糖醇和殼寡糖螯合鈣肥對番茄生長發育的影響

中圖分類號：S641；S14 文獻標志碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006—6500.2025.05.010

Effects of Sugar Alcohols and Oligochitosan Chelated Calcium Fertilizer on Tomato Growth and Development

LIU Zhiqiang （DalianAcademyofAgricultural Sciences，Dalian，Liaoning116O36，China）

Abstract：Tisstudyimedtoclarifteefectivenesofsugaralohlandchitososacharideascaliumfertiraddiivesintomato production.Weinvestigatedtheimpactoftheseadditivesontomatogrowth，quality，andnutrientabsorption，usingclearwaterand calciumnitrateasontrols.Theresultsdicatedthatsugaralcoolandchitoligosacchardeehancetegowthqualityndutrit contentoftomatoshenusedashelatingagentsforcalciumfertilizer.Specifically，chitoligosacchardedmonstratedteossignificant effect.Tomato plants treated with chitooligosaccharidechelated calcium showed a 11.69% increase in growth and a 2.64% increase compared to those treated with sugar alcohol. Single-plant production rised by 12.22% and 5.82% ，respectively. Leaf chlorophyll content increased by 16.09% and 6.79% ，respectively.Fruit soluble sugar and vitamin C content rised by 11.97% and 3.45% ，respectively，while titratable acid content decreased by 4.24% .The absorption of calcium in tomato shoots and fruit increased by 7.97% and 5.04% ，respectively，and fruit incidence of disease decreased by 7.27% . Additionally，the absorption of nitrogen， phosphorus，and potassium in the aboveground parts of tomatoes increased by 6.30% ， 6.99% ，and 2.71% ，respectively.In conclusion， bothsugaraloholandchitososacharidecnseeasfectivecalciumfertilizeraditivestopromotetheabsorptionandutilizationof calcium nutrition in tomatoes，with chitooligosaccharide showing the best application effect.

Key Words：sugar alcohols; oligochitosan; chelated calcium fertilizer;tomato; grow; nutrients uptake

鈣作為植物生長的必需礦質元素，對植物細胞伸長、根系生長、細胞膜和細胞壁結構的穩定性具有重要作用[1-2]。它還能增強植物對環境脅迫的抗逆能力，并改善作物品質3-4。然而，傳統施用鈣肥的方法存在肥料利用率低的問題，限制了其在農業生產中的應用效果。鈣肥在土壤中容易被固定或與其他離子產生拮抗作用，導致鈣的吸收效率低5。盡管直接對植物易吸收部位噴施可溶性鈣肥可以提高應用效果，但會影響鈣離子的轉移和吸收。化學螯合制劑雖能解決問題，但存在吸收、降解困難、傷害植物等問題。鑒于化學螯合劑的局限性，本研究將焦點放在天然小分子有機物上，如糖醇和殼寡糖，它們不僅可以直接被植物吸收，還能作為天然螯合劑使用[-0。糖醇分子量低，易于吸收，有助于提高作物的抗逆性。殼寡糖作為一種海洋生物源誘抗劑，能夠促進作物吸收并增強抗病能力[12-13]。本研究旨在探討葉面噴施糖醇和殼寡糖螯合鈣對番茄生長、品質和養分累積的影響，以期為糖醇和殼寡糖作為螯合劑在水溶肥生產中的應用提供理論基礎，從而提高鈣肥利用效率和作物綜合生產性能。

1材料與方法

1.1試驗區域與材料

試驗于2021年7—9月在大連市農業科學研究院溫室中進行。供試番茄品種為曉青。取多年未施用任何肥料試驗區 0～20cm 耕層土壤，其為棕壤土，養分狀況見表1。供試肥料：硝酸鈣[分析純 Ca（NO₃）₂ 4H₂O，Ca²⁺16.96%] ，茂名市雄大化工有限公司；糖醇鈣 Ca²⁺180g?L^-1， ，大連東巖技術開發有限公司；殼寡糖鈣（ Ca²⁺150g?L^-1 ，大連東巖技術開發有限公司；尿素（ N46% ），山東魯西化工有限公司；磷酸二銨 （N18%，P₂O₅46%） ，云南云天化有限公司；硫酸鉀 （K₂O52% ），俄羅斯阿欽斯克有限責任公司。

1.2試驗設計

試驗設4個處理，分別為清水（CK）硝酸鈣處理（XS-Ca）糖醇鈣處理（ TC-Ca ）殼寡糖鈣處理（KT-Ca）。每個處理20次重復，隨機區組排列。將15kg 土壤過 2cm 篩，然后裝入塑料盆（內徑30cm× 高 30cm ），選取長勢一致的番茄幼苗（5＼～6片展開葉）栽至塑料盆中，氮（N）磷 （P₂O₅ ）、鉀（ K₂0 肥施用量分別為 0.35，0.12，0.3g?kg^-1 ，每盆1株，單干整枝，株高 40cm 左右時搭架，保留4穗果實。

番茄整株地上部噴施肥料，噴施時間分別為2021年7月22日、8月11日8月31日和9月18日上午 8：00-9：00 各施鈣處理的 Ca²⁺ 濃度均為150mg?L^-1 ，每株噴施鈣量保持一致。噴施時，需用塑料膜遮擋其他植株和盆口，避免噴施到土壤和相鄰植株[14]。

1.3測定指標

最后一次采收前，測定番茄株高、莖粗、葉綠素含量，并測定地上部生物量及氮、磷、鉀、鈣含量，同時測定果實鈣含量。每次采收后，統計每株果實產量，并測定果實可溶性糖含量、維生素C含量、可滴定酸含量和可溶性固形物含量。具體步驟和方法如下：

1.3.1植株生長指標測定（1）株高：使用標準測量工具（如卷尺）測量從地面到植株頂端的垂直距離。

（2）莖粗：使用游標卡尺或數字卡尺測量第4穗果的主莖直徑。（3）葉綠素含量：使用美能達SPAD-502plus 手持式葉綠素儀對第4穗果的功能葉片進行非破壞性測量，以評估葉片的葉綠素水平（葉色值）。

1.3.2地上部生物量及營養元素含量測定（1）地上部生物量：將番茄植株地上部分剪下，稱質量后，在 105^°C 下烘干1h，隨后在 65°C 下烘干至恒質量。（2）植株氮、磷、鉀、鈣含量：氮含量采用凱氏定氮法，磷含量使用釩鉬黃比色法，鉀含量通過火焰光度法測定鉀含量，鈣含量采用原子吸收分光光度法[5]。

1.3.3果實品質測定 （1）果實產量：每次采收后，統計每株番茄的果實數量和總質量。2）可溶性糖含量：使用蒽酮比色法進行測定。3）可滴定酸含量：采用酸堿中和法進行測定。（4）可溶性固形物含量：使用EXTECHRF30手持式糖度計進行測定。（5）維生素C含量：通過紫外分光光度法進行測定。

1.3.4臍腐病發病率（BER）通過統計病果數量與坐果總數的比例來計算，公式如下：

臍腐病發病率（BER） ∣= （病果數/坐果總數） × 100%^[17] 。

2 結果與分析

2.1噴施鈣肥對番茄植株生長和產量的影響

試驗結果表明（表2），與CK相比，XS-Ca、TC-Ca、KT-Ca處理的番茄株高均顯著增加，增幅分別為 12.42%.22.33% 和 25.56% ;與XS-Ca處理相比，TC-Ca、KT-Ca處理的株高顯著增加，增幅分別為8.82% 和 11.69% 。從莖粗來看， XS-Ca?TC-Ca?KT- Ca處理的莖粗均高于CK，其中TC-Ca、KT-Ca處理的莖粗較CK差異顯著，分別增加 3.82% 和 4.58% 。葉色值表現為 CK

由圖1可知，生長早期階段（移栽后30d），各處理間的番茄植株生長差異不顯著，但KT-Ca處理的番茄植株能夠較早地進入成熟期。生長中后期階段（移栽后45＼～60d），XS-Ca、KT-Ca、TC-Ca處理的番茄植株生長狀況明顯優于CK，特別是TC-Ca、KT-Ca處理，部分番茄果實已經開始采摘。這表明XS-Ca、KT-Ca、TC-Ca處理對促進番茄成熟具有顯著效果。

由此可以看出，KT-Ca處理在促進番茄早期成熟方面表現出積極的作用，而在生長中后期，含有鈣的處理組整體上促進了番茄生長和成熟，其中KT-Ca、TC-Ca處理的成熟果實已經開始收獲，顯示出較好的生產效果。

A1、A2、A3、A4為移栽30d后番茄長勢;B1、B2、B3、B4為移栽45d后番茄長勢;C1、C2、C3、C4為移栽60d后番茄長勢;標簽標“蓋禧\"即為殼寡糖螯合鈣。下同。

2.2噴施鈣肥對番茄品質的影響

由表3可知，與CK相比，XS-Ca、TC-Ca、KT-Ca處理的可溶性糖、維生素C和可溶性固形物含量分別增加 17.61%～46.51%.4.84%～19.15% 和 8.92% 220.70% 。在可滴定酸含量方面， XS-Ca，TC-Ca，KT- Ca處理的可滴定酸含量較CK降低 5.07%～14.49% 。除了XS-Ca處理的維生素C含量與CK沒有顯著差異外，其他處理的可溶性糖、維生素C和可溶性固形物均顯著高于CK。此外，XS-Ca、TC-Ca、KT-Ca處理的番茄品質改善效果呈遞增趨勢，表現為XS-Ca? 0

由表3和圖2可知，XS-Ca、TC-Ca、KT-Ca處理均能顯著降低臍腐病的發病率，其中XS-Ca處理可使發病率降低 40.43% ，TC-Ca處理可使發病率降低 50.82% ，KT-Ca處理可使發病率降低58.09% 。

XS-Ca、TC-Ca、KT-Ca處理均能有效提升番茄果實品質，顯著減少果實臍腐病的發生。其中，TC-Ca、KT-Ca處理在提高果實品質和降低臍腐病的發病率方面表現較佳。

2.3噴施鈣肥對番茄氮、磷、鉀、鈣吸收的影響

由表4可知，對番茄施用鈣肥可以顯著提高其對氮、磷、鉀和鈣的吸收。與CK相比，XS-Ca、TC-Ca、KT-Ca處理后，番茄對氮、磷、鉀的吸收量分別增加16.84%～32.09%.6.78%～20.76% 和 4.22%～10.92% 。

不同鈣肥處理之間比較，TC-Ca、KT-Ca處理在促進番茄對氮、磷、鉀的吸收方面表現更為突出。與XS-Ca處理相比，TC-Ca處理后，番茄對氮、磷、鉀的吸收量分別提高 6.36% .5.70% 和 3.63% ;KT-Ca處理后，番茄對氮、磷、鉀的吸收量分別提高13.06%.13.09% 和 6.43% 。

對于鈣的吸收，噴施鈣肥同樣能顯著提升番茄對鈣的吸收量，尤其是 TC-Ca，KT-Ca 處理的效果更為顯著。與XS-Ca處理相比，TC-Ca、KT-Ca處理分別使番茄的鈣吸收量提高 15.58% 和 24.80% 。此外，噴施鈣肥還能顯著增加番茄果實中鈣含量，其中KT-Ca處理的效果最為顯著，KT-Ca處理的果實鈣含量比CK增加 97.30% 。不同鈣肥處理之間相比，TC-Ca、KT-Ca處理的果實鈣含量分別比XS-Ca處理提高 24.11% 和 30.36% ，并且這些差異均達到顯著水平。由此可見，TC-Ca、KT-Ca處理在促進番茄吸收和鈣素積累方面均優于XS-Ca處理。

3討論與結論

3.1 討論

鈣在植物生理中扮演著多重關鍵角色，包括促進細胞伸長、傳遞外界環境信息、穩定細胞壁和膜結構、參與光合作用和增強作物的抗逆性418-19]。葉面施用鈣肥已被證實能夠促進植物的生長發育，提高礦質元素的吸收效率，并改善作物的品質。本研究顯示，與對照組相比，對番茄地上部分施用不同形式的鈣肥，如硝酸鈣、糖醇鈣和殼寡糖鈣，均能顯著提高番茄的干物質質量、單株產量，并改善其品質[1014]。此外，施用鈣肥還能顯著增加番茄中氮、磷、鉀、鈣等元素的積累量。

相較于傳統的硝酸鈣肥，糖醇鈣和殼寡糖鈣能更有效促進鈣的吸收和利用。這主要歸功于糖醇和殼寡糖的螯合作用，它們能夠與鈣離子形成穩定的合物，從而促進植物對鈣的吸收和轉移0.14]。糖醇和殼寡糖鈣在植物體內的移動性較強，克服了鈣在植物體內長距離運輸的限制，從而提高了鈣素的轉移效率。

糖類等小分子有機物在植物營養吸收中也起著重要作用。它們不僅可以直接被植物吸收利用，還能促進礦質養分的吸收，進而促進作物的生長，提高產量和品質[20-22]。本研究中，3種鈣肥的比較結果表明，殼寡糖螯合鈣在促進番養分吸收、生長和提高品質方面效果最佳。原因可能是殼寡糖鈣通過與鈣離子形成穩定的螯合物，能夠有效防止鈣離子固定，從而提高鈣的有效性，同時殼寡糖鈣還具有一定的生物刺激作用，能夠促進植物根系的生長和吸收能力，進一步提高鈣的吸收和利用效率。

盡管殼寡糖鈣肥在促進植物生長和提高作物品質方面展現出巨大潛力，其具體作用機理仍需進一步研究。例如，殼寡糖鈣肥如何影響植物細胞內鈣離子的分布和信號傳導以及其在不同土壤類型和環境條件下的表現情況，都是值得深人探討的問題。此外，最佳施用量和施用時間也是實現殼寡糖鈣肥應用潛力的關鍵。過量或不當施用可能會導致資源浪費和環境污染，精確的施肥策略對于可持續農業至關重要。

本研究揭示了殼寡糖鈣肥在促進植物生長和提高作物品質方面的優越性，這與先前的研究結果[10，14形成對比，可能的原因包括殼寡糖鈣肥的特殊螯合特性和生物刺激作用。然而，本研究也存在一些不足，例如缺乏對殼寡糖鈣肥在不同環境條件下的長期影響評估以及對植物生理機制的深入分析。未來的研究應著重于這些方面，以進一步驗證和優化殼寡糖鈣肥的應用效果。

3.2 結論

綜上所述，本研究通過對不同鈣肥在番茄種植中的應用比較，明確了殼寡糖鈣肥在促進養分吸收、植物生長、提高品質方面的優勢，同時也指出了研究存在的不足及未來需深入探討的方向。在今后的農業實踐中，應謹慎評估殼寡糖鈣肥的施用，綜合考慮不同環境因素及作物特性，以充分發揮其潛力，實現農業的可持續、高效發展。并且，科研工作者需持續深入研究殼寡糖鈣肥的作用機制與應用策略，為農業生產提供更為科學、全面的理論支持與實踐指導

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