任 波
(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院,山西 太原 030031)
番茄(Solanum Lycopersicon)起源于南美洲,是我國廣大群眾喜聞樂見的一種蔬菜,風味獨特[1]。改革開放以來,人們對番茄的風味品質(zhì)要求越來越高[2]。一般認為番茄品質(zhì)主要包括總酸含量、糖含量、固形物含量、番茄紅素含量、pH值、VC含量等??偹嵊绊懛训目诟校缓橇考仁秋L味品質(zhì),也是營養(yǎng)品質(zhì),人體的許多代謝活動都離不開糖;可溶性固形物與色素含量有關(guān),也是衡量番茄品質(zhì)高低的重要指標;番茄紅素不言而喻,是營養(yǎng)品質(zhì)的關(guān)鍵,具有抗癌、抗氧化、增強免疫力等功效[3];pH值與其酸度有關(guān);VC是人必不可少的微量營養(yǎng)物質(zhì)之一[4]。據(jù)報道,目前研究方向主要集中在番茄風味品質(zhì)的影響因素上,如栽培過程中的溫度、光照等均對番茄的品質(zhì)有影響;因此,筆者通過查閱資料,并與有關(guān)專家座談,從栽培季節(jié)選擇、栽培方式、遮陽網(wǎng)的使用、LED光源、合理施肥等方面的栽培措施對番茄果實風味品質(zhì)影響進行綜述,以期為改善我國番茄品質(zhì)的研究提供理論參考。
番茄起源于南美洲的熱帶地區(qū),因此喜溫怕冷,研究表明:在20~25 ℃下番茄長勢最佳,溫度過高會引起番茄徒長,溫度過低影響番茄坐花坐果,在6 ℃以下的低溫會引起低溫傷害[5]。溫度過高或過低均對番茄的品質(zhì)有影響。張潔等[6-7]研究了亞高溫對番茄品質(zhì)的影響,結(jié)果表明:超過35 ℃的條件下番茄果實品質(zhì)下降,時間越早、處理時間越長,品質(zhì)越差。丁兆堂[8]在越夏番茄的研究中發(fā)現(xiàn),當溫度小于25 ℃時,光合速率隨著溫度的升高而增加;超過30 ℃時光合速率會隨著溫度的上升而逐漸下降,光合速率的變化影響了番茄的品質(zhì)。白鵬威等[9]研究認為,在適宜的溫度下,溫度越高番茄果實里糖的積累越多。在低于番茄適宜生長溫度時,番茄不僅生長緩慢,風味品質(zhì)也較差。楊再強等[10]研究認為早晚12 ℃溫差處理的番茄品質(zhì)較好。在一定范圍內(nèi),早晚溫差與糖分的含量呈正相關(guān),其原因尚不明確。筆者認為番茄品質(zhì)形成的溫度應(yīng)日間溫度較高,有利于糖分的積累,夜晚溫度較低,糖分的消耗較少,這是不可缺失的因素。
如能滿足番茄生長所需的溫度,則可以保證品質(zhì)優(yōu)良。為此,學(xué)者多選擇適于番茄生長的栽培季節(jié),即茬口。楊明惠[11]以番茄“佳粉15號”為研究對象,研究了在日光溫室中秋冬茬、春茬2個茬口中番茄成熟果實品質(zhì)性狀的差異,研究發(fā)現(xiàn):秋冬茬番茄脂肪酸含量較高,春茬較低,而春茬番茄果實中芳香物質(zhì)含量較高,秋冬茬較低;秋冬茬檢測到37種芳香物質(zhì),春茬檢測到48種,秋冬茬芳香物質(zhì)平均含量為304.58 μg/kg,春茬達702.39 μg/kg;總體來看,春茬番茄風味明顯高于秋冬茬番茄,這與多數(shù)學(xué)者研究的結(jié)論一致。筆者認為這是因為秋冬茬栽培中溫度較低,春茬栽培溫度較高,適宜番茄生長,促進了品質(zhì)的形成,其實質(zhì)是溫度起了作用。舒海波[12]報道,冬春茬番茄的番茄紅素、糖酸比均較越冬茬栽培的高,也證明是溫度在起作用。陳思呈等[13]的研究發(fā)現(xiàn):在夏秋季,露地栽培的番茄品質(zhì)優(yōu)于設(shè)施栽培,具體表現(xiàn)為番茄紅素含量高、風味品質(zhì)濃郁,這顯然是設(shè)施栽培中溫度光照較差造成的。
番茄對土壤的要求不太嚴格,但要獲得高產(chǎn),應(yīng)選擇土層深厚、有機質(zhì)豐富、排水和通氣性良好的肥沃土壤[14]。番茄栽培在砂壤土中則早熟性較好,在黏壤土中則產(chǎn)量較高,但不宜栽培在黏壤土的低洼地中。番茄對土壤酸堿度的要求是pH值以6~7為宜,過酸或過堿的土壤均不適宜[9]。包天莉等[15]研究了不同土壤類型對櫻桃番茄果實品質(zhì)的影響,結(jié)果表明:隨著番茄的生長,果實中可溶性糖和可溶性固形物含量逐漸上升,蛋白質(zhì)含量下降,有機酸含量先降后升;塿土栽培品質(zhì)指標高于黃綿土,露天處理優(yōu)于溫室處理。綜合分析認為,從品質(zhì)的角度出發(fā),應(yīng)以塿土露天栽培為最優(yōu)。杜中平[16]報道,在日光溫室中分別使用普通土壤栽培與有機土壤(由腐熟的油菜稈、小麥稈、羊糞和潔凈的土壤配制而成)栽培番茄,發(fā)現(xiàn)有機土壤栽培的番茄生長勢好,株高與莖粗均顯著優(yōu)于普通土壤,其營養(yǎng)品質(zhì)如總糖、番茄紅素含量明顯優(yōu)于普通土壤栽培的番茄,而有害物硝酸鹽含量低于土壤栽培的番茄。舒海波[12]也有類似的報道。筆者認為這是因為有機土壤中含有較高的有機肥,所以番茄的品質(zhì)較好;因此,在今后的番茄栽培中應(yīng)多施用有機肥作為基肥,對提高番茄的品質(zhì)有益。與常規(guī)的土壤栽培相比較,水培、氣霧栽培正在成為新的研究熱點。
水培即營養(yǎng)液栽培,指番茄的根系浸泡在營養(yǎng)液中的栽培方式。楊明惠[11]采用營養(yǎng)液栽培番茄,研究其品質(zhì)的變化,發(fā)現(xiàn)番茄果實中的芳香物質(zhì)較在溫室土壤中栽培的高,說明在相同的條件下,營養(yǎng)液栽培對番茄的品質(zhì)形成有利。劉玉超[17]研究了水培番茄的產(chǎn)量及品質(zhì),結(jié)果表明:在養(yǎng)分含量相同的情況下營養(yǎng)液栽培的番茄品質(zhì)好于土壤栽培的番茄,營養(yǎng)液栽培的番茄粗蛋白、VC、可滴定酸含量較土壤栽培的高。筆者認為這可能是因為番茄根系能直接從營養(yǎng)液中吸收養(yǎng)分。
水培較土壤栽培更具有優(yōu)勢,但經(jīng)過長期的實踐發(fā)現(xiàn),在栽培中易形成根墊,水培中營養(yǎng)液溶氧濃度過低、根系供氧狀況惡化等問題對作物的生長影響較大[18-21],其實質(zhì)是氧與供液的矛盾,如何解決這個問題引起廣大科研工作者的關(guān)注,在這種情況下氣霧栽培應(yīng)運而生。這是一種新型的栽培方式,具體操作方式為作物懸掛在一個密閉的栽培裝置(槽、箱或床)中,而根系裸露在栽培裝置內(nèi)部,利用噴霧裝置將營養(yǎng)液霧化后直接噴射到植物根系上,以提供植物生長所需的水分和養(yǎng)分。它是不用土壤或基質(zhì)來栽培植物的一項農(nóng)業(yè)高新技術(shù),因其以人工創(chuàng)造作物根系環(huán)境取代了土壤環(huán)境,可有效解決傳統(tǒng)土壤栽培中難以解決的水分、空氣、養(yǎng)分供應(yīng)的矛盾,使作物根系處于最適宜的環(huán)境條件下,從而發(fā)揮作物的增長潛力,使植物生長量、生物量得到大大提高。氣霧栽培作為無土栽培的一種模式,不受土壤、氣候的限制,且其節(jié)水率和節(jié)肥率分別可以達到90%和60%[22]。
王軍君[23]以2個矮生番茄品種盆栽紅和盆栽黃為材料,研究氣霧培對番茄產(chǎn)量與營養(yǎng)品質(zhì)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)氣霧培番茄果實的坐果率、產(chǎn)量、可溶性糖、可溶性固形物、類胡蘿卜素、胡蘿卜素和番茄紅素含量升高,硝酸鹽含量較低;在相同養(yǎng)分供應(yīng)的情況下,水培、土壤栽培的品質(zhì)較低,且硝酸鹽含量較高。
郭泳等[24]報道番茄正常生長的光飽和點為1 361.49 μmol/(m2·s),能滿足番茄生長所需的光照,且促進番茄品質(zhì)的形成,但在番茄的生長過程中,夏季7—8月是日曬強烈的季節(jié),光照強度往往超過光飽和點;因此,多采用遮陽網(wǎng)遮光以避免或緩解強光、高溫脅迫。Stagnari等[25]認為不同遮陽網(wǎng)覆蓋下的環(huán)境不同,會對植物的栽培學(xué)特征和產(chǎn)品感官特征產(chǎn)生顯著影響。劉玉梅等[26]以番茄品種中雜105為試材,采用不同遮光率的遮陽網(wǎng)進行試驗,研究不同遮陽網(wǎng)處理對番茄生長的影響,結(jié)果表明:隨著遮光率的降低,遮陽網(wǎng)處理的番茄幼苗株高、莖粗、葉面積、色素含量均增加,品質(zhì)提高。若未用遮陽網(wǎng),番茄植株容易被灼傷,對產(chǎn)量與品質(zhì)造成負面的影響,這與高懷春等[27]的報道一致。綜合實踐發(fā)現(xiàn),夏季番茄育苗宜根據(jù)實際情況選擇遮光率為20%~40%的遮陽網(wǎng)。
在設(shè)施生產(chǎn)中常出現(xiàn)光照不足的現(xiàn)象,為此研究者們采用人工補光的方法,之前使用的光源耗電量較高,近年來興起的LED光源較節(jié)能而成為首選。Kowallik[28]利用不同LED補光光源對櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)進行分析,發(fā)現(xiàn)不同光質(zhì)的LED光源對櫻桃番茄的影響有所差異,紅光處理下植物生長的碳水化合物含量較高;藍光照射下,植物的蛋白質(zhì)含量較高。鄭冬梅等[29]的研究結(jié)論與之類似。張典勇等[30]認為紅光使番茄紅素、可溶性糖、酸的含量上升。陳強[31]研究不同光質(zhì)對番茄品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)紅光使果實硬度和VC含量下降,藍光使硬度、VC、可溶性蛋白含量提高,紅藍組合光使糖酸比上升。筆者認為在番茄的栽培過程中應(yīng)運用紅藍組合光,使硬度、VC、可溶性蛋白含量控制在合理的范圍內(nèi)。
肥料是番茄生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)。近年來,我國糧食生產(chǎn)獲得連年豐收,化肥的作用不可輕視;但伴隨肥料的大量投入,糧食產(chǎn)量上升的區(qū)間逐年下降,而且給環(huán)境與人類的健康帶來了負面的影響。如何正確地施肥是農(nóng)業(yè)科研工作者面臨的重大挑戰(zhàn)。目前可以把肥料分為氮、磷、鉀肥、微量元素、有機肥等幾類,下面分別加以論述。
氮、磷、鉀是包括番茄在內(nèi)的蔬菜作物正常生長發(fā)育所必需的無機元素,其影響著番茄的品質(zhì),因此學(xué)者們對此研究較多。王玉濤[32]采用盆栽的方法,研究了氮、磷、鉀對番茄品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)氮能使酸、可溶性糖和可溶性固形物含量上升;磷含量的增加對品質(zhì)的影響較小;隨著施鉀量的逐步上升,酸、可溶性糖、VC和可溶性固形物含量呈波浪形變化趨勢,即先增加后降低,說明鉀肥能改善風味,這與吳國喜等[33]研究的結(jié)論相同。另外,早春設(shè)施栽培過程中氮肥使莖腐病發(fā)病率升高,甚至導(dǎo)致“燒苗”“燒根”??傮w來看,番茄的整個生長發(fā)育過程中所需肥料較多,平衡施肥是提高番茄品質(zhì)、增加產(chǎn)量的好方法。
番茄生長還需要微量元素來提供能量,研究者在此方面做了大量研究,通過對硼、鐵、鋅、錳等微量元素的研究[34-37],綜合結(jié)果表明:番茄對微量元素有一定的依賴性,缺乏微量元素,會使番茄果實的品質(zhì)下降。
單純使用化學(xué)肥料對環(huán)境有負面影響,為此研究者們建議通過合理施用有機、無機肥料以改善番茄的品質(zhì),并取得了一些進展。李吉進等[38]在番茄種植之前使用有機肥,研究其對品質(zhì)的影響,結(jié)果表明:施用有機肥料處理的番茄可溶性糖、可溶性固形物、VC含量上升,硝酸鹽含量下降,番茄品質(zhì)較好,而未使用有機肥的處理表現(xiàn)較差。靳麗云等[39]的研究結(jié)論與之類似,同時建議利用有機廢棄物生產(chǎn)有機肥。也有研究人員[40-41]的研究結(jié)果表明:微生物菌肥也能改善番茄品質(zhì),是促進番茄生長的理想肥料。
實踐證明,為保證番茄具有較好的品質(zhì),在定植前應(yīng)多施用有機肥,建議每667 m2施肥15 m3,在生長過程中平衡施用氮、磷、鉀肥,建議每667 m2施氮肥78.8 kg、磷肥377 kg、鉀肥56 kg,并配合施用生物菌肥。
綜上所述,筆者對影響番茄品質(zhì)的多個方面進行了分析,但多是從某一方面入手,缺乏系統(tǒng)性的研究。黨的十九大的召開為我國蔬菜生產(chǎn)的發(fā)展指明了一條康莊大道,也就是在滿足人民群眾需求的基礎(chǔ)上,力爭使番茄的品質(zhì)大幅度提高。對于科研工作者來講任務(wù)是十分艱巨的。筆者認為,由于番茄的生長期較長,在其不同的生長階段實施的各種栽培措施不盡相同,而這些栽培措施是綜合作用的共同體,其內(nèi)部又是相互制約,因此未來研究的方向應(yīng)是這些栽培措施綜合作用對于番茄品質(zhì)的影響。
番茄品質(zhì)涉及到的指標較多,如常見的可溶性酸、可溶性糖、可溶性固形物、糖酸比等研究的較多,而其他如芳香物質(zhì)等研究的較少,在評價番茄品質(zhì)時應(yīng)采用哪些指標,目前還沒有定論,這給番茄品質(zhì)的評價帶來一定的影響。此外,番茄品質(zhì)與產(chǎn)量之間的關(guān)系問題,即提高產(chǎn)量的同時也要保證品質(zhì),這些均是未來番茄研究的熱點。
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