西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室的曹玉鑫、曹红霞、王萍等人以‘天硕308’品种番茄为原料,在珍珠岩基质桶栽条件下,采用Hoagland营养液配方探究不同营养液浓度对温室番茄生长、生理、产量、果实品质及耐贮性的影响,旨在明确营养液浓度对番茄果实贮藏品质及衰老的影响,探索采后番茄减损规律,为无土桶栽番茄的营养液浓度管理提供科学依据。
营养液浓度对番茄生长影响
各处理组番茄株高在移栽后27~33 d左右进入最大相对生长增长期,此时期要注意营养液的及时供应,以保证番茄生长所需养分的充足供应。营养液浓度对番茄株高快速增长开始时间t1影响不明显,但提高营养液浓度会延长番茄株高快速增长持续时间,与低浓度S1处理组相比,S2、S3和S4处理组番茄株快速增长持续时间分别增加26.58%、54.70%和32.38%,且S3处理组株高快速增加终止时间最迟,持续时间最长(34.92 d)。
营养液浓度对番茄叶片叶绿素含量影响
随生育期的推进,番茄叶片叶绿素含量呈“单峰”曲线变化,各处理组番茄叶片叶绿素含量均在开花坐果期达峰值,而后番茄叶片中叶绿素含量逐渐降低。苗期S2处理组番茄叶片叶绿素含量最高,与其他处理组差异显着(P<0.05)。开花坐果期不同处理组间番茄叶片叶绿素含量差异增大,S3处理组含量最高,S4处理组次之,S1处理组显着低于其他处理组(P<0.05)。
营养液浓度对叶片丙二醛和脯氨酸影响
随着营养液浓度的增加,番茄叶片丙二醛含量总体呈现先降低再升高的趋势,在S3处理条件下,丙二醛含量显着低于其他处理组(P<0.05)。S1处理由于浓度过低,限制了番茄的正常生长,对植株伤害最严重,导致丙二醛含量最高,较S3处理组增加了42.61%,且S1和S4处理组之间差异不显着。
脯氨酸含量随营养液浓度的增加呈先降低后增加的趋势。S1处理组番茄叶片的脯氨酸含量最高,S4处理组次之,S3处理组脯氨酸含量最低,较S1、S2和S4处理组分别降低了30.02%、12.38%和17.78%。
营养液浓度对番茄果实品质影响
可溶性糖、番茄红素和VC含量随着营养液浓度的增加均呈先升高再降低的趋势。S3处理组番茄果实的可溶性糖含量显着高于其他处理组(P<0.05),S1处理组最低,与其他处理组差异显着(P<0.05)。S3处理组番茄果实的番茄红素含量最高,为90.800 μg/g,显着高于其他处理组(P<0.05),S1处理组含量最低,较S3处理组降低了27.90%。S1处理组番茄果实内VC含量显着低于其他处理组(P<0.05),同时其他3 个处理组差异不显着。
营养液浓度对番茄果实耐贮性影响
营养液浓度对番茄果实贮藏期间硬度的影响
番茄在贮藏期间,果实硬度不断下降。而高营养液浓度处理能减缓贮藏期间硬度下降速率。如贮藏8 d时,S2、S3和S4处理组番茄果实硬度分别高出S1处理组33.7%、53.0%及46.8%。S1处理组的番茄硬度在贮藏4 d后显着低于S3处理组(P<0.05)。贮藏16 d后,番茄果实硬度的大小:S3处理组(3.593 kg/cm2)>S4处理组(2.843 kg/ cm2)>S2处理组(2.740 kg/ cm2)>S1处理组(2.300 kg/ cm2)。
营养液浓度对番茄果实贮藏期间番茄红素含量的影响
贮藏初期S1处理组番茄果实番茄红素含量为65.467 μg/g,在贮藏后第4天达到最大值84.269 μg/g,然后迅速下降,而S2、S3、S4处理组番茄红素积累变慢,至第8天才达到最大值,相对于S1处理组推迟了4 d,并不同程度地增加了番茄红素含量的峰值,其中S3处理组的峰值最大,S4处理组次之,且处理组间差异显着(P<0.05)。
营养液浓度对番茄果实贮藏期间可溶性糖含量的影响
番茄果实可溶性糖含量随贮藏时间的延长呈现先升高后降低的趋势。在贮藏8 d时,4 个处理组番茄果实的可溶性糖含量均有所增加,其中S3处理组果实增幅最大,其可溶性糖含量达到了25.1 mg/g,显着高于S1处理组(P<0.05)。
营养液浓度对番茄果实贮藏期间VC含量的影响
随着贮藏时间的延长,所有处理组番茄果实VC含量呈先升高后降低的趋势。在贮藏至16 d时,S3处理组果实VC含量最高,S4和S2处理组番茄果实的VC含量差异不显着(P>0.05)。
营养液浓度对番茄果实贮藏期间丙二醛含量的影响
贮藏前期(0~12 d)番茄果实丙二醛含量剧增,说明贮藏的前期阶段,番茄细胞的膜脂过氧化程度较高,第12天后开始下降。在整个贮藏过程中,S3处理组番茄果实的丙二醛含量始终低于其他处理组,且与其他处理组差异显着(P<0.05)。
讨 论
本研究同样得出,适当提高营养液浓度可以增加叶绿素含量,S3处理组番茄植株生长状况最好,而在较低或较高的营养液浓度下,其长势均较弱。本实验条件下,叶片叶绿素含量在苗期较低,然后逐渐升高,在生育后期又降低,本实验通过Logistic模型对番茄植株的株高生长进行模拟分析得出,较低的营养液浓度S1处理下,植株的营养生长阶段不充分,会降低植物体内能量的传递转化及干物质积累能力,从而影响作物的开花结果和果实的品质,这也与本研究用模糊隶属函数对番茄果实品质的评价中S1处理组平均隶属函数值最低相一致。无土栽培中营养液浓度管理是为了调节果实矿质营养元素之间的相互平衡,从而提高品质。模糊数学隶属法研究发现,S3处理组番茄果实综合营养品质最佳,表明过高或过低的营养液浓度都会降低番茄品质,这与前人的研究一致。
在本实验中,番茄植株在S3营养液浓度中培养,其叶片中丙二醛和脯氨酸含量最低,说明S3浓度营养液能减轻营养胁迫对番茄植株的损伤,较适宜珍珠岩基质桶栽番茄的生长。本实验结果表明,S3浓度的营养液可以较好地提高番茄的耐贮性,可能是因为经S3营养液浓度处理的番茄果实积累了更多的磷、钾等矿质元素,磷、钾等元素能减缓果实后期糖类的降解速率和VC含量的下降,维持果实中营养物质含量,从而提高了果实的耐贮性。本研究采用单因素控制变量法,研究不同营养液浓度对番茄植株生长、生理、果实品质及其耐贮性的影响。本研究表明:S3浓度Hoagland营养液促进了番茄植株生长,较好地改善了番茄果实的营养品质,且有效提高了番茄贮藏性能。