富氢水岩棉培对樱桃番茄耐盐性及产量品质的影响
发布时间：2023-08-30本文来源： 氢思语
[1]李湘妮,张晶,刘诗华,伍倩慧,王怡玫,司雨,单既亮.富氢水岩棉培对樱桃番茄耐盐性及产量品质的影响[J].农业科技通讯,2022(12):154-158.
论文作者来自佛山市农业科学研究所
无土栽培是设施蔬菜栽培的一个重要模式，硝酸钙是目前无土栽培中用的最广泛的氮源和钙源肥料，特别是钙源，绝大多数营养液配方都是由硝酸钙来提供。有研究报道，硝酸钙胁迫引起严重的氧化损伤和代谢紊乱，降低黄瓜和番茄的产量[1]。番茄无土栽培过程中，由于栽培基质重复多次使用而导致硝酸钙过量积累，从而使得番茄正常生长受阻。因此，如何缓解无土栽培硝酸钙次生盐渍化问题、降低蔬菜硝酸盐含量，提高蔬菜营养品质引起了越来越多的关注。积极采取栽培和管理措施控制无土栽培蔬菜硝酸盐大量积累具有重要现实意义，也是当前研究的一个热点。
氢气（H2）是已知最轻的双原子分子，无色无味。近年来，越来越多的研究显示，氢气可以作为一种气体信号分子，参与调控植物对生物胁迫和非生物胁迫的响应，促进植物的生长发育。如：氢气缓解苜蓿和小白菜的镉胁迫[2-3]；缓解拟南芥和水稻的盐胁迫[4-5]；缓解玉米的高光胁迫[6]；促进黄瓜不定根的生成[7]；提高萝卜芽苗菜中花青苷的含量[8]；Zeng等[9]在水稻中研究发现，外源添加富氢水能够显著地提高植物内源激素含量，如脱落酸、乙烯和茉莉酸等，从而提高植物对环境胁迫的响应能力。随着H2在高等植物领域研究的不断深入，其作用机理会越来越清楚，但是对于富氢水（HRW）的制造方法、富氢水在作物中的应用和操作规程鲜有研究，而关于番茄无土栽培过程中，如何利用富氢水来缓解硝酸钙过量积累而导致的次生盐胁迫问题的研究更是空白。
本研究在前期工作的基础上，采用硝酸钙胁迫处理，分别使用自来水（CK）和富氢水（HRW）对樱桃番茄进行灌根处理。通过比较盐胁迫条件下，CK和HRW处理对樱桃番茄耐盐性和产量、品质的影响，初步探究HRW缓解无土栽培硝酸钙次生盐渍化问题。
2结果与分析2.1富氢水灌根处理对高盐胁迫下樱桃番茄叶片抗氧化系统的影响
丙二醛（MDA）是脂质过氧化的主要产物，其含量高低可以反映植物膜系统的受伤程度。由表1可知，与自来水（CK）相比，富氢水（HRW）处理的樱桃番茄叶片中MDA含量明显降低了8.65%，说明富氢水灌溉可以明显减少樱桃番茄叶片细胞膜受损程度。
POD作为植物内源的活性氧清除剂，逆境中维持较高的酶活性，才能有效地清除活性氧使之保持较低水平，减少其对膜结构和功能的破坏。SOD是生物体内普遍存在的金属酶，在酶促保护系统中，它与POD酶、CAT酶、APX酶等酶协同作用，防御活性氧或其他过氧化物自由基对细胞膜系统的伤害，处于核心地位。SOD酶活性可以间接反映植物抗逆性的高低。HRW处理的叶片SOD、CAT、POD和APX活性均显著上升，分别升高了23.3%、13.42%、26.67%和25.71%，说明HRW可通过提高抗氧化酶活性清除活性氧（ROS），减轻高盐胁迫对番茄叶片细胞膜的伤害。
游离脯氨酸（Pro）是植物细胞内重要的渗透调节物质，含量越高越有利于细胞持水和生物大分子稳定。由表1可知，HRW处理的Pro含量较CK明显升高，提高了14.19%，可见利用HRW灌根处理可通过提高高盐胁迫下番茄叶片的渗透调节能力，增加幼苗吸水量或减少植株失水量，这是番茄耐盐性增强的重要机理之一。
本研究中，富氢水处理明显增加了盐胁迫下樱桃番茄的株高、茎粗、单果重、果实硬度、果穗数和产量，果实品质也得到明显改善，表明外源添加富氢水可能通过降低细胞膜损伤程度，提高抗氧化酶活性，进而促进植株生物量的积累，提高品质。
富氢水处理可以减少高盐胁迫下樱桃番茄叶片中丙二醛在细胞内的积累，提高渗透调节物质脯氨酸和过氧化物酶的活性，并促进樱桃番茄的生长，提高其产量和品质。综上所述，富氢水能通过提高抗氧化系统活性及渗透调节能力来增强樱桃番茄的耐盐性，提高产量及品质。
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