不同氮肥用量对保护地番茄产量、品质及土壤微生物的影响
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摘 要：通过田间小区试验研究了保护地不同施氮量对番茄产量、品质及土壤微生物的影响。结果表明，随施氮量的增加，番茄产量提高。适量施氮可使番茄果实中可溶性糖含量增加，有机酸含量下降，糖酸比增大，从而改善番茄的品质。同时，适量施用氮肥可以提高土壤的细菌多样性，在一定程度上改善土壤环境。
关键词：保护地番茄；氮肥用量；产量；品质；土壤微生物
中图分类号：S641.206+.2 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2012）12-0075-03
Effects of Different Nitrogen Rates on Tomato Yield， Quality
and Soil Microorganism in Greenhouse
Liu ChangQing
（Taian Agricultural Bureau， Taian 271000， China）
Abstract The plot experiment was conducted to study the effects of different N application rates on tomato yield， quality and soil microorganism in greenhouse.The results showed that the tomato yield increased along with the increase of N application rate. Appropriate N rate could increase the content of soluble sugar，reduce the content of organic acid，increase the ratio of sugar to acidity，and then the quality of tomato was improved.The application of appropriate N also could increase the soil bacterial diversity and improve the soil environment to some extent.
Key words Tomato in greenhouse；Nitrogen rate；Yield；Quality；Soil microorganism
番茄是北方地区冬季大棚保护地栽培的主要果菜种类之一，具有产量高、采收和供应期长、经济效益高的优点。氮素作为蔬菜营养的三大要素之一，是植物体内蛋白质、酶、维生素、叶绿素以及植物碱等物质的主要成分[1]。合理施用氮素才能在蔬菜生育期内实现蔬菜氮素需求和根层氮素供应相协调，避免氮素过多引起的环境污染风险以及氮素过少造成降低作物的生产力。
目前，人们对蔬菜生产的目标已由单纯重视产量，逐步转向重视产品品质的提高和无公害生产。番茄果实营养丰富、味道鲜美，且以鲜食为主，这就对其果实营养品质和食用安全性提出了更高的要求。不同于传统培养方法，分子生物学方法不依赖室内培养，能更全面、真实地反映微生物群落结构，其中PCR—DGGE技术可靠、重复性好、快速，已被广泛应用于微生物群落结构的研究[2]。本试验就对不同氮肥用量水平下番茄产量、品质指标及土壤微生物菌群的变化进行研究，以期为番茄保护地栽培确定氮肥合理施用量提供理论依据。
1 材料与方法
11 试验地基本情况及供试作物
试验于2011年9月至2012年3月在山东农业大学试验农场进行。供试土壤为褐土，中等肥力水平，基础养分状况见表1。
供试番茄品种为美国进口中熟品种——好韦斯特。
12 试验方法
试验设CK、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 4个处理。氮肥为尿素，以纯氮表示，用量分别为0、120、240、360 kg/hm2。小区面积25 m2，随机区组设计，重复3次。分为基肥与追肥两部分，1/3做基肥，2/3做追肥。追肥分别在第一、第二、第三穗果膨大期进行穴施，施肥量分别为追肥量的35%、35%和30%。各处理间除氮肥用量不同外，其他矿物质养分的用量完全相同，各小区间设隔离行，栽培管理按常规进行。苗龄约4周时人工移栽，双行种植，行距70 cm，株距40 cm，种植密度约为35 000株/hm2。
13 番茄样品采集及项目测定
在番茄成熟期，每小区取代表性植株12株，准确查出有效果实个数、平均单株结果数；每小区取80个红熟商品番茄称重，求平均单果重。并在以后的采摘中分小区分别记录实际收获量。
在第一穗果成熟时每小区取10个成熟番茄，进行维生素C、可溶性糖和有机酸含量等果实品质的测定。
番茄果实可溶性糖分的测定采用蒽酮比色法[3]，维生素C含量的测定采用6- 二氯酚靛酚法[3]，有机酸含量的测定采用NaOH滴定法[3]。
14 土壤样品的采集与DGGE菌群分析[4]
土样采集：在番茄盛果期采集0～20 cm耕层土样，多点土样混合后采用四分法取样，重复3次，混匀后置于液氮罐内保存。
样品总DNA的提取：采用细菌DNA提取试剂盒进行，细菌DNA提取试剂盒购自北京博凌科为生物技术有限公司。
PCR扩增：采用嵌套PCR，用细菌通用引物For/Dev扩增全长的16S rDNA。反应体系（25 μl）：25 mmol/L dNTPs 28 μl，10×Buffer 35 μl，Taq酶1U，引物各3 pmol。反应程序：94℃ 5 min；94℃ 60 s，65℃（前20个循环每个循环降05℃降至55℃）45 s，72℃ 120 s（后10个循环每个循环增加1 s），共30个循环；72℃ 5 min。
DGGE菌群分析：采用Bio.Rad电泳系统。变性剂梯度为45%～60%的8%聚丙烯酰胺凝胶，60℃、70 V条件下电泳16 h。胶用sybrgreen I染色30 min，DGGE条带用Quantity One软件分析。
15 数据分析
用SPSS软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
21 不同氮肥用量对番茄平均单果重及产量的影响
从表2可知，番茄平均单果重在不同用量氮肥水平的处理中无显著差异，但各处理间单株结果数和平均产量是有差异的，随着氮肥用量的增大，番茄产量也在逐渐增加，且均与对照组差异达显著性水平，处理Ⅱ和处理Ⅲ与处理I产量相比也达差异显著性水平（P
22 不同氮肥用量对番茄红熟果实品质的影响
试验结果显示，与对照相比，不同氮肥用量对第一果穗红熟番茄果实VC含量影响显著（表3），施氮各处理间差异不显著，但处理Ⅲ的VC含量较处理Ⅰ和处理Ⅱ低，表明施肥过程中不施氮或施氮过多均可导致果实中抗坏血酸含量的降低。
糖度和酸度能够调节番茄果实的口味，是评
价番茄果实品质的一个重要指标。试验结果显示，各处理间的可溶性糖含量并没有显著性差异，但不施氮肥CK和氮肥用量最大的处理Ⅲ的可溶性糖含量相对较低，且有机酸的含量较高，对照糖酸比仅为496，处理Ⅰ和处理Ⅱ的糖酸比分别达到640和622，均有效地改善了番茄果实的风味，处理Ⅲ的糖酸比反而降低，说明施氮量过大可能会降低番茄的风味。
23 土壤微生物的变化
DGGE图谱（图1）显示，各处理之间优势菌群种类差异较大（图中黑色条带为优势菌群），施肥处理较对照细菌多样性高，且各施肥处理的细菌多样性也不尽相同，表明适量施用氮肥更有利于微生物的栖息，且氮肥的用量不同对土壤微生物组成也有一定的影响。
3 结论与讨论
31 氮肥用量对蔬菜产量、品质、抗性等都有影响，因此科学施用氮肥具有重要的意义。目前资料大多认为：氮素影响作物产量的效果最大[5]，李昌贵试验表明：适度的氮素能够促进番茄根系的发育、改善番茄根系的营养状况，从而增加番茄的产量[6]，这与本试验结果是一致的。本试验结果显示，施氮可以显著地增加番茄的产量，且在一定施用量范围内随施用量的增加产量呈递增趋势。
32 除产量外，番茄品质与氮肥供应之间也有很大的关系，生产上对于不同施肥处理对果实品质的影响也是评价施肥量合适与否的标准。本试验结果显示，不同氮肥处理可以提高第一果穗红熟番茄果实VC含量，但施用量并不是越大越好，过多施用反而会降低番茄中VC的含量。李昌贵认为随施氮量变化，番茄鲜果中VC含量呈先升高后降低的抛物线变化趋势，这与本试验结果也基本一致[6]。
糖度或酸度过大会影响番茄口味，所以人们常用糖酸比来衡量番茄的口味，糖酸比是目前国际上较为常用的评价番茄品质的标志。本试验结果显示适量施用氮肥可以有效地提高番茄红熟果实的糖酸比，从而大大改善番茄的风味。
33 土壤微生物是土壤有机、无机养分转化的作用者，在土壤生态系统中对养分的转化吸收和根系的生长有独特的作用。土壤微生物数量增加可以固定氮素提供给植物吸收，提高植物的氮营养；同时对磷、钾和其它营养元素也有固定作用，从而创造良好的土壤环境促进番茄的生长发育。分子生物学方法可以克服传统培养方法的缺陷，可以有效避免在传统培养、分离等过程中造成的微生物遗传多样性信息的丢失，使得分析结果更全面、真实地反映微生物群落结构。本试验采用PCR-DGGE技术对各试验处理土壤菌群进行了初步分析，结果显示，各施肥处理的细菌多样性均较对照组高，说明适量施用氮肥会为微生物活动提供合适的土壤环境，促进微生物的繁殖，增加土壤微生物数量，在一定程度上改善了土壤环境，从而促进了番茄果实的生长发育。至于土壤中具体的微生物种类，则需要对DGGE图谱中的条带进行回收测序并进一步进行试验分析。参 考 文 献：
[1] 潘瑞炽.植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2001.
[2] 罗海峰，齐鸿雁，薛 凯，等.PCR-DGGE技术在农田土壤微生物多样性研究中的应用[J].生态学报，2003，23（8）：1570-1575.
[3] 张 植物生理学实验技术[M] 沈阳：辽宁科学技术出版社，1994
[4] 罗 青，宋亚娜，郑伟文.PCR-DGGE法研究福建省稻田土壤微生物地区多态性[J].中国农业生态学报，2008，16（3）：669-674.
[5] 刘子江，李荣华，左敬兰，等.保护地番茄产量与施用化肥效应的研究[J].土壤通报，1994，25（5）：222-223.
[6] 李昌贵 施氮对小麦、番茄产量与品质及旱地土壤氮素淋失的影响[D]扬州：扬州大学，2010 山 东 农 业 科 学 2012，44（12）：78～80