摘要：为合理、安全利用微咸水，促进番茄高效可持续生产，以京番301为试验材料，采用沙土槽培、单因素完全随机区组试验，以微咸水(EC=3 mS/cm)直接灌溉为对照，研究了微咸水不同灌溉方式对坐果期、盛果期、盛果后期番茄植株根、茎、叶及不同生育期果实中矿质元素含量的影响。结果表明：①番茄植株根、茎、叶及果实中的10种矿质元素含量在生育期内呈规律性的变化，根、茎、叶中6种大量矿质元素含量均为N、K、Ca大于P、Mg、Na，4种微量元素含量以Fe、Mn较高，Zn次之，Cu最低；除K外，幼果期果实中5种大量矿质元素含量最高，K在成熟期果实中含量最高，果实中微量元素含量以Fe、Zn较高，Cu和Mn较低。果实中K含量与其余9种矿质元素含量存在一定的增效作用，而Mg与Zn、Cu、P 3种元素 ，Na、Mn与Fe、Zn、Cu、P 4 种元素间存在一定的拮抗作用。②微咸水参与灌溉提高了番茄植株各部位及品质形成期果实中全Na的含量，以微咸水直接灌溉提高幅度最大。与淡水灌溉相比，微咸水直接灌溉植株各部位全N含量也有所提高，但不利于果实对N、P和4种微量元素的吸收与积累。淡水灌溉有利于提高植株各部位全效P、K及Zn的含量，进而促进果实对N、P、K及Fe、Zn的吸收与积累。微咸水淡水按生育期轮灌可提高植株各部位Ca、Mg、Fe的含量，微咸水淡水按次轮灌和按生育期轮灌下幼果期、成熟期果实中Ca、Mg含量也较高。混合水灌溉和按次轮灌植株各部位Cu和Mn含量较高，因此品质形成期混合水灌溉下果实中Cu含量、按次轮灌下果实中Mn含量也较高。综上，短期微咸水灌溉或降低微咸水的矿化度灌溉(轮灌、混合水灌溉)不仅能够节约淡水资源，而且可以有效避免微咸水直接灌溉对植株生长的不利影响，并补充植物所需的N、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu等营养元素。
关键词：番茄；矿质元素含量；微咸水；灌溉方式；不同生育期
在我国，微咸水是指矿化度在2～5 g/L范围内的水资源[1]，其含盐量高于淡水，通过渗透作用、盐离子作用以及土壤理化性状的变化影响作物的生长、产量和果实品质[2-3]，尤其是果实中的糖分含量[4]。近年来，随着人口的增加和经济的快速发展，我国特别是西北地区可用于农业的淡水资源越来越少，这已成为影响干旱、半干旱地区农业可持续发展的一个首要限制因素[5]。为解决水资源供需矛盾，微咸水的开发利用已成为弥补淡水资源的一个重要途径[6]。
关于微咸水灌溉利用，前人已有所报道。微咸水灌溉利用方式主要有3种，即直接灌溉、咸淡水混灌和咸淡水轮灌[7]。对于同一种矿化度的灌溉用水来说，灌水方式不同，其灌水效果不同[8]。微咸水灌溉可以提供作物生长需要的水分并具有改善农产品品质的潜力，但其也增加了土壤中的盐分，引起作物根区土壤溶液渗透势下降，影响植株吸水，严重时可导致植株生理干旱而死亡[9]。因此，为了合理安全利用微咸水，有必要研究微咸水灌溉方式对不同生育期植株及果实中矿质元素含量的影响。
番茄是我国春夏季主要蔬菜品种之一，在果类栽培中面积最大，具有很高的营养价值[10-11]。本研究在前人研究的基础上，结合当地水质、土壤理化性质以微咸水(EC=3 mS/cm)不同方式灌溉为处理，研究了日光温室番茄不同生育期根、茎、叶及果实中矿质元素含量，阐明微咸水不同灌溉方式对设施番茄矿质元素含量的影响，揭示微咸水灌溉下植株系统中矿质元素吸收分配规律，为微咸水合理开发利用提供科学依据。
1.1 试验材料
供试番茄品种为京番301，属于无限生长型，粉果，中熟品种。供试土壤为取自银川市良田镇植物园村的沙土。试验所用淡水(EC=1.07 mS/cm)为原温室井水，微咸水(EC=3.0 mS/cm)是根据宁夏银川地区微咸水的离子成分，在原温室地下淡水的基础上添加4种工业盐(NaHCO3、MgSO4·7H2O、CaCl2、K2SO4)配制而成。试验地水质及沙土理化性质见表1。
表1 供试水质及沙土理化性质
Tab.1 Water quality and physicochemical property of sandy soil in the experiment
样品SamplepHEC/(mS/cm)全盐量/(g/kg)Totalsaltcontent盐分离子组成/(g/kg)CompositionofsaltionsK+Na+Ca2+Mg2+SO2-4Cl-HCO-3CO2-3淡水样Freshwater7.51.070.5340.0030.1130.1110.1150.2990.1060.3900沙土样Sandysoil8.90.080.2200.0070.0190.0560.0130.0080.2040.1260
1.2 试验设计
试验于2016年2-7月在宁夏大学农科实训基地5号日光温室进行，在防渗措施与灌水定额相同条件下，共设5个处理，分别为CK：微咸水直接灌溉；T1：地下淡水灌溉；T2：混合水灌溉(微咸水∶淡水=1∶1)；T3∶微咸水与淡水按生育期轮灌(苗期、开花期用淡水处理，果实发育期微咸水处理)；T4∶微咸水与淡水按次轮灌，每个处理3次重复，共15个小区，小区随机排列。各处理除灌水方式不同外，其余管理措施均相同。
1.3 试验方法
2016年番茄移苗前在温室中下挖栽培槽，槽长6.5 m，槽宽0.6 m，深0.5 m，槽间距0.9 m，槽四周、走道及底部覆盖2 mm厚的土工布(毛毡加一层塑料)，以防水肥漏渗并隔离病虫害，之后向槽中填满沙土。人工翻地，翻地前各处理均施入等量底肥，分别为生物有机肥80 t/hm2，活力木素4 t/hm2，尿素0.1 t/hm2，撒可富磷酸二铵1 t/hm2，沃夫特硫酸钾型复合肥(总养分≥51%)1.1 t/hm2，重过磷酸钙1.3 t/hm2。2月23日定植番茄，苗态四叶一心。番茄定植时浇足清水以促进缓苗，缓苗后开始微咸水不同灌溉方式处理。各处理均用容积约为180 L的黑色水桶储水，桶底放入小型潜水泵，滴灌供液，每个小区安装2根滴灌带，水泵与电源之间连接一个计时器，浇水量根据番茄需水量由计时器设定的时间控制，苗期每株每天平均300 mL，开花坐果期每株每天约800 mL，果实膨大期至拉秧每株每天约1 500 mL。另外，在第一穗花开花期及每穗果坐果期随滴灌追施沃夫特大量元素水溶肥料(含N 16%，其中硝态N占9%，P2O5 6%，K2O 36%；B 0.2%，Cu、Zn、Fe、Mn各0.05%)，每次每桶追施500 g。单杆整枝，留5穗果，每穗留4～5个果实。7月6日拉秧，拉秧前5 d停止灌水。
1.4 试验测定项目及方法
在番茄坐果期、盛果期、盛果后期分别取植株的根、茎、叶及幼果期(番茄第一穗果长至核桃大小)、白熟期、转色期、成熟期(此3个时期为品质形成期)果实测定其全效N、P、K、Na、Ca、Mg及4种全效微量元素Fe、Mn、Zn、Cu的含量，其中全效N、P、K是用H2SO4-H2O2消煮后，分别用凯式定氮法、钒钼黄比色法及火焰光度法测定，全Na用干灰化-火焰分光光度计法测定，全效Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu用干灰化-原子吸收分光光度法测定[12-13]。
1.5 数据处理
试验数据的整理、图表的绘制均用Excel软件完成，然后用SPSS 17.0软件进行多元方差分析和相关性分析，并用LSD法进行差异显著性测验。
2.1 微咸水灌溉方式对设施番茄不同生育期根、茎、叶、果大量矿质元素含量的影响
2.1.1 微咸水灌溉方式对坐果期番茄根、茎、叶中大量矿质元素含量的影响 由图1可以看出，坐果期N、P、K、Na、Ca、Mg 6种元素在番茄植株根、茎、叶3个部位含量差异较大，且均以N、K、Ca含量高于P、Mg、Na。其中N、Ca、Mg含量在植株根、茎、叶中的分布相同，为叶>茎>根。P和K含量在根、茎、叶中的分布呈先增加后减小的趋势，茎中含量最高。Na含量分布与P、K相反，为根中最高，茎中最低。就5个处理而言，T2处理根、茎、叶中N素含量最高，T3处理含量最低，二者差异显著。根、叶中P含量以T4处理最高，T1次之，茎中T2最高，其次为T1。K含量在根、茎中以T4处理最高，T3和CK处理最低，叶中以T1处理最高，T4和CK处理较低。CK处理下该时期番茄植株各部位Na含量均最高。CK处理坐果期根系中Ca含量最高，T1、T4次之，T3处理茎、叶中Ca含量最高，T2处理各部位Ca含量最低。根、叶中CK处理Mg含量最高，茎中T4处理最高，CK次之，T2最低。由此可知，坐果期微咸水直接灌溉和微咸水、淡水按次轮灌可以提高植株各部位Ca、Mg、Na含量，混合水灌溉植株各部位全N含量较高，Na、Ca、Mg含量较低，淡水灌溉及微咸水、淡水按次轮灌可以提高该时期番茄植株各部位的K含量，微咸水、淡水按生育期轮灌植株各部位6种矿质元素含量均较低。
2.1.2 微咸水灌溉方式对盛果期番茄植株根、茎、叶中大量矿质元素含量的影响 如图2所示，与坐果期相同，盛果期番茄植株根、茎、叶中大量矿质元素含量仍以N、K、Ca高于P、Mg、Na，植株各部位N、P、K、Na、Mg含量的分布也与坐果期相同，其中N为叶>茎>根，P和K的平均含量均为茎中最高，叶片中K含量最低，P含量依然以根中最低，Na为根>茎>叶，Mg与之相反。相比坐果期，盛果期茎中Ca含量有所降低，为叶>根>茎。就各处理而言，盛果期植株根、茎、叶中N含量均以CK处理最高，T1、T3处理较低，且在根、叶中与CK差异极显著，叶中差异显著。T1处理下根、茎、叶中P含量最高，CK和T4处理较低。CK处理下该时期番茄植株各部位Na含量均最高。。T1处理茎、叶中K含量最高，与其他4个处理差异显著，T4处理根中全K含量最高，茎、叶中含量最低。根、茎、叶中Na含量仍以CK处理最高，且与其他4个处理达极显著差异水平。T3处理根、茎、叶中Ca含量最高，CK处理根中Mg含量最高，T3处理茎、叶中Mg含量最高，T1次之，T2最低且与CK和T3处理差异极显著。可见，坐果期到盛果期，6种矿质元素在根、茎、叶中的分布规律大致相同，但含量有所变化。微咸水灌溉可以提高盛果期植株各部位全N、全Na的含量，淡水灌溉可以提高植株各部位全P、全K含量，微咸水、淡水按生育期轮灌可以提高该时期植株各部位全Ca、全Mg的含量。
大写字母表示0.01水平差异显著；小写字母表示0.05水平差异显著。图2-5、表2同。Capital letters showed 0.01 level significant difference；Lowercase letters showed 0.05 level significant difference.The same as Fig.2-5，Tab.2.
图1 各处理坐果期番茄植株根、茎、叶中全效大量矿质元素含量
Fig.1 Total contents of major mineral elements of root，stem and leaf of tomato plant at fruit-set period of all treatments
2.1.3 微咸水灌溉方式对盛果后期番茄植株根、茎、叶中大量矿质元素含量的影响 如图3所示，盛果后期植株各部位6种矿质元素含量大小仍为N、K、Ca大于P、Mg、Na，且该时期N和Na在植株中的分配也与前2个时期相同，N含量为叶>茎>根，Na含量为根>茎>叶。该时期P、Ca、Mg的含量在植株中的分布均为叶>根>茎，茎中K平均含量较高，根次之，叶最少。T3处理植株根系中N含量最高，T4处理茎、叶中含量最高，CK、T2次之，T1处理各部位N含量均最低，且在根、茎中与其他4个处理差异达极显著水平。根、叶中P含量以T1处理最高，茎中T2处理最高，T1次之，两者差异不显著，T4处理该时期植株根、茎、叶中P含量均最低。T1处理植株各部位K含量最高，且与其他4个处理达极显著差异水平。T4处理植株各部位Na含量最高，T3、CK次之，T1最小。根、茎、叶中Ca、Mg含量以T3处理最高，CK、T2处理Ca含量较低，T2处理各部位Mg含量均最低。可见，微咸水以各种方式灌溉均可以提高植株各部位全N和全Na的含量，但不利于植株对P、K的吸收和累积，淡水灌溉下番茄3个生育期中植株各部位全P、全K含量较高，微咸水、淡水按生育期轮灌可以提高植株各部位Ca、Mg含量。
图2 各处理盛果期番茄植株根、茎、叶中全效大量矿质元素含量
Fig.2 Total contents of major mineral elements of root，stem and leaf of tomato plant at the early stage of full bearing period of all treatments
2.1.4 微咸水灌溉方式对不同生育期果实中大量矿质元素含量的影响 由表2中的数据可以看出，除K外，表中所列其余5种元素均在番茄幼果期含量最高，K在4个生育期的果实中含量均较高，至果实成熟时，K含量达到最高。幼果期番茄各营养元素含量最高与该时期番茄果实快速生长、膨大需要较多的养分供应有关，果实成熟期K含量最高印证了番茄对K的奢侈吸收现象。相对于幼果期而言，白熟期果实各种养分含量有所降低，这是因为该时期果实开始从产量形成期转为品质形成期。转色期到成熟期，果实养分含量又有所增加，除K外，其余养分含量差异不大。就各处理而言，幼果期果实N、P含量以T1处理最高，T3处理最低，果实Na含量以CK处理最高，T1次之，T2最低，T4处理果实K、Ca、Mg的含量均最高，CK、T1处理次之，T3处理K、Ca含量最低，T2处理Mg含量最低。白熟期：果实全效N、K、Na含量均以T3处理最高，T2处理P含量最高，T1处理Ca含量最高，T4处理Mg含量最高。CK处理不利于该时期果实中N、P、K的积累，T1处理不利于Na和Mg的积累。转色期、成熟期：T1处理果实N、P含量最高，CK处理Na含量最高，T3、T4处理K、Ca、Mg含量较高，T1处理Ca含量次之，Mg含量最低，T2处理Ca含量最低。T1处理不利于果实Na、Mg的积累，T2处理不利于N、K、Ca的积累。综上可知，淡水灌溉有利于幼果期、转色期、成熟期果实中N、P、K的吸收与积累，微咸水、淡水按生育期轮灌下果实白熟期N、P、K、Na含量较高，微咸水、淡水轮灌(按次轮灌、按生育期)幼果期、成熟期果实中Ca、Mg含量均较高，微咸水参与灌溉可提高品质形成期果实中Na的含量，且以微咸水直接灌溉提高幅度最大，但微咸水直接灌溉不利于果实对N和P的吸收与积累。
图3 各处理盛果后期番茄植株根、茎、叶中全效大量矿质元素含量
Fig.3 Total contents of major mineral elements of root，stem and leaf of tomato plant at later stage of full bearing period of all treatments
表2 各处理不同生育期番茄果实中大量矿质元素含量
Tab.2 The content of major mineral elements of different growth periods tomato fruits of all treatments
生育期Growthperiod处理Treat-ment大量元素种类/(g/kg)KindsofmacroelementsNPKNaCaMg幼果期CK40.65±0.57B5.99±0.07ABc41.46±0.58ABb1.22±0.03Aa0.1293±0.01C1.56±0.01AYoungfruitT147.79±0.93A6.56±0.43Aa40.46±0.58BCbc1.15±0.03ABab0.1297C1.47±0.02BperiodT237.15±0.45C6.07±0.16Abc39.12±1.00BCcd0.91±0.06Dd0.1715B1.37±0.02CT334.86±0.14D5.40±0.11Bd38.45±1.16Cd1.07±0.06BCbc0.1276C1.39±0.01CT438.08±0.24C6.46±0.19Aab43.13±1.00Aa1.02±0.06CDc0.2003A1.56±0.05A白熟期CK15.63±0.23Dd4.43±0.27a37.43±0.58C0.34±0.05ABab0.08±0.01B0.39±0.03BbWhite-matureT116.87±0.56Cc4.96±0.37a40.43±0.58B0.19Cc0.14A0.32±0.04BcperiodT216.59±0.28CDc5.14±0.24a37.09±1.00C0.27±0.06BCbc0.05±0.01C0.37±0.01BbcT319.53±0.37Aa5.00±0.30a46.78±1.16A0.41±0.03Aa0.08±0.01B0.60±0.04AaT417.85±0.37Bb4.84±0.66a37.43±0.58C0.22±0.06BCc0.09±0.01B0.61±0.02Aa
表2(续)
生育期Growthperiod处理Treat-ment大量元素种类/(g/kg)KindsofmacroelementsNPKNaCaMg转色期CK17.90±0.21a3.71±0.17Bb34.42±0.58Bbc0.43±0.06Aa0.07±0.01ABbc0.59±0.09aColorturn-ingT118.15±0.73a4.35±0.08Aa35.09Bb0.26±0.03Bd0.08±0.01Aab0.30±0.02bperiodT217.76±0.21a4.14±0.32ABa34.09Bc0.34±0.05ABbc0.06±0.01Bc0.34±0.23abT317.36±0.12a4.24±0.09ABa36.09Aa0.36±0.03ABab0.09±0.01Aa0.44±0.03abT418.13±0.50a4.06±0.29ABab34.42±0.58Bbc0.27±0.03Bcd0.08Aab0.47±0.18ab成熟期CK18.13±0.14ABb3.64±0.23Bb40.43±1.53BCb0.43±0.03Aa0.09Bc0.73±0.12abMatureT119.02±0.08Aa4.80±0.22Aa46.11Aa0.29±0.05Bb0.11±0.02Bb0.65±0.25bperiodT218.22±0.21ABb4.33±0.31ABa38.10±1.00Cb0.34±0.05ABb0.06±0.01Cd0.73±0.16abT317.20±0.43Bc4.56±0.34Aa44.78±0.58ABa0.32±0.03ABb0.14Aa0.75±0.11abT418.32±0.70Aab4.25±0.39ABa41.10±3.47BCb0.31±0.03Bb0.11Bb0.99±0.16a
图4 各处理番茄植株不同生育期根、茎、叶微量元素含量
Fig.4 Total contents of microelements of different growth periods tomato plants′root，stem and leaf of all treatment
2.2 不同处理对番茄不同生育期各部位微量元素含量的影响
2.2.1 不同处理对番茄植株3个生育期根、茎、叶中微量元素含量的影响 由图4可知，番茄3个生育期植株各部位Cu、Zn、Fe、Mn 4种微量元素的含量总体以Fe、Mn较高，Zn次之，Cu最低。如图4-Ⅰ图所示，番茄坐果期、盛果后期根系中全Cu含量总体最高，盛果期叶片中Cu含量最高。3个生育期根、茎全Cu含量呈逐渐上升的趋势，至盛果后期含量达到3个生育期最高，叶片全Cu含量呈先升高后减少的趋势，盛果期叶片全Cu含量达到最高。就不同处理而言，T2处理下坐果期根、叶和盛果期根、茎、叶中全Cu含量均最高，盛果后期T4处理根、茎、叶全Cu含量最高，T2处理次之，CK最低，且在茎、叶中与其他处理差异达极显著水平。坐果期T3处理根、茎、叶中Cu含量最低，CK处理下盛果期、盛果后期根、茎、叶中Cu含量均最低。可见，T2、T4处理即混合水灌溉和微咸水淡水按次轮灌可以显著提高坐果期、盛果期、盛果后期植株各部位Cu含量。
由图4-Ⅱ可知，坐果期-盛果期-盛果后期番茄植株根、茎、叶中全Zn含量整体呈降低趋势，且3个生育期根系中Zn含量均高于茎和叶，坐果期茎中Zn含量最低，盛果期、盛果后期叶片中Zn含量最低。就各处理而言，3个生育期番茄植株各部位全Zn含量均以T1处理最高，坐果期时T2、T3处理次之，盛果期、盛果后期T2、T4处理次之。T4处理下坐果期番茄植株各部位、盛果期番茄叶片中Zn含量最低，盛果期番茄根和茎、盛果后期番茄根、茎、叶中均以T3处理含量最低，且均与T1处理差异极显著。由此可知，淡水灌溉可以显著提高番茄植株生育期各部位Zn含量，微咸水参与下不利于植株各部位Zn的吸收和积累。
由图4-Ⅲ可以看出，番茄3个生育期根、茎中全Fe含量总体呈逐渐增加的趋势，至盛果后期达到最高，叶中全Fe含量变化在这3个生育期中整体呈单峰曲线，盛果期含量最高，盛果后期最低。T3处理3个生育番茄根、茎、叶全Fe含量均最高，T1处理较高，坐果期T2处理最低，盛果期T4处理最低，盛果后期CK最低。因此，T3处理即微咸水、淡水按生育期轮灌更利于番茄植株根、茎、叶中Fe的吸收和积累。
图4-Ⅳ为番茄植株不同时期根、茎、叶中全Mn含量，由图4-Ⅳ可以看出，番茄3个生育期根、茎、叶中全Mn含量总体均呈先降低后增加的趋势，盛果期含量最低，盛果后期含量最高，且相比于根和茎番茄3个生育期均以叶片中Mn含量最高。番茄坐果期、盛果后期根、茎、叶中全Mn含量均以T2处理最高，且除盛果后期根系外均与其他4个处理差异极显著，T3处理盛果期根、茎、叶中Mn含量最高，T2处理次之。CK处理后2个生育期番茄植株各部位Mn含量均最低，且在盛果后期时与其他处理间的差异达极显著水平。
图5 各处理不同生育期番茄果实微量元素含量
Fig.5 Total contents of microelements of different growth periods tomato fruits of all treatments
2.2.2 不同处理对不同生育期果实中微量元素含量的影响 从图5可以看出，不同微量元素在果实中含量差异较大，4个生育期的番茄果实中微量元素含量总体以Fe、Zn较高，Cu、Mn较低。同一种微量元素，在果实不同生育期含量差异也较大，幼果期果实Zn、Fe、Mn 3种元素含量较高，Fe、Mn随番茄果实的发育呈先降低后升高的趋势，白熟期果实Mn平均含量最低，转色期Fe含量最低。Zn含量随果实发育呈逐渐降低的趋势，至果实成熟降至最低。Cu含量变化与其他3种微量元素略有不同，全Cu含量在果实白熟期达到最高，成熟期次之，幼果期最低。
果实Cu含量如图5-Ⅰ所示，就5个处理而言，T2处理下4个生育期番茄果实Cu含量最高，T3次之，但幼果期例外，为T3处理含量最低，白熟期、转色期、成熟期CK、T4处理Cu含量最低。如图5-Ⅱ所示，4个生育期果实中的全Zn含量均以T1处理最高，幼果期、转色期时T4处理最低，其余2个生育期CK处理最低，且各生育期中T1处理Zn含量均与CK和T4处理差异达极显著水平。由图5-Ⅲ图可以看出，幼果期T2处理果实Fe含量最高，白熟期T3处理最高，T2处理次之，转色期、成熟期T1处理Fe含量最高，CK处理4个生育期番茄果实中Fe含量均最低。果实Mn含量如图5-Ⅳ所示，T2处理幼果期果实Mn含量最高，T3处理最低，两者之间达极显著差异水平，T4处理白熟期、转色期、成熟期果实Mn含量最高，且与T1和CK处理差异极显著。由此可见，淡水灌溉有利于果实中Zn和Fe的积累，微咸水∶淡水=1∶1的混合水灌溉有利于果实中Cu的积累，微咸水、淡水按次轮灌有利于果实对Mn的积累，微咸水直接在番茄整个生育期的灌溉不利于果实对Cu、Zn、Fe、Mn 4种微量元素的积累。
表3 番茄果实中矿质元素相互间的相关性
Tab.3 Correlation among the mineral elements in tomato fruits
矿质元素MineralelementsNPKNaCaMgFeMnZnCuN1P-0.0961K0.3910.4661Na0.257-0.552*0.0901Ca-0.0270.2030.573*-0.3271Mg0.443-0.2020.5050.3270.2841Fe0.2740.717**0.666**-0.3680.3500.1321Mn0.462-0.0790.1190.0190.0490.695**-0.0051Zn0.2100.4560.359-0.2570.249-0.3750.531*-0.598*1Cu0.1090.599*0.315-0.2370.057-0.1720.545*-0.1960.4641
注：* .在0.05水平(双侧)上显著相关；** .在0.01水平(双侧)上显著相关。
Note:*.The 0.05 level(bilateral);**.The 0.01 level(bilateral).
2.3 番茄果实中矿质元素间的相关性分析
探讨果实中矿质营养元素间的相互关系，对判断果实矿质养分含量、果实品质变化有重要意义。番茄果实中10种矿质元素间的相关性分析结果如表3所示，从表中可以看出，N与P、Ca呈负相关，与其他8种矿质元素呈正相关(P>0.05)。P与Na、Mg和Mn呈负相关，其中与Na相关性显著，与Mg和Mn相关性不显著，与Cu呈显著正相关关系。K与其余9种矿质元素均呈正相关关系，且与Ca和Fe的相关性分别达显著和极显著水平。Na与P、Ca、Fe、Zn、Cu均呈负相关关系。除N和Na外，Ca与其余8种矿质元素均呈正相关关系。Mg与Mn极显著正相关，与Zn、Cu负相关，Fe与Zn、Cu显著正相关。Mn与Zn、Cu负相关，且与Zn之间的相关性达显著水平。因此可以认为，K与表中所列其余9种元素间存在增效作用，而Mg与Zn、Cu、P 3种元素 ，Na、Mn与Fe、Zn、Cu、P 4 种元素间存在一定的拮抗作用。
有关肥料中矿质元素对园艺作物的影响，前人做了较多研究。李莉莉[14]比较分析了42份白菜薹材料中的矿质元素含量，表明叶片颜色浅的白菜薹叶片中矿质元素含量较高，绿色和深绿色白菜薹叶片中矿质元素含量变异幅度较大，对白菜薹矿质营养育种具有较高的应用价值。汝学娟等[15]研究了矿质元素致番茄裂果的影响机理，表明钙肥和钾肥可以明显降低番茄的裂果率，镁肥对番茄裂果影响较明显，硼肥对番茄裂果影响不显著。此外，伍烨[16]还研究了矿质元素对黄瓜白粉病发生及其生理生化的影响，施宇航[17]研究了矿质元素对白灵菇生长发育的影响及其生理效应。
微咸水参与灌溉下植株体内矿质元素及离子含量的变化，前人也有一些研究，江雪飞[18]在甜瓜对咸水的适应机理的研究中表明咸水浓度越大、灌溉时间越长，甜瓜植株吸收的Na+越多，且根、茎中Na+含量远高于叶片，这是为了保护植物的要害部位-叶片不受盐离子毒害。Cl-吸收水平较高且在根、茎、叶中分布比较均匀，前期茎和叶中K+含量有所增加，而后期出现迅速降低的趋势，尤以叶片中降低幅度最大，根系中变化不明显。咸水对Ca2+分布影响不明显，但长时间咸水灌溉下叶片中钙离子显著提高，不能恢复到正常水平，可能会对叶片造成伤害。说明咸水灌溉打破了甜瓜体内离子的平衡，但并未减少植株对矿质元素的吸收。近年，国外学者Nicolás等[19]连续6个生长季研究了再生微咸水灌溉对橘子树的影响，认为虽然再生微咸水中含有高浓度的Na+、Cl-和B，但是与淡水灌溉相比，再生微咸水灌溉下橘子植株仅叶片表现出了较高的B浓度，且没有任何一种元素的含量超过橘子植株可以忍受的临界值。Hachicha等[20]研究了微咸水磁化灌溉对马铃薯的影响，表明用磁化后的微咸水进行灌溉显著促进了马铃薯植株各组织对K+、N和P的吸收，且显著降低了微咸水对植株的负面影响。目前，微咸水灌溉方式对番茄植株及果实中矿质元素含量的影响还未见报道。
本研究表明，微咸水灌溉方式不同，3个生育期番茄植株根、茎、叶中各种矿质元素含量变化趋势也不同，同一种矿质元素在植株不同部位含量分布差异也较大。微咸水参与下的4种灌溉方式均提高了番茄3个生育期根、茎、叶中Na的含量，这是由于微咸水中较高的Na+随灌溉引入土壤进而被植株吸收导致的。微咸水直接灌溉(CK)可以提高番茄3个生育期根、茎、叶中全N的含量，微咸水、淡水按生育期轮灌(T3)可以提高植株各部位Ca、Mg及Fe的含量。淡水灌溉(T1)下植株3个生育期各部位全P、全K含量较高，Zn含量最高。混合水灌溉(T2)有利于植株各部位Cu和Mn的积累。
微咸水灌溉方式对不同生育期番茄果实中矿质元素含量影响也较大，淡水灌溉(T1)有利于幼果期、转色期、成熟期果实中N、P、K的吸收与积累，微咸水中含有多种矿质离子，长期微咸水灌溉(CK)下番茄植株及白熟期、转色期、成熟期果实中Na含量均有所提高，但不利于果实微量元素的吸收与积累，这与果实中Na含量与Fe、Zn、Cu含量互相拮抗有关。短期微咸水灌溉或降低微咸水的矿化度灌溉(轮灌、混合水灌溉)均可以避免微咸水对植株生长的不利影响，补充植物所需的营养元素，比如N、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu等。
综上所述，微咸水不同灌溉方式对不同生育期番茄植株及果实中各种矿质元素含量影响较大，这可能是微咸水中各种矿质元素及盐分离子共同作用导致的，所以在恰当的时间合理利用微咸水灌溉，不但不会抑制植株生长，反而会促进植株各部位及果实对矿质营养的吸收和积累，可以以此结合前人关于微咸水灌溉下植株生长及果实品质变化的研究[21-23]，探索微咸水灌溉影响植株生长、提高果实品质尤其是果实糖分含量的生理机理。
参考文献：
[1] 王艳芳，曹 玲，陈宝悦，等.咸淡水交替灌溉对芹菜生长及品质的影响[J].北方园艺，2014(10)：5-8.
[2] Feleafel M N，Mirdad Z M.Ameliorating tomato productivity and water-use efficiency under water salinity[J].Journal Animal Plant Science，2014，24(1)：302-309.
[3] Al-Omran A M，Al-Harbi A R，Wahb-Allah M A，et al.Impact of irrigation water quality，irrigation systems，irrigation rates and soil amendments on tomato production in sandy calcareous soil[J].Turkish Journal of Agriculture and Forestry，2010，34(1)：59-73.
[4] Takahata K,Miura H.Increasing sugar concentration in tomato juice found by researchers[J].American Society for Horticultural Science，2014，24(1)：76-80.
[5] 王毅萍，周金龙，郭晓静.我国微咸水灌溉对作物生长及产量影响研究进展与展望[J].中国农村水利水电，2009(9)：4-6.
[6] Wan S Q，Kang Y H，Wang D，et al.Effect of drip irrigation with saline water on tomato(Lycopersicon esculentum Mill)yield and water use in semi-humid area[J].Agricultural Water Management，2007，90(1/2)：63-74.
[7] 叶海燕，王全九，刘小京.冬小麦微咸水灌溉制度的研究[J].农业工程学报，2005，21(9)：27-32.
[8] Cetin M，Kirda C.Spatial and temporal changes of soil salinity in a cotton field irrigated with low-quality water[J].Journal of Hydrology，2003，272(1/4)：238-249.
[9] 万书勤，康跃虎，王 丹，等.华北半湿润地区微咸水滴灌对番茄生长和产量的影响[J].农业工程学报，2008，24(8)：30-35.
[10] 徐鹤林，李景富.中国番茄[M].北京:中国农业出版社，2007：3-16.
[11] 李 艳.番茄栽培技术探讨[J].现代农业科技，2013(24)：130.
[12] 鲍士旦.土壤农化分析[M].3版.北京:中国农业出版社，2000：265-274.
[13] 张行峰.实用农化分析[M].北京:化学工业出版社，2005：91-94.
[14] 李莉莉.白菜薹矿质元素的含量分析及其遗传研究[D].武汉:华中农业大学，2015：31-34.
[15] 汝学娟，郑 阳，杨琦凤，等.矿质元素致番茄裂果的影响机理研究[J].西南农业学报，2014，27(1)：259-262.
[16] 伍 烨.矿质元素(铜、铁、钙、锌)对黄瓜白粉病发生及其生理生化特性的影响[D].扬州:扬州大学，2008：13-19.
[17] 施宇航.矿质元素(钾、钙、磷、镁)对白灵菇生长发育的影响及其生理效应[D].长沙:中南林业科技大学，2013：38-40.
[18] 江雪飞.温室甜瓜(Cucumis melo L.)对咸水灌溉的适应机理研究及盐害发生的风险分析[D].杨凌:西北农林科技大学，2007：61-77.
[19] Nicolás E，Alarcón J J，Mounzer O，et al.Long-term physiological and agronomic responses of mandarin trees to irrigation with saline reclaimed water[J].Agricultural Water Management，2015，166(2016):1-8.
[20] Hachicha M，Kahlaoui B，Khamassi N，et al.Effect of electromagnetic treatment of saline water on soil and crops[J].Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences，2016，1-8.http://dx.doi.org/10.1016/j.jssas.2016.03.003
[21] Lu S W，Li T L，Jiang J.Effects of salinity on sucrose metabolism during tomato fruit development[J].African Journal of Biotechnology，2010，9(6)：842-849.
[22] 汪 洋，田军仓，高艳明，等.非耕地温室番茄微咸水灌溉试验研究[J].灌溉排水学报，2014，33(1)：12-16.
[23] 张艳红，焦艳平，刘为忠，等.微咸水灌溉对苹果，梨的产量和品质以及土壤盐分的影响[J].南水北调与水利科技，2012，10(6)：118-122.
欢迎订阅2017年《河南农业科学》
《河南农业科学》是河南省农业科学院主办的综合性农业科技期刊。多年来，深受省内外农业科技人员、农业院校师生等涉农读者的喜爱。本刊连续被评为全国中文核心期刊、 中国科技核心期刊﹑中国农业核心期刊，被遴选为中国科学引文数据库(CSCD)来源期刊、RCCSE中国核心学术期刊(A-)。曾多次获得有关部门的奖励，被评为“全国优秀农业期刊”，连续荣获“河南省优秀科技期刊一等奖”、“河南省自然科学期刊综合质量检测一级期刊”、“河南省自然科学二十佳期刊”。
栏目设置有：综述、作物栽培·遗传育种、农业资源与环境、植物保护、园艺·林学、畜牧·兽医、农产品加工·农业工程·农业信息技术。
本刊为月刊，国际标准16开本，160页，彩色封面，每期定价18.00元，全年216元。各地邮局均可订阅，邮发代号：36-32。如错过订期，可直接与本刊编辑部联系订阅。
Effects of Saline Water Irrigation Methods on Mineral Elements Content of Greenhouse Tomato during Different Growth Periods
Abstract：Using single factor randomized block experiment，make saline water(EC=3 mS/cm)irrigation directly as control，to study effect on contents of mineral elements of tomato plants′roots，stems，leaves at fruit-set period，the early stage of full bearing period，later stage of full bearing period and different growing periods fruits of different irrigation methods of saline water.Results showed that：①These ten kinds of mineral elements in tomato roots，stems，leaves and fruits all showed regular changes.Six kinds of mineral elements contents in roots，stems，leaves were N，K，Ca greater than P，Mg，Na，in four kinds of microelements，the Fe，Mn was higher，next was Zn，Cu was the lowest；Except K，young fruits had the highest contents of five kinds of macroelement，the content of K was the highest in mature fruits.Microelements′ content in fruits were Fe，Zn was higher，Cu,Mn was lower.In fruits，K was positive correlation with the other nine kinds of mineral elements.Na，Mg，Mn was antagonism with Zn,Cu,P. ② Saline water irrigation increased Na content of tomato root, stem, leaf and fruit in quality formation period, direct irrigation with saline water increased the maximum. Compared with freshwater irrigation, the total N content of all parts of tomato plant is also improved under saline water irrigation directly, but it was not conducive to the absorption and accumulation of N, P and 4 kinds trace elements of tomato fruit. Fresh water irrigation is beneficial to improve the content of P, K and Zn in each part of the plant, and promote the uptake and accumulation of N, P, K and Fe, Zn of tomato fruit. The content of Ca, Mg and Fe in each part of the plant can be improved when use saline water and fresh water rotation irrigation according to plant growth periods, Ca and Mg content of tomato at young fruit period and mature period are also higher under saline water freshwater irrigation in sequence and rotation irrigation according to plant growth periods. The contents of Cu and Mn in each part of plant are higher when use mixed water irrigation and saline water fresh water irrigation in sequence, so the content of Cu under mixed water irrigation and the content of Mn under saline water fresh water irrigation in sequence in the fruit are also higher at fruit quality formation period. So，using saline water irrigation in a short time or decreased the EC of saline water(rotation irrigation，mixing water irrigation)could avoid the negative influence of saline water and supplement the necessary elements of plants，they were N，Ca，Mg and Fe，Mn，Cu and so on.
Key words：Tomato；Mineral elements content；Saline water；Irrigation method；Different growth period
收稿日期：2017-01-07
基金项目：国家自然科学基金项目(31560569)；宁夏科技支撑计划项目
中图分类号：S275
文献标识码：A
文章编号：1000-7091(2017)02-0200-11
doi：10.7668/hbnxb.2017.02.030