番茄作為普遍栽培的蔬菜品種之一，因其風味而且含有多種礦物質、番茄紅素等營養成分，深受大家的喜愛。隨著經濟水平的提高，人們對番茄品質需求也不斷增加，因此種植者在關注番茄產量的同時越來越重視品質和風味。
番茄生長所必需的營養元素有17種，其中質量分數為0.1%～0.5%的元素稱為中量元素，包括Ca、Mg、S等；質量分數介于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體的代謝過程，對于提高番茄產量、改善果實品質、增加植株抗逆性具有重要意義。經實驗發現，增施中微量元素肥料能夠提高番茄的單果質量、產量和糖度等品質，從而提高經濟效益。因此，探究番茄中各種主要元素、微量元素對番茄產量和各項品質指標的影響效果對于番茄提質增效具有重要意義。
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譜法ICP-MS等。這些傳統方法雖然結果較為理想，但是需要長時間和復雜的前處理過程，樣品也不能重復使用，污染較大，有腐蝕，對操作人員要求也很高。因此急需一種快速，微損，無污染，可以實時檢測元素的方法。激光誘導擊穿光譜（Laser Induced Breakdown Spectroscopy）LIBS技術是一種新興的元素檢測和分析技術。當激光作用于樣品表面時，在極短的時間內誘導產生含有樣品物質信息的等離子體。通過對等離子體發出的光譜進行收集分析，建立光譜與元素一一對應的關系。由此可以檢測出元素周期表中的大部分元素。
微量元素對番茄的生長作用很大。Ca元素的作用是有效防治裂果，增強抗旱，抗熱能力；Ca會導致植株頂端新葉邊緣發黃皺縮，葉柄扭曲，生長點幼芽變小黃化，壞死；植株頂端新葉邊緣發黃皺縮，葉柄扭曲，生長點幼芽變小黃化，壞死；花蕾變褐，焦枯脫落；后期全株葉片向上卷曲，果實易發生臍腐病。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元素調節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；促進生長素的運轉，提高植物的抗逆性；對植物的授粉也有著重要的影響。Mn元素參與光分解，提高植物的呼吸強度。促進種子的萌發，和幼苗的生長；以及促進植物對磷和鈣的高效吸收。Cu元素提高葉綠素的穩定性，從而更好的進行光合作用。Zn元素改變植物體內有機氮和無機氮的比例，提高抗旱，抗寒能力，促進枝葉生長，參與葉綠素生成。Mo元素提高固氮能力，促進光合作用。Cl元素參與光合作用，有助于鉀、鈣、鎂等離子的運輸。
中微量元素對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，只要施足有機底肥，并及時追肥。在番茄種植的過程中基本不會有缺乏微量元素的情況出現。需要注意的是，要記得額外給番茄補充一些鈣肥。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中維生素和番茄紅素含量、降低硝酸鹽含量，在95%的置信區間內效應顯著；能夠提高番茄果實中可溶性固形物和可溶性糖的含量。
我們后續將使用LIBS技術研究土壤元素與番茄之間的關系，包括土壤樣品的制備，實驗條件的研究及確定，以及從實驗結論中得出秸稈和改良劑對番茄土壤肥力的影響等。
實驗裝置我們采用EcoChem 激光光譜元素分析系統，該系統采用LIBS技術。激光能量200mJ@1064nm，能量輸出0-100%可調；重現率20Hz；光斑大小20-200μm連續可調；檢測器譜寬190-1040nm；三維全自動工作臺；樣品室可通入氦氣或氬氣。
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