马洪英 乔长晟 李政 段骅 魏治镭 魏秀娟

摘    要：为研究γ-聚谷氨酸配施水溶肥后对基质化学性质及番茄穴盘苗生长发育的影响，通过顶部喷施含γ-聚谷氨酸的水溶性肥料溶液（20-20-20），其中γ-聚谷氨酸设置0，2，6，10，14 mL·L-1处理，水溶性肥料浓度为2 g·L-1，施用量为1 L·盘-1，分别测定基质理化指标及播种后29，36 d番茄幼苗生长发育参数。结果表明，随着γ-聚谷氨酸浓度的增加，基质电导率波动增加，其中6～14 mL·L-1处理增幅（31.8%～48.4%）显著（P<0.05），pH值降低，其中6～14 mL·L-1处理降幅（2.4%～3.2%）显著（P<0.05）;番茄苗生長发育的变化因剂量不同而存在差异，其中γ-聚谷氨酸浓度6 mL·L-1处理显著提高了29 d时的株高和茎叶干样质量、36 d时的根干样质量及2个时间处理的叶片叶绿素含量。综之，番茄穴盘苗顶部喷施γ-聚谷氨酸水溶肥溶液，能有效改善基质保水性和提高矿质养分供应能力，促进番茄穴盘苗的生长发育，其喷施浓度以6 mL·L-1为宜。

关键词：番茄;穴盘苗;γ-聚谷氨酸

中图分类号：S641.2        文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2021.11.001

Effects of γ-Polyglutamic Acid on the Growth of Tomato Plug Seedlings

MA Hongying1， QIAO Changsheng2， LI Zheng3， DIAN Hua1， WEI Zhilei4， WEI Xiujuan4

（1. Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300192， China; 2.School of Biological Engineering， Tianjin University of Science and Technology， Tianjin 300457， China;3.Key Laboratory of Advanced Textile Composites of Ministry of Education， School of Textiles Science and Engineering， Tiangong University， Tianjin 300387， China;4.Tibet Changdu Agricultural Science Research Institute， Changdu， Tibet 851000， China）

Abstract： To research the effects of γ-polyglutamic acid combined with water-soluble fertilizer on the chemical properties of matrix and the growth and development of tomato plug seedlings， the experiment was conducted through spraying water-soluble fertilizer solution（20-20-20）contained different concentrations of γ-polyglutamic acid at the top of tomato seedlings. Fiveγ-polyglutamic acid concentrations were set， which included  0， 2， 6， 10， 14 mL·L-1， the concentration of water-soluble fertilizer was 2 g·L-1， and the application amount was 1 L·tray-1. The physical and chemical indexes of substrate， and growth and development parameters of tomato seedlings were measured at 29 and 36 days after sowing.The results showed that with the increase of γ-polyglutamic acid concentration， the conductivity of substrate fluctuation increased， among which 6-14 mL·L-1 treatments significantly increased by 31.8%-48.4%（P<0.05）， the pH value decreased， among which 6-14 mL·L-1 treatments significantly decreased by 31.8%-48.4%（P<0.05）. The growth and development of tomato seedlings varied with different γ-polyglutamic acid concentration， among which 6 mL·L-1 γ-polyglutamic acid treatment significantly increased the plant height and leaf dry weight at 29 d， root dry weight at 36 d， and leaf chlorophyll content at both 29 d and 36 d. In summary， spraying γ-polyglutamic acid water soluble fertilizer solution on the top of tomato plug seedlings could effectively improve the water retention and the supply capacity of mineral nutrients， promote the growth and development of tomato plug seedlings， which the optimum concentration was 6 mL·L-1.

Key words： tomato; plug seedling; γ-poly glutamic acid

穴盘育苗操作简便、省工、节能、适于集约化作业管理，在蔬菜、花卉、水稻等苗木生产上广泛应用[1]。但是，穴盘苗单株孔穴空间小，且多采用草炭、蛭石等轻基质无土材料做育苗基质，通气性好，保水保肥能力弱，因此，基质水肥管理稳定性对于穴盘苗健康生长至关重要[2]。

γ-聚谷氨酸（γ-polyglutamic acid，γ-PGA）是一种微生物发酵合生的水溶性多聚氨基酸，其结构为谷氨酸单元通过α-氨基和γ-羧基形成肽键的高分子聚合物，具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性，降解产物为无公害的谷氨酸，是一种优良的环保型高分子材料，其可作为保水剂、重金属离子吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等，在化妆品、环境保护、食品、医药行业具有广泛的应用[6]。由于γ-PGA具有促进作物生长发育、节肥增效和保持水分的作用，近年来逐步被用于农业、荒漠化治理等产业[6-7]。目前，γ-PGA应用于蔬菜和水果保鲜方面的报道[8-9]较多，但在蔬菜生长发育上的应用鲜有报道。本研究通过测定γ-PGA施用后基质化学性质及番茄穴盘苗生长发育参数，评价γ-PGA在番茄生产中的应用效果，旨在为γ-PGA在番茄穴盘育苗中的应用提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）品种优拉828，由北京富万家农业科技有限公司选育，γ-PGA由天津慧智百川生物工程有限公司生产（执行标准号，Q/YZSW006-2016，聚谷氨酸≥40 g·L-1）;室内分析测试所需化学试剂，购自南京建成塞浩科技有限公司。番茄幼苗培育所需水溶肥（20-20-20， Haifa Plant Food）、50孔穴盤由草炭、蛭石、珍珠岩按3∶1∶1（v/v/v）混配而成的育苗基质均为市售。

1.2 试验设计与幼苗培养

γ-PGA顶部喷施试验于2021年3月4日—4月20日在天津农科院武清基地日光温室中进行，分别于播种后18，25，32 d，将0，2，6，10，14 mL·L-1（v/v） γ-PGA溶入水溶性肥料溶液（20-20-20）进行顶部喷施，肥料浓度为2 g·L-1，施用量为1 L·盘-1，将肥料溶液全部冲淋至基质。每个γ-PGA浓度为一个处理，共5个处理，每处理3次重复，每个穴盘为一次重复，随机区组排列。

育苗基质由草炭、蛭石、珍珠岩按3∶1∶1（v/v/v）混配而成。番茄种子带包衣干籽直播于50孔塑料穴盘中，覆盖1 cm基质，并充分喷水，直至穴盘底部排水孔有水滴排出。幼苗生长于日光温室自然温光环境条件，平均昼夜温度（28±4） ℃/（18±4） ℃，空气相对湿度70%～90%。

1.3 测定方法

1.3.1 基质理化性状 用环刀法测定基质容重，称重法测定基质含水量，基质与水1∶5（v/v）浸提法测定pH值和电导率（EC）。基质喷灌γ-聚谷氨酸后，稳定3 h，然后取样测定。

1.3.2 幼苗生长发育指标 于播种后29，36 d即25，32 d喷施γ-PGA水溶肥后的第4天，每重复随机取9株幼苗，分别用游标卡尺和直尺测定株高和茎粗，称重法测定茎叶、根鲜质量和干物质量，壮苗指数=（茎粗/株高）×全株干质量。叶绿素计（SPAD-502Plus）测定最新完全展开叶片SPAD值，每重复取样9株。

1.3.3 数据处理

采用SAS软件应用LSD法进行单因素方差分析，比较不同处理间差异显著性（P<0.05）。

2 结果与分析

2.1 γ-聚谷氨酸对基质理化性状的影响

由表1可知，随γ-聚谷氨酸浓度的增加，基质喷灌γ-聚谷氨酸后容重没有显著变化;基质含水量先降低后增加，其中γ-聚谷氨酸14 mL·L-1处理显著高于6 mL·L-1处理（P<0.05）;基质pH值呈降低趋势，其中γ-聚谷氨酸6～14 mL·L-1处理降幅达显著水平（P<0.05），基质pH值较对照降低了2.4%～3.2%;基质EC值呈波动增加趋势，其中γ-聚谷氨酸6～14 mL·L-1处理增幅达显著水平（P<0.05），基质EC值较对照增加了31.8%～48.4%。

2.2 γ-聚谷氨酸对番茄幼苗生长发育的影响

由表2可知，γ-PGA顶部喷施对番茄株高、茎粗、茎叶鲜质量、根干质量、叶片叶绿素含量等生长发育参数影响显著，各参数随着γ-聚谷氨酸浓度的增加变化存在差异。

2.2.1 株高 随着γ-PGA浓度的增加，29 d时番茄苗株高呈先增加后降低的趋势，36 d时呈降-升-降的趋势，2个时间处理均于γ-PGA浓度6 mL·L-1处理达到最大值，较对照分别增加14.2%（P<0.05）和7.7%（P>0.05），而于14 mL·L-1处理达到最小值。2.2.2 基部茎粗 随着γ-PGA浓度的增加，29 d时基部茎粗呈降-升-降的趋势，36 d时呈降-升-降-升的趋势，2个时间处理均于γ-PGA浓度6 mL·L-1处理达到最大值，但与对照差异均未达显著水平（P>0.05）。

2.2.3 茎叶鲜质量、干质量 随着γ-PGA浓度的增加，29 d时茎叶鲜质量呈降-升-降的趋势，36 d时茎叶鲜样质量及29 d时茎叶干样质呈先升后降的抛物线趋势，36 d时茎叶干样质量呈升-降-升的趋势，2个时间各指标均于γ-PGA浓度6 mL·L-1处理达到最大值，其在29 d时的茎叶干质量叫对照显著增加了25.0%（P<0.05）。

2.2.4 根鲜质量、干质量 在整个育苗期，喷施γ-PGA对根鲜质量影响不显著（P>0.05）;随着γ-PGA浓度的增加，根系干质量随着γ-PGA浓度的增加而增加，29 d时根系干质量呈波动下降的趋势，对照组最高，显著高于γ-PGA浓度14 mL·L-1处理（P<0.05），36 d时根系干质量呈先升后降的抛物线趋势，于γ-PGA浓度6 mL·L-1处理达到最大值，较对照显著增加了42.2%（P<0.05）。

2.2.5 叶绿素含量 喷施γ-PGA的增加，播种29 d处理呈升-降-升-降的趋势，播种36 d处理呈先升高后降低的趋势，2个时间番茄叶片叶绿素含量的最大值均出现在γ-PGA浓度10 mL·L-1水平，其中29 d时，γ-PGA浓度2～10 mL·L-1显著高于对照和γ-PGA浓度14 mL·L-1处理（P<0.05），36 d时，γ-PGA喷施处理均显著高于对照（P<0.05）。

3 结论与讨论

γ-PGA自身携带的羟基和酰胺基是亲水基团，能够吸附水分，对阳离子矿质养分具有螯合作用或吸附作用，能够防止养分淋失和提高养分有效性[4-5]。添加γ-聚谷氨酸后提高了土壤的保水能力[3]。本试验验证了此机理，顶部喷施加入γ-聚谷氨酸的水溶肥后，基质含水量、基质EC值增加，说明γ-PGA提高了基质的保水能力和对肥料中阳离子矿质养分的吸附作用，减缓了基质中由于灌溉淋洗、养分形态转化等矿质养分的耗散。

育苗基质养分持续稳定是蔬菜秧苗正常生长发育的基础条件。本试验中，γ-聚谷氨酸配施水溶肥对番茄生长发育的影响因剂量不同而出现不同的效果，其中于γ-PGA浓度6 mL·L-1处理显著提高了29 d时的株高和茎叶干质量、36 d时的根干样质量及2个时间处理的叶片叶绿素含量，表现出明显的优势。诸群等[2]研究發现番茄播种前在基质中混入γ-PGA溶液，5个浓度梯度中10 kg·m-3应用效果最好，顶部灌施γ-PGA融入水溶性肥料的溶液1 L·盘-1， 5个浓度梯度中10 g·L-1应用效果最好。喻三保等[8]研究发现对草莓施用2次100 mL·株-1γ-聚谷氨酸水溶肥处理的产量较不施用处理增加了29.6%。王润凡等[9]对蜜柑叶片喷施5次γ-PGA水溶肥，结果200 mg·L-1应用效果最佳，较不施用单果鲜质量增加了17.4%。以上结果说明了γ-PGA配施水溶肥溶液对植物生长发育有促进作用，但其最佳应用剂量因植物类型及品种不同而存在差异。

综合而言，合理喷施γ-聚谷氨酸水溶性肥溶液有助于提高基质保水性和矿质养分供应能力，提高番茄穴盘苗株高、茎叶干样质量、根系干样质量、叶片叶绿素含量等，改善番茄穴盘苗的生长发育，考虑各项指标，本试验中番茄穴盘苗顶部喷施γ-聚谷氨酸水溶肥适宜浓度为6 mL·L-1。

参考文献：

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[8] 喻三保， 张红艳， 陈守文， 等. 聚-γ-谷氨酸施用对草莓产量和果实品质的影响[J]. 湖北农业科学， 2010， 49（7）：1638-1641.

[9] 王润凡， 尹业雄， 胡世权， 等. PGA增效剂在温州蜜桔中的施用效果的评价[J]. 湖北农业科学， 2010， 49（4）： 884-887.

收稿日期： 2021-07-20

基金项目：天津市科技计划项目（20YFZCSN00130）;天津市科技计划项目（21ZYCGSN0053）;天津市蔬菜产业技术体系创新团队建设专项资金（ITTVRS20170030）;中央引导地方科技发展专项（20ZYCGSN00060）

作者简介：马洪英（1976—），女，天津人，副研究员，硕士，主要从事蔬菜栽培及生理生化方面研究。

通讯作者简介：段骅（1984—），男，河南洛阳人，助理研究员，博士，主要作物栽培学与耕作学方面研究。