黃腐酸對干旱脅迫下番茄生長及果實產量與品質的影響

中圖分類號：S641.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2025）08-171-07

Effects of fulvic acid on tomato growth， fruit yield and quality under drought stress

REN Qiaoping'， ZHU Weilong2， SONG Hongxia2

（1.Jinzongaettee ricultural University，Taigu O3o8o1，hanxi，China）

Abstract：To investigate theefectsoffulvicacid（FA）ontomato growth，fruit yield，andqualityunderdroughtstre， Provence tomato plants were cultivated inasolar grenhouse.Four treatments were established：Normal irigation（CK）， drought +0mg?L^-1 FA（FO）， drought +400mg?L^-1 FA（F4）， and drought +800mg?L^-1 FA（F8）.Morphological indices， drought-resistantpyiologicalparameters，fruitcharacteristics，yield，ndqualityereaesd.Theresultseostrat ed that droughtstressseverelyihbitedtomatogrowth，antioxidantenzymeactivity，fruityield，andquality.Folarpplication of 400mg?L^-1 FA significantly increased plant height and stem diameter by 13.56% and 30.25% versus FO，respectively. Superoxide dismutase（SOD），peroxidase（POD），and catalase（CAT） activity increased by 15.68% ， 42.22% ，and 56.47% ，while MDA content decreased by 32.61% .Fruit yield and lycopene，vitamin C，soluble protein content rose by 44.55% ， 86.97% ， 28.07% ，and 19.80% versus FO，respectively，with sugar-acid ratio increasing significantly 128.22% ： Mineral Ca，Mg，K，Fe，Zncontent increased by 25.02% 18.57% ， 19.34% 30.34% ，and 34.65% versus FO，respectively. Insummary，under the experimental conditions，foliar application of 400mg?L^-1 FA enhanced tomato growth and increased fruit yield while improvingqualityparameters underbotharidandsemi-aridconditions.Thesefindings provide aneffctive approach forreducing irigation water consumption andenhancing yieldandqualityoffacility-grown fruit-type tomato in water-scarce region.

Key words： Tomato; Drought; Fulvic acid; Growth; Yield; Quality

隨著全球天氣異常變化以及生態平衡遭到破壞，目前世界各地水資源貧乏且降雨時空分布不均、水資源短缺已成為人類面臨的嚴重問題之一，且干旱頻率及強度持續增加，嚴重制約農業生產，影響農作物產量與品質[1-3]。

番茄（SolanumlycopersicumL.）屬茄科番茄屬，是一種重要的設施經濟作物，在全球各地廣泛種植。番茄果實營養豐富，富含多種維生素、礦質養分及抗氧化劑等，在人類飲食中發揮著重要作用[5。目前番茄已成為研究肉質果實成熟的重要模式植物。研究表明，干旱脅迫可改變番茄葉片的生理生化特性，對光合系統造成損害，抑制植株生長，降低干物質積累，從而影響開花及坐果[7-8]。Cui等和Ali等[]研究表明，干旱脅迫下番茄植株的生長發育會受到嚴重影響，致使番茄大面積減產，且土壤水分是果實品質形成的關鍵因素之一，與產量的形成密切相關，在生產過程中如果水分供應不足會對產量和果實品質產生不良影響。但給予作物適度的干旱也可以提高果實品質，增加果實風味[。研究表明，干旱處理下植物果實中的總糖、維生素C、有機酸等可溶物含量顯著提高，而充分灌溉雖會提高果實產量，但果實內的可溶性糖、有機酸、可溶性固形物及干物質含量反而下降[12-13]。因此，在水資源匱乏地區，提高番茄自身的耐旱能力，是干旱條件下維持番茄生產、提高產量并改善品質的有效措施之一。

腐植酸是動植物遺骸經過微生物分解和轉化以及地球物化反應等一系列過程積累起來的一類有機物質[14]。黃腐酸（fulvicacid，FA）是腐植酸中具有親水性、分子質量較小的有機化合物，屬于水溶性腐植酸，對植株生長起促進作用[15]。前人研究表明，黃腐酸能增加植株干物質積累量，提高光合色素含量，增強植株對逆境的抵抗能力，且在干旱脅迫下能提高植株的抗氧化酶活性，增加脯氨酸含量，降低丙二醛含量，促進新陳代謝，增強植物的抗旱能力進而提高作物產量、改善品質[16-17]。

設施栽培水果型番茄尤其是越冬茬為了獲得較佳口感，通常會延長蹲苗時長，往往對番茄生長和果實發育產生不利影響。目前，FA對番茄結果期遭遇干旱脅迫時的作用尚不清楚。因此，筆者以普羅旺斯番茄為材料，通過分析干旱脅迫下黃腐酸對蕃茄植株形態、生理指標及果實產量和品質的影響，以期為FA提升設施種植水果型番茄品質和產量，同時對干旱地區番茄種植節約用水提供理論指導和技術支撐。

1材料與方法

1.1材料

田間試驗于2023年10月至2024年5月在山西省晉中市榆次區東陽鎮逯村（晉中市逯寶農業開發專業合作社）日光溫室（長度 50m ，跨度 12m） 中進行。品質和生理等指標在山西農業大學實驗室測定。

供試品種為普羅旺斯番茄，購買于廣東金作農業科技有限公司。采用 54cm×28cm×7cm 的15孔穴盤育苗，育苗基質 pH5.5～7.0 ，腐殖酸含量（w，后同） 95.0% ，有機質含量 ≥25.0% ，購買于壽光市沃德農業科技有限公司。FA為棕褐色粉末，購自上海易恩化學技術有限公司，使用蒸餾水溶解配制。

1.2試驗設計

試驗采用完全隨機設計，設置4個處理：CK（正常澆水）、FO（干旱 + 噴施 0mg?L^?1FA， 、F4（干旱 + 噴施400mg?L^-1FA）， F8（干旱 + 噴施 800mg?L^-1FA） 。于2024年2月25日澆水1次，然后自然干旱，于2月29日16：00葉面噴施FA，噴至葉片正反面滴水為宜，連續噴施3d，3次重復，每個重復15株。單行種植，株距 20cm ，行距 80cm 。其他管理按照當地常規方式進行。

1.3 測定指標及方法

1.3.1形態指標測定于結果初期采用直尺和游標卡尺測定株高、莖粗；隨機挑選10株計算葉片數；葉面積采用辛朗等[18的方法計算；比葉質量 Ψ=Ψ 葉質量/葉面積。

1.3.2生理指標測定在第2～3穗果實成熟時，采集從生長點向下的4～5片葉測定生理指標。采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定丙二醛（MDA）含量；采用磺基水楊酸法測定脯氨酸含量；采用氯化硝基四氮唑藍（NBT）光還原法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性；采用愈創木酚法測定過氧化物酶（POD）活性；采用UV-2600i紫外分光光度計法測定過氧化氫酶（CAT）活性[18]。

1.3.3品質與產量指標測定采收第2穗成熟番茄果實進行品質測定。測定果實橫徑、縱徑，計算果形指數；記錄每株結果數、單穗果數，并測量單果質量，折算產量；采用石油醚浸提法測定番茄紅素含量，參考張連富等[9的方法并修改；采用鉬藍比色法測定維生素C含量；采用考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白含量；使用手持式折光儀測定可溶性固形物含量；采用蒽酮硫酸法測定可溶性糖含量；采用酸堿滴定法測定可滴定酸含量；采用鹽酸-甲醇提取法測定類黃酮相對含量；采用硬度計測定果實硬度，每個處理3次重復[20-21]。

1.3.4營養元素含量測定采用AA-6200原子吸收分光光度計測定Ca、Mg、Fe、K、Zn元素含量[22]。

1.4 數據處理

采用MicrosoftExcel2016處理數據，采用SPSS20.0軟件對數據進行差異顯著性分析，采用GraphPadPrism8.0.2軟件作圖。

2 結果與分析

2.1FA對干旱脅迫下番茄植株形態的影響

當作物受到干旱脅迫時，外部形態會受到嚴重影響，導致植株生長緩慢，甚至死亡。由圖1可知，番茄遭遇干旱脅迫后株高、莖粗分別顯著下降14.09% 和 26.37% 。噴施FA緩解了干旱脅迫對植株生長的抑制作用，其中 400mg?L^-1FA 效果最佳，株高、莖粗較CK僅分別下降 2.43% 和 4.10% ，較FO顯著增加 13.56% 和 30.25% 。F8處理的株高與CK相比無顯著變化，但莖粗顯著減小。

圖1FA對干旱脅迫下番茄株高和莖粗的影響

葉片是進行光合作用的主要場所，其大小和厚度與產量相關。由圖2可知，干旱脅迫顯著降低了番茄葉面積、比葉質量及葉片數；而外源噴施400mg?L^-1FA 處理的葉面積、比葉質量及葉片數較FO分別顯著提升 9.98%.68.28% 及 25.49% ;F8處理的各指標雖也有所提升，但與F0相比差異不顯著。

圖2FA對干旱脅迫下番茄葉片形態的影響

Fig.2EffectsofFAontomatoleaf morphologyunderdroughtstress

2.2FA對干旱脅迫下番茄葉片抗氧化酶活性的影響

如圖3所示，干旱脅迫影響番茄抗氧化酶活性。其中，FO處理的SOD活性較CK提高16.39% ，但POD和CAT活性分別下降 35.43% ！18.27% 。外源噴施FA后，F4和F8處理的SOD、POD、CAT活性分別較FO處理提高 15.68% 、42.22%.56.47% 和 21.58%.25.86%.41.18% ；且SOD與CAT活性都高于CK，POD活性雖與CK相比呈下降趨勢，但F4處理與CK差異不顯著。

圖3FA對干旱脅迫下番茄葉片SOD、POD、CAT活性的影響Fig.3Effects ofFAonSOD，PODandCATactivityin tomato leavesunderdrought stress

2.3FA對干旱脅迫下番茄葉片丙二醛及滲透調節 物質含量的影響

丙二醛和脯氨酸含量可作為植物抗逆性的關鍵指標之一。如圖4所示，干旱脅迫下F0處理的MDA和脯氨酸含量較CK分別顯著提高 52.66% 和67.10% 。但外源噴施FA后，F4和F8處理抑制了MDA和脯氨酸含量的上升，與F0相比，分別顯著降低 32.61%?22.40% 和 33.50%，33.91% ，而與CK相比均無顯著差異。

圖4FA對干旱脅迫下番茄葉片丙二醛和脯氨酸含量的影響

Fig. 4 EffectsofFAonproline and malondialdehydecontent in tomato leavesunderdrought stress

2.4FA對干旱脅迫下番茄果實產量與品質的影響

由表1可知，干旱脅迫下番茄果實縱徑、橫徑及產量顯著降低。與CK相比，FO處理的果實縱徑、橫徑、單果質量及產量分別顯著降低 18.32% 、10.83%.30.06% 和 45.69% 。而噴施FA后均得到不同程度的緩解，其中F4處理較F0相比，分別提高16.61%?11.06%?43.64% 和 44.55% ；F8處理雖與FO相比也有所提升，但低于F4處理。由番茄果形指數可知，與CK相比，干旱脅迫下的番茄果實呈現出小而扁圓形，且頂部果臍凹陷；而噴施FA后，促進了番茄果實生長，果實色澤紅潤，呈近圓形。

由圖5可知，干旱脅迫下，與CK相比，番茄紅素與維生素C含量下降，但可溶性蛋白含量上升。噴施FA后，與FO相比，F4和F8處理的番茄紅素和維生素C含量分別提高 86.97% 、 6.70% 和28.07%.8.93% ，且F4處理的番茄紅素含量較CK提高 40.51% 。

由圖6可知，干旱脅迫導致番茄果實風味品質下降。與CK相比，FO處理的可溶性糖和有機酸含量分別降低0.28和0.07百分點，而糖酸比增加14.86% 。噴施FA后，F4和F8處理的可溶性糖含量較F0處理分別顯著提高0.76和0.78百分點，糖酸比較FO分別顯著提高 128.22% 和 98.09% ，有機酸含量分別顯著下降0.12和0.09百分點；且與CK相比，有機酸含量也分別顯著降低0.19和0.16百分點，糖酸比分別顯著提高 162.28% 和 127.64% 。

表1FA對干旱脅迫下番茄果實性狀及產量的影響

Table1EffectsofFAontomato fruit traitsand yield underdrought stress

注：同列不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。下同。 Note：DifferentsmalltersinecouidicatesiiicantdiffreneamongdiffrenttreatmntsatO5evel.Tesaelo.

圖5FA對干旱脅迫下番茄營養品質的影響

Fig.5EffectsofFAonnutrientqualityoftomatounderdroughtstress

圖6FA對干旱脅迫下番茄風味品質的影響

Fig.6EffectsofFAon tomato flavor qualityunder drought stress

2.5FA對干旱脅迫下番茄礦物質含量的影響

由表2可知，與CK 相比，FO 處理的Ca、 Mg 、K、Fe、 Zn 含量分別降低 10.48%?13.10% 、 12.60% 、22.71% 和 9.54% 。外源噴施FA后，Ca、Mg、K、Fe、Zn 含量與F0相比均有不同程度的提高。其中，以400mg?L^-1FA 提升效果最顯著，較FO分別顯著提高 24.32%19.28%9.35%38.35% 和 33.49% 。

表2FA對干旱脅迫下番茄礦物質含量的影響

Table2EffectsofFAonmineralcontentof tomatounderdroughtst

3 討論與結論

土壤水分是作物賴以生存的必需條件之一，水分不足會抑制作物生長，導致植株瘦弱、株高和莖粗下降、葉片呈現萎蔫狀態，且葉片特征發生變化[23]。在本研究中，干旱脅迫下的植株生長發育受阻，導致株高、莖粗顯著下降，且葉面積、比葉質量和葉片數也顯著低于正常植株，與Li等24的研究結果一致。研究表明，FA作為一種生長調節劑，能提高作物抗逆性[25]。在本研究中，干旱脅迫下，外源噴施FA的番茄株高、莖粗均得到不同程度增加，且400mg?L^?1FA 處理的葉面積、比葉質量和葉片數顯著增加，表明FA能提高番茄耐旱性，緩解干旱脅迫對其生長發育的限制，從而促進植株生長，與孔繁榮等2的研究結果一致。

當植物處于逆境脅迫時，抗氧化酶作為植物重要的防御系統，其活性會顯著升高，從而抵御逆境脅迫2]。在本研究中，干旱脅迫下番茄葉片POD、CAT活性下降；而外源噴施FA后均表現出上升趨勢，并以 400mg?L^-1FA 效果最佳。由此表明，外源噴施一定濃度的FA能提高干旱脅迫下植株葉片抗氧化酶活性，從而清除過量的ROS，維持細胞內環境的穩定，緩解干旱脅迫造成的氧化損傷，提高番茄耐旱性[28]。MDA含量是反映植物在逆境中細胞膜脂過氧化強弱的重要指標之一[29]。在本研究中，干旱脅迫下番茄葉片MDA含量顯著提高，而外源噴施FA后，葉片MDA含量均顯著降低，與CK無顯著差異，與沈偉等3的研究結果一致。脯氨酸作為滲透調節物質，能促進植物細胞吸水，緩解逆境造成的損傷，維持植物正常生長[3]。在本研究中，干旱脅迫使脯氨酸含量比CK顯著增加，而外源噴施FA處理的番茄葉片脯氨酸含量比CK無顯著提高，推測可能是由于FA能提高植株耐旱性，從而無需積累過多的脯氨酸抵御干旱脅迫，與Ibrahim等[32]的研究結果一致。

葉片是植物體進行光合作用的主要場所，其大小和產量呈正相關[33]。本研究表明，干旱脅迫下番茄葉片生長受阻，植株矮小、瘦弱，以致于番茄果實性狀受到嚴重影響，導致果實產量顯著降低。然而，外源噴施FA有效促進了干旱脅迫下番茄植株及葉片的生長，使其葉片在干旱脅迫下能保持較高的光合效率，并促進同化物積累以及向果實中運輸，產量顯著提高。果實品質是決定市場競爭力的重要因素[34。在本研究中，干旱脅迫下番茄果實營養品質、風味品質及礦物質含量均有不同程度的下降，這與黃倩3的研究結果相反，可能是由于本研究中干旱脅迫時間較長，且處于重度脅迫狀態（土攘含水量為 30%～35% ），從而導致品質下降。然而，外源噴施FA后，番茄果實營養品質、風味品質及礦物質含量均有不同程度的提高，甚至高于正常處理。因此，適當的干旱脅迫能提高果實品質，但受脅迫時間和程度的影響，而FA能提高植物耐旱性，從而減少干旱脅迫對果實產生的負面影響，致使干旱脅迫下果實品質得到提升[35]。

綜上所述，在本試驗條件下，外源噴施 400mg?L^-1 FA能有效緩解干旱脅迫對番茄植株生長發育的抑制效果，并促進葉片生長；還可提高抗氧化酶活性，降低MDA含量，維持細胞內滲透平衡，降低細胞膜脂過氧化程度，減輕細胞膜損傷，從而增強蕃茄植株的耐旱性，達到干旱脅迫下提高產量與改善品質的目的。研究結果為干旱地區番茄優質生產和節約灌溉用水提供了理論參考依據。

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