壳寡糖对番茄幼苗生长•果实产量和品质的影响

摘要  ［目的］研究壳寡糖对番茄幼苗生长、果实产量和品质的影响。［方法］以 “齐达利”番茄为试验材料，采用盆栽和大田种植的方法，设置不同壳寡糖处理浓度和配施方式，通过测定番茄种子发芽率、脱帽率、株高、茎粗、叶片数、干鲜重和果实中可溶性固形物、游离氨基酸、可溶性糖、番茄红素等指标，比较不同壳寡糖处理浓度和配施方式对番茄种子萌发、植株生长、果实产量及品质的影响。［结果］ 50 mg/L壳寡糖对番茄种子发芽率提高效果最好；与对照相比，在番茄全生育期配施壳寡糖，可使果实中可溶性固形物、游离氨基酸、可溶性糖、番茄红素含量分别提升17.5%、41.2%、73.3%和178.3%。［结论］ 适宜浓度壳寡糖可促进番茄种子的萌发，利于番茄幼苗的生长，添加壳寡糖可一定程度上提高番茄果实的产量和品质。

关键词  壳寡糖;种子萌发;幼苗生长;产量;品质

中图分类号  S 641.2文献标识码  A

文章编号  0517-6611（2022）22-0038-04

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2022.22.010

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Chitooligosaccharide on Seeding Growth，Yield and Quality of Tomato

SHI Xiao-qian ZHANG Hai-jun WANG Shang-long2 et al

（1.Qingdao Chenlan Biotechnology Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266200；2.Qingdao Chenlan Health Industry Group Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266100）

Abstract  ［Objective］To study the effects of chitooligosaccharide on seeding growth，yield and quality of tomato.［Method］The tomato ‘Qidali’ was used as a test material，the pot and field experiments was adopted，different chitooligosaccharide concentrations and fertilizer application methods were applied.By measuring the seed germination rate，unbonnet rate，plant growth of tomato seedlings and soluble solid conce，free amino acid content，soluble sugar concent，lycopene content in tomato fruit，the effects of different chitooligosaccharide concentrations and fertilizer application methods on seed germination，plant growth，fruit yield and quality of tomato were analyzed.［Result］The concentration of chitooligosaccharide on seed germination of tomato was 50 mg/L.Compared with the control，the soluble solid，free amino acid，soluble sugar and lycopene content in tomato fruit increased 17.5%，41.2%，73.3% and 178.3% in the whole growth period of tomato treated with chitosan oligosaccharide.［Conclusion］Appropriate concentration of chitooligosaccharide can promote the germination and plant growth of tomato，improve the yield and quality of tomato fruit.

Key words  Chitosan oligosaccharides;Germination of seeds;Seedling growth;Yield；Quality

壳寡糖（chitosan oligosaccharides，COS）是一类低聚合度水溶性糖类活性物质，是自然界大量存在的唯一带正电荷的阳离子碱性氨基低聚糖，由2～20个氨基葡萄糖通过β-（ 4）-糖苷键连接构成，化学式为（C 6H 11O 4N） n，分子量≤3 500 D［1］。壳寡糖易溶于水，无毒、安全、环保，具有较好的生物活性，容易被生物机体吸收，被广泛应用于农业、畜牧业、废水处理和日用生活品等领域［2］。农业用壳寡糖作为一种新型植物生长调节剂，具有促进作物生长、提高作物品质、增强作物抗逆性、减少农药使用量、环保无公害等特点，符合现代农业生产中绿色植保理念，在农业种植领域引起人们的广泛关注［3］。

壳寡糖在农业领域应用广泛，可作为种子处理剂，具有促进种子萌发和作物生长的特点。研究表明，壳寡糖可促进小麦［4］、玉米［5］等种子的萌发和植株的生长，提高番茄种子发芽势、种子活力等［6］。壳寡糖处理种子的浓度因作物品种不同而有所差异，在一定的浓度范围内对种子进行处理，种子发芽势、发芽率及发芽指数与壳寡糖处理浓度呈正相关关系；当壳寡糖处理浓度过高时，种子萌发各项指标影响不显著甚至呈负相关关系［7］。壳寡糖作为植物生长调节剂可有效提高植物对营养物质的吸收能力和逆境胁迫的抵抗能力。研究显示，目前壳寡糖主要与营养元素，如氮、磷、钾、腐殖酸、微量元素等复合肥料配制后冲施和叶面喷施，或者与生物有机肥发酵后产物进行复配后施用，可有效提高作物产量及品质［8］。赵肖琼等［9］研究表明，100 mg/L壳寡糖处理后的小白菜可缓解1.2% NaCl胁迫，提高抗氧化能力，主要表现为株高、根长、干物质积累量、叶绿素等较对照显著提高，硝酸盐含量显著下降。

目前关于壳寡糖在种子萌发、作物生长、产量和品质方面的研究已有大量研究，但关于壳寡糖不同配施方式在番茄产量和品质方面的研究较少。鉴于此，笔者以青岛颐圣康和生物制药有限公司的壳寡糖为原料，以“齐达利”番茄种子为试验材料，设置不同壳寡糖处理浓度和配施方式，探索壳寡糖对番茄种子萌发、幼苗生长、果实产量和品质等方面的影响，为壳寡糖在农业领域的进一步应用提供理论依据和数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年7—12月在山东省青岛市平度市南村镇崖头村绿色蔬菜生产基地（120°16′E，36°59′N）进行。供试场地土壤碱解氮163.8 mg/kg，速效磷42.391 mg/kg，速效钾329.4 mg/kg。

1.2 试验材料

供试品种为“齐达利”番茄。壳寡糖分子量1 024 Da，水分≤10.0%，灰分≤1.0%（青岛颐圣康和生物制药有限公司，批号N-190604）。

1.3 试验设计

番茄种子萌发试验以纯水处理组为对照（CK），设置壳寡糖浓度分别为25 mg/L（T 1）、50 mg/L（T 2）、100 mg/L（T 3）、150 mg/L（T 4），采用培养皿进行培养。每个培养皿播种50粒，每个处理重复3次，对种子发芽率、脱帽率进行统计，培养6 d后对种苗胚根和胚芽长度、干鲜重进行测定。

番茄幼苗试验以正常施肥为对照（CK 1），设置壳寡糖浓度分别为25 mg/L（F 1）、50 mg/L（F 2）、100 mg/L（F 3）、150 mg/L（F 4），采用基质进行培养， 所用基质为德国太阳花营养土，pH 5.5～6.5，种子直播于72孔的穴盘中，每个处理重复3次。待番茄子叶展平后，每天早上进行壳寡糖水溶肥混合液的喷施，其他管理措施保持一致。每隔5 d对番茄幼苗株高、茎粗、叶片数、干重、鲜重进行测定，共培养20 d。

番茄成苗试验以正常施肥（不添加壳寡糖）为对照（CK 2），设置4个处理，分别为水溶肥配施壳寡糖（S 1）、叶面肥配施壳寡糖（S 2）、保花保果剂配施壳寡糖（S 3）、全生育期配施壳寡糖（S 4）；壳寡糖用量为水溶肥2.5‰、叶面肥2.0%、保花保果剂0.5‰。番茄坐果前施用水溶肥（含腐殖酸≥3%，12-5-3）、微生物肥（枯草芽孢杆菌，活菌数≥20亿/g）和叶面肥（20-20-20），坐果后施用高钾水溶肥（17-9-34）、叶面肥（10-2-40+TE）、铁肥（≥13%）和保花保果剂。2019年8月2日，将番茄幼苗定植于日光温室内，采用大小行定植，双行栽培，大行距140 cm，小行距60 cm，株距30 cm，每行25棵，每个处理2个畦子，共4行。番茄苗定植后缓苗7 d，于8月10日开始进行追肥，每隔7 d追肥一次，11月改为15 d追肥一次，截至12月9日，共施肥15次，其他管理措施保持一致，番茄果实成熟后对产量和品质进行测定。

1.4 测定指标与方法

生长指标：参照《国际种子检验规程》计算发芽率、发芽指数、发芽势和活力指数；待幼苗长至子叶展平后，每个处理选择6株长势一致的幼苗，分别于0、5、10、15、20 d测定幼苗株高（采用直尺测定）、茎粗（采用游标卡尺测定）和叶片数；20 d后每个处理选取３株番茄秧苗，对根、茎、叶干鲜重进行称量，计算根冠比和壮苗指数。

产量：每株留6穗果，果实成熟后进行采摘，按行采收，每行采收的番茄分别称重，统计单果重和单株产量。

品质：可溶性固形物含量采用阿贝折光仪直接测定，维生素C含量采用分光光度计法测定，有机酸含量采用酸碱综合滴定法测定，游离氨基酸含量采用高效液相色谱法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝 G-250 染色法测定，番茄红素含量采用高效液相色谱法测定。

1.5 数据处理与分析 采用Microsoft Excel 2016和SPSS 20.0进行数据处理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度壳寡糖对番茄种子萌发的影响 由图1可知，与对照相比，添加壳寡糖可提高番茄种子的发芽率。培养第2天时，与对照相比，50、100、150 mg/L壳寡糖处理的番茄种子发芽率显著提高，增幅分别为70.0%、62.5%和65.0%；培养第3天时，所有处理的番茄种子发芽率均达90%以上，处理组间无显著差异。在培养第5天和第6天时，与对照相比，50 mg/L壳寡糖处理可显著提高番茄种子的脱帽率（图2），增幅分别为68.4%和50.9%。

壳寡糖处理组番茄种子发芽指数和活力指数均高于对照组（表1）。50、100、150 mg/L壳寡糖处理组番茄种子活力指数分别为116.57、131.83和165.0 均显著高于对照组 （101.63），各处理组间发芽指数无显著差异。综上所述，50、100、150 mg/L壳寡糖处理均可促进番茄种子的早期萌发，其中，50 mg/L壳寡糖对番茄种子发芽率和脱帽率的促进效果最佳。

2.2 不同浓度壳寡糖对番茄幼苗生长的影响

由图3可知，番茄幼苗定植后，整体株高随定植时间的延长而增加，定植5 d时，25、50、100 mg/L壳寡糖处理下番茄幼苗株高均显著高于对照；定植20 d时，与对照相比，F 2、F 3处理可显著提高番茄幼苗的株高，增幅分别为28.1%和32.5%。4个处理组的茎粗在定植后均显著高于对照组，定植20 d时，与对照组相比，F 4处理组茎粗提高效果最好，增幅为15.5%。平均叶片数随着番茄幼苗生育期的延长而上升，定植20 d时，处理组叶片数均高于对照组，其中以F 3处理组叶片数最多。上述结果表明，壳寡糖处理能够有效提高番茄幼苗株高、茎粗和叶片数，其中株高、叶片数以F 3处理组效果最好，F 4处理组对茎粗提高效果最佳。