田 萍，李建設(shè)，高艷明

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川750021）

灌水是重要的栽培措施之一，近10多年來，隨著淡水資源的匱乏，微咸水的利用越來越受到人們的廣泛關(guān)注。微咸水中的礦化物往往含量較高，其通過滲透作用、鹽離子作用及土壤理化性狀的變化影響作物的生長、產(chǎn)量和果實品質(zhì)[1-2]，尤其是果實中的糖分含量[3-4]。微咸水的灌溉利用方式主要有3種，即直接灌溉、咸淡水混灌和咸淡水輪灌[5]。對于同一種礦化度的灌溉用水而言，當(dāng)灌水方式不同時，其灌水效果也不同[6]。相對于淡水灌溉，微咸水直接灌溉能顯著提高果實中的糖含量，但會降低作物產(chǎn)量；相對于微咸水直接灌溉，微咸水混灌能夠增加作物產(chǎn)量；咸淡水輪灌使果實品質(zhì)下降，而產(chǎn)量無差異[7-8]。一定礦化度的微咸水灌溉可提高番茄果實中的維生素C、可溶性固形物及可溶性糖的含量[9]，也可調(diào)節(jié)番茄的風(fēng)味、色澤和可溶性酸含量，有利于提高番茄果實中的糖酸比，改善番茄的品質(zhì)[8]。與淡水灌溉相比，微咸水直接灌溉可使番茄葉片和果實的己糖含量增加，蔗糖轉(zhuǎn)運蛋白和轉(zhuǎn)化酶活性增強，從而提高番茄果實的糖含量[10-11]。國內(nèi)外學(xué)者就微咸水灌溉方式對番茄生長、果實品質(zhì)及糖分含量的影響已有一些初步研究，但對提高番茄果實的糖分積累及蔗糖代謝機制研究鮮有報道。因此，本研究在春茬番茄試驗的基礎(chǔ)上進行秋茬番茄試驗，進一步驗證微咸水不同灌溉方式對日光溫室番茄不同生育期果實中的糖含量和相關(guān)代謝酶活性的影響，揭示微咸水不同灌溉方式對番茄果實糖分積累及蔗糖代謝作用的生理機制，為發(fā)展微咸水灌溉栽培、促進番茄高效可持續(xù)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

表1 供試水質(zhì)及沙土理化性質(zhì)Table1 Water quality and physicochemical property of sandy soil in the experiment

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為“京番301”，粉果，中熟品種，屬于無限生長型。試驗所用淡水[電導(dǎo)率（electrical conductivity,EC）=1.07 mS/cm]為原溫室地下淡水，微咸水（EC=3.0 mS/cm）是根據(jù)寧夏銀川地區(qū)微咸水的離子成分，在原溫室地下淡水的基礎(chǔ)上添加4種工業(yè)鹽（NaHCO3、MgSO4·7H2O、CaCl2、K2SO4）配制而成的。供試土壤為取自銀川市良田鎮(zhèn)植物園村的沙土。試驗地水質(zhì)及沙土理化性質(zhì)見表1。

1.2 試驗設(shè)計

針對西北地區(qū)淡水資源匱乏、微咸水資源豐富而開發(fā)利用率低的問題，試驗于2016年7—12月在寧夏大學(xué)農(nóng)科實訓(xùn)基地5號日光溫室進行秋冬茬番茄種植，在防滲措施與灌水定額相同條件下，共設(shè)5個灌溉處理，分別為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[微咸水與淡水按生育期輪灌（苗期、開花期用淡水灌溉，果實發(fā)育期用微咸水灌溉）]、T4（微咸水與淡水按次輪灌）；每個處理3次重復(fù)，共15個小區(qū)，隨機排列。各處理除灌水方式不同外，其余管理措施均相同。

1.3 試驗方法

在2016年7月番茄定植前進行人工翻地，翻地前各處理均施入等量底肥，分別為生物有機肥80 t/hm2，尿素0.1 t/hm2，撒可富牌磷酸二銨1 t/hm2，沃夫特牌硫酸鉀型復(fù)合肥（總養(yǎng)分≥51%）1.1 t/hm2，重過磷酸鈣1.3 t/hm2。7月28日定植番茄，苗態(tài)4葉1心，每小區(qū)定植32株，株距45 cm，行距150 cm，小區(qū)面積9.75 m2。番茄定植時澆足清水以促進緩苗，緩苗后開始進行微咸水不同灌溉方式處理。各處理均用容積約為180 L的黑色水桶儲水，桶底放入小型潛水泵，滴灌供液，每個小區(qū)安裝2根滴灌帶，水泵與電源之間連接一個計時器，澆水量根據(jù)番茄需水量由計時器設(shè)定的時間控制，苗期每個處理平均500 mL/（株·d），開花坐果期每個處理約800 mL/（株·d），果實膨大期至拉秧期每個處理約1 400 mL/（株·d）。另外，在第一穗花開花期及每穗果坐果期隨滴灌追施沃夫特牌大量元素水溶肥料（N 16%，其中硝態(tài)N占9%；P2O56%；K2O 36%；B 0.2%；Cu、Zn、Fe、Mn各0.05%），每次每桶追施300 g；尿素10 g。單稈整枝，留5穗果，每穗留4～5個果實。12月19日拉秧，拉秧前5 d停止灌水。

1.4 試驗測定項目及方法

1.4.1 葡萄糖、果糖與蔗糖含量的測定

在果實的白熟期、轉(zhuǎn)色期和成熟期分別取果實的不同部位，即果皮、果肉、膠質(zhì)胎座和心室隔壁，分別測定各部位的葡萄糖、果糖和蔗糖含量。參考張志良等[12]的方法：取樣稱量后置入研缽中，加入少許石英砂和20 mL 80%乙醇進行研磨提取，然后轉(zhuǎn)入離心管中，在80℃條件下水浴30 min，取出后以3 600～5 000 r/min離心20 min，取上清液定容至50 mL。

1.4.2 淀粉含量的測定

取1.4.1中離心的沉淀，用高氯酸水解法[13]測定果實不同部位的淀粉含量。

1.4.3 蔗糖代謝相關(guān)酶活性的測定

分別在果實的白熟期、轉(zhuǎn)色期和成熟期取果皮、果肉、膠質(zhì)胎座和心室隔壁，用液氮速凍后存于-80℃冰箱中，用于蔗糖代謝相關(guān)酶活性的測定。酶的提取參照王永章等[14]的方法：取冷凍樣品，加少量石英砂和15 mL HEPES緩沖液[50 mmol/L HEPES-NaOH，pH 7.5，1 mmol/L 乙二胺四乙酸（EDTA），10 mmol/L MgCl2，2.5 mmol/L二硫蘇糖醇（DTT），10 mmol/L維生素C和5%不溶性的交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮（PVPP）]，冰浴研磨成勻漿，用4層紗布過濾，在1.2×104r/min、4 ℃條件下離心20 min，棄沉淀，將上清液轉(zhuǎn)入透析袋中，再用稀釋10倍的提取緩沖液（不含PVPP）透析20 h。以上所有操作均在0～4℃條件下進行。轉(zhuǎn)化酶活性測定參照齊紅巖等[15]的方法，酶的活性單位用生成的葡萄糖含量表示（按鮮質(zhì)量計），μmol/（h·g）。蔗糖合成酶（sucrose synthetase,SS）、蔗糖磷酸合成酶（sucrose phosphate synthase,SPS）活性的測定參照於新建[16]的方法，酶的活性單位用生成的蔗糖含量表示（按鮮質(zhì)量計），μmol/（h·g）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件進行試驗數(shù)據(jù)的整理、圖表的繪制，采用SPSS 20.0軟件進行多元方差分析和相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉含量的變化

2.1.1 葡萄糖含量的變化

由圖1可知，不同處理間番茄果實不同部位的葡萄糖含量差異較大。隨著果實的發(fā)育，葡萄糖的含量逐漸升高，發(fā)育成熟時達(dá)到最高；從白熟期至成熟期果實的4個部位中，微咸水處理的果實葡萄糖含量高于淡水處理。在白熟期果實的4個部位中，CK、T4處理的葡萄糖含量均高于其他3個處理，且CK和T4處理之間差異不顯著；在果皮、膠質(zhì)胎座、心室隔壁3個部位中，T3與T2處理之間的葡萄糖含量差異不顯著。果實進入轉(zhuǎn)色期后，除果肉部位外，其他3個部位的葡萄糖含量均表現(xiàn)為T2和T3處理高于T4，但仍低于CK。成熟期在果實的4個部位中葡萄糖含量表現(xiàn)為CK處理最高，T1處理最低，且2個處理之間差異顯著；而T2與T4處理之間無顯著差異。總之，在番茄白熟期CK與T4處理葡萄糖平均含量較高；轉(zhuǎn)色期T4處理的葡萄糖平均含量增幅比T2低，而果肉部位仍是CK與T4處理的葡萄糖含量較高；成熟之后果皮、膠質(zhì)胎座、心室隔壁以CK含糖量最高，T4略低。

圖1 番茄果實發(fā)育過程中不同部位葡萄糖含量的變化Fig.1 Changes of glucose content in different parts during tomato fruit development

圖2 番茄果實發(fā)育過程中不同部位果糖含量的變化Fig.2 Changes of fructose content in different parts during tomato fruit development

2.1.2 果糖含量的變化

由圖2可知：不同處理的番茄果糖含量隨著果實的成熟逐漸升高，且在果實發(fā)育成熟期達(dá)到最高；除心室隔壁外，其他3個部位的果糖含量均以CK最高，T4次之，T1最低。在白熟期果實的果皮、果肉、膠質(zhì)胎座3個部位中T2處理的果糖含量高于T3，但差異不顯著；心室隔壁中CK處理的果糖含量最高，T3次之，且二者之間差異顯著。在轉(zhuǎn)色期果實的果皮、果肉、膠質(zhì)胎座3個部位中，T3處理的果糖含量高于T2，心室隔壁中T2處理的果糖含量高于T3，但差異均不顯著。在成熟期果實的4個部位中，果糖含量均表現(xiàn)為CK＞T4＞T2＞T3＞T1，但果皮、果肉、心室隔壁3個部位中CK與T4處理之間差異不顯著；在果肉和心室隔壁部位T3和T4處理之間差異不顯著。由此可得，微咸水直接灌溉（CK）顯著提高了果實不同部位的果糖含量，淡水與微咸水按次輪灌（T4）次之，淡水直接灌溉（T1）處理的果糖含量最低；混合水（T2）和按生育期輪灌（T3）處理的果糖含量間差異不顯著。

2.1.3 蔗糖含量的變化

由圖3可知，蔗糖含量隨著果實發(fā)育成熟逐漸降低。白熟期果實的蔗糖含量最高，其中果皮的蔗糖含量以 T4最高，T3次之，T1最低，且T3、T4處理明顯高于T1；膠質(zhì)胎座、心室隔壁部位的蔗糖含量以CK最高，T4次之，且心室隔壁部位以T1處理最低，CK、T4處理明顯高于T1。轉(zhuǎn)色期果皮、果肉的蔗糖含量以T4最高，CK次之，且CK與T4處理之間差異不顯著；膠質(zhì)胎座、心室隔壁部位的蔗糖含量以CK最高，T1最低，且CK與T1處理之間差異顯著。在成熟期果實的4個部位中，蔗糖含量均表現(xiàn)為 CK＞T4＞T3＞T2＞T1，且果皮、膠質(zhì)胎座、心室隔壁3個部位CK與T4處理之間差異不顯著；果實4個部位中的蔗糖含量以T1最低，果皮、果肉部位T1與T3處理之間差異不顯著?？傊?，相比于淡水直接灌溉，微咸水灌溉提高了果實內(nèi)的蔗糖含量；成熟期CK、T4處理的蔗糖含量高于T2、T3處理，T3處理的果皮、果肉的蔗糖含量與T1處理差異不顯著。

圖3 番茄果實發(fā)育過程中不同部位蔗糖含量的變化Fig.3 Changes of sucrose content in different parts during tomato fruit development

2.1.4 淀粉含量的變化

由圖4可知，淀粉含量的變化與蔗糖相似，都是隨著果實的發(fā)育逐漸降低，且在果實發(fā)育成熟時降至最低。白熟期果肉和心室隔壁部位的淀粉含量以T2最高、T3次之，果肉部位淀粉含量T2顯著高于T3；膠質(zhì)胎座部位的淀粉含量以CK最高，T3次之，T2最低，且CK與T2處理之間差異顯著。轉(zhuǎn)色期果實不同部位的淀粉含量均較白熟期有所降低，T1處理的淀粉含量降低27%，T2、T3的降低幅度更大，分別為38.1%、40%；T2處理在果肉和心室隔壁部位的含量僅次于T4處理。當(dāng)發(fā)育成熟時，不同處理果實的淀粉含量降至最低，其中CK處理下降幅度最大，T2次之，T1最小，因而成熟期T1處理的果實淀粉含量最高，在春茬番茄的研究中也得出以微咸水直接灌溉和微咸水、淡水按次輪灌果實內(nèi)淀粉含量下降幅度最大的結(jié)果。因此，認(rèn)為微咸水處理（CK）的果實內(nèi)的淀粉更多地分解成可溶性糖，從而提高果實品質(zhì)。

2.2 蔗糖代謝相關(guān)酶活性的變化

2.2.1 酸性轉(zhuǎn)化酶活性的變化

由圖5可知，隨著果實的發(fā)育成熟，不同處理番茄果實4個部位的酸性轉(zhuǎn)化酶活性（acid invertase activity,AI）逐漸升高。除轉(zhuǎn)色期果肉、心室隔壁外，T1處理的果實中酸性轉(zhuǎn)化酶活性均低于其他幾個處理，而CK處理的酶活性在果實的白熟期、成熟期均為最高。果實白熟期時果皮、膠質(zhì)胎座、心室隔壁部位CK、T2處理的酸性轉(zhuǎn)化酶活性高于T1、T3、T4處理，隨著果實發(fā)育酶活性逐漸升高，到成熟時酶活性最高，其中，CK處理的酶活性最高，T4處理次之。由此可得，以微咸水灌溉可以提高果實的酸性轉(zhuǎn)化酶活性，尤其以微咸水直接灌溉（CK）的提高幅度最大，淡水與微咸水按次輪灌（T4）次之。

2.2.2 中性轉(zhuǎn)化酶活性的變化

由圖6可知，不同處理的番茄果實中性轉(zhuǎn)化酶活性的變化趨勢與酸性轉(zhuǎn)化酶相同，都是隨著果實的成熟，4個部位的中性轉(zhuǎn)化酶活性逐漸升高，且CK的酸性轉(zhuǎn)化酶活性高于中性轉(zhuǎn)化酶。果實白熟期的4個部位中均以CK活性最高，果皮、心室隔壁中T1活性最低，果肉、膠質(zhì)胎座部位中T2活性最低。轉(zhuǎn)色期果肉、膠質(zhì)胎座部位中性轉(zhuǎn)化酶活性以T4活性最高，果肉部位CK活性最低。成熟期果實的4個部位中，除膠質(zhì)胎座部位CK與T1處理之間差異顯著外，其他部位不同處理之間差異均不顯著；果皮、膠質(zhì)胎座和心室隔壁均為CK處理的活性最高，T4次之；膠質(zhì)胎座和心室隔壁以T1處理的活性最低。由此可得，白熟期、成熟期淡水灌溉處理（T1）的果實中性轉(zhuǎn)化酶活性均低于CK和T4處理，且微咸水直接灌溉（CK）的果皮部位中性轉(zhuǎn)化酶活性在果實的不同發(fā)育時期均為最高。

圖4 番茄果實發(fā)育過程中不同部位淀粉含量的變化Fig.4 Changes of starch content in different parts during tomato fruit development

圖5 番茄果實發(fā)育過程中不同部位酸性轉(zhuǎn)化酶活性的變化Fig.5 Changes of acid invertase activity in different parts during tomato fruit development

2.2.3 蔗糖合成酶活性的變化

從圖7中可以看出，在果實發(fā)育過程中蔗糖合成酶活性遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)化酶活性，除T2處理外，在其他幾個處理下膠質(zhì)胎座和心室隔壁的蔗糖合成酶活性均隨著果實的發(fā)育呈逐漸升高的趨勢，果皮和果肉部位的蔗糖合成酶活性隨著果實的成熟逐漸降低。白熟期CK、T3處理的番茄果實4個部位中的蔗糖合成酶活性均高于其他3個處理；T1處理的果皮、果肉和心室隔壁中酶活性最低。轉(zhuǎn)色期番茄果實的4個部位中均以CK處理的活性最高，T1處理的活性最低，T3處理高于T4。成熟期4個部位中均以CK處理的酶活性最高，且與其他4個處理之間差異顯著。由此可得：番茄果實處于白熟期時CK處理的果皮和心室隔壁的蔗糖合成酶活性均高于其他幾個處理，T3處理的果肉和膠質(zhì)胎座的蔗糖合成酶活性高于其他4個處理，除膠質(zhì)胎座外其他3個部位均是T1處理的蔗糖合成酶活性最低，轉(zhuǎn)色期、成熟期CK處理果實各個部位的蔗糖合成酶活性均高于其他4個處理。

圖6 番茄果實發(fā)育過程中不同部位中性轉(zhuǎn)化酶活性的變化Fig.6 Changes of neutral invertase activity in different parts during tomato fruit development

圖7 番茄果實發(fā)育過程中不同部位的蔗糖合成酶活性的變化Fig.7 Changes of sucrose synthetase(SS)activity in different parts during tomato fruit development

2.2.4 蔗糖磷酸合成酶活性的變化

由圖8可知，不同處理番茄果實的膠質(zhì)胎座、心室隔壁部位蔗糖磷酸合成酶（sucrose phosphate synthase,SPS）活性隨著發(fā)育的成熟呈先降低再升高的趨勢。白熟期果皮部位CK處理的活性最高，T3次之，且CK與T3間差異顯著；果肉部位T3處理的活性最高，T1次之，CK最低，且CK與T1間差異顯著；膠質(zhì)胎座部位T4處理的活性最高，T1次之，T3最低。轉(zhuǎn)色期果皮部位CK處理的活性最高，T4次之，T2最低，T4與T2之間差異顯著；膠質(zhì)胎座部位T4處理的活性最高，T3次之，CK最低，T4與T3間差異顯著，而CK與T3間差異不顯著。成熟期果皮、心室隔壁部位均是T3處理的酶活性高于CK、T4處理，T1最低；果肉和膠質(zhì)胎座部位的SPS活性在5個處理之間差異均不顯著。由此可得：白熟期、成熟期果皮部位淡水處理（T1）活性最低；白熟期、轉(zhuǎn)色期果皮部位以CK處理的活性最高，膠質(zhì)胎座、心室隔壁以T4處理的活性最高；成熟期微咸水按生育期輪灌（T3）、微咸水按次輪灌（T4）果實的SPS活性均高于混合水灌溉（T2）。

圖8 番茄果實發(fā)育過程中不同部位的蔗糖磷酸合成酶活性的變化Fig.8 Changes of sucrose phosphate synthase(SPS)activity in different parts during tomato fruit development

2.3 番茄果實中可溶性糖及淀粉含量與蔗糖代謝相關(guān)酶活性的關(guān)系

在番茄果實發(fā)育過程中，果肉中可溶性糖及淀粉含量的變化與糖代謝相關(guān)酶活性關(guān)系如表2所示。在果實整個發(fā)育期果肉中葡萄糖和果糖含量分別與酸性轉(zhuǎn)化酶、中性轉(zhuǎn)化酶活性達(dá)到極顯著正相關(guān)，而與SS活性呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.876 5和-0.874 0；蔗糖含量與酸性轉(zhuǎn)化酶及中性轉(zhuǎn)化酶活性均呈極顯著負(fù)相關(guān)，其相關(guān)系數(shù)分別為-0.911 2和-0.833 4，與SS活性則呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.813 0。在果實整個發(fā)育期，3種可溶性糖含量與SPS活性均無顯著相關(guān)性。說明番茄果實中糖的積累與代謝主要受SS和轉(zhuǎn)化酶活性的調(diào)控，SPS活性對其影響不顯著。而果實中淀粉的積累只與SS呈極顯著正相關(guān)，與其他3種酶活性沒有顯著的相關(guān)性。

2.4 微咸水不同灌溉方式對番茄產(chǎn)量及土壤鹽分和養(yǎng)分累積的影響

2.4.1 微咸水不同灌溉方式對番茄產(chǎn)量的影響

表3表明，在不同灌溉方式下，T1處理的番茄單果質(zhì)量最大，T4其次，T2最小，且T1與T4之間差異不顯著，CK、T2與T3之間差異不顯著，而T1與CK處理之間差異顯著。T1處理小區(qū)的平均產(chǎn)量最高，CK最低，且T1與T4間差異顯著，CK、T2、T3間差異不顯著。每公頃產(chǎn)量以T1處理最高，CK最低，且CK、T1與T4之間差異顯著。綜上可知，淡水處理（T1）的番茄單果質(zhì)量最大，產(chǎn)量也最高，其次為微咸水與淡水按次輪灌處理（T4），而微咸水直接灌溉（CK）和混合水灌溉（T2）2個處理的番茄單果質(zhì)量和產(chǎn)量都低于其他幾個處理，且兩者之間差異不顯著。

2.4.2 微咸水不同灌溉方式對土壤鹽分和養(yǎng)分累積的影響

連續(xù)微咸水灌溉使土壤的鹽分和養(yǎng)分發(fā)生了很大的變化。由表4可知，不同灌溉處理下土壤pH值依次表現(xiàn)為CK＞T4＞T3＞T2＞T1，其中微咸水灌溉（CK）導(dǎo)致土壤pH值極顯著升高（P＜0.01）。與淡水灌溉（T1）相比，微咸水灌溉的CK、T2、T3和T4處理使土壤pH值分別增加了9.8%、1.4%、3.4%和3.5%。此外，微咸水灌溉還極顯著地提高了土壤全鹽分含量（P＜0.01），CK、T2、T3和T4處理較T1處理分別增加了55.8%、13.0%、39.9%和16.7%。與春茬番茄拉秧前期土壤全鹽含量（1.32、1.03、1.22、1.23、1.12 g/kg）相比，CK、T1、T2、T3和T4處理的全鹽含量分別提高了62.9%、34.0%、27.9%、56.9%和43.8%，綜合來看，以CK提高最多，其次為T3，T2提高最低。以上分析表明，微咸水灌溉造成土壤鹽分不斷積累，還導(dǎo)致土壤的堿化度明顯增加，這與郭永昌[17]的研究結(jié)論一致。不同微咸水灌溉對土壤的速效養(yǎng)分也有不同的影響。T2相比于T1極顯著提高了土壤中速效鉀的含量，CK、T3相比于T1極顯著降低了土壤中的速效鉀含量。淡水灌溉（T1）的土壤中速效磷含量最高，速效氮含量最低，微咸水灌溉不同處理的土壤中速效磷含量相差不大，但相比于淡水灌溉，微咸水灌溉極顯著提高了土壤中速效氮的含量，且以CK處理最高，T2次之。微咸水灌溉也導(dǎo)致了土壤中鈣鎂的累積，表現(xiàn)為CK處理中鈣鎂含量最高，T4次之，且CK與其他幾個處理間有顯著差異，T1處理中鈣鎂含量最低；土壤中鈣鎂含量均表現(xiàn)為 CK＞T4＞T2＞T3＞T1，這與丁玉川[18]的研究結(jié)論相符合，即介質(zhì)中鈣濃度較高時會抑制植物對鎂離子的吸收，表現(xiàn)出拮抗作用。綜上所述，微咸水灌溉使土壤堿化度得到了明顯的增加，而且導(dǎo)致了土壤的鹽分不斷積累，且以微咸水直接灌溉（CK）使土壤鹽累積最嚴(yán)重，其次為微咸水和淡水按次輪灌（T4），微咸水和淡水按生育期輪灌（T3）是微咸水灌溉中使土壤鹽累積最低的處理。

表2 番茄果實可溶性糖及淀粉含量與糖代謝相關(guān)酶活性的關(guān)系Table2 Correlation coefficients of soluble sugar,starch content and related enzyme activities of tomato fruits

表3 微咸水不同灌溉方式下番茄產(chǎn)量的變化Table3 Changes of tomato yield under different irrigation patterns of brackish water

表4 微咸水不同灌溉方式下土壤鹽分和養(yǎng)分的變化Table4 Changes of soil salinity and nutrients under different irrigation patterns of brackish water

3 討論

不同的灌水方式會影響番茄果實內(nèi)可溶性糖的含量。寧秀娟等[19]發(fā)現(xiàn)，開花期高鉀水平處理能夠增加番茄果實成熟時的糖分含量，改善果實品質(zhì)，在果實膨大期高鉀水平處理能夠加快糖代謝，促進幼果中糖分累積，從而提高果實成熟時糖分含量。王惠聰?shù)萚20]研究發(fā)現(xiàn)，在以積累蔗糖為主的荔枝果實成熟過程中幾乎測不到酸性轉(zhuǎn)化酶的活性，而在以積累還原糖為主的果實中則保持了較高的酸性轉(zhuǎn)化酶活性。汪洋等[8]研究發(fā)現(xiàn)，微咸水直接灌溉可以提升番茄果實品質(zhì)。但是關(guān)于微咸水不同灌溉方式對提高番茄果實品質(zhì)的影響機制卻鮮有報道。

本研究結(jié)果表明，不同處理的番茄隨著果實的發(fā)育成熟其轉(zhuǎn)化酶活性逐漸升高，且在果實的不同時期，酸性轉(zhuǎn)化酶的活性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中性轉(zhuǎn)化酶的活性。在不同的灌溉方式下以微咸水直接灌溉處理的轉(zhuǎn)化酶活性最高，按次輪灌的酶活性低于微咸水直接灌溉。果皮、果肉部位的SS酶活性隨著果實發(fā)育成熟逐漸降低，其中微咸水灌溉處理的SS酶活性高于淡水灌溉，且仍以微咸水直接灌溉處理的活性最高，比微咸水、淡水按次輪灌提高了22.03%。由此可得，微咸水灌溉可以提高果實中蔗糖合成酶的活性，尤其以微咸水直接灌溉的提高幅度最大，微咸水、淡水按次輪灌略低。SPS酶活性在果實的不同生育期沒有發(fā)生太大的變化，仍是微咸水處理高于淡水處理。

果實發(fā)育前期轉(zhuǎn)化酶的活性低，蔗糖合成酶活性強，蔗糖進行積累，但隨著果實發(fā)育成熟轉(zhuǎn)化酶活性增強，蔗糖含量降低，這一結(jié)論與齊紅巖等[15]的研究結(jié)果類似。說明微咸水灌溉是通過提高番茄果實內(nèi)蔗糖代謝相關(guān)酶的活性來提高果實內(nèi)可溶性糖的含量的，因此微咸水灌溉能夠提高番茄品質(zhì)[8]。

微咸水灌溉在提高番茄果實中糖含量的同時，對番茄的產(chǎn)量和土壤鹽分、養(yǎng)分累積也有很大的影響。相比于淡水灌溉，微咸水灌溉處理中以微咸水與淡水按次輪灌處理的番茄產(chǎn)量最高。在微咸水灌溉處理中，混合水灌溉使土壤鹽分的累積程度最低，其次為微咸水與淡水按次輪灌。因此，就產(chǎn)量和土壤鹽分、養(yǎng)分累積情況來看，淡水灌溉方式最佳，其次為微咸水與淡水按次輪灌。

春茬番茄在同一時期不同部位的果糖含量以果肉和膠質(zhì)胎座最高，秋茬番茄在同一時期果實不同部位的果糖含量以膠質(zhì)胎座和心室隔壁部位最高，轉(zhuǎn)化酶和蔗糖合成酶的活性相比于其他2個部位也達(dá)到最高，這可能是由于連茬種植導(dǎo)致沙土中某些離子含量在番茄各個部位發(fā)生變化，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化酶的活性發(fā)生變化，從而使糖含量產(chǎn)生差異，而微咸水不同灌溉方式對連茬種植番茄不同部位的蔗糖合成酶活性的影響機制仍需進一步研究。

4 結(jié)論

微咸水灌溉可提高番茄果實蔗糖合成酶和蔗糖磷酸合成酶的活性，促進蔗糖合成與積累；還可顯著提高酸性轉(zhuǎn)化酶和中性轉(zhuǎn)化酶的活性，從而使果實內(nèi)可溶性糖的含量相比淡水灌溉有所提高。不同的微咸水灌溉方式對番茄果實內(nèi)糖含量的提高程度不同，其中以微咸水與淡水按次輪灌的提高幅度最大。結(jié)合番茄產(chǎn)量和土壤鹽分、養(yǎng)分累積情況，認(rèn)為微咸水與淡水按次輪灌為最佳灌溉方式。而微咸水灌溉提高番茄果實糖含量的機制仍需要結(jié)合植株離子含量進行深入研究。