螯合鈣葉面肥及遮陽網對番茄果實生長的影響

摘 要：為探究葉面噴施螯合鈣+遮陽網對溫室春延茬番茄果皮代謝特征、果實裂果和品質的影響，以優品88番茄品種為材料，分別進行了CK（未遮陽+葉面噴施清水）、CC（未遮陽+葉面噴施0.30 g·L-1螯合鈣）、S（遮陽網+清水）與SCC（遮陽網+0.30 g·L-1螯合鈣）的處理試驗。結果表明，轉色期與紅熟期番茄果實裂果率均表現為SCC<S<CC<CK，且各處理間差異顯著；與CK相比，CC、SCC處理均顯著提高了果皮超氧化物歧化酶與抗壞血酸過氧化酶活性，降低了果皮丙二醛和H2O2含量；CC、S與SCC處理均顯著降低了果皮細胞壁水解酶活性；果皮纖維素與原果膠含量呈現SCC>S>CC>CK的變化趨勢，且SCC處理與其他各處理呈顯著差異；CC與SCC處理均顯著提高了果實單果質量、維生素C和可溶性固形物含量，且SCC處理效果最好。綜上所述，在溫室番茄生產中，0.30 g·L-1螯合鈣+遮陽網協同作用的增產提質效果最優。

關鍵詞：番茄；螯合鈣；遮陽；果實生長

中圖分類號：S641.2 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）10-082-06

收稿日期：2024-02-02；修回日期：2024-06-12

基金項目：西藏自治區自然科學基金項目（XZ202001ZR0067G）；濰坊市科學技術發展計劃項目（2021GX050）；濰坊科技學院學科建設設施園藝專項（2021XKJS26）；山東省高校設施園藝重點實驗室項目（2018YY014）；濰坊科技學院人才專項（KJRC2021001）

作者簡介：彭佃亮，男，副教授，主要從事蔬菜高產生理生態研究。E-mail：pdlpdl2009@126.com

Effects of chelated calcium foliar fertilizer and shading net on tomato fruit growth

PENG Dianliang， WANG Xingcui， YANG Wenxia， ZHANG Jingmin， TANG Yuhai， XU Haicheng

（Facility Horticulture Laboratory of Universities in Shandong/Jia Sixie Agricultural College， Weifang University of Science and Technology， Shouguang 262700， Shandong， China）

Abstract： To investigate the effect of foliar spraying of chelated calcium and shading net on the metabolic characteristics， fruit cracking， and quality of greenhouse spring delay tomatoes， the tomato variety Youpin88 was treated at four treatments， as CK（unshading + clear water foliage spraying）， CC（unshading + 0.30 g·L-1 chelated calcium foliage spraying）， S（shading + clear water）， and SCC（shading + 0.30 g·L-1 chelated calcium）. The results showed that the fruit cracking rate of tomato during the color changing and red ripening stage was SCC<S<CC<CK， and there were significant difference among the treatments. Compared with CK， CC and SCC significantly increased the activities of superoxide dismutase and ascorbate peroxidase in fruit peels， while reducing the content of malondialdehyde and H2O2. CC， S and SCC significantly decreased the activity of cell wall hydrolases in fruit peel cells. The content of cellulose and pectin in the fruit peel showed a trend of SCC>S>CC>CK， and SCC showed significant difference compared to the other treatments. Both CC and SCC significantly improved the single fruit mass， vitamin C， and soluble solid content of the fruit， with SCC treatment better. In summary， the synergistic effect of chelated calcium and shading net is the most effective in increasing yield and improving quality in greenhouse tomato production.

Key words： Tomato; Celated calcium; Shading; Fruit growth

番茄是我國種植面積最為廣泛的茄果類蔬菜之一，極大地豐富了百姓的四季餐桌，設施栽培蔬菜的發展有效保障了我國北方蔬菜的供應[1]。在北方環渤海設施生產區番茄春延茬或越夏茬生產中，由于日光溫室特殊的光溫等環境因素[2]，常會引起番茄果實發育異常、果皮質量差而發生裂果現象[3]，帶來巨大的商品損耗與經濟損失，因此設施番茄種植的防裂保質是目前生產所要解決的首要問題。

研究表明，番茄裂果的發生自轉色期開始，在成熟期發生的風險最高[4]；品種特性與外界因子協同影響番茄裂果的發生[3，5-6]。番茄果皮組織質量與衰老程度決定了裂果的發生[5，7]。王傲雪等[7]研究表明，耐裂果番茄果肩含有較高的抗氧化酶活性及抗氧化物質含量，且膜質過氧化程度較低。細胞壁組分中的纖維素與原果膠可在水解酶的作用下水解，抑制細胞壁結構的穩定，減弱果皮耐性，導致裂果發生[8]。強烈的光照或持續的高溫會減弱番茄果皮的完整性與機械強度，增加果實裂果的風險[3]。

噴施外源鈣能夠減輕植物果實受氧化脅迫的損害，增強細胞壁結構的穩定性，進而降低裂果率[9-11]。糖醇螯合鈣可促進礦質營養在韌皮部的運輸，提高鈣元素的利用率[10]。遮陽網可以通過減少光照度、水分蒸發量及溫度，改善設施小氣候環境進而影響植物的生長發育[12]。研究表明，遮陽網可以提高果實中的總酚與總單寧含量，降低總類黃酮含量，進而影響葡萄的品質[13]。目前關于葉面噴施螯合鈣+遮陽網對番茄果皮代謝特征、裂果和果實品質的影響研究不足，筆者在設施番茄春延茬栽培過程中，進行噴施外源螯合鈣、遮陽以及遮陽+外源螯合鈣雙重處理，研究不同處理對番茄果皮組織抗氧化能力、物質代謝以及裂果與果實品質的影響，旨在為設施番茄的抗逆生產提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗番茄品種為優品88，優品88定植苗由山東濰科種業發展有限公司提供。螯合鈣為普蓓優鈣，由英國果頓農用化學品公司生產，鈣含量（ρ，后同）>252 g·L-1。

1.2 試驗設計

試驗于2023年3－7月在山東省壽光市濰坊科技學院北洛試驗基地設施溫室開展。試驗溫室南北走向，標準化起壟雙行定植（3月2日），行長4 m，行距50 cm，株距30 cm，單稈整枝。共設置4個處理：未遮陽+葉面噴施清水作為對照（CK）、未遮陽+葉面噴施0.30 g·L-1螯合鈣（CC）、遮陽網+葉面噴施清水（S）、遮陽網+葉面噴施0.30 g·L-1螯合鈣（SCC）。于第三穗果開花時布置遮陽處理，用遮光率為26%的遮陽網覆蓋于日光溫室薄膜頂部，遮陽時間為每日09：30—16：30。同時進行葉面噴施清水或螯合鈣處理，用量為每次1 L·m-2，每7 d噴施1次，連噴6次。采用完全隨機區組設計，每個處理設3次重復，52株番茄，每株番茄第三穗果留果4個。

1.3 指標測定

1.3.1 果皮代謝指標 試驗品種的裂果出現在果肩處，分別在第三穗果的轉色期及紅熟期每個重復挑選6個大小均勻的果實，縱橫切后每單果留取1/4近果柄端的果皮混勻，具體參考張川等[5]的方法。所取果皮用于測定抗氧化酶、細胞壁代謝相關酶活性及活性氧物質和果皮組分含量等指標。參考曹建康等[14]的方法，測定超氧化物歧化酶（SOD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）、纖維素酶與多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性及丙二醛（MDA）、過氧化氫（H2O2）、纖維素和原果膠含量，每處理3次重復。

1.3.2 果實硬度及裂果率 于番茄第三穗果的轉色期與紅熟期每個重復取10個大小均勻的果實，采用GYJ-4硬度計測定第三穗果實硬度；另于上述各個時期每個重復隨機選取8株番茄植株，統計該時期番茄裂果數與總果數，計算裂果率[5]。裂果率/%=裂果數/總果數×100，每處理3次重復。

1.3.3 果實品質指標 于番茄第三穗果實紅熟期每個重復挑選發育一致的6個果實，采用四分法混勻后，參照高俊鳳[15]的方法測定可溶性固形物、維生素C、可溶性糖和有機酸含量，每處理3次重復。

1.4 數據處理

采用Microsoft Excel 2010軟件進行數據處理與作圖；采用DPS v15.10軟件運用LSD法進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 螯合鈣+遮陽網對番茄果皮MDA與H2O2含量的影響

由圖1可以看出，各處理紅熟期番茄果皮MDA含量均高于轉色期（圖1-A），而H2O2含量與之相反（圖1-B）。與CK相比，噴施螯合鈣（CC）、遮陽（S）與螯合鈣+遮陽（SCC）處理均降低了兩個番茄果實發育時期的果皮MDA含量，分別為12.40%、25.99%和38.55%（兩時期均值），且除轉色期CC處理外，其他處理與CK均呈顯著差異，其中SCC處理比CK分別顯著降低33.39%、43.69%。兩個果實發育時期的番茄果皮H2O2含量在不同處理間均表現為CK>CC>S>SCC，與CK相比，CC、S和SCC處理均顯著降低了兩個時期的H2O2含量，其中SCC處理的H2O2含量最低，分別比CK顯著降低22.41%、22.75%。以上結果表明，遮陽與螯合鈣處理均可降低番茄果皮MDA與H2O2含量，且螯合鈣+遮陽網處理效果最優。

2.2 螯合鈣+遮陽網對番茄果皮SOD與APX活性的影響

由圖2-A可以看出，兩個時期番茄果皮的SOD活性在不同處理間表現出CC>SCC>CK>S的變化趨勢，且紅熟期各處理間差異顯著；與CK相比，CC處理的果皮SOD活性顯著提高了29.75%（兩時期均值）；與S處理相比，SCC處理的SOD活性也顯著提高了27.62%（兩時期均值）。番茄果皮APX活性在不同處理間的變化趨勢與SOD一致，CC與CK相比、SCC與S相比，果皮APX酶活性分別顯著提高了22.76%、20.79%（兩時期均值）（圖2-B）。以上結果表明，噴施螯合鈣及螯合鈣與遮陽網協同處理均可顯著提高番茄果皮抗氧化酶活性。

2.3 螯合鈣+遮陽網對果皮纖維素酶及PG活性的影響

由圖3-A知，與CK相比，CC、S與SCC處理均顯著降低了不同生育時期番茄果皮纖維素酶活性，分別為20.44%、38.63%與47.68%（兩時期均值）；CC較CK、SCC較S處理均降低了兩時期果皮纖維素酶活性，且除轉色期S與SCC處理差異不顯著外，其他處理均呈顯著差異。不同處理條件下，兩時期果皮PG活性均表現為CK>CC>S>SCC，且各處理間差異均顯著；CC較CK、SCC較S，PG活性分別顯著降低13.41%、19.29%（兩時期均值）（圖3-B）。以上結果表明，噴施螯合鈣可降低果實果皮纖維素酶和PG活性，且螯合鈣與遮陽網協同作用效果最佳。

2.4 螯合鈣+遮陽網對紅熟期果皮纖維素和原果膠含量的影響

由圖4可以看出，CC、S與SCC處理的紅熟期番茄果皮纖維素含量比CK分別顯著提高15.63%、38.79%、57.37%，不同處理均呈顯著差異，其中SCC含量最高。紅熟期番茄果皮原果膠含量在不同處理間呈CK<CC<S<SCC的變化趨勢，CC、S與SCC處理比CK分別顯著提高19.04%、28.78%、41.49%。

2.5 螯合鈣+遮陽網對番茄果實硬度與裂果率的影響

由圖5可以看出，各處理轉色期番茄果實硬度均高于紅熟期，而裂果率表現出相反的趨勢。與CK相比，CC、S與SCC處理均顯著提高了轉色期與紅熟期的果實硬度；CC較CK、SCC較S，兩時期的番茄果實硬度均顯著提高。在不同處理條件下，兩時期番茄果實裂果率表現為CK>CC>S>SCC，且各處理均呈顯著差異；CC較CK的果實裂果率顯著降低了16.03%（兩時期均值），SCC較S的果實裂果率顯著降低了29.58%（兩時期均值）。

2.6 螯合鈣+遮陽網對番茄果實單果質量與品質的影響

由表1可知，與CK相比，CC、S與SCC處理均提高了番茄果實的單果質量，分別為6.82%、4.32%和9.62%，除S處理外，其他處理與CK均呈顯著差異；CC較CK、SCC較S處理的單果質量均顯著提高。與CK相比，CC、S與SCC處理均提高了番茄果實的維生素C含量，CC較CK、SCC較S處理的維生素C含量分別顯著提高了14.98%、19.25%；此外，CC與SCC處理的維生素C含量無顯著差異。與CK相比，CC、S與SCC處理均顯著提高了果實可溶性固形物含量；CC較CK、SCC較S處理均提高了可溶性固形物含量，且CK與CC處理呈顯著差異。可溶性糖含量在不同處理下呈SCC>S>CC>CK的變化趨勢，其中SCC和S處理分別比CK顯著提高29.80%、14.57%。S處理下的有機酸含量顯著低于其他處理，而其他處理間有機酸含量無顯著差異。S與SCC處理的番茄果實糖酸比分別比CK顯著提高20.70%、29.84%。

3 討論與結論

隨著科學技術的發展，設施番茄可以實現周年生產，大大提高了種植戶的收益[16]。但在設施生產區，如壽光地區，設施番茄在春延茬或越夏茬生產中，溫室獨特的生態小氣候，尤其是4月下旬至10月份期間的強光高溫，常引起番茄裂果，是設施番茄增產保質的瓶頸。研究表明，外源鈣可減少臍橙裂果的發生[17]，弱光環境下櫻桃果實的開裂率顯著降低[3]。本試驗結果表明，與CK相比，噴施螯合鈣處理與遮陽網處理均顯著提高了果實硬度，降低了果實裂果率，且以螯合鈣+遮陽網雙重處理效果最優。這可能是上述處理減少了強光高溫等不良環境對果實果皮造成的損傷，穩定了角質層的完整性與力學特征，進而降低了果實的開裂概率。

較低的細胞膜膜質過氧化程度及活性氧積累量，可以增強植物對逆境的抗性，果皮組織的衰老與其密切相關[18-19]。前人研究表明，較高活性的抗氧化酶，如SOD、APX等，可以減少活性氧的積累，提高組織抗氧化和氧化修復能力[20-21]。楊蘭蘭等[11]研究表明，施用鈣可以提高蘋果果實抗氧化酶活性、降低果實MDA含量。本研究表明，噴施螯合鈣處理及螯合鈣與遮陽網協同處理均可提高番茄果皮抗氧化酶活性，可降低番茄果皮MDA與H2O2含量，且螯合鈣+遮陽網協同處理效果最優。說明設施番茄在春延茬種植時強光高溫等不利環境可導致番茄果皮活性氧物質積累，引起抗氧化酶系統的響應以清除過多活性氧；外施螯合鈣或遮陽能夠顯著降低番茄果皮胞膜過氧化程度，減少細胞膜系統損傷，進而提高番茄果皮膜系統的穩定性。

細胞壁組分的充實度及其結構的穩定性與果實裂果的發生密切相關[22-23]。纖維素酶等水解酶可以降解胞壁的纖維素與果膠等物質，降低果皮的強度，引發裂果[8]，尤其在光溫脅迫下導致的果實裂果概率更高[3]。本試驗結果表明，遮陽顯著降低了番茄果實果皮纖維素酶及PG活性，提高了紅熟期果皮纖維素和原果膠含量，這可能與遮陽后減緩了所處的強光高溫環境脅迫有關。此外，無論遮陽與否，螯合鈣均降低果皮上述水解酶活性，提高了紅熟期果皮的胞壁物質含量。這可能是作為細胞第二信使的Ca2+，能夠結合細胞中的鈣調蛋白調節果皮纖維素酶及PG活性，進而減緩番茄果皮胞壁非結構物質的降解，提高果皮強度。然而，外施螯合鈣或遮陽能否影響番茄果皮上述代謝過程中相關基因的表達還需要進一步研究。

喬凱等[16]研究表明，不同顏色的遮陽網覆蓋均顯著提高了越夏番茄的單果質量與產量。劉敏等[13]研究表明，遮陽網可提高葡萄果實的橫/縱徑和單果質量并改善葡萄品質。螯合鈣與氮互作能夠顯著影響結球生菜的產量和品質[24]。本研究表明，噴施螯合鈣處理與遮陽處理均可以提高單果質量、果實維生素C含量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量及糖酸比，且螯合鈣+遮陽協同作用效果最優。這與李益清等[25]在弱光脅迫下的研究結論一致，但針對強/弱光脅迫下的番茄品質的鈣調控是否有差異及其調控位點在哪等問題還有待繼續研究。

綜上所述，外源螯合鈣與遮陽處理均緩解了春延茬（4月中旬以后）設施內光溫脅迫對番茄果皮抗氧化能力、物質代謝以及耐裂果性與果實品質的不利影響，螯合鈣與遮陽通過提高果實果皮抗氧化酶活性，降低MDA與H2O2含量，減緩組織衰老；同時降低胞壁水解酶活性，提高果皮纖維素和原果膠含量，進而降低番茄裂果的風險，且以螯合鈣+遮陽網協同作用的增產提質效果最優。

參考文獻

[1] 孫永珍，賀靖，魏芳，等．“十三五”我國番茄產業發展及其國際競爭力評價[J]．中國瓜菜，2023，36（1）：112-116．

[2] 段祥坤，王建玉，王志鵬，等．高溫脅迫對設施甜瓜幼苗光合特性參數的影響[J]．北方園藝，2023（20）：41-46．

[3] 李泓利，劉港帥，田慧琴，等．果實開裂研究進展[J]．生物工程學報，2021，37（8）：2737-2752．

[4] 劉仲齊，薛俊，金鳳媚，等．番茄裂果與果皮結構的關系及其雜種優勢表現[J]．華北農學報，2007，22（3）：141-147．

[5] 張川，王亞晨，崔守堯，等．耐裂果與易裂果番茄果實發育過程中果實組織衰老與裂果的關系[J]．南京農業大學學報，2016，39（4）：534-542.

[6] 汝學娟，鄭陽，楊琦鳳，等．礦質元素致番茄裂果的影響機理研究[J]．西南農業學報，2014，27（1）：259-262.

[7] 王傲雪，苗爽，陳秀玲，等．不同裂果類型番茄成熟過程果皮組織衰老研究[[J]．東北農業大學學報，2019，50（4）：19-28．

[8] 王敏，韓守安，張雯，等．不同裂性葡萄品種果皮結構及代謝物質差異分析[J]．新疆農業科學，2022，59（7）：1642-1649．

[9] 崔守堯，吳震，呂海萌，等．外源CaCl2 緩解番茄裂果的生理機制[J]．南京農業大學學報，2019，42（1）：59-65．

[10] 楊雪蓮，胡小京，吳永飛，等．不同葉面鈣肥對中國櫻桃貯藏品質及幾種保護酶的影響[J]．華北農學報，2022，37（增刊1）：231-239．

[11] 楊蘭蘭，盧凱政，齊國輝，等．提高蘋果品質并抑制苦痘病發生的鈣肥最佳施用量和次數[J]．植物營養與肥料學報，2020，26（4）：765-772．

[12] 孔云，姚允聰，SHANAK Y．光選擇性網在園藝作物上的應用研究進展[J]．中國農學通報，2011，27（31）：82-87．

[13] 劉敏，成正龍，張晉升，等．遮陽網對釀酒葡萄果實及葡萄酒品質的影響[J]．西北植物學報，2017，37（9）：1764-1772．

[14] 曹建康，姜微波，趙玉梅．果蔬采后生理生化實驗指導[M]．北京：中國輕工業出版社，2007.

[15] 高俊鳳．植物生理學實驗技術[M]．北京：高等教育出版社，2005．

[16] 喬凱，張向梅，李建設，等．不同顏色遮陽網覆蓋對越夏番茄產量、光譜及品質的影響[J]．安徽農業大學學報，2019，46（1）：181-187.

[17] TAM T M P，SINGH Z，BEHBOUDIAN M H．Different surfactants improve calcium uptake into leaf and fruit of 'Washington Navel' sweet orange and reduce albedo breakdown[J]．Journal of Plant Nutrition，2012，35（6）：889-904.

[18] ILIC Z S， MILENKOVIC L，STANOJEVIC L，et al．Effects of the modification of light intensity by color shade nets on yield and quality of tomato fruits[J]．Scientia Horticulturae，2012，139：90-95．

[19] 王芳，楊莎，郭峰，等．鈣對花生幼苗生長、活性氧積累和光抑制程度的影響[J]．生態學報，2015，35（5）：1496-1504．

[20] LIU J，LIANG L，JIANG Y M，et al．Changes in metabolisms of antioxidant and cell wall in three pummelo cultivars during postharvest storage[J]．Biomolecules，2019，9（8）：319．

[21] 崔玉照，顏冬云，王文昊，等．不同鈣制劑對煙富3號蘋果采后貯藏品質的影響[J]．浙江農業學報，2023，35（7）：1582-1590.

[22] 盧艷清，林燕金，盧新坤．果皮細胞壁物質代謝及果皮對高溫和水分虧缺逆境的響應與‘度尾文旦柚’裂果相關[J]．園藝學報，2023，50（8）：1747-1768．

[23] 吳維林，張蓓，田志嬌，等．Ca+IAA對易裂果蜜廣橘果皮細胞壁成分及水解酶活性的影響[J/OL]．分子植物育種，1-14[2024-06-11]．https：//kns.cnki.net/kcms2/detail/46.1068.S.20230721.1453.004.html．

[24] 劉瑜，閆實，趙凱麗，等．螯合鈣與氮互作對結球生菜產量、品質和土壤理化性狀的影響[J]．中國瓜菜，2023，36（5）：120-124.

[25] 李益清，李天來．鈣對弱光脅迫下番茄生長發育及產量和品質的影響[J]．沈陽農業大學學報，2010，41（5）：526-530．