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生物刺激剂对肥沃和胁迫土壤樱桃番茄产量和品质的影响

Hortscience.
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  • 1Yeditepe大学遗传和生物工程系,Atasehir, 34755,伊斯坦布尔,土耳其
  • 2园艺系,阿塔图尔克大学,25240,埃尔祖鲁姆,土耳其
  • 3.Yeditepe大学农业贸易和管理系,Atasehir, 34755,伊斯坦布尔,土耳其

植物生物刺激剂是微生物(PGPR)和/或从不同的有机物质中获得的产品,对植物生长和效率有积极的影响,并减少非生物挑战的负面影响。生物刺激剂对植物生长、产量、矿质含量、抗氧化酶活性、H2O2、丙二醛(MDA)、蔗糖和脯氨酸含量(茄属植物lycopersicumvar。cerasiforme在温室条件下,盆栽研究了两种不同特性土壤的生长。我是一块肥沃的经常种植蔬菜的土壤。II型土壤盐碱度高,CaCO含量高3.含量和低有机质含量。商业生物染色产品Powhumus®(PH), Huminbio微感种子®(SC),Huminbio MicroSense Bio®(重新),Fulvagra®(FU)用作种子涂层和/或浸渍溶液。在两种土壤中,与对照相比,所有生物刺激处理均能提高植株生长和产量。所有生物刺激剂在土壤II中均比在土壤I中有效,RE对土壤I中矿质含量的影响最大,FU对土壤II中矿质含量的影响最大。抗氧化活性,2O2在与对照相比,在使用生物刺激剂时,在两种土壤中,MDA和脯氨酸含量下降。在土壤II中使用SC1,过氧化物(POD)活性更大。RE治疗增加了土壤II中的蔗糖含量。总之,高纯度富含酸和PGPR的单一和结合使用对肥沃土壤中樱桃番茄的生长和压力条件下有阳性作用。

抽象的

植物生物刺激剂是微生物(PGPR)和/或从不同的有机物质中获得的产品,对植物生长和效率有积极的影响,并减少非生物挑战的负面影响。生物刺激剂对植物生长、产量、矿质含量、抗氧化酶活性、H2O2、丙二醛(MDA)、蔗糖和脯氨酸含量(茄属植物lycopersicumvar。cerasiforme在温室条件下,盆栽研究了两种不同特性土壤的生长。我是一块肥沃的经常种植蔬菜的土壤。II型土壤盐碱度高,CaCO含量高3.含量和低有机质含量。商业生物染色产品Powhumus®(PH), Huminbio微感种子®(SC),Huminbio MicroSense Bio®(重新),Fulvagra®(FU)用作种子涂层和/或浸渍溶液。在两种土壤中,与对照相比,所有生物刺激处理均能提高植株生长和产量。所有生物刺激剂在土壤II中均比在土壤I中有效,RE对土壤I中矿质含量的影响最大,FU对土壤II中矿质含量的影响最大。抗氧化活性,2O2在与对照相比,在使用生物刺激剂时,在两种土壤中,MDA和脯氨酸含量下降。在土壤II中使用SC1,过氧化物(POD)活性更大。RE治疗增加了土壤II中的蔗糖含量。总之,高纯度富含酸和PGPR的单一和结合使用对肥沃土壤中樱桃番茄的生长和压力条件下有阳性作用。

生物刺激素是一种以有机为基础的植物促进物质/微生物,应用于土壤中,以增加养分吸收,促进植物生长,增强对非生物和生物挑战的耐受性,提高产品质量。蛋白质水解物、海藻提取物、壳聚糖、腐殖酸(HA)、黄腐酸(FA)、亚硫酸盐、丛枝菌根真菌和/或PGPR被用作生物刺激剂来提高植物产量(Battacharyya等人,2015;Bradáčová等。,2016年;Canellas等人,2015;Cimrin等人,2010年;科拉等人,2015年;Gómez-Merino和Trejo-Téllez, 2015;Pichyangkura和Chadchawan, 2015;Ruzzi和Aroca, 2015;Savvas和Ntatsi, 2015;Shams等人,2016;Sharma等人。,2014年;邵和山川,2009;张和埃尔文,2008年)。

腐殖质(HA和FA)由于其独特的组成,促进了根和梢对营养物质的吸收、同化和分配,从而刺激根和梢的生长(Canellas等人,2015;Chen和Aviad, 1990年;麦卡锡,2001;Yildirim 2007)。是有机碳源的腐殖质,由动物和植物的化学和生物转化形成(Canellas等人,2015)。腐殖质中的一些低分子量化合物在被植物吸收时能增加细胞膜的透性。因此,腐殖质以一种类似于激素(Chen和Aviad, 1990年;Nardi等人,2002年)。此外,腐殖质物质对植物生长的生效性挑战,可用于帮助促进可持续生产(Canellas等人,2015)。

FAs是弱有机酸、水溶性有机酸、脂肪族有机酸和芳香族有机酸的混合物。它们的分子量在1000到10000 Da之间,比HA的分子更小。由于FA分子的体积相对较小,它们很容易渗透到植物的根、茎和叶中。富里酸的含氧量是透明质酸的两倍,是优质肥料(佩蒂特,2008)。

PGPR是一种自然存在的土壤细菌,它定植于植物根部,通过磷酸盐溶解性、产生铁载体、生物固氮、产生1-氨基环丙烷-1-羧酸脱氨酶(ACC)和产生植物激素(Bhattacharyya和Jha, 2012年;撒哈拉和尼赫拉,2011年)。用PGPR接种植​​物可以增加种子萌发,幼苗,生长,植物高度(pH),枝重,营养含量,盛开期,叶绿素含量,豆类植物,产量和生产中的染色剂(Ekinci等人,2014年;撒哈拉和尼赫拉,2011年;Turan等人,2014年;Yildirim等人,2015年)。产碱杆菌属,节细菌属,Azospirillum,固氮菌,芽孢杆菌,洋葱,肠杆菌属,Klebsiella.,假单胞菌,沙雷氏菌属属于PGPR家族,能有效促进植物生长发育(1995年格里克;Kloepper等,1989年)。

低温和高温、盐度、干旱、重金属毒性和营养缺乏是降低植物产量的非生物因素(布雷等,2000;Sahin等人,2015年,2018;朱,2016)。抗逆性低的植物消耗更多的水分和肥料,从而消耗自然资源(朱,2016)。腐殖质对植物免受应力的保护作用导致耐受性,产量和作物质量增加(Akinci 2017;Canellas等人,2015;Mora等人,2014年)。

研究表明,生物刺激素可用于减轻合成肥料(Posmyk和Szafrańska,2016;范奥奥滕等,2017年),用于增加不同蔬菜作物的产量和质量在田地和温室中生长。研究了高纯FA和PGPR单一或联合使用对不同土壤特性樱桃番茄生长、产量和品质的影响。

材料和方法

樱桃番茄(简历。亮F1)在含有两种不同成分土壤(表格1)在2019年春季Atatürk大学的温室中,在2019年春季。四种不同的商业产品,即pH,Sc,Re和Fu,用作生物诱导剂(表2)。分两种处理:1)种子只涂生物刺激溶液(PH1和SC1)或2)种子包衣后,从第14天开始,每周用生物刺激溶液浸湿种子1次(研究期间每个样本共6次;PH2, SC2, RE, FU)。包括对照在内的所有处理均施氮磷钾。

表1。

用于研究的土壤的性质和组成。

表1。
表2。

生物刺激素治疗。

表2。

种子包衣的方法是:将种子浸泡在333 g·L的生物刺激溶液中−1)在20°C下使用3小时;然后将液体沥干,在24±2℃下风干1 d。种子被播种到装满泥炭的多室托盘中,幼苗托盘被放在温室的长凳上。育苗在自然光下(大约白天/晚上温度30/16°C, 16/8 h,相对湿度50%)保存。幼苗每天浇水。未对发育中的幼苗施肥料。

3个真叶期的幼苗移栽于含土I和土II (表格1)。土壤我是一种肥沃的,常规的植物栽培的土壤和土壤II具有高巨饼3.含量低,有机质含量低,盐度高。

使用随机分组实验设计。测试是一式三份进行的,每次重复使用三种植物(共分析了共126壶)。

当罐的现场容量达到60%时,灌溉土壤。施肥和其他文化习俗梅纳德和霍克穆斯(2007)被应用。在栽培过程中测定叶绿素读数、果实重(FW)、果实宽(FWi)、果实直径(FD)和果实干物质。移栽后90 d,在土壤水平上扦插植株,测定PH、茎粗(SD)、叶片数、维生素C (VC)含量、总可溶性固形物(TSS)。采用抗坏血酸检测试剂盒(ASC-1;哈希公司,Loveland, CO)和便携式折光仪(PR-32调色板;(日本东京爱ago Co. Ltd.)。

将芽和根分离进行进一步分析。将样品在68℃的强制风箱中干燥48 h,得到地上部干重(SDW)和根部干重(RDW)。新鲜的叶子样品保存在−80°C进行分析。

采用电感耦合等离子体分光光度计(Optima 2100 DV;帕金-埃尔默,康涅狄格州谢尔顿(Bremner 1996;莫顿,2005,2005 b)。根据方法进行抗氧化酶活性的测定阿加瓦尔和潘迪(2004),Angelini等(1990),Gong等人(2001),Yordanova等人(2004)。脂质过氧化反应测定MDA和H值2O2内容如Liu等人(2014)。蔗糖和脯氨酸含量的测定方法Wu等人(2011)Man等(2011),分别。

所有数据均使用SPSS 18.0 (IBM, Armonk, NY)进行分析。Duncan’s multiple range test (DMRT)用于确定样本间的差异(P< 0.05,P< 0.01,P<0.001)。

结果

对生物刺激素处理和土壤类型的方差分析发现,所有变量(表3.- - - - - -5)。土壤I的PH、SD、叶片数、SDW和RDW显著高于土壤II (图。1)。然而,对于Powhumus应用的土壤I和土壤II,叶绿素读数值(CRV)显着差异。

表3。

土壤、处理和生长×产量参数对樱桃番茄产量影响的方差分析。

表3。
表4。

土壤、处理及与叶、根、果实矿物质含量互作效应的方差分析。

表4。
表5。

土壤、处理及交互作用对CAT、POD、SOD活性和H含量影响的方差分析2O2丙二醛,蔗糖和脯氨酸。

表5。
图。1。
图。1。

生物诱导治疗的影响(表2)对两种不同土壤条件下生长的樱桃番茄的株高(PH)、茎粗(SD)、叶片数(LN)、茎干重(SDW)、根干重(RDW)和叶绿素读数(CRV)的影响表格1)。字母相同的条杠在P< 0.05。

引文:HortScience长的矮2021;10.21273 / hortsci15568-20

结果表明,SC1处理对土壤I中樱桃番茄的PH、SD、SDW、RDW和CRV最有效,其次是SC2、RE和FU处理。然而,在相同参数下,FU处理在土壤II中更有效,其次是RE、SC2和SC1 (图。1)。施用SC2处理时,土壤I的植株更高,茎粗。在土壤II中,SC2、RE和FU处理产生最高的植株和最粗的茎。RE、FU和SC2生物刺激处理对土壤II的生长最有效。施SC1处理的SDW最大,而施SC2和RE处理的RDW更高。在土壤II中,RE和FU处理的植物SDW和RDW较高。图。1)。

两种土壤生物刺激处理对樱桃番茄单株簇数(CPP)、每簇果数(FC)、簇重(CW)、FW、FD、FWi、果实产量(Y)、果实干物质(FDM)、TSS和VC含量均有显著影响(p < 0.05)。图2)。SC1、SC2和RE处理对土壤I中的CPP和CW更有效,而SC1、RE和FU处理显著提高了土壤II中的CPP和CW。SC1、SC2、RE和FU对两种土壤中FC的处理效果均较好。在土壤I中施用SC2、SC1、PH2、RE和FU处理,以及在土壤II中施用FU和RE,均取得了最广泛的效果。土壤I中RE和SC2处理的Y值最高,土壤II中FU和RE处理的Y值最高。在土壤I中施用RE和SC2,在土壤II中施用SC2、RE和SC1, FDM最高。尽管施用SC1、SC2、RE和FU对土壤I的TSS最有效,但只有SC1和SC2处理显著提高了土壤II的TSS。土壤I中SC1、SC2和RE处理VC含量显著高于土壤II中SC1、SC2、RE和FU处理。结果表明,FU处理提高了土壤中FC、CPP和单株产量(图2)。

图2所示。
图2所示。

生物诱导治疗的影响(表2)对两种不同土壤条件下生长的樱桃番茄单株簇数(CPP)、每簇果数(FC)、簇重(CW)、果实重(FW)、果实直径(FD)、果实宽度(FWi)、产量(Y)、果实干物质(FDM)、总可溶性固形物(TSS)和维生素C (VC)含量的影响表格1)。字母相同的条杠在P< 0.05。

引文:HortScience长的矮2021;10.21273 / hortsci15568-20

与对照相比,处理对番茄叶片、果实和根的矿质含量也有影响(无花果。4)。土壤I中植物的养分含量普遍高于土壤II中的植物。RE和FU处理分别提高了土壤I和土壤II中叶片、根和果实的养分含量,而土壤I中矿质含量的提高以RE、SC1和SC2处理最高;在土壤II中,与其他处理相比,FU处理提高了叶片、根和果实中的矿物质含量。

图3所示。
图3所示。

生物诱导治疗的影响(表2)在两种不同的土壤中生长的叶,根,k,ca和na含量的叶子,根和樱桃西红柿果实(表格1)。字母相同的条杠在P< 0.05。

引文:HortScience长的矮2021;10.21273 / hortsci15568-20

图4所示。
图4所示。

生物诱导治疗的影响(表2)对两种不同土壤中樱桃番茄叶片、根和果实中Mg、Fe、Cl、Mn和Zn含量的影响(表格1)。字母相同的条杠在P< 0.05。

引文:HortScience长的矮2021;10.21273 / hortsci15568-20

在土壤I中,叶片N、P、K、Ca、Mg、Na、Mn、Zn、Fe和Cl含量均以稀土施量最高。但在对照植物(无花果。4)。RoT N,P,K,Ca,Mg,Na,Mn,Zn,Fe和Cl含量最高,在土壤I中的施用最高,而在对照植物中观察到最低结果(无花果。4)。重处理后,樱桃番茄果实中N、P、K、Mg、Mn、Zn、Fe、Cl含量均达到最高。而在土壤I中,分别以FU和SC1处理的果实Ca和Na含量最高。各处理中,对照组的矿质含量最低(无花果。4)。

树叶的矿物含量、根和樱桃番茄的果实生长在土壤二世是低于生长在土壤中即II,叶最高,根,和水果N, P, K,钙、镁、钠、锰、锌、铁含量和观察FU-treated植物,而对照组(观察值最低无花果。4)。而在土壤II (图4.)。

可以看出图5.,处理对植物叶片酶活性有影响。过氧化氢酶(CAT)、超氧化物酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性及H2O2土壤II中植物MDA、脯氨酸和蔗糖含量高于土壤I。土壤I中腐殖质处理降低了植物的CAT、SOD和POD活性。在两种土壤中,对照植物中均有最高值。土壤II中的SC1处理提高了POD活性。SC2处理的CAT和POD活性最低。土壤I中再处理的SOD活性最低,土壤II中FU、RE和FU (图5.)。

图5所示。
图5所示。

生物诱导治疗的影响(表2)在过氧化氢酶(猫),过氧化物(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性和丙二醛(MDA),过氧化氢(H.2O2)、叶、根和果实的脯氨酸和蔗糖(表格1)。字母相同的条杠在P< 0.05。

引文:HortScience长的矮2021;10.21273 / hortsci15568-20

H2O2与对照相比,土壤II中MDA、蔗糖和脯氨酸含量较高,但除蔗糖外,生物刺激处理降低了土壤II含量。在土壤I中,H2O2、脯氨酸和丙二醛的含量。最低的H2O2用SC2,RE和FU处理观察值,而使用SC1,SC2和Re治疗观察到最低MDA内容物。在土壤II中,最低的H2O2, MDA和脯氨酸含量在FU (图5.)。腐殖质处理提高了番茄叶片的蔗糖含量。在两种土壤(图5.)。

讨论

可持续的土壤管理对于可持续的粮食系统至关重要,因为90%的粮食生产仍然依赖于土壤。然而,由于合成农药和化肥的不受控制和过度使用,有毒物质在土壤中的积累增加,导致土壤退化和环境污染。由于土壤不是可再生资源,因此对土壤的保护和再生对实现可持续发展的未来具有重要意义。因此,利用生物肥料和生物刺激素来提高土壤肥力就显得尤为重要。本研究以不同土壤(土壤I:肥沃;土壤ⅱ:有机质含量低,CaCO含量高3.研究了含量和高盐度)。虽然所有植物生物刺激剂在土壤条件下改善了植物生长和产量,但取决于每个土壤条件中使用的生物刺激剂的最佳结果。生物染色剂应用改善了两种土壤类型的植物生长,产率,干物质和TSS。植物生物刺激剂增加了59%(FU),47%(RE),54%(SC2),38%(FU),60%(RE)和70%的pH,SD,LN,SPAD,SDW和RDW增加。(重新)在土壤I,79%(FU),50%(RE),60%(FU),42%(FU),78%(FU)和土壤II中的72%(FU),与控制相比。这表明富申请对土壤II的所有测量因子具有最大的有效性,并且重新申请对土壤中的所有措施具有最有效的效果。

DM的增加,风险投资内容、TSS FWi, FD,弗兰克-威廉姆斯,连续波,CPP, FC,和Y /植物在所有应用程序(重新)12%、33%(那么),(那么)29%,15%(星际2),23%(星际2),43%(星际2),45%(星际2),21%(重新),(那么),26%和56%(重新)土壤中我和41%(星际2),40%(那么),(那么)38%,21% (FU), 26% (FU), 53% (FU), 54% (FU), 58% (FU), 58% (FU)和81% (FU)土壤中二世,分别与控制。在两种土壤中,SC的表现均优于PH,说明PGPR在配方中的积极作用。然而,在胁迫土壤(土壤II)条件下,FU处理在产量、果实大小和簇大小方面最有效。这可能是因为FA能够降低土壤II的pH,提高番茄对养分的吸收。

由于番茄生长所需pH为中性或微酸性,FU处理在胁迫土壤条件下表现较好。Abdellatif等(2017)显示HA治疗显着改善了植物生长,每簇的鲜花数,以及每株植物的一般花朵与控制相比。同样的,Suh等人(2014)发现FA申请增加了番茄植物的产量,植物高度,新重量和干重。同样的,Suh等人(2014)结果表明,FA处理(0.8和1.1 g·L−1)提高了番茄中、大果的果数和产量。Adani等人(1998)发现施用透明质酸显著提高了番茄的植株生长、根生长、鲜重和干重。Lua和Böhme(2001年)指出在水培系统中,HA对番茄的根生长和地上部生长有重要影响。花生叶面和种子施用PGPR和HA提高了花生干重和产量(El-Syed等人,2017年)。然而,我们的研究结果表明,在高CaCO土壤中3.含量和高pH,HA和/或PGPR并不像FA一样有效。

与土壤中的植物相比,应用更有效地改善了土壤II植物的植物生长,果实质量和产量参数。生物刺激剂的积极作用可能是由于植物耐受性增加对压力条件的影响。同样,在研究HA应用对在温度胁迫下的西红柿对西红柿的影响的研究中,确定HA对植物生长和生产率,产量参数,产量和开花具有积极影响(Abdellatif等人。,2017年)。

在本研究中,施用的积极作用,特别是在土壤II中,由于植物体内养分有效性和抗氧化酶活性的提高,导致植物生长加快。RE和FU分别对土壤I和土壤II的叶片、根和果实中的矿质含量影响最大。土壤I中N、P、K、Ca、Mg、Mn、Na、Zn、Fe、Cl(叶、根、果)含量较对照提高23% ~ 90%,矿质含量较对照提高40 ~ 92%。同样的,Adani等人(1998)研究表明,施用透明质酸提高了番茄对氮、磷、铁和铜等矿物质的吸收。此外,Lua和Böhme(2001年)结果表明,施用HA后,番茄叶片和果实的钙、钾等营养物质含量增加。然而,土库曼等人(2004年)发现尽管施用剂量为100 ~ 200mg·kg−1高浓度的HA增加了茎中N、Ca、S含量和根中N、K含量,导致养分含量下降。施用FA可提高番茄P和Ca含量(Suh等人,2014年)。腐殖质对生长素、细胞因子和脱落酸等激素也有类似的影响;因此,它们通过促进根系生长(梅休2004)。此外,腐殖质刺激H+- atp酶活性,支持次级离子转运体,促进营养摄入(Canellas等人,2015)。

土壤II中,CAT、POD、SOD活性和H2O2植株MDA、脯氨酸和蔗糖含量均高于土壤I条件。CAT、POD、SOD活性和H2O2与对照相比,施SC1处理的土壤I和土壤II中MDA和脯氨酸含量降低,而土壤II中POD活性升高。重处理的蔗糖含量显著增加。在应激环境下,生物刺激剂的应用通过增加养分吸收和影响酶活性来提高植物的耐受性。《Parandian and Samavat》(2012)结果表明,施用HA和FA提高了百合花青素含量、α-淀粉酶含量和可溶性糖含量。同样,FA增加植物的抗氧化能力。Aminifard等(2012)结果表明,辣椒果实抗氧化活性、总酚含量、碳水化合物含量、类胡萝卜素含量和辣椒素含量均受FA的影响。花生接种PGPR和添加羟基磷灰石提高了花生茎的N、P、K等矿物质含量(El-Syed等人,2017年)。通过在植物细胞中启动各种分子过程,生物刺激剂物质可以通过在植物细胞中启动各种分子过程来提供对植物中的非生物胁迫的耐受性。辣椒研究表明,公顷可以通过改善土壤性质,植物生长和抗氧化能力来降低盐胁迫的负面影响(Akladious和Mohamed,2018年)。确定应用于水分胁迫下的大豆的腐殖质物质对植物生长的积极作用,通过提供微量营养素吸收(Prado等人,2016)。腐殖质通过细胞内的遗传、转录后和翻译后变化(Shah等,2018年)。当所有数据综合评价时,RE处理是最有效的处理,而FU处理在土壤II上的效果最好。

结论

在本研究中,生物刺激剂的积极作用,特别是在胁迫土壤中,通过提高植物的养分有效性和抗氧化酶活性,促进植物生长。作为生物刺激剂的处理对樱桃番茄植株生长、果实品质、矿质含量、抗氧化酶活性和产量均有积极影响。最近在农业生产中使用无害环境的生产系统导致使用对土壤动物和植物群无害的投入。本研究的应用对樱桃番茄的生长有积极的影响,可以防止或减少过量施肥等有害土壤因素。因此,这些生物刺激素可能是在有问题的土壤地区,特别是胁迫条件下樱桃番茄栽培的理想选择。

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贡献者的笔记

我们非常感谢Humintech GmbH对这项研究的支持。

公吨。和e.y.是相应的作者。电子邮件:m_turan25@hotmail.comertanyil@atauni.edu.tr

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