番茄作為普遍栽培的蔬菜品種之一，因其風(fēng)味而且含有多種礦物質(zhì)、番茄紅素等營養(yǎng)成分，深受大家的喜愛。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)番茄品質(zhì)需求也不斷增加，因此種植者在關(guān)注番茄產(chǎn)量的同時(shí)越來越重視品質(zhì)和風(fēng)味。

番茄生長所必需的營養(yǎng)元素有17種，其中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%～0.5%的元素稱為中量元素，包括Ca、Mg、S等；質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于2×10^-7～2×10^-4 mg·kg^-1的元素為微量元素，包括Zn、B、Cl、Fe、Mn、Cu、Mo等7種元素。中微量元素是酶、維生素、激素等的重要組成部分，直接或間接地參與作物機(jī)體的代謝過程，對(duì)于提高番茄產(chǎn)量、改善果實(shí)品質(zhì)、增加植株抗逆性具有重要意義。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，增施中微量元素肥料能夠提高番茄的單果質(zhì)量、產(chǎn)量和糖度等品質(zhì)，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。因此，探究番茄中各種主要元素、微量元素對(duì)番茄產(chǎn)量和各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的影響效果對(duì)于番茄提質(zhì)增效具有重要意義。

常用的微量元素測量方法很多，例如原子吸收光譜法AAS，電感耦合等離子體質(zhì)譜法ICP-MS等。這些傳統(tǒng)方法雖然結(jié)果較為理想，但是需要長時(shí)間和復(fù)雜的前處理過程，樣品也不能重復(fù)使用，污染較大，有腐蝕，對(duì)操作人員要求也很高。因此急需一種快速，微損，無污染，可以實(shí)時(shí)檢測元素的方法。激光誘導(dǎo)擊穿光譜（Laser Induced Breakdown Spectroscopy）LIBS技術(shù)是一種新興的元素檢測和分析技術(shù)。當(dāng)激光作用于樣品表面時(shí)，在極短的時(shí)間內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生含有樣品物質(zhì)信息的等離子體。通過對(duì)等離子體發(fā)出的光譜進(jìn)行收集分析，建立光譜與元素一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。由此可以檢測出元素周期表中的大部分元素。

微量元素對(duì)番茄的生長作用很大。Ca元素的作用是有效防治裂果，增強(qiáng)抗旱，抗熱能力；Ca會(huì)導(dǎo)致植株頂端新葉邊緣發(fā)黃皺縮，葉柄扭曲，生長點(diǎn)幼芽變小黃化，壞死；植株頂端新葉邊緣發(fā)黃皺縮，葉柄扭曲，生長點(diǎn)幼芽變小黃化，壞死；花蕾變褐，焦枯脫落；后期全株葉片向上卷曲，果實(shí)易發(fā)生臍腐病。Mg元素是葉綠素的合成成分之一。S元素參與葉綠素形成，增加某些作物的抗寒抗旱能力。Fe元素調(diào)節(jié)葉綠體蛋白和葉綠素的合成。B元素參與葉片光合作用中碳水化合物的合成，有利其向根部輸送；促進(jìn)生長素的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高植物的抗逆性；對(duì)植物的授粉也有著重要的影響。Mn元素參與光分解，提高植物的呼吸強(qiáng)度。促進(jìn)種子的萌發(fā)，和幼苗的生長；以及促進(jìn)植物對(duì)磷和鈣的高效吸收。Cu元素提高葉綠素的穩(wěn)定性，從而更好的進(jìn)行光合作用。Zn元素改變植物體內(nèi)有機(jī)氮和無機(jī)氮的比例，提高抗旱，抗寒能力，促進(jìn)枝葉生長，參與葉綠素生成。Mo元素提高固氮能力，促進(jìn)光合作用。Cl元素參與光合作用，有助于鉀、鈣、鎂等離子的運(yùn)輸。

中微量元素對(duì)于番茄而言雖然不如氮、磷、鉀等元素需求那么大，但也是番茄生長發(fā)育過程中所且不可相互替代的存在。一般情況下，只要施足有機(jī)底肥，并及時(shí)追肥。在番茄種植的過程中基本不會(huì)有缺乏微量元素的情況出現(xiàn)。需要注意的是，要記得額外給番茄補(bǔ)充一些鈣肥。鈣元素不僅能提高番茄的抗裂果能力，還能有效預(yù)防臍腐病。

           圖1                                                                            圖2

由圖1可知，施用含中微量元素的肥料能夠提高番茄植株的株高和莖粗，提高幅度分別為4.7%和10.2%。從圖2中可以看出，含中微量元素肥料施用能夠提高番茄果實(shí)中維生素和番茄紅素含量、降低硝酸鹽含量，在95%的置信區(qū)間內(nèi)效應(yīng)顯著；能夠提高番茄果實(shí)中可溶性固形物和可溶性糖的含量。

我們后續(xù)將使用LIBS技術(shù)研究土壤元素與番茄之間的關(guān)系，包括土壤樣品的制備，實(shí)驗(yàn)條件的研究及確定，以及從實(shí)驗(yàn)結(jié)論中得出秸稈和改良劑對(duì)番茄土壤肥力的影響等。

實(shí)驗(yàn)裝置我們采用EcoChem 激光光譜元素分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用LIBS技術(shù)。激光能量200mJ@1064nm，能量輸出0-100%可調(diào)；重現(xiàn)率20Hz；光斑大小20-200μm連續(xù)可調(diào)；檢測器譜寬190-1040nm；三維全自動(dòng)工作臺(tái)；樣品室可通入氦氣或氬氣。