多效唑和兩種生物刺激素對基質(zhì)培番茄生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

方雪娟 宋夢圓 高麗紅 田永強

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，設(shè)施蔬菜生長發(fā)育調(diào)控北京市重點實驗室，北京 100193）

隨著農(nóng)業(yè)集約化的快速發(fā)展，土地的高強度利用及大量甚至過量施用化肥與農(nóng)藥，我國設(shè)施菜田土壤發(fā)生了不同程度的退化（田恬 等，2021）。退化的土壤會產(chǎn)生一系列的障礙因子，包括酸化、鹽漬化和土傳病蟲害 等，從而造成蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)都大幅下降（Alliaume et al.，2013；Lal，2020）。此外，國民經(jīng)濟水平的提高使人們對高品質(zhì)蔬菜的需求日益增長。為了解決這些問題，采用無土栽培是一條有效的途徑（孫錦 等，2022）。基質(zhì)栽培是無土栽培的模式之一，具有提質(zhì)增效、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，是當(dāng)今設(shè)施蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個熱點（李婷婷 等，2013；晏瓊 等，2022）。

番茄（Lycopersicon esculentumMill.）是全世界廣泛種植的經(jīng)濟作物。據(jù)FAO 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年我國番茄栽培面積為111.15 萬hm2，產(chǎn)量達到了6 486.58 萬t，分別約占全世界的22.00%和34.72%。通常來講，對于具有相同品種特性的番茄，氣候條件、栽培模式和水肥管理等很大程度上影響著果實的品質(zhì)（田永強和高麗紅，2021）。目前，人們普遍關(guān)注通過水肥管理來調(diào)控番茄果實的品質(zhì)，但是忽略了外源物質(zhì)對番茄果實品質(zhì)的影響（廉曉娟 等，2016；王艷丹 等，2019）。多效唑是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，具有延緩植物生長，促進花芽分化，增強植物抗逆性和提高作物產(chǎn)量的作用（Baninasab & Ghobadi，2011；Desta & Amare，2021；Shalaby et al.，2022）。有研究表明，噴施濃度為50 mg·L-1的多效唑可提高辣椒幼苗的根冠比、葉綠素含量和單株產(chǎn)量（王雪艷 等，2021）。在番茄2 葉期噴施多效唑可明顯提高番茄幼苗的壯苗指數(shù)、葉綠素SPAD 值和根系活力（趙立群 等，2021）。此外，生物刺激素在調(diào)控植物生長方面也發(fā)揮著重要的作用。研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施生物刺激素對番茄幼苗高溫脅迫具有減緩作用，具體表現(xiàn)為：幼苗葉片萎蔫程度減輕，整株死亡現(xiàn)象減少，熱害指數(shù)顯著降低（李思琦 等，2021）。生物刺激素也可通過增強營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和運輸來促進植物的生長，并通過增強植物的免疫來提高植物的抗逆性（謝尚強 等，2019）。基于此，多效唑和生物刺激素在設(shè)施番茄的基質(zhì)栽培中具有較大的應(yīng)用潛力。

目前，關(guān)于多效唑和生物刺激素在番茄上的應(yīng)用研究主要集中在幼苗階段，而對番茄后續(xù)生長、果實產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究較少。因此，本試驗在前期篩選適宜濃度多效唑和兩種生物刺激素（氨基酸類和海藻類）的基礎(chǔ)上，探究了多效唑、生物刺激素及二者復(fù)配對基質(zhì)培番茄生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為無土栽培高品質(zhì)番茄提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為千禧，購自北京現(xiàn)代農(nóng)夫種苗科技有限公司，15%多效唑可濕性粉劑由四川國光農(nóng)化股份有限公司生產(chǎn)，兩種生物刺激素分別為富魅和活力素，有效成分分別為0.6 g·L-1氨基酸和1.4 g·L-1海藻提取物，均由廣東維生農(nóng)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)，栽培基質(zhì)為草炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1（體積比）。

1.2 試驗設(shè)計

試驗于2021年9月至2022年3月在廣東省佛山市廣東維生農(nóng)業(yè)股份有限公司基地的連棟溫室內(nèi)進行。設(shè)置6 個處理，分別為：CK（清水）、D（0.2 g·L-1多效唑）、A（0.6 g·L-1氨基酸類生物刺激素）、H（1.4 g·L-1海藻類生物刺激素）、DA（0.2 g·L-1多效唑和0.6 g·L-1氨基酸類生物刺激素復(fù)配）、DH（0.2 g·L-1多效唑和1.4 g·L-1海藻類生物刺激素復(fù)配）。

多效唑用于浸種，在催芽前浸種處理8 h；生物刺激素用于葉面噴施，在番茄幼苗子葉完全展開時噴施3.5 ml·株-1。番茄幼苗于五葉一心時定植在直徑30 cm、高25 cm 的栽培袋中，栽培袋置于長13.5 m、寬25 cm、高5 cm 的栽培槽中，植株間距30 cm，栽培槽間隔80 cm。采用水肥一體滴灌系統(tǒng)進行灌溉（圖1）。每處理3 次重復(fù)，每重復(fù)15 株，隨機區(qū)組設(shè)計。

圖1 供試番茄定植情況

1.3 測定項目與方法

植株生長指標(biāo)：定植后14、84 d，采用鋼卷尺測定株高，株高為莖基部到生長點的距離；采用游標(biāo)卡尺測定莖粗，莖粗為子葉下方1 cm 處的莖直徑。定植后35 d，統(tǒng)計葉片數(shù)；采用TYS-4N 葉綠素儀測定葉片葉綠素含量，每株隨機測定3 處，取平均值；采用游標(biāo)卡尺測定子葉上方第1 片真葉的葉長和葉寬，并通過公式LA=0.851 ×（L×W）計算實際葉面積，式中，LA為實際葉面積，L和W分別為葉長和葉寬（Blanco & Folegatti，2003）。在番茄生長周期中，記錄從定植到第1 穗果的開花時間、坐果節(jié)位、坐果時間和轉(zhuǎn)色時間，并對第1 穗和第2 穗果的轉(zhuǎn)色過程拍照。

果實產(chǎn)量指標(biāo)：果實成熟后，每個小區(qū)隨機選取5 株番茄，記錄第1、2、3 穗果的單穗產(chǎn)量、單株果穗數(shù)、單株果實數(shù)和單株總產(chǎn)量，并采用游標(biāo)卡尺測定第1、2、3 穗果全部果實的橫徑與縱徑，取平均值。

植株生物量指標(biāo)：定植后84 d 拉秧，每個處理隨機選取5 株番茄，將根、莖、葉片分開，清洗干凈后置于烘箱內(nèi)105 ℃殺青30 min，65 ℃烘干至恒重后稱量根部干質(zhì)量、莖部干質(zhì)量、葉片干質(zhì)量。在采收期每個處理隨機選取20 個果實，全部清洗干凈后用同樣的方法稱量果實干質(zhì)量，并計算地上部干質(zhì)量和總干質(zhì)量。

果實品質(zhì)指標(biāo)：果實成熟后，采收并分別測定植株下部、中部、上部的果實品質(zhì)。測定的品質(zhì)指標(biāo)包括可溶性固形物含量（CNT95 高精度數(shù)顯糖度計）、可溶性糖含量（蒽酮比色法）、有機酸含量（酸堿滴定法）、VC 含量（2，6 -二氯靛酚鈉滴定法）、糖酸比（可溶性糖含量與有機酸含量的比值）。果實品質(zhì)指標(biāo)的測定參考李合生（2000）的方法。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2016 軟件對數(shù)據(jù)進行記錄與整理。采用SPSS Statistics 22.0 軟件進行方差分析，使用LSD 法對數(shù)據(jù)進行多重比較（顯著性水平為P＜ 0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 多效唑和生物刺激素處理對番茄生長的影響

由表1 可知，與對照相比，各處理顯著降低了番茄幼苗定植后14 d 的株高，D、DA 處理顯著降低了定植后84 d 的株高；值得注意的是，含有多效唑的處理，莖粗均顯著增加；各處理對番茄的葉面積沒有顯著影響，卻均顯著增加了葉片數(shù)，只有DH 處理顯著提高了葉綠素含量。

由表2 可知，通過浸種多效唑或噴施生物刺激素，番茄的開花時間和坐果時間均有所提前，坐果節(jié)位降低，果實轉(zhuǎn)色時間縮短，且通過二者復(fù)配使用，這種提前效應(yīng)進一步增強，其中DH 處理效果最好，開花時間和坐果時間比對照分別提前6.8 d和9.0 d，坐果節(jié)位降低1.8 節(jié)，轉(zhuǎn)色時間縮短8.9 d。

表2 多效唑和生物刺激素處理對番茄第1 穗果開花、坐果與轉(zhuǎn)色的影響

根據(jù)第1、2 穗果的轉(zhuǎn)色過程發(fā)現(xiàn)，第1、2 穗果分別從第11 周和第13 周開始陸續(xù)轉(zhuǎn)色，且經(jīng)過多效唑或生物刺激素處理的果實，其轉(zhuǎn)色時間明顯比對照提前（圖2）。

圖2 多效唑和生物刺激素處理下番茄第1、2 穗果的轉(zhuǎn)色過程

2.2 多效唑和生物刺激素處理對番茄果實大小、果穗數(shù)、果實數(shù)與產(chǎn)量的影響

由表3 可知，與對照相比，各處理對番茄第1、3穗果的橫徑和第1、2穗果的縱徑?jīng)]有顯著性影響；DH 處理顯著提高了第2 穗果的橫徑；A 和DH 處理顯著提高了第3 穗果的縱徑。

表3 多效唑和生物刺激素處理對番茄果實大小的影響

由表4 可知，各處理均顯著提高了番茄第1 穗果的產(chǎn)量，但對第2、3 穗果的產(chǎn)量、單株果穗數(shù)、單株果實數(shù)均無顯著性影響。DH 處理顯著提高了單株總產(chǎn)量。總體來看，DH 處理對番茄果實大小和產(chǎn)量產(chǎn)生了一定的影響。

表4 多效唑和生物刺激素處理對番茄果穗數(shù)、果實數(shù)與產(chǎn)量的影響

2.3 多效唑和生物刺激素處理對番茄植株干質(zhì)量的影響

由表5 可知，與對照相比，D 處理顯著提高了番茄植株的根干質(zhì)量，各處理均顯著提高了莖、葉片、地上部干質(zhì)量和總干質(zhì)量，相比于多效唑或生物刺激素單一處理，二者復(fù)配處理更有利于葉片干質(zhì)量的提高。除根干質(zhì)量外，其他干質(zhì)量指標(biāo)均以DH 處理排第一。

2.4 多效唑和生物刺激素處理對番茄果實品質(zhì)的影響

由表6 可知，與對照相比，各處理番茄果實的可溶性固形物、有機酸和VC含量均無顯著性差異，中、下部果實可溶性糖含量有所提高，其中D、A、DA、DH 處理下部果實達到顯著水平，DA 處理中部果實達到顯著水平；由于可溶性糖含量的提高，各處理的糖酸比也隨之提高，中、下部果實達到顯著水平。

表6 多效唑和生物刺激素處理對番茄果實品質(zhì)的影響

3 討論與結(jié)論

本試驗中，在番茄定植后14 d，多效唑、生物刺激素及二者復(fù)配處理均不同程度降低了株高，說明多效唑和生物刺激素均可有效抑制番茄苗期的徒長。值得關(guān)注的是，在定植后14 d 和84 d，無論是否噴施生物刺激素，經(jīng)過多效唑浸種處理后植株莖粗均增加，表明多效唑更有利于培育番茄壯苗。另外，多效唑和生物刺激素對番茄植株葉片數(shù)增加也具有促進作用。二者對番茄植株生長的調(diào)控作用，很可能是因為多效唑抑制了植株體內(nèi)赤霉素的生物合成，從而減緩了植株分生組織細胞的分裂與伸長，最終抑制了莖的伸長（白麗君和尹淑霞，2014；Gazara et al.，2019）；而氨基酸類生物刺激素可調(diào)控多種酶的活力，進而調(diào)節(jié)植物的新陳代謝和生理生化反應(yīng)，增強植株對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收（Ertani et al.，2016；謝尚強 等，2019）；海藻類生物刺激素可調(diào)節(jié)植株體內(nèi)生長素、赤霉素等多種激素的生物合成，進而調(diào)控植株的生長發(fā)育（Wally et al.，2013；Calvo et al.，2014）。在番茄生殖生長期，多效唑和兩種生物刺激素均能夠不同程度的促進番茄的開花、結(jié)果和轉(zhuǎn)色，表明在番茄生產(chǎn)過程中，可通過浸種多效唑或噴施生物刺激素的方法來調(diào)控果實的成熟時間，以滿足市場的需要。

多效唑和生物刺激素可通過改變養(yǎng)分利用效率，優(yōu)化植株的營養(yǎng)性能來促進植物更好的生長（Hamedani et al.，2020；Silva et al.，2020）。 本試驗中，多效唑和生物刺激素處理均提高了番茄的干質(zhì)量，這與前人的研究結(jié)果一致（Seleguini et al.，2016；Cozzolino et al.，2021；Mzibra et al.，2021）。值得注意的是，只有DH 處理下番茄單株總產(chǎn)量顯著提高，產(chǎn)生這一結(jié)果的原因可能是多效唑與海藻類生物刺激素的協(xié)同作用更強，它們協(xié)同改善植株的生長狀態(tài)，從而提高番茄的產(chǎn)量。有研究表明，多效唑可調(diào)控蘋果果實的碳—氮營養(yǎng)（Sha et al.，2021），還可降低番茄果實的酸度，提高VC 的含量（Seleguini et al.，2011）；使用生物刺激素可提高番茄果實的可溶性固形物、VC 含量和抗氧化活性（Cozzolino et al.，2021）。本試驗中，D、A、DA、DH 處理均顯著提高了番茄植株下部果實的可溶性糖含量，而DA 處理還顯著提高了中部果實的可溶性糖含量，所有處理均顯著提高了下部和中部果實的糖酸比，而對上部果實的所有品質(zhì)指標(biāo)無顯著性影響。這可能是因為多效唑和生物刺激素均在番茄生育前期使用，隨著時間的推移，它們對番茄后期果實品質(zhì)的影響越來越小。

綜上，多效唑浸種或在苗期噴施生物刺激素可有效改善基質(zhì)培番茄植株的生長，促進開花、坐果和轉(zhuǎn)色，多效唑與生物刺激素配合使用更有利于提高番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)。