劉曉奇 肖雪梅 王俊文 唐中祺 武玥 劉澤慈 張丹 郁繼華
摘要:?為探明提高番茄品質(zhì)的水分調(diào)控機制,在日光溫室基質(zhì)栽培條件下,以番茄(Solanum lycopersicum)品種181為材料,設置4個不同灌水處理,以田間最大持水量90%和75%為上、下限灌溉作為對照(正常灌溉),分別以正常灌溉量的80%、60%和40%作為輕度水分虧缺(T1)、中度水分虧缺(T2)和重度水分虧缺(T3)處理。結(jié)果表明,輕度水分虧缺和中度水分虧缺均能夠提高番茄的風味品質(zhì),其中輕度水分虧缺下番茄果實可溶性糖和有機酸含量分別比對照提高12.81%和10.34%,而中度水分虧缺處理可溶性糖含量提高20.60%,輕度水分虧缺和中度水分虧缺處理番茄果實的糖酸比分別增加2.33%和20.70%。中度水分虧缺處理揮發(fā)性物質(zhì)的種類為70種,含量為3 706.62 μg/kg;輕度水分虧缺處理揮發(fā)性物質(zhì)的種類為60種,含量為3 090.11 μg/kg;對照揮發(fā)性物質(zhì)的種類為57種,含量為2 236.64 μg/kg。番茄水分虧缺處理增加了具有花香氣味的特征性揮發(fā)物質(zhì)β-紫羅蘭酮的含量,在中度水分虧缺處理中β-紫羅蘭酮的含量最高。同時在對照番茄果實中檢測到具有焦糖氣味的2-甲基丁醇和具有蘋果香味的順-3-己烯醇2種特征性揮發(fā)物質(zhì),而在3個水分虧缺處理中均沒有檢測到。中度水分虧缺處理可溶性固形物、果實硬度、單果干物質(zhì)含量、番茄紅素含量、維生素C含量較對照分別增加了18.80%、27.34%、5.89%、13.30%和14.49%。綜合各個指標,中度水分虧缺即60%正常灌水量可顯著提高番茄果實的風味和營養(yǎng)品質(zhì),并達到生理節(jié)水的效果,可作為日光溫室基質(zhì)栽培高品質(zhì)番茄的灌溉制度。
關(guān)鍵詞:?番茄;日光溫室;基質(zhì)栽培;水分虧缺;營養(yǎng)品質(zhì);風味品質(zhì)
中圖分類號:?S641.2??文獻標識碼:?A??文章編號:?1000-4440(2021)02-0443-11
Abstract:?Tomato (Solanum lycopersicum) variety 181 was used as the test material under the condition of substrate culture in the solar greenhouse to study the regulatory mechanism of water in improving tomato qualities.?Four different irrigation treatments were set, among them, 90% and 75% of the field maximum moisture capacity were set as the upper limit and lower limit of irrigation respectively and were used as CK (normal irrigation).?80%, 60% and 40% of the normal irrigation amount were used as mild water deficit treatment (T1), moderate water deficit treatment (T2) and severe water deficit treatment (T3).?The results showed that, mild water deficit treatment and moderate water deficit treatment could improve the flavor quality of tomatoes, and the soluble sugar content and organic acid content in tomato fruits under mild water deficit treatment increased by 12.81% and 10.34% compared with that of control, respectively.?Under the treatment of moderate water deficit, the soluble sugar content increased by 20.60% compared with that of control.?Ratio of fruit sugar to fruit acid in tomatoes under mild water deficit treatment and moderate water deficit treatment increased by 2.33% and 20.70% respectively.?There were 70 types of volatile substances with a content of 3 706.62 μg/kg under moderate water deficit treatment, while under mild water deficit treatment, there were 60 types of volatile substances with a content of 3 090.11 μg/kg.?There were 57 types of volatile substances with a content of 2 236.64 μg/kg under CK treatment.?The content of β-ionone (a characteristic volatile substance with floral odor) was increased under water deficit treatment of tomato, and was the highest under the treatment of moderate water deficit.?Meanwhile, two characteristic volatile substances such as 3-methyl-butanol with caramel odor and cis-3-hexenol with apple flavor were detected in the tomato fruits under control treatment, but were not detected under three other treatments of water deficit.?The soluble solids content, fruit firmness, dry matter content of single fruit, lycopene and vitamin C contents under moderate water deficit treatment increased by 18.80%, 27.34%, 5.89%, 13.30% and 14.49% respectively, compared with the control treatment.?Based comprehensive consideration of all the indexes, moderate water deficit (60% normal irrigation amount) treatment can improve the flavor and nutritional qualities of tomato fruits significantly and achieve physiological water-saving effect, which can be used as the irrigation system for the cultivation of high-quality tomatoes by substrate in solar greenhouse.
Key words:?tomato;solar greenhouse;substrate culture;water deficit;nutritional quality;flavor quality
中國的水資源相對匱乏,農(nóng)業(yè)又是需水量極高的產(chǎn)業(yè)[1]。在傳統(tǒng)的大水漫灌方式下生產(chǎn)的蔬菜產(chǎn)品品質(zhì)較差、產(chǎn)業(yè)化水平低,制約了蔬菜的加工利用[2]。在獲得高產(chǎn)、高效生產(chǎn)的同時提高水分利用效率和蔬菜產(chǎn)品品質(zhì)成為今后中國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展中重要研究方向[3]。
番茄是中國西北地區(qū)日光溫室栽培的主要特色經(jīng)濟蔬菜之一。近年來番茄種植面積不斷擴大,產(chǎn)品供應已經(jīng)基本滿足了市場的需求,番茄生產(chǎn)的目的也由過去僅僅關(guān)注產(chǎn)量逐漸轉(zhuǎn)向注重果實品質(zhì)的提高和綠色生產(chǎn),以促進番茄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。尤其是人們越來越注重番茄的風味[4]。相對于野生種,栽培種的遺傳多樣性大幅減少,一些風味基因也隨之消失 [5]。另外栽培技術(shù)、管理措施也極大地影響番茄的品質(zhì)。許多研究結(jié)果表明水分和肥料是影響園藝產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量的重要因素[6]。郭海濤等[7]的研究結(jié)果表明虧缺灌溉提高了成熟期番茄果實中可溶糖含量、有機酸含量及糖酸比。劉明池等[8]通過試驗發(fā)現(xiàn)虧缺灌溉提高了櫻桃番茄果實維生素C含量、可溶性固形物含量,并明顯提高了水分的利用效率。但供試番茄品種大多是普通番茄品種,且測定的品質(zhì)指標比較單一,不夠深入,不能夠全面、系統(tǒng)地反映水分虧缺對番茄營養(yǎng)和風味品質(zhì)的影響。
本研究以番茄高糖品種181為材料,研究不同水分虧缺程度對日光溫室基質(zhì)栽培番茄營養(yǎng)、風味品質(zhì)及產(chǎn)量的影響,以期建立適合中國國情的水分管理制度,為番茄高品質(zhì)栽培提供技術(shù)支撐。
1?材料與方法
1.1?供試材料
試驗以高糖品種181番茄為試驗材料。
1.2?試驗設計
試驗于2019年9月至2020年4月在甘肅省蘭州市榆中縣李家莊田園綜合體六區(qū)3號日光溫室內(nèi)進行。2019年9月15日播種,11月2日定植,定植后進行正常水分管理,在第一穗果坐住時(果實直徑1 cm)進行不同程度水分虧缺灌溉處理。試驗共設4個處理:對照(CK)灌水下限為田間最大持水量的75%,每次灌水至田間最大持水量的90%[9];輕度水分虧缺(T1)、中度水分虧缺(T2)、重度水分虧缺(T3)處理與CK同時進行灌溉,灌溉量分別為CK的80%、60%、40%。在水分處理過程中,用TRIME PICO 32土壤水分溫度傳感器實時監(jiān)測基質(zhì)含水量,灌水量由水表讀出,壓力由回水裝置控制。灌水量計算公式:M=S×r×h×Q×(q1-q2) [10],式中M為計劃灌溉量(m3),S為試驗小區(qū)面積(3.6 m2),r為基質(zhì)容質(zhì)量(583.91 kg/m3),h為計劃濕潤層深度(0.3 m),Q為田間最大持水量(76.55%),q1、q2分別代表灌水上、下限。灌水量計算結(jié)果見表1。
1.3?測定項目與方法
當?shù)?穗番茄果實坐果后摘心,選取第3穗果實進行取樣。在每個小區(qū)內(nèi)隨機選擇6個成熟度一致的番茄果實,其中3個果實用于測定外觀品質(zhì),剩余的3個果實用勻漿機打碎混勻后,用于測定營養(yǎng)和風味品質(zhì)。每處理重復3次。
1.3.1?外觀品質(zhì)測定?使用 GY-4 數(shù)顯式水果硬度計測定果實硬度。使用1/10 000精度電子天平稱量番茄果實鮮質(zhì)量,然后105 ℃ 殺青 15 min 后,80 ℃烘干至恒質(zhì)量,稱量并記錄干物質(zhì)質(zhì)量。使用游標卡尺測量果實橫徑、縱徑,并計算果形指數(shù),果形指數(shù)為縱經(jīng)與橫徑之比[11-12]。番茄色澤指標采用KONIC MINOLTA色差計測定,儀器中L*、a*、b*分別代表亮暗程度、紅綠程度、黃藍程度。L*數(shù)值為0時為黑,100時為白;a*正值時為紅,負值時為綠;b*正值時為黃,負值時為藍[13]。色光值計算公式為:色光值=2 000×a*/L*( a*2+ b*2) 12。
1.3.2?營養(yǎng)品質(zhì)測定?使用PAL-1手持式折射計測定可溶性固形物含量,維生素C含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、硝酸鹽含量分別采用鉬藍比色法、考馬斯亮藍法、水楊酸法測定[11-12]。采用堿液滴定法和蒽酮比色法測定有機酸含量和可溶性糖含量 [11-13] ,并計算糖酸比。番茄紅素的提取參照 T/CCCMHPIE1.28-2018 的方法,稍加改動,使用高效液相色譜(HPLC)法測定含量[14]。
1.3.3?風味品質(zhì)測定?番茄糖組分和有機酸組分均采用高效液相色譜法測定。番茄揮發(fā)性物質(zhì)含量采用頂空-固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(HS-SPME-GC-MS)測定。
1.3.3.1?測定可溶性糖含量的色譜條件?色譜柱:LC-NH2(460 mm×250 mm);檢測器:示差折光檢測器;流動相:乙腈∶水=75∶25(體積比),流動相經(jīng)超聲波脫氣30 min;流速:1.00 ml/min;柱溫:30 ℃;進樣量:20 μl[14]。
1.3.3.2?測定有機酸含量的色譜條件?色譜柱:Hi-PiexH (300.0 mm×7.7 mm);檢測器:紫外檢測器;檢測波長:210 nm;流動相:10 mmol/L H2SO4;柱溫:50 ℃;流速:0.4 ml/min;進樣量:20 μl[14]。
1.3.3.3?測定揮發(fā)性物質(zhì)的色譜和質(zhì)譜條件?色譜條件:選用 DB-WAX 彈性石英毛細管柱(20 m×0.18 mm,0.18 μm);進樣口溫度: 250 ℃;載氣:高純氦氣,流速1.0 ml/min。質(zhì)譜條件:電子電離(electro nionzation,EI);離子源溫度: 200 ℃ [15]。
1.3.4?產(chǎn)量測定?待番茄成熟后,分批次采收1~7穗果,稱量記錄每處理單果質(zhì)量和單株果數(shù),并換算成產(chǎn)量[15]。
1.4?數(shù)據(jù)處理
使用 Microsoft Excel 2010 軟件分析數(shù)據(jù)、Origin8.5作圖,利用SPSS 20.0軟件Duncans新復極差法進行方差分析,顯著性水平為P<0.05。
2?結(jié)果與分析
2.1?不同水分虧缺處理對番茄外觀品質(zhì)的影響
如圖1所示,不同水分虧缺處理對番茄的大小有顯著影響。隨灌水量的降低,番茄的單果質(zhì)量逐漸下降。對照番茄單果質(zhì)量為121.10 g,T2、T3處理單果質(zhì)量分別為103.70 g、98.93 g,均顯著低于CK,比CK分別降低了14.37%、18.31%。a*、b*值均為正值,說明番茄品種181成熟時果實顏色是紅色。4個處理間a*值均存在顯著差異,b*值均不存在顯著差異。CK和T1處理的番茄果實L*值顯著高于T2和T3處理。隨著灌水量的減少,各處理色光值逐漸升高,T1、T2、T3處理色光值均顯著高于CK,比對照分別高出71.71%、108.83%、137.81%。不同水分虧缺處理下番茄果型指數(shù)均在0.70左右,其大小順序為T1>T2>CK>T3,但各處理之間不存在顯著差異。隨水分虧缺程度的加重,番茄果實的硬度呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢,T1、T2和T3處理番茄果實的硬度均顯著高于CK,分別提高11.72%、17.71%和27.34%。
2.2?不同水分虧缺處理對番茄營養(yǎng)品質(zhì)的影響
如表2所示,番茄果實干物質(zhì)含量隨灌水量的減少有小幅度的升高,但處理間不存在顯著差異,其范圍在10.18 g至10.93 g之間。隨著虧水程度的加重,維生素C含量變化呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,T1處理最高,T3處理最低,T1處理比CK高38.35%,T3處理比CK低15.29%??扇苄缘鞍踪|(zhì)含量在2.3 mg/kg至5.0 mg/kg范圍內(nèi),T2處理含量最高,顯著高于CK,比CK提高117.39%。番茄紅素含量、硝酸鹽含量的變化趨勢相同,均隨著水分虧缺程度的加重而逐漸增加。T2、T3處理番茄紅素含量均顯著高于CK,比CK分別高出13.30%、15.24%。不同處理間硝酸鹽含量均存在顯著差異,T1、T2、T3處理分別比CK顯著高出11.49%、49.94%、81.20%。
2.3?不同水分虧缺處理對番茄果實風味品質(zhì)的影響
2.3.1?不同水分虧缺處理對番茄果實可溶性糖和各糖組分的影響?如表3所示,番茄果實可溶性糖含量隨水分虧缺程度的加重呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,T1、T2處理可溶性糖含量顯著高于CK,較CK處理分別增加12.81%、20.60%,T3處理可溶性糖含量顯著低于CK,較CK降低5.03%。不同水分虧缺處理葡萄糖含量均比果糖含量略高,且這2種單糖含量遠高于蔗糖含量。果糖和葡萄糖含量隨著水分虧缺程度的加重呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,T2處理果糖、葡萄糖含量最高,分別為2.47%、2.83%,并且顯著高于其他處理,分別比CK高出9.29%、12.30%。T3處理果糖、葡萄糖含量顯著低于其他處理,比CK分別降低3.98%、3.97%。番茄果實中蔗糖含量隨著水分虧缺程度的加重呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢,且處理間均存在顯著差異。T1、T2、T3處理較CK分別降低16.76%、44.32%、65.13%。
2.3.2?不同水分虧缺處理對番茄果實有機酸和各酸組分的影響?如表4所示,番茄果實中有機酸含量隨灌水量的減少呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,T1處理有機酸含量最高,為0.64%,比CK高出10.34%。T2、T3處理有機酸含量均比CK低,分別降低6.90%、32.76%。番茄成熟果實中含量最高的有機酸是檸檬酸,除此之外還含有較多的蘋果酸、琥珀酸、乙酸、酒石酸、草酸。在6種酸中除乙酸含量在不同處理間均不存在顯著差異外,其余5種酸含量均隨灌水量的降低呈現(xiàn)先升高再降低的總趨勢。其中檸檬酸、琥珀酸T1處理含量最高,蘋果酸、酒石酸、草酸T2處理含量最高。T1處理檸檬酸含量最高為6 142.04 mg/kg,比CK顯著高出4.61%;T2、T3處理檸檬酸含量顯著低于CK,分別降低5.86%、29.68%。T1處理琥珀酸含量顯著高于CK,比CK顯著增加2.41%;T2、T3處理顯著低于CK,比CK分別降低35.42%、28.55%。各處理蘋果酸含量在593.81 mg/kg至918.87 mg/kg之間,T2處理含量最高,比CK高出18.88%,T1處理與CK無顯著差異,T3處理顯著低于CK。T1、T2、T3處理草酸含量和酒石酸含量均顯著高于CK,草酸含量分別比CK提高33.20%、63.70%、45.28%,酒石酸含量分別比CK高出37.30%、131.46%、9.23%。
2.3.3?不同水分虧缺處理對番茄果實可溶性固形物含量和糖酸比的影響?如圖2所示,番茄果實可溶性固形物含量隨灌水量的減少呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢,T2處理可溶性固形物含量最高,為7.33%,比CK顯著高出18.80%。番茄果實的糖酸比隨水分虧缺程度的加重逐漸增大。T1、T2、T3處理糖酸比分別比CK增加2.33%、20.70%、41.25%。
2.3.4?水分虧缺對番茄果實揮發(fā)性物質(zhì)的影響
2.3.4.1?水分虧缺對番茄果實揮發(fā)性物質(zhì)數(shù)量和含量的影響?如表5、表6所示,各處理的番茄果實揮發(fā)性物質(zhì)中醇類物質(zhì)含量最高,之后依次是醛類、酯類、酮類等物質(zhì)。CK果實檢測出57種揮發(fā)性物質(zhì),總含量為2 236.64 μg/kg,T1、T2處理隨灌水量的減少揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量均呈現(xiàn)增加趨勢。T2處理揮發(fā)性物質(zhì)含量和種類均最高,分別為70種、3 706.62 μg/kg;T1處理揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量分別為60種、3 090.11 μg/kg;T3處理番茄揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量比CK略低,分別僅為56種、2 223.75 μg/kg。各處理中醇類物質(zhì)相對含量最高,占總含量的50%以上,CK、T1、T2、T3處理醇類物質(zhì)分別占64.15%、56.25%、54.69%、53.48%;隨著灌水量的減少,醇類物質(zhì)所占比例也逐漸下降。而醛類物質(zhì)所占比例CK、T1、T2、T3處理依次為26.33%、27.55%、29.16%、31.12%,酯類物質(zhì)所占比例分別為6.56%、8.02%、8.65%、11.05%。醛類物質(zhì)和酯類物質(zhì)相對含量隨水分虧缺程度的加重而逐漸升高。酮類物質(zhì)和其他類物質(zhì)總和相對含量均是隨灌水量減少呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,在T2處理時相對含量最高,分別為4.64%、2.85%。
2.3.4.2?水分虧缺對番茄揮發(fā)性物質(zhì)成分及其含量的影響?由表7可知,不同水分虧缺條件下番茄果實特征香氣成分及含量存在較大差異。4個處理番茄果實均含有特征性揮發(fā)性物質(zhì)順-3-己烯醇、苯乙醇、正己醛、反-2-己烯醛、1-戊烯-3-酮5種物質(zhì),另外還檢測出6種特征性揮發(fā)物質(zhì)出現(xiàn)在不同的處理之中。2-甲基丁醇、順-3-己烯醛在CK中檢測到,而β-紫羅蘭酮僅在CK中未檢測出;反-2-庚烯醛在T2處理中檢測到,含量為25.95μg/kg。CK、T1處理檢測出2-異丁基噻唑,CK、T1、T2處理檢測出6-甲基-5-庚烯-2-酮。
4個處理番茄果實共檢測出105種揮發(fā)性物質(zhì),僅分別在CK、T1、T2、T3處理中檢測到的物質(zhì)分別有9種、7種、13種、4種,這些物質(zhì)分別占各處理總揮發(fā)性物質(zhì)含量的1.05%、1.20%、1.78%、0.95%。在4個處理中都有檢測出的揮發(fā)性物質(zhì)有26種,這26種物質(zhì)之和分別占CK、T1、T2、T3處理的94.63%、90.18%、90.22%、89.56%。
從表7中可以看出,4個處理共有的26種揮發(fā)性物質(zhì)含量均隨著灌水量的降低呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,其中除愈創(chuàng)木酚、丁香酚、乙酸乙酯、苯丙酮、苯乙酮、1-戊烯-3-酮、反,反-2,4-己二烯醛7種物質(zhì)含量在T1處理中最高外,其余19種物質(zhì)的含量均在T2處理中最高。而乙醇、正己醇、苯甲醇、反-2-甲基-2-丁烯醛、反-4-氧合己醛、苯乙酮、丁香酚、愈創(chuàng)木酚在T3處理中含量最低,另外18種物質(zhì)在CK中含量最低。
2.4?不同水分虧缺處理對番茄產(chǎn)量的影響
如表8所示,隨著灌水量的降低,番茄的單株產(chǎn)量、產(chǎn)量均呈現(xiàn)下降趨勢。CK的產(chǎn)量最高,顯著高于T2、T3處理,但與T1處理無顯著性差異。T3處理產(chǎn)量最低,較CK減產(chǎn)34.44%。單株結(jié)果數(shù)T1處理最多,為27.14個,顯著多于T2和T3處理,但與CK無顯著差異。CK、T1、T2、T3處理灌水量分別為0.357 m3/m2、0.298 m3/m2、0.234 m3/m2、0.170 m3/m2,水分利用效率分別為22.38 kg/m3、25.30 kg/m3、27.73 kg/m3、31.88 kg/m3。T1、T2、T3處理水分利用效率較CK分別提高11.30%、23.90%、42.49%。
3?討論
果實硬度是影響番茄生產(chǎn)效益和品質(zhì)的重要指標[16]。本試驗中番茄果實硬度隨著水分虧缺程度的加重逐漸增大,說明水分虧缺可以增加果實的硬度,這與鐘韻等[17]對蘋果果實的研究結(jié)果一致。
色澤是番茄果實的重要外觀品質(zhì),色澤鮮艷的果實更能夠吸引消費者[18],番茄中的番茄紅素是一種重要的抗氧化物質(zhì)[19]。含有較多的番茄紅素不僅可以增強番茄的風味品質(zhì)還可以改善番茄的色澤,使番茄擁有更好的外觀品質(zhì)。本試驗中番茄果實中番茄紅素含量隨灌溉量的降低逐漸增加,番茄果實的色光值也逐漸增加。說明水分虧缺可以增加番茄的番茄紅素含量,提高色光值。這與郭艷紅等[20]的研究結(jié)果略有差異,這可能是番茄品種不同和栽培方式的差異所致。
糖代謝是影響風味形成和果實營養(yǎng)的重要決定因素,果實中所含糖的種類、數(shù)量及比率對果實的色澤、風味和其他營養(yǎng)成分均有重要的影響,是決定果實品質(zhì)和商用價值的重要因素[21-22]。由于果糖的甜度是蔗糖的1.75倍,因此改變果實中蔗糖與果糖之間的比例就能夠改變番茄果實的風味。本試驗中,中度水分虧缺和輕度水分虧缺均提高了番茄果實中果糖和葡萄糖含量,但降低了蔗糖含量。原因可能是水分虧缺影響了糖代謝相關(guān)酶的活性和基因表達,從而改變了果糖、葡萄糖和蔗糖的含量和比例,但這有待進一步研究。有機酸的組分及其含量能在很大程度上影響果實的風味品質(zhì)。依據(jù)有機酸分子碳架來源不同,可將果實分成三大類型:檸檬酸型、酒石酸型和蘋果酸型[23]。本試驗結(jié)果表明番茄果實中含量最高的有機酸組分是檸檬酸,與徐新娟[24]的測定結(jié)果一致,因此番茄屬于檸檬酸型果實。6種酸組分中除乙酸外,其余5種有機酸含量均隨灌水量的減少呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。檸檬酸、琥珀酸在輕度水分虧缺時含量最高,而蘋果酸、酒石酸、草酸在中度水分虧缺時含量最高。這與李曉彬等[25]在蘋果上的研究結(jié)果一致。
適宜的糖、酸含量以及糖酸比是番茄果實風味品質(zhì)形成的基礎[26-30]。有研究結(jié)果表明,糖酸比在6.0以上時,番茄果實風味較佳[31-32]。本試驗中,隨灌水量的減少,番茄果實的糖酸比增加,且糖酸比均大于6.0。輕度水分虧缺和中度水分虧缺處理在糖、酸含量均增加的情況下,糖酸比較對照增加,而重度水分虧缺處理雖然糖酸比最高,但糖、酸含量均低于對照,說明適度的水分虧缺可有效提高番茄果實的風味。
香氣是番茄風味的重要組成部分,由多種揮發(fā)性芳香物質(zhì)組成,番茄風味很大程度上取決于果實揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量[33]。前人從番茄果實中共檢測出400多種揮發(fā)性物質(zhì)[34],其中對番茄香氣有重要貢獻的有20~30種。芳香物質(zhì)含量與閾值濃度比值的對數(shù)大于 0 的 16 種是番茄的主要特征香氣物質(zhì)[35-38]。本試驗共檢測出揮發(fā)性物質(zhì)105種,其中番茄特征香氣物質(zhì)有11種,未檢測到β-大馬酮、2-甲基丁醛、1-硝基-2-乙基苯、2-苯乙醛和 3-甲基丁醛,這可能與品種及栽培條件有關(guān)。2-甲基丁醇賦予番茄果實焦糖味,順-2-己烯醇賦予果實蘋果香味[17],這2種特征性物質(zhì)均只在對照中檢測到,說明水分虧缺對這2種揮發(fā)性物質(zhì)生成起到了抑制作用,導致這2種特征香氣物質(zhì)未在水分虧缺處理中檢測到。而具有花香氣味的β-紫羅蘭酮在除了對照之外的3個水分虧缺處理中均能檢測到,且含量高低順序為T2>T1>T3,說明一定程度的水分虧缺處理對β-紫羅蘭酮的產(chǎn)生有促進作用,但嚴重水分虧缺會降低β-紫羅蘭酮含量。
番茄中醇類物質(zhì)大多具有青草香味,醛類、酯類物質(zhì)大多具有果香味,酮類物質(zhì)則有較濃的花香味。本研究發(fā)現(xiàn)隨水分虧缺程度的加重,番茄果實中醇類物質(zhì)相對含量逐漸下降,而醛類物質(zhì)和酯類物質(zhì)相對含量逐漸上升,酮類物質(zhì)與其他類物質(zhì)總和相對含量則呈現(xiàn)先升高后降低趨勢,在T2處理時相對含量達到最大。這說明水分虧缺處理可以使番茄果實呈現(xiàn)出更濃郁的花香味。這與唐曉偉等的[6]研究結(jié)果基本一致。究其原因可能是因為水分虧缺影響了揮發(fā)性物質(zhì)前體的合成以及相關(guān)代謝酶的活性,從而改變了揮發(fā)性物質(zhì)種類與含量。
4?結(jié)論
與正常灌溉相比,輕度水分虧缺(80%對照灌水量)和中度水分虧缺(60%對照灌水量)處理均不同程度提高了番茄果實的品質(zhì),而重度水分虧缺(40%對照灌水量)處理對番茄品質(zhì)有負面影響。其中,中度水分虧缺處理在不影響番茄果形指數(shù)和色澤的基礎上,顯著增加了果實中可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖、維生素C和番茄紅素含量,提高了糖酸比,增加了特征揮發(fā)性物質(zhì)的種類和含量,并較對照的水分利用效率提高了25.8%,是最優(yōu)的水分虧缺處理。因此,中度水分虧缺即60%正常灌水量可作為日光溫室基質(zhì)栽培高品質(zhì)番茄的灌溉制度。
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