不同栽培條件下鐵將軍番茄果實生長發育特性

劉登宇，李魁印，余穎利，薛小花，黎顯釧，程遙遙，姚玲萍，覃春實，龍慧，李偉，4，5

（1.貴州大學農學院，貴陽，550025；2.三穗縣滾馬鄉人民政府；3.安順學院；4.貴州大學蔬菜研究院；5.貴州省設施蔬菜工程技術研究中心）

番茄為茄科植物，在中國南北方廣泛栽培。不僅營養豐富，還可預防和治療多種疾病[1]。番茄果實具特殊風味，食用及加工方式較多，有很高的栽培價值。因各地區氣候條件因素不同，番茄品種鐵將軍在貴州地區栽培果實品質不一[2～6]，種植面積難以擴大，本研究在鋼架大棚和露地同時種植，通過觀測鐵將軍果實生長發育進程中外觀性狀與內在品質的變化，比較鐵將軍果實在2種栽培模式下的生長發育特性差異，以期為貴陽地區番茄果實生長、成熟特性及引種提供理論指導與實踐參考。

前人對番茄已有大量研究報道[7～13]，具有很大的參考價值。大棚與露地栽培條件下，番茄的性狀、果期與氣候的相關分析對比也有許多研究[14～24]。鄒波[25]、劉以前等[26]、東惠茹等[27]對不同時期各物質變化相關關系進行了探究，認為番茄果實生長發育過程中有機物變化具有2個基本階段，第1階段從受精到定型青果期，第2階段從定型青果期到完全成熟。葉綠素的分解、類胡蘿卜素的積累、乙烯的釋放高峰期及呼吸的躍變都發生在第2階段，但第2階段更加詳細的劃分研究較少，番茄果實生長發育有機物變化的階段并未明確。因此，研究番茄果實生長各生育階段與果實外在特征、內在品質的變化，有助于進一步闡明番茄果實生長、發育機理。因此，分析比較大棚、露地2種栽培條件下，番茄果實發育進程的差異，具有一定的理論意義及實踐價值，可有效探明大棚的設施增溫性、促長性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試番茄品種為鐵將軍，購自貴陽花溪農資經營部。該品種無限生長型，植株長勢旺盛，坐果能力強，果實扁圓形，果色鮮紅亮麗，果實堅硬，貨架期長，抗TY病毒病、枯萎病及根結線蟲病等，適合南北多地栽培。

1.2 試驗方法

①試驗設計 本研究于2017年在貴州大學南校區蔬菜園和西校區崇學樓一樓園藝實驗室進行，試驗地位于蔬菜園北部，土壤為黃壤，腐殖質含量較高。試驗設置大棚栽培區、露地栽培區，以露地栽培為對照，大棚栽培區與露地栽培區相鄰，大棚栽培區搭建常用鋼架塑料大棚。4月3日對番茄種子進行消毒、浸種與催芽，12日將發芽種子播入裝有育苗基質的72孔黑色塑料育苗盤穴孔內，進行大棚常規育苗。當幼苗長至7～10片真葉時，于5月28日移栽至大棚栽培區、露地栽培區，2個栽培區面積均為100 m2，2個栽培區均設置3次重復，每個小區約33 m2。每小區均按畦寬70 cm、高15 cm、長10 m及溝寬40 cm、深20 cm作高畦，均按行株距55 cm×45 cm進行移栽，1畦種植2行，每穴1株，覆膜栽培。

當植株甩頭時，搭建“人”字形竹架，并引苗上竿，用塑料繩以“8”字形綁蔓，各小區均采取單稈整枝法，正常肥水管理，防治病蟲草害。當植株進入開花結果期，適當加強肥水，以植株第3穗為對象，從該果穗中選取對應著生位置的單個花朵，于花柄處掛牌標識，記載該花開放日期，之后對該花花后果實生長、發育動態進行連續觀察，在果實綠熟期、白熟期、轉色期、粉紅期、亮紅期和紅熟期進行果實外觀指標的觀測，同時摘取各主要發育階段的果實，迅速帶回實驗室進行生理指標的測定。均在吊牌植株中隨機選取果實6個，重復3次。

②測定指標與方法 測定植株中部（根部距地面50 cm處）果實。

a.果實主要生長指標。從番茄開花、授粉、受精后，肉眼可見果實約1 cm大小時開始觀察、測定，用游標卡尺（0～150 mm，下同）測定。結合果高、果橫徑計算果實縱徑與橫徑的比值即果形指數。果柄長、橫徑，用游標卡尺測定。于果實（帶果柄）從果柄與莖枝連接處分離前測定。單果鮮質量（去果柄），用電子天平（Mettler AE 200）稱取。果柄鮮質量，用電子天平（Mettler AE 200）稱取。單果體積，用排水法測定。果實硬度，用果實硬度計（GY-1）測定。果實、果柄含水量，果實、果柄稱取鮮質量后，置入105℃烘箱內殺青30 min后，于80℃烘干36 h至恒重后，用電子天平（科達FA-1004精密天平）稱取兩者干質量，計算兩者的含水量。記載、拍攝番茄果實各發育階段果實顏色、外形等。

b.果實主要生理指標。果實可溶性固形物含量，用手持測糖儀（HT212ATC）測定法。果實可溶性蛋白含量，用考馬斯亮藍G250法（MicroSmart離心機、712型分光光度計）。果實VC含量，用2，6-二氯酚靛酚法（MicroSmart離心機、科達FA-1004精密天平）。果實葉綠素、類胡蘿卜素、紅色素含量，用95%乙醇浸提法（712型分光光度計、科達FA-1004精密天平）。果實可滴定酸含量，用人工滴定法。

③數據分析 利用Excel 2010進行試驗數據的統計、整理、分析和作圖，并且使用Excel 2010軟件進行處理間的顯著性檢驗，采用單因素方差分析法，多重比較采用Duncan′s新復極差法（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 不同處理番茄果實發育時程的比較

由表1可知，不同處理栽培條件下番茄果實發育進程不一，綠熟期露地栽培為7月15日，即7月15日開始掛果，大棚栽培為7月22日，較露地栽培晚7 d。白熟期、轉色期，露地栽培分別比大棚栽培早7、5 d。但粉紅期后大棚栽培條件下的果實發育迅猛，最終與露地條件下在8月9日同時進入粉紅期，但粉紅期后大棚果實成熟進程持續加快，亮紅期較露地栽培早2 d，紅熟期較露地栽培早3 d，即相較于露地栽培提早3 d進入采摘期。

表1 不同處理番茄果實發育時程的比較 月/日

2.2 不同處理番茄花萼及其含水量的變化

由圖1A可知，花萼長度的變化隨生育期的改變而變化，隨著果實的發育，花萼長度逐漸增加，不同時期大棚栽培的花萼長度都大于露地栽培，綠熟期至轉色期兩者長度存在顯著差異，而后粉紅期至亮紅期無顯著差異，但紅熟期時差異顯著。

圖1 不同處理番茄花萼長度（A）及含水量（B）的比較

由圖1B可知，露地栽培的花萼含水量前期高于大棚栽培，呈現先減小、再增加的趨勢，受天氣影響二者在粉紅期和亮紅期存在顯著差異，在紅熟期后無顯著差異。大棚栽培花萼的含水量變化相對平穩，不因時期的改變而存在差異，紅熟期含水量最高，為84.49%。

2.3 不同處理番茄果柄及其含水量的比較

由圖2A和2B可知，果柄長度、橫徑在果實生長發育過程中穩定增長，露地栽培的果柄長度和粗度均大于大棚栽培。2個處理的果柄長度在綠熟期至轉色期差異顯著，但果柄橫徑僅在轉色期存在顯著差異，其他時期無論是果柄長度還是橫徑均無顯著差異。

從圖2C可知，不同條件下二者果柄含水量在綠熟期和粉紅期存在顯著差異，粉紅期的果柄含水量差異最大，果柄含水量露地栽培為42.52%，大棚栽培為88.08%，大棚栽培高45.56個百分點。

圖2 不同處理番茄果柄長度（A）、橫徑（B）及含水量（C）的比較

2.4 不同處理番茄果實性狀的比較

①果實體積變化和果形指數 由表2可以看出，不同栽培條件下果實寬度在白熟期、粉紅期、亮色期存在顯著差異，其他時期差異不顯著。由表3可以看出，不同栽培條件下果實高度僅在轉色期存在顯著差異。

表2 不同處理番茄果實果寬 cm

表3 不同處理番茄果實果高 cm

由圖3可知，露地栽培條件下，果實在轉色期前體積增長速率小于大棚栽培，但是2種栽培條件下果實進入轉色期時體積增長都有所變緩，由于大棚栽培果實在轉色期前干物質積累速度大于露地栽培，導致轉色期后大棚栽培果實稍大于露地栽培，紅熟期時二者體積無顯著差異，露地栽培、大棚栽培條件下，果實體積變化與前人研究[18]相似。

圖3 不同處理番茄果實體積的變化

②果實鮮果質量和含水量 由圖4A可知，不同栽培條件下，大棚栽培果實鮮質量都大于露地栽培，轉色期至粉紅期存在顯著差異，但在進入亮紅期后二者不存在顯著差異。由圖4B可知，露地栽培、大棚栽培番茄果實都存在1個含水量下降點，大棚栽培果實在粉紅期降低，露地栽培果實在轉色期降低，這可能與當地氣候變化存在聯系，但大棚內部氣候變化沒有露地條件下的劇烈，從而導致了果實含水量相對露地條件延緩了1個時期降低。

圖4 不同處理番茄果實鮮質量（A）和含水量（B）的比較

③果實硬度及可溶性固形物含量 由圖5A可知，6個時期大棚栽培番茄果實硬度均小于露地栽培，2個處理的果實硬度均在綠熟期最大。在果實整個生長發育時期中，二者果實硬度均無顯著差異，在綠熟期至轉色期果實硬度降幅降大，而到了轉色期之后，果實硬度降幅較緩。紅熟期露地栽培的果實硬度大于大棚栽培，在保鮮和運輸過程中，露地栽培的果實相對于大棚栽培的不易受到機械損傷，有利于長時間運輸。由圖5B可知，可溶性固形物含量大棚栽培與露地栽培的變化不同，露地栽培在粉紅期達到最大值（4.93%），二者僅在此時期表現出顯著差異，而大棚栽培在亮紅期才達到最大值（4.28%）。

圖5 不同處理果實硬度（A）及可溶性固形物含量（B）的比較

④果實色素含量 由圖6A可知，露地和大棚栽培番茄果實葉綠素含量均呈先增后減的趨勢，與前人研究結果相同[15]。露地番茄果實葉綠素含量在白熟期最高，為2.94 mg/L，而后下降，大棚番茄果實葉綠素含量在轉色期最高，達3.69 mg/L，而后下降。雖然二者變化趨勢相同，但在番茄果實發育的整個時期，大棚栽培下果實在轉色期后葉綠素含量顯著高于露地條件，至紅熟期時露地果實葉綠素含量已經較低，下降到了0.14 mg/L。

圖6 不同處理果實主要色素含量的比較

由圖6B和6C可知，在番茄果實發育歷程中，果實類胡蘿卜素和番茄紅素含量處于一直增長的狀態。紅熟期，大棚栽培番茄類胡蘿卜素含量為683.80μg/g，顯著高于露地栽培的246.50μg/g。露地栽培下番茄類胡蘿卜素含量增長相對平緩，白熟期后，大棚栽培番茄果實類胡蘿卜素的積累速度明顯大于露地栽培，從粉紅期開始，大棚栽培番茄類胡蘿卜素含量顯著高于露地番茄。番茄紅素含量在整個果實發育時期逐漸增加，到紅熟期達到最大值，其中大棚栽培達到0.005 9%，露地番茄紅素達到0.003 4%。果實發育過程中類胡蘿卜素和番茄紅素含量的變化趨勢相同，兩者都在紅熟期達到最大值，并在粉紅期開始表現出顯著差異，紅熟期時差異較為明顯。

⑤果實可溶性蛋白和可滴定酸含量 由圖7A可知，2種栽培條件下，番茄可溶性蛋白含量隨著不同發育進程呈波動變化，二者可溶性蛋白含量均在綠熟期最高，露地栽培番茄可溶性蛋白含量為9.89 mg/g、大棚番茄為9.34 mg/g，2種栽培條件下，可溶性蛋白含量在粉紅期開始存在顯著差異，紅熟期差值最大。大棚栽培番茄可溶性蛋白含量在紅熟期有所增長，而露地栽培并未出現這一現象。

由圖7B可知，2種栽培條件下果實可滴定酸含量總體都呈現先增后減的趨勢，大棚栽培在粉紅期達到最高，可滴定酸含量為5.70%，而露地栽培在轉色期達到最高，可滴定酸含量為3.78%。不同條件下果實可滴定酸含量僅在粉紅期存在顯著差異，其他時期無顯著差異，最終均在紅熟期降至最低。

圖7 不同處理果實可溶性蛋白（A）和可滴定酸含量（B）的比較

⑥果實可溶性糖和VC含量 由圖8A可看出，露地果實可溶性糖的積累在白熟期較為迅速，在紅熟期達到最大值（15.48%）。而大棚可溶性糖的積累較為平緩，在亮紅期與紅熟期可溶性糖含量相差甚微，在紅熟期時達到最大值（15.30%）。紅熟期露地栽培果實可溶性糖含量高于大棚栽培，但在果實整個發育期中二者可溶性糖含量均無顯著差異。

由圖8B可知，不同栽培條件下番茄果實VC含量變化明顯，二者VC含量在白熟期、轉色期存在顯著差異，粉紅期無顯著差異，亮紅期后表現出顯著差異，不過二者果實VC含量均在紅熟期最高，大棚栽培為15.75 mg/kg，露地栽培為19.28 mg/kg，存在顯著差異。

圖8 不同處理果實可溶性糖（A）和VC含量（B）的比較

3 討論與結論

在番茄果實生長發育過程各組分含量變化中，大棚內果實果柄含水量變化有所不同，且由于設施保護，大棚栽培番茄果實含水量變化平緩，而由于無設施保護，露地栽培下番茄果實含水量在白熟期至轉色期變化強烈。而此階段露地果實葉綠素、可溶性固形物、可溶性糖含量變化均與大棚栽培果實表現不同，因果實水分脅迫下，大棚栽培番茄果實含水量減少，果實可溶性糖、可溶性固形物的含量變化明顯大于露地栽培，呈上升趨勢，當含水量增加時，兩物質含量又呈下降趨勢，這與前人研究相似[28～30]，而白熟期階段因水分的缺失，露地番茄果實的硬度顯著大于大棚栽培的，同時導致露地果實體積的增長速度變緩，在果實外觀品質上小于大棚栽培。大棚與露地栽培下果實VC含量變化不同，露地呈先上升后下降再上升的趨勢，大棚呈先下降后上升再下降的趨勢，前人研究表明[31]，VC含量在綠熟期至白熟期明顯升高，之后趨于平緩，轉色期略有下降，到完熟期達到最高。本試驗中，露地栽培番茄果實VC含量在綠熟期至轉色期上升，在粉紅期略有下降，而大棚栽培下果實VC含量在綠熟期至粉紅期上升，亮紅期下降明顯，這可能與貴陽當地氣候變化存在一定關系。

露天栽培與設施栽培的差異，導致了番茄果實發育過程中外在特征、內在品質變化幅度差異明顯，果實在白熟期之前各項品質變化差異不明顯，但是轉色期之后，2種栽培條件下的品質變化明顯不同。果實色素和可滴定酸含量在轉色期后迅速增加，紅熟期都高于露地栽培，VC含量在綠熟期高于露地栽培，后期有所增加，在粉紅期接近露地栽培，但粉紅期后都低于露地栽培。大棚栽培條件下，葉綠素、可溶性蛋白含量變化的曲線有別于露地栽培，葉綠素變化在白熟期、可溶性蛋白含量在轉色期，大棚栽培條件下變化趨勢較露地栽培晚1個時期，營養物質含量的積累有所變化，但最終時期的含量都高于露地栽培。番茄紅素與類胡蘿卜素含量變化趨勢相同，最終大棚栽培條件下都高于露地條件。大棚栽培果實VC和可溶性糖含量在紅熟期時均低于露地栽培，但其他內在、外觀品質都高于露地條件，使得最終大棚栽培果實產品優于露地栽培。本試驗研究條件下，轉色期后大棚有效促進了番茄果實的生長、發育進程，不僅影響了果實的外觀特征，還影響了果實的內在品質。