張培鈺,溫祥珍,李亞靈
(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,山西太谷030801)
番茄在日常消費(fèi)中占據(jù)很大比例,是我國(guó)栽培的重要蔬菜種類之一[1]。隨著生活水平的提高,人們對(duì)番茄的定位逐漸轉(zhuǎn)為水果蔬菜兼用型,對(duì)果實(shí)大小、果皮顏色、果肉口感等提出了更高的要求[2]。而授粉方式的不同也決定了果實(shí)風(fēng)味的不同,露地栽培條件下,通常通過(guò)昆蟲(chóng)和風(fēng)的搖動(dòng)授粉坐果。如:雄蜂授粉不僅可改善果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),還可以顯著提高產(chǎn)量,降低畸形果的比率,商品性好[3]。日光溫室已經(jīng)成為我國(guó)北方冬季蔬菜生產(chǎn)的主要形式[4]。但在設(shè)施溫室中,因通風(fēng)較差,昆蟲(chóng)少,不利于傳粉,造成番茄授粉不良,從而減產(chǎn)[5]。隨著激素保果技術(shù)的應(yīng)用,設(shè)施番茄面積迅速擴(kuò)展,成為我國(guó)主要設(shè)施蔬菜之一[6]。但是消費(fèi)者反映設(shè)施番茄果實(shí)果肉硬化、炒食不爛,風(fēng)味變差,生食無(wú)味[7]。
本試驗(yàn)設(shè)計(jì)了震動(dòng)坐果、自然坐果和激素噴花坐果3種坐果方式,測(cè)定了果實(shí)中可溶性糖、淀粉、果糖、蔗糖和Vc含量,為深入了解不同坐果方式對(duì)果實(shí)風(fēng)味的影響及為農(nóng)民選出適合番茄坐果方式的方法奠定了理論基礎(chǔ)。
供試番茄(Lycopersicon esculentum)品種為阿粉162。
試驗(yàn)于2017年8月8日至11月12日在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)施農(nóng)業(yè)工程中心的日光溫室內(nèi)進(jìn)行。建造了3個(gè)自然光照人工氣候室,其結(jié)構(gòu)坐北朝南,長(zhǎng)3 m、寬2.4 m、前屋面高1.5 m,后屋面高2.3 m,番茄于8月10日定植到自然光照人工氣候室。
試驗(yàn)共設(shè)3種處理:A.震動(dòng)授粉,使用小蜜蜂授粉器(產(chǎn)于山東嘉禾科技有限公司),震動(dòng)時(shí)將袋去掉,震動(dòng)后立即套袋。B.自然授粉,即對(duì)照,不做任何處理。C.激素保果,采用番茄果霉康300倍液噴花穗,噴時(shí)將袋去掉,對(duì)其柱頭噴一次,噴完立即套袋。在試驗(yàn)處理之前,3個(gè)人工氣候室的植株都在花蕾期套袋,以防止其他因素的干擾,待開(kāi)花時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理,番茄坐果后去袋。
試驗(yàn)測(cè)定了第2穗果和第3穗果中可溶性總糖、淀粉、果糖、蔗糖、Vc含量。在花后10 d取第1次樣,之后每隔10 d取樣一次,3次重復(fù)??扇苄钥偺呛偷矸鄄捎幂焱?硫酸法[8]測(cè)定;果糖和蔗糖采用間苯二酚顯色法[9]測(cè)定;Vc含量采用2,6-二靛酚法測(cè)定[10]。
果徑變化量采用游標(biāo)卡尺定株測(cè)量。每處理選5株生長(zhǎng)一致的植株,7 d測(cè)一次果徑。果實(shí)生長(zhǎng)速率(V)計(jì)算公式如下。
V=(L2-L1)/D (1)
其中,L2為本次測(cè)定果徑值(cm);L1為上次測(cè)定果徑值(cm);D為測(cè)定間隔期(d)。
數(shù)據(jù)處理采用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行。
從圖1可以看出,果實(shí)生長(zhǎng)均呈“S”型曲線,處理前14 d生長(zhǎng)量均小,在14~42 d為番茄果實(shí)快速生長(zhǎng)期,隨后生長(zhǎng)趨于緩慢。但不同處理間的差異有所不同,震動(dòng)授粉處理前期生長(zhǎng)較快,第35天后生長(zhǎng)緩慢;自然授粉處理前期生長(zhǎng)快,第35天后進(jìn)入緩慢生長(zhǎng)過(guò)程;激素處理的果實(shí)生長(zhǎng)接近自然授粉處理。筆者認(rèn)為,這與授粉效果、種子發(fā)育有關(guān)。即A處理初期激素產(chǎn)生多,生長(zhǎng)較快,隨著果實(shí)中種子的發(fā)育,消耗較多養(yǎng)分,生長(zhǎng)趨于緩慢;B處理授粉正常,果實(shí)發(fā)育正常;C處理前期達(dá)到正常果實(shí)激素水平,保證了坐果及相應(yīng)的長(zhǎng)勢(shì),但果實(shí)中種子少,維持了較快的生長(zhǎng)速度??傮w來(lái)看,激素保果比其他2種授粉方式果實(shí)生長(zhǎng)速率快。果實(shí)成熟后,C處理的果實(shí)生長(zhǎng)速率比A,B處理分別增加15.88%和3.14%。
番茄果實(shí)中可溶性糖含量是決定番茄風(fēng)味的主要因素之一。從圖2可以看出,在果實(shí)膨大期直至成熟過(guò)程,3種處理可溶性糖含量的變化趨勢(shì)基本一致,都是先上升后下降最終趨于穩(wěn)定。但處理間有顯著差異,初期差異相對(duì)較小,在花后30 d直至果實(shí)成熟,A,B處理的可溶性糖含量均顯著高于C處理,二穗果A處理高于B處理,三穗果A,B處理前期無(wú)明顯差異,后期A處理有升高趨勢(shì)。
試驗(yàn)表明,番茄果實(shí)中淀粉含量在開(kāi)花后10 d含量最高,之后隨生長(zhǎng)到成熟快速降低(圖3)。即番茄坐果后作為貯藏物質(zhì)的淀粉積累最多,后逐漸分解轉(zhuǎn)化為其他果實(shí)內(nèi)含物。由圖3可知,不同處理間變化趨勢(shì)一致,差異相對(duì)較小,成熟期淀粉含量更加接近。在花后10~30 d中,C處理比A,B處理淀粉含量明顯較低,第2穗果果實(shí)成熟后,A,B處理分別比C處理淀粉含量增加14.13%和60.9%;第3穗果分別增加38.55%和69.32%。
果糖是甜度較高的一種糖,也是決定果實(shí)風(fēng)味的主要糖類之一。結(jié)果表明,隨果實(shí)成熟度提升果糖含量均呈上升趨勢(shì),尤其在后期(圖4)。各處理間的差異相對(duì)較小,但C處理的果糖含量還是低于其他2種處理。第2穗果中,A,B處理比C處理果糖含量分別增加了2.94%和22.9%;第3穗果,花后30 d前,3種處理差異較小,30 d后C處理的果糖含量顯著低于其他2個(gè)處理,成熟時(shí)A,B處理比C處理分別增加了27.28%和20.87%。
蔗糖在果實(shí)中是長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)囊环N物質(zhì),是果實(shí)中糖積累的主要形式,是果實(shí)品質(zhì)形成的因子。由表2可知,第2,3穗果實(shí)中蔗糖變化趨勢(shì)基本是一致的,都是先增后減,在果實(shí)膨大期(花后30 d)3種處理均達(dá)到最大值,之后下降。第2穗果實(shí)成熟后,A,B處理比C處理的蔗糖含量分別增加了39.67%和17.46%;第3穗果A,B處理比C處理分別增加了34.51%和12.78%。A處理蔗糖含量顯然高于其他2種處理,C處理果實(shí)中蔗糖含量最低。
表2 不同授粉方式下番茄中的蔗糖含量 mg/g
番茄果實(shí)中Vc含量也是判斷果實(shí)風(fēng)味的主要因素之一。由圖5可知,A,B處理的Vc含量高于C處理,坐果20 d的3種處理間差異不大,均呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì),之后A,B處理保持了快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭,C處理則趨緩,差距加大。而3種處理的變化趨勢(shì)都基本一致。在第2穗果中,A,B處理比C處理分別增長(zhǎng)44.7%和21.32%,且A處理與C處理之間存在顯著性差異;第3穗果中,A,B處理比C處理分別增加30.29%和25.67%,但無(wú)顯著性差異。
同時(shí)從圖5還可看出,Vc含量的變化曲線類似于拋物線。在第2穗果中,A,C處理均在花后53 d達(dá)到最大值,分別為15.07,10.05 mg/g,B處理在花后56 d達(dá)到最大值(12.55 mg/g);第3穗果的A處理在花后57 d時(shí)達(dá)到最大值(12.06 mg/g),B處理在花后52 d達(dá)到最大值(11.85 mg/g),C處理在花后50 d達(dá)到最大值(9.35 mg/g)。即它們都在花后50~60 d這個(gè)時(shí)間段內(nèi)存在最大值,而這個(gè)時(shí)間段正是果實(shí)成熟階段,所以,在果實(shí)成熟階段Vc含量最高。
本試驗(yàn)所測(cè)的糖類(可溶性糖、果糖、蔗糖和淀粉)從番茄小果到果實(shí)成熟,變化規(guī)律與劉以前等[11]測(cè)定的趨勢(shì)是一致的。不同坐果方式對(duì)Vc含量也有影響,震動(dòng)坐果和自然坐果中Vc含量相差不大,但用激素噴花的番茄Vc含量要比其他2種偏低,這個(gè)結(jié)論與前人研究結(jié)論一致[12]。
從番茄品質(zhì)上來(lái)說(shuō),積累不同的糖對(duì)果實(shí)品質(zhì)及風(fēng)味也不同??扇苄蕴鞘菧y(cè)定品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo),積累可溶性糖含量高則品質(zhì)好[11]。本試驗(yàn)3種坐果方式中,激素坐果積累的可溶性糖含量明顯比前2種坐果方式減少50%左右,可能是由于激素坐果導(dǎo)致果實(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)法及時(shí)填充。在二穗的激素坐果和三穗震動(dòng)坐果的40 d后可溶性糖含量都在增加,初步認(rèn)為在40 d前果實(shí)內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)前期由于受其他因素的抑制,影響了物質(zhì)代謝,而在40 d后抑制因素消失,物質(zhì)代謝恢復(fù),此時(shí)可溶性糖含量增加。淀粉是作為一種轉(zhuǎn)化物質(zhì)暫時(shí)儲(chǔ)存,后逐步分解為果糖和葡萄糖[13]。就番茄的甜度來(lái)說(shuō),由于果糖的甜度是葡萄糖的2倍,因此,改變果實(shí)中果糖與葡萄糖的比率就可以改變果實(shí)的風(fēng)味[14]。葡萄糖和果糖二者所占的比例相似,總和可以占到可溶性固形物的75%[15]。本研究中的果糖含量,二穗果在花后50 d前,3種坐果處理含量較明顯,三穗果是在花后30 d以后3種處理才有明顯區(qū)別,筆者猜想可能是由于二三穗果位置的差異使得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)先到達(dá)二穗果,再到達(dá)三穗果,使果實(shí)內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化存在時(shí)間上的差異。同時(shí)二三穗激素坐果的果糖含量要比震動(dòng)和自然坐果的果糖含量低,這大大降低了番茄果實(shí)風(fēng)味,使番茄吃起來(lái)索然無(wú)味。蔗糖的積累對(duì)番茄的作用就更重要了,蔗糖降解后為果糖和葡萄糖[16]。本試驗(yàn)中在三穗果中震動(dòng)授粉的蔗糖含量在20 d后先急速上升到第30天時(shí)達(dá)到最高,之后又急速下降,30 d時(shí)三穗果比二穗果蔗糖的含量增加50%,猜想這可能是由于番茄內(nèi)轉(zhuǎn)化蔗糖的酶在第30天時(shí)含量少,使蔗糖含量無(wú)法及時(shí)降解或降解量少,導(dǎo)致蔗糖的積累量過(guò)多,而30 d后轉(zhuǎn)化蔗糖的酶含量急劇增加同時(shí)蔗糖被降解,導(dǎo)致蔗糖含量急劇下降。這些都需要進(jìn)一步驗(yàn)證。
目前番茄的坐果方式多樣化,可以采用授粉器進(jìn)行震動(dòng)授粉,也可以使用激素進(jìn)行人工噴花、點(diǎn)花、蘸花[17]。生物坐果主要包括蜜蜂坐果、熊蜂坐果等昆蟲(chóng)坐果,且在全球范圍內(nèi)掀起了生物授粉的熱潮[18];研究表明,蜜蜂授粉的平均單株產(chǎn)量和總產(chǎn)量均顯著高于人工授粉,畸形果率顯著降低[19]。利用風(fēng)授粉也是坐果方式中的一種[20]。普通溫室中,人們會(huì)選擇震動(dòng)坐果和激素坐果來(lái)提高坐果率。激素坐果是通過(guò)花期噴施外源激素刺激果實(shí)膨大,但是使用激素授粉易造成果實(shí)品質(zhì)變差,畸形果率高[21]。從整體來(lái)看,激素坐果中各種糖含量都要比震動(dòng)和自然坐果的含量低,且激素坐果可使番茄內(nèi)部的糖類及其他一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)法及時(shí)填充,更重要的是還會(huì)造成激素殘留,影響消費(fèi)者的身體健康。這一方法在一些農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已被禁止,我國(guó)出口番茄也禁止使用植物激素類物質(zhì)[22]。所以,隨著人們對(duì)食品安全性的日益重視,綠色環(huán)保坐果技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視[23]。
番茄風(fēng)味主要由內(nèi)含物決定,試驗(yàn)中不同坐果方式內(nèi)含物變化趨勢(shì)基本一致,但數(shù)量及比例存在顯著差別,是引起口感不同的主要原因。通過(guò)對(duì)溫室番茄坐果方式對(duì)品質(zhì)指標(biāo)的影響,可以看出激素確實(shí)影響了果實(shí)的生長(zhǎng)率、大小、果實(shí)內(nèi)部的糖含量及Vc含量,使用激素坐果的果實(shí)生長(zhǎng)率確實(shí)比震動(dòng)授粉和自然授粉的要快,但內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)無(wú)法及時(shí)提供,造成了果實(shí)風(fēng)味下降。激素噴花較震動(dòng)授粉和自然授粉的番茄果實(shí)的可溶性糖含量下降50%左右;第2穗果實(shí)中震動(dòng)授粉、自然授粉比激素授粉的淀粉含量分別增加14.13%和60.9%,果糖、蔗糖含量分別增加了2.94%,22.9%和39.67%,17.46%,Vc含量分別增加了44.7%和21.32%;第3穗果淀粉含量分別增加了38.55%,69.32%,果糖、蔗糖的增加量分別為27.28%,20.87%和34.51%,12.78%,Vc含量分別增加了30.29%和25.67%??偟膩?lái)說(shuō),激素除了可以刺激番茄坐果,提高生長(zhǎng)率外,無(wú)太多的好處。震動(dòng)坐果和自然坐果對(duì)于糖類含量無(wú)明顯差別,但前人研究表明,震動(dòng)坐果的坐果率要高于自然坐果。所以,對(duì)于普通溫室和農(nóng)民來(lái)說(shuō)震動(dòng)坐果是不錯(cuò)的選擇。
志謝:感謝幫助過(guò)我的老師們和同學(xué)們,在這里請(qǐng)接受我由衷的謝意!