促進國民健康及節水穩產具有重要意義。【研究進展】番茄生育期需水量較大，一定程度上水分虧缺可提高番茄果實可溶性糖、可溶性固形物、糖酸比等品質特性[7]，但還是會抑制番茄植株生長，導致落花落果和減產等問題[7-8]。硒參與抗氧化酶的組成，能催化有毒的過氧化物還原為無害的羥基化合物，從而保護生物膜不被氧化降解[9]，適量施硒可以促進番茄植株的生長發育，提高果實含硒量和產量，而且可有效改善果實品質，增強作物的抗逆性[4]，也有學者研究[10]表明，施硒對番茄產量沒有顯著影響。然而，大多數研究[3,11-12]表明，適量施硒能提高番茄果實糖酸比、VC、含硒量、可溶性蛋白等品質特性，但對于是否能提高產量還有待深入研究。【切入點】目前，關于土壤水分對番茄的影響主要是針對單一因素對番茄生長生理和產量的影響[7-8]，關于番茄施硒的研究主要集中在不同外源硒噴施質量濃度[13-14]和不同硒源[14-15]對植株生長、果實硒富集能力和品質的影響，而葉面噴施外源硒與土壤水分的交互作用對溫室番茄的影響還有待進一步探究，尤其是在不同干旱脅迫程度下番茄對噴施不同質量濃度外源硒響應還知之甚少。【擬解決的關鍵問題】為此，以溫室番茄為研究對象，探究葉面外源硒噴施質量濃度與土壤水分互作對溫室番茄植株生長、果實含硒量以及水分利用效率的影響，為外源硒在溫室栽培富硒番茄的科學合理應用提供理論基礎與技術指導。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2022年3—6月在中國農業科學院新鄉綜合試驗基地（N35°9′，E113°47′，海拔74 m）的日光溫室中進行。試驗區氣候屬暖溫帶大陸性季風氣候，多年均降水量580 mm，年均蒸發量2 000 mm，多年平均氣溫14.1 ℃，日照時間達2 398.8 h，無霜期201 d。試驗所用日光溫室總面積為510 m2（60 m×8.5 m），坐北朝南。溫室上端最外層是鋪設了厚度5 cm的保溫棉，內覆蓋1層0.2 mm的無滴聚乙稀薄膜，在側后墻的墻體內也均嵌入了保溫材料。試驗采用盆栽的方式進行，選用大田耕層（0～20 cm）土壤，質地為沙壤土，土壤體積質量為1.40 g/cm3，田間持水率為23.02%（質量含水率），土壤堿解氮、速效鉀、速效磷質量分數分別為77.4、243.3、16.0 mg/kg，pH值為8.7，值為162.0 μS/cm，有機質質量分數為15.2 g/kg。

1.2 試驗設計

試驗所用盆直徑30 cm，高50 cm。供試驗土壤經風干后過2 mm網篩混勻，分3層裝入盆內，裝盆時約15 cm夯實1次，在第3層將基肥混勻施入，裝至離盆上口2～3 cm處，每盆裝風干土質量為45.7 kg。試驗過程中N、P2O5、K2O肥施用量分別為0.13、0.08、0.13 g/（kg·干土），基肥供試肥料主要為普通速效復合肥（（N）∶（P2O5）∶（K2O）=17∶15∶15），以氮肥總量的40%為基礎計算普通速效復合肥施用量為13.95 g，磷肥全以基肥（過磷酸鈣，（P2O5）為14%）施入，將剩余的60%氮肥（尿素，（N）為46%）和不足的鉀肥（硫酸鉀，（K2O）為50%）均分為3份分別于每穗果實開始膨大時隨水追施，各處理施用量均相同。供試番茄品種為京番404，于五葉一心時移栽（2022年3月16日）至盆中，每盆定植1株，坐果3穗留頂葉3片后打頂，6月25日結束試驗。

基于2021年試驗結果（外源硒噴施質量濃度分別為0、5、10 mg/L，噴施低質量濃度外源硒對番茄生長有顯著促進效果），本試驗分別設置葉面外源硒（Na2SeO3）噴施質量濃度S（控制質量濃度范圍：±0.1 mg/L）和灌水水平W（控制水量范圍：±5%）2個因素，其中，設置4個葉面噴施外源硒（Na2SeO3）質量濃度，分別為0（S0）、2.5 mg/L（S2.5）、5 mg/L（S5）和10 mg/L（S10），于開花坐果期分2次間隔20 d均勻噴施（開花后10、30 d）于植株葉片，每次噴施以葉片表面產生滴水為止[3]；S0噴施清水作為對照。噴施外源硒過程中將土壤表面用防水塑料布覆蓋以防止Na2SeO3溶液滴入土壤而對試驗結果產生影響。每種外源硒噴施質量濃度下設置3個灌溉水平（灌水下限分別控制為田間持水率的50%、田間持水率65%、田間持水率80%[6,8]，分別記為W1、W2、W3，灌水定額均為2 L），采用完全組合試驗設計，共12個處理，為滿足破壞性取樣需求，每個處理20盆，共240盆。為精確控制每個處理的灌水量，各處理均單獨采用由灌水桶、小型自吸泵、壓力表、閥門、毛管和裝有流調器的滴箭所組成的滴灌系統供水（圖1），灌水器額定流量為2 L/h，工作壓力為0.12 MPa。灌水時將所需灌溉水量加入灌水桶內，啟動自吸泵，調整工作壓力至0.12 MPa，將灌溉水通過毛管連接滴箭注入每個盆中，直至桶內所有灌溉水用完為止。

每天07:30—08:30各處理均選擇有代表性的3盆植株，采用帶有電子吊秤（精度為20 g）小型有軌行吊稱量盆質量并計算土壤含水率，用于控制灌溉。

圖1 灌水系統

1.3 主要觀測項目與方法

1.3.1 土壤基礎理化參數

1）土壤體積質量、田間持水率：試驗開始前，采用環刀法測定試驗土壤體積質量和田間持水率。由于試驗土壤全部為0～20 cm表層土，因此，分別在不同位置用環刀取0～20 cm土壤，重復6次。

2）土壤基礎養分：在移栽前，取風干過篩后的試驗土壤，用于測量全氮、速效氮、速效磷、速效鉀、pH值、電導率、有機質。全氮采用AA3流動分析儀測定，速效鉀采用火焰光度法測定，速效氮采用堿解擴散法測定，速效磷采用碳酸氫鈉浸提法測定，pH值采用電位法測定，電導率采用DDS-307電導率儀法測定，有機質采用比色法測定[16]。

1.3.2 作物耗水量

自灌溉處理期開始至結束，選取具有代表性的3棵植株，每天07:30—08:30通過稱量計算得到日耗水量，其中作物耗水量計算式為：

式中：ET為第天的單株作物耗水量（L/株）；Z為第天盆總質量（kg）；Z1為第+1天盆總質量（kg）；為灌水量。

1.3.3 生長生理指標

1）株高、莖粗：從每個處理挑選具有代表性的與整體長勢相近的3株植株做標記，在植株移栽至盆中15 d后和果實成熟采摘末期測定番茄的株高、莖粗。株高采用直尺測量，莖粗采用十字交叉法，在地上2 cm處用游標卡尺測量。

2）果實生長過程：自番茄果實長至乒乓球大小后，每層果隨機選取1個有代表性的果實標記，利用游標卡尺采用十字交叉法測量果實的橫徑和縱徑，測量至果實成熟，每個處理重復3次。

3）含Se量：各處理于果實成熟采摘期選取植株上層功能葉，經蒸餾水清洗拭干后，將果實樣品置于烘箱，在105 ℃條件下殺青30 min后在75 ℃下烘干至恒質量，采用電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS法）[17]測定葉片和果實的含Se量，根據果實含水率將果實含Se量轉化為單位鮮果質量的含Se量。

1.3.4 產量和水分利用效率

番茄進入采摘期后，當果實周身著色達90%以上后采摘，每次采摘后記錄果實數量，并用精度為0.1 g、量程為3.5 kg的電子天平稱質量，計算單株果實產量和平均單果質量。

水分利用效率計算式為：

式中：為水分利用效率（kg/m3）；為單株產量（kg/株）；為單株耗水量（L/株）。

1.4 數據處理

采用DPS 9.01數據處理系統分析試驗數據，并運用Duncan新復極差法對各試驗處理進行多重比較和差異顯著性檢驗（<0.05），用Microsoft Excel 2019作圖。

2 結果與分析

2.1 葉面噴施外源硒與土壤水分互作對溫室番茄株高、莖粗及其生長速率的影響

圖2為番茄成熟末期的株高和莖粗及其平均生長速率，圖中*表示在<0.05條件下差異顯著；**表示在<0.01條件下差異顯著；***表示在<0.001條件下差異顯著。由圖2可知，葉面噴施外源硒僅對株高及其生長速率有顯著影響（<0.01），土壤水分對株高、莖粗及其生長速率均有極顯著影響（<0.001），而葉面噴施外源硒與土壤水分的交互作用對株高、莖粗及其生長速率均未產生顯著影響。從圖2（a）和圖2（c）可以看出，在同一土壤水分處理下，與S0處理相比，各葉面噴施外源硒處理均不同程度地促進了植株生長，且株高隨外源硒噴施質量濃度的增加呈逐漸降低趨勢，最大值均出現在S2.5處理；與S0處理相比，S2.5、S5、S10處理的株高分別提高了6.3%、4.3%、3.7%，而相同土壤水分處理下不同外源硒噴施質量濃度處理的莖粗無顯著差異；在相同外源硒噴施質量濃度下，株高和莖粗隨灌溉控制水平的增大而顯著增大，與W3處理相比，W1、W2處理的平均株高分別降低了19.8%和7.4%，莖粗分別降低了19.6%和5.4%。由圖2（b）和圖2（d）可知，葉面噴施外源硒和土壤水分均極顯著影響了株高生長速率，S2.5、S5、S10處理的平均株高生長速率較S0處理分別提高了8.1%、5.5%和4.5%，S2.5W3處理的株高和莖粗生長速率最大，分別為1.27 cm/d、0.077 mm/d。

圖2 不同處理溫室番茄株高、莖粗及其生長速率

2.2 葉面噴施外源硒與土壤水分互作對溫室番茄果實平均生長速率的影響

圖3為果實平均生長速率。由圖3可知，土壤水分極顯著影響（<0.001）了果實平均生長速率，葉面噴施外源硒對果實平均生長速率無顯著影響。在重度干旱（W1）條件下，隨著外源硒噴施質量濃度的增大果實平均生長速率逐漸減小，S2.5處理果實平均生長速率最大，但各處理之間差異不顯著；在輕度干旱和充分供水條件下，隨著外源硒噴施質量濃度的增加果實平均生長速率大致呈增加趨勢，S2.5、S5、S10處理較S0處理平均增加了10.0%、31.0%、34.0%，隨著外源硒噴施質量濃度的增加果實平均生長速率增幅逐漸趨于平穩。在相同外源硒噴施質量濃度下，果實平均生長速率隨灌溉控制水平的增加而顯著增大，與W1處理相比，W2、W3處理的果實平均生長速率分別顯著提高了2.6、3.9倍，且W3處理較W2處理提高了0.4倍。綜上可知，在重度干旱狀況下噴施低質量濃度外源硒有增加果實平均生長速率的趨勢，而在輕度干旱和水分充足的狀況下噴施中高質量濃度的外源硒促進果實平均生長速率的效果最佳。

圖3 不同處理溫室番茄的果實平均生長速率

2.3 葉面噴施外源硒與土壤水分互作對溫室番茄葉片和果實含硒量的影響

圖4為各處理番茄葉片和果實的含硒量，噴施不同質量濃度外源硒對葉片和番茄果實含硒量均產生了極顯著影響（<0.001），葉面噴施外源硒與土壤水分的交互作用對葉片含硒量產生了極顯著影響（<0.001），對果實含硒量無顯著影響。在相同土壤水分處理下，與S0處理相比，S2.5、S5、S10處理的平均葉片含硒量分別顯著增加了3.8、9.8、19.8倍，平均果實含硒量分別顯著增加了3.5、6.9、14.3倍，葉片和果實含硒量均隨外源硒噴施質量濃度的增大而顯著增大，可見噴施外源硒促進了硒元素從葉片向果實的轉運。從圖4（b）還可以看出，在充分供水（W3）狀況下，葉面噴施外源硒處理（S2.5、S5、S10處理）之間的果實含硒量無顯著性差異，但較S0處理分別增加了1.4、3.1、3.1倍，且外源硒噴施質量濃度由2.5 mg/L增加到5 mg/L時果實含硒量的增長幅度最大，外源硒噴施質量濃度大于5 mg/L后增長幅度變緩。在相同外源硒噴施質量濃度下，W1處理較W2處理和W3處理的平均葉片含硒量分別顯著提高了1.5倍和1.2倍，而W2、W3處理之間差異不顯著；在S2.5、S5處理下，土壤水分對果實含硒量無顯著影響，而在S10處理下，W1、W2處理較W3處理分別顯著增加了100.0%和73.8%。

2.4 葉面噴施外源硒與土壤水分互作對溫室番茄產量及水分利用效率的影響

2.4.1 番茄產量

葉面噴施外源硒和土壤水分對溫室番茄平均單果質量和單株產量有極顯著影響（<0.001），土壤水分對溫室番茄的單株坐果數有極顯著影響（<0.001），而葉面噴施外源硒與土壤水分的交互作用對單株坐果數、平均單果質量和單株產量均無顯著影響（表1）。

同一外源硒噴施質量濃度下，W1處理較W2、W3處理平均單株坐果數分別降低了31.2%和35.4%，且差異顯著（<0.05），說明重度干旱是導致落花落果的主要因素；平均單果質量和單株產量隨灌溉控制水平的降低而顯著降低，且差異極顯著，與W3處理相比，W1、W2處理的平均單果質量分別減小了81.8%和36.1%，單株產量分別減小了87.8%和38.6%。在同一土壤水分處理下，噴施外源硒有增加單株坐果數的趨勢，但不同外源硒噴施質量濃度對單株坐果數無顯著影響；隨外源硒噴施質量濃度的增加，單株產量和平均單果質量逐漸減小，與S0處理相比，S2.5、S5、S10處理的平均單果質量分別增加了6.7%、1.3%、-1.2%，單株產量分別增加了12.0%、9.0%、2.0%，說明當外源硒噴施質量濃度高于2.5 mg/L后，平均單果質量和單株產量的漲幅均呈遞減趨勢。

圖4 不同處理溫室番茄葉片和果實的含硒量

表1 不同處理溫室番茄的產量及水分利用效率

注 *表示<0.05條件下差異顯著；**表示<0.01條件下差異顯著；***表示<0.001條件下差異顯著。

2.4.2 番茄水分利用效率

由表1可知，葉面噴施外源硒對溫室番茄水分利用效率的影響極顯著（<0.001），但對耗水量無顯著影響，葉面噴施外源硒與土壤水分的交互作用對水分利用效率無顯著影響。在同一水分處理下，隨外源硒噴施質量濃度的增加呈減小趨勢，且3個水分處理下均表現為在S2.5處理下最大。在輕度干旱條件下，葉面噴施外源硒提高了；與S0W2處理相比，S2.5W2、S5W2處理的顯著增加了15.2%和11.6%，S10W2處理增加了6.9%，且W2水分處理下S2.5、S5處理的與S0處理差異顯著。土壤水分處理對耗水量和均有極顯著影響（<0.001），同一外源硒噴施質量濃度下，隨著灌溉控制水平的增加番茄耗水量和均顯著增加；與W3處理相比，W2、W1處理的耗水量分別減少了26.9%和69.9%，分別降低了16.0%和59.3%，說明重度干旱脅迫減小了植株的耗水量，但同時也降低了。

3 討論

3.1 葉面噴施外源硒與土壤水分互作對溫室番茄植株及果實生長的影響

Rady等[12]研究表明，施硒誘導了番茄生長性狀的改善，探究原因發現由于硒誘導的滲透保護劑和低分子量抗氧化劑量提高以及酶促抗氧化酶活性提高，同時降低了氧化應激的標志物（MDA、H2O2等），硒在植株代謝和酶促調節過程中起關鍵作用。同時適量施硒有助于植株生長發育，高劑量施硒不僅會抑制植株生長甚至造成植物中毒，因此硒對農作物的效應存在劑量效應[18]，此前在人參菜[19]、花生[20]、小白菜[21]、生菜[22]等作物的研究中也證實了這一觀點。本研究中葉面噴施外源硒顯著提高了溫室番茄的株高及其生長速率，隨著外源硒噴施質量濃度的增加，株高和生長速率的漲幅逐漸減小（圖2（a）和圖2（b）），可見噴施高質量濃度外源硒對溫室番茄的促進效果逐漸減小，與施和平等[23]和李娜等[24]的研究結果一致。劉群龍等[25]研究發現，施硒提高了果實的橫徑，且隨外源硒噴施質量濃度的增加而顯著增大，并極顯著地提高了單果質量，這與本研究結果一致，噴施低質量濃度外源硒促進了果實平均生長速率，輕度干旱和充分供水的情況下，隨著外源硒噴施質量濃度的增加而增大，但增幅逐漸減小，說明在輕度干旱和充分供水情況下，施硒可以提高果實平均生長速率（圖3），但噴施中低質量濃度外源硒促進效果更好，在重度干旱條件下番茄植株生長受到脅迫，光合作用減小，向果實轉運的光合產物減少，果實生長受到抑制[26]，噴施低質量濃度外源硒時，重度干旱情況下的番茄果實平均生長速率有增加趨勢，且噴施低質量濃度外源硒促進了植株生長，因此說明重度干旱下噴施2.5 mg/L的外源硒對植株和果實生長造成的不利影響有緩解作用。

3.2 葉面噴施外源硒與土壤水分互作對溫室番茄葉片和果實含硒量的影響

有機硒是人類硒營養來源的重要途徑，而植物是將無機硒轉化為人類可食用的增加營養效果的植物有機硒優選的媒介，樊俊等[27]研究表明，噴施亞硒酸鈉能提高含硒量，尤其在噴施低質量濃度亞硒酸鈉時，植株葉片的含硒量、硒積累量以及硒有效利用率均為最高。本研究表明，噴施外源硒可提高葉片含硒量、果實含硒量，隨外源硒噴施質量濃度的增大葉片含硒量和果實含硒量均顯著增大（圖4（a）和圖4（b）），可見噴施外源硒促進了硒元素從葉片向果實的轉運和積累，這與溫明霞等[28]和Zhu等[29]的研究結果一致。另外，本研究中，葉面噴施外源硒與土壤水分互作對葉片含硒量的影響達到極顯著水平（<0.001），同時在噴施高質量濃度外源硒的條件下，3個水分處理之間的果實含硒量差異達到顯著水平（<0.05），產生差異的原因可能是在干旱脅迫下植株矮小，與充分供水處理相比，雖然外源硒噴施質量濃度相同，但在實際操作中噴施量保持一致，導致干旱脅迫下矮小的植株吸收的硒量可能高于充分供水的植株，因此出現在干旱脅迫條件下高于充分供水條件下葉片和果實含硒量的情況。

3.3 葉面噴施外源硒與土壤水分互作對溫室番茄產量及水分利用效率的影響

水是番茄果實的主要組成成分[30]，硒參與抗氧化酶的組成，適量施硒可以促進植株生長發育，提高含硒量增強作物抗逆性[10]。本研究中，土壤水分顯著影響植株生長、果實生長以及產量和水分利用效率，在充足供水狀況下，噴施低質量濃度（2.5 mg/L）外源硒顯著增加了植株生長，坐果數和平均單果質量均有增加趨勢，進而顯著提高作物產量（表1），這與李樂[13]和李登超等[18]的研究結果一致，但噴施高質量濃度外源硒番茄植株生長、坐果數和平均單果質量均有減小趨勢，造成產量降低。然而，殷朝珍等[15]研究表明，施硒顯著降低了產量的構成因素，同時降低了產量；Pezzarossa等[10]研究發現，施硒對番茄植株的平均單果質量和單株產量沒有顯著影響，這與本研究結果不一致，可能是外源硒不同或是土壤含硒量不同[12,15]，也可能是不同番茄品種對硒的耐受力不同[31]引起的。因此，硒源對作物產量構成要素和產量的影響，以及施硒對不同番茄品種的問題還有待進一步探究。

干旱脅迫時植株的生長發育受到抑制，光合產物減少，坐果數降低，進而產量降低[7,30]，這與本研究結果一致，在發生重度干旱情況下，植株矮小光合作用弱，向果實轉運的光合產物少造成落花落果，平均單果質量和產量降低。Rady等[12]研究顯示，施硒改善植株抗氧化防御系統的組成部分，提高了番茄植株對干旱脅迫引起的氧化損傷的耐受性，主要表現在促進了植株生長和葉組織健康，同時提高了光合效率、產量組成和果實質量，這與本研究結果一致，噴施低質量濃度外源硒有促進植株生長、提高果實平均生長速率、坐果數和平均單果質量和單株產量的變化趨勢，也一定程度上緩解了干旱對溫室番茄生長和產量造成的影響。

本研究表明，在重度干旱脅迫下，各處理間耗水量沒有顯著差異，產量呈先增加后降低的趨勢，在外源硒噴施質量濃度為2.5 mg/L時產量最大，S2.5W1處理的水分利用效率最大。高尚等[32]研究顯示，施硒提高了水分利用效率，這與本研究結果一致。因此，施硒可促進番茄植株生長，提高產量，尤其緩解了干旱脅迫對作物造成的不利影響，水分利用效率的提高也可能是由于葉面施硒降低了葉片的蒸騰速率[33]，因此今后需加強葉面噴施外源硒對溫室番茄光合、蒸騰等生理特性的研究，探索葉面施硒調控番茄生長及水分利用效率的生理機制。

4 結論

1）土壤水分對植株株高和莖粗及其生長速率、果實平均生長速率、產量和水分利用效率均有顯著影響，在相同外源硒噴施質量濃度下，重度干旱（W1）處理較充分供水（W3）處理平均株高、莖粗和果實平均生長速率分別顯著降低了19.8%、19.6%、80.0%，平均單果質量、產量和水分利用效率分別顯著降低了81.8%、87.8%和59.3%。

2）葉面噴施外源硒顯著提高了葉片和番茄果實的含硒量，且促進了植株生長，提高了果實平均生長速率、單株產量和水分利用效率，在同一土壤水分處理下，外源硒噴施質量濃度為2.5 mg/L時效果最為顯著。

3）葉面噴施外源硒和土壤水分對溫室番茄的生長指標、產量和水分利用效率均有一定的積極影響，從植株的生長、果實平均生長速率、含硒量以及產量和水分利用效率多指標綜合考量，外源硒噴施質量濃度為2.5 mg/L，灌水下限為田間持水率的80%時，可以在達到為人體補硒效果的前提下也促進了溫室番茄產量的形成，尤其緩解了重度干旱對溫室番茄生長和產量造成的不利影響。

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Effects of Leaf Selenium Application and Soil Water Interaction on Growth and Water Use Efficiency of Tomato in Greenhouse

SONG Jiawen1,2, LI Huanhuan2, XIN Lang1, SHEN Jun3, LIU Hao2*, WANG Xingpeng1*, ZHONG Yuan2,4

(1. College of Water Conservancy and Architecture Engineering, Tarim University, Alaer 843300, China;2. Farmland Irrigation Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences/ Key Laboratory of Crop Water Use and Regulation, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Xinxiang 453002, China; 3.Inner Mongolia Water Conservancy Development Center, Huhhot 010020, China; 4. College of Agriculture, Zhengzhou University, Zhengzhou 450000, China)

【Objective】To explore the effects of the interaction between leaf spraying and soil water on the growth yield and water use efficiency of tomato plants in greenhouse. 【Method】The objective is through pot experiment, this study took greenhouse tomato (Jingfan 404) as the research object, four exogenous selenium (selenium source: Na2SeO3) spraying concentration (S0: clear water control, S2.5: 2.5 mg/L, S5: 5 mg/L and S10: 10 mg/L) and three irrigation control levels were set (the lower irrigation limit was controlled as 50% of field water capacity (W1: severe drought), 65% (W2: mild drought), 80% (W3: full water supply), a total of 12 treatments, to study the effects of different soil moisture conditions and foliar spraying different concentrations of selenium on the growth, selenium content, yield and water use efficiency of tomato plants and fruits in greenhouse.【Result】With the increase of irrigation control level, plant height, stem diameter and fruit average growth rate increased significantly, and significantly affected leaf selenium content. The effects of exogenous selenium on plant height and tomato growth rate reached a significant level (<0.01), and significantly affected the selenium content of leaves and fruits (<0.001), and increased significantly with the increase of the mass concentration of exogenous selenium spray. Compared with S0 treatment, the average fruits selenium content of exogenous selenium spray treatment increased by 3.5～14.3 times. Theaverage fruit weight, yield per plant and water use efficiency all increased with the increase of irrigation control level, but decreased with the increase of exogenous selenium spraying mass concentration.【Conclusion】Leaf spraying with low concentration of exogenous selenium can promote plant growth, selenium content accumulation, yield and water use efficiency. When the mass concentration of exogenous selenium spraying is 2.5 mg/L and the lower limit of irrigation is 80% of the field water holding rate, it can also promote the production of greenhouse tomato under the premise of selenium supplement for human body.

exogenous selenium; yield; water use efficiency; drought stress; tomato

宋嘉雯, 李歡歡, 辛朗, 等. 葉面施硒與土壤水分互作對溫室番茄生長和水分利用效率的影響[J]. 灌溉排水學報, 2023, 42(5): 52-59.

SONG Jiawen, LI Huanhuan, XIN Lang, et al. Effects of Leaf Selenium Application and Soil Water Interaction on Growth and Water Use Efficiency of Tomato in Greenhouse[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2023, 42(5): 52-59.

1672 - 3317（2023）05 - 0052 - 08

S641.2

A

10.13522/j.cnki.ggps.2022642

2022-11-15

國家自然科學基金項目（52279052，51779259）；塔里木大學校長基金創新團隊項目（TDZKC202002）

宋嘉雯（1998-），女。碩士研究生，主要從事作物高效用水理論與技術研究。E-mail: 1723300726@qq.com

劉浩（1977-），男。研究員，博士生導師，主要從事作物高效用水理論與技術研究。E-mail: liuhao03@caas.cn

王興鵬（1978-），男。教授，博士生導師，主要從事干旱區灌溉排水理論與節水灌溉方面的研究。E-mail: 13999068354@163.com

責任編輯：白芳芳