外源鈣和EBR處理對番茄果實(shí)品質(zhì)特性的影響

姚棋　韓天云　梁祎　石玉　侯雷平　張毅

摘? ? 要：為研究不同濃度鈣和EBR復(fù)合處理對番茄果實(shí)品質(zhì)的影響，以鑫研夏寶品種為試材，采用土培法，設(shè)置外源鈣（CaCl2）和2，4-表油菜素內(nèi)酯（EBR）復(fù)合噴施處理，測定番茄的各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)。結(jié)果表明，外源Ca、EBR單獨(dú)或混合噴施均可促進(jìn)番茄生長，改善其營養(yǎng)品質(zhì)。與對照相比，外源噴施EBR和鈣均可不同程度增加果實(shí)生物量和番茄紅素、游離氨基酸、鈣元素含量及糖酸比;其中，20 mmol·L-1 Ca+0.1 μmol·L-1 EBR處理下番茄可溶性蛋白、番茄紅素含量和糖酸比分別比對照顯著提高91.31%、100.16%和196.91%，鈣元素含量達(dá)141.75 mg·kg-1，較對照顯著提高143.98%。綜上所述，外源噴施Ca和EBR可不同程度地促進(jìn)番茄果實(shí)生長，促進(jìn)果實(shí)對鈣素的吸收利用，改善果實(shí)品質(zhì)，且以20 mmol·L-1 Ca和0.1 μmol·L-1 EBR復(fù)合噴施處理的效果為佳。

關(guān)鍵詞：番茄;鈣;2，4-表油菜素內(nèi)酯;品質(zhì)特性

中圖分類號：S635.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2021）10-074-06

Effects of exogenous calcium and EBR on fruit quality characteristics of tomato

YAO Qi， HAN Tianyun， LIANG Yi， SHI Yu， HOU Leiping， ZHANG Yi

（College of Horticulture， Shanxi Agricultural University， Taigu 030801， Shanxi， China）

Abstract： To study the effects of exogenous spraying of different concentrations of calcium fertilizers and EBR on tomato fruit quality， tomato cultivar Xinyan Xiabao was used as the experimental material， the soil culture method was used， the combined spraying treatment of exogenous calcium（CaCl2）and 2，4-epibrassinolide（EBR）was set up to determine various quality indicators of tomato. The results showed that exogenous Ca and EBR spraying alone or in combination could promote the growth of tomato fruit and improve the nutritional quality. Compared with control， exogenous EBR and calcium fertilizer increased fruit biocontent， lycopene， free amino acids， calcium content and sugar acid ratio to different degrees. Among them， 20 mmol·L-1 Ca+0.1 μmol·L-1 EBR treatment increased soluble protein， lycopene， and sugar-acid ratios by 91.31%， 100.16% and 196.91% compared with the control， and the calcium content reached 141.75 mg·kg-1， which showed a significant increase of 143.98% compared with the control. In conclusion， exogenous application of Ca and EBR could promote the growth of tomato fruit to different degrees， which effectively promoted the absorption and utilization of calcitonin and? fruit quality， and 20 mmol·L-1 Ca+0.1 μmol·L-1 EBR treatment was found the best effect.

Key words： Tomato; Calcium; 2，4-epibrassinolides; Quality characteristics

油菜素甾醇類物質(zhì)（Brassinosteroids，BRs）被譽(yù)為“第六類植物激素”，在植物體內(nèi)廣泛分布，其含量的微小變化會對植物生長發(fā)育產(chǎn)生重要影響，如種子萌發(fā)、葉的外生、莖和根的生長、維管的分化、花的啟動以及果實(shí)的發(fā)育等[1-4];BRs也可以增強(qiáng)植物對各種生物和非生物脅迫的耐受性，有研究表明外源噴施BRs后，作物的產(chǎn)量與品質(zhì)均顯著提高[5]。而BRs最活躍的形式之一是2，4-表油菜素內(nèi)酯（2，4-epibrassinolide，EBR）。許多研究表明，EBR在提高草莓[6]、番茄[7]等品質(zhì)方面起到了重要作用。李蒙等[7]研究發(fā)現(xiàn)葉面噴施低濃度的EBR可以提高櫻桃番茄葉綠素含量，增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)光合產(chǎn)物向果實(shí)運(yùn)輸，從而提高番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，施用EBR在提高園藝作物的產(chǎn)量、改善品質(zhì)和增強(qiáng)作物抗逆性等方面具有良好的應(yīng)用前景。

鈣是植物生長發(fā)育的必需元素，也是重要的胞內(nèi)信號分子，主要存在于葉片、老的器官或組織中，參與植物體內(nèi)多種生理生化過程的調(diào)控[8-9]。施用鈣肥后，可提高小白菜產(chǎn)量和含鈣量，延長其貯藏期[10]。外源鈣可顯著提高番茄在高溫逆境下的光合效率，提高番茄葉片中SPAD值、脯氨酸、可溶性蛋白及功能性鈣含量[11-12]。因此，鈣肥對改善蔬菜品質(zhì)、增加蔬菜產(chǎn)量有明顯的促進(jìn)作用。

植物的生長發(fā)育主要通過根系和葉面吸收養(yǎng)分[13]，由于鈣在植物體內(nèi)移動性差，難以向作物的其他部位轉(zhuǎn)移，而噴施葉面肥作為土壤施肥的輔助方式和主要補(bǔ)充形式，具有肥效迅速、肥料利用率高、用量少、針對性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此可及時補(bǔ)充作物對肥料的需求，在強(qiáng)化植物營養(yǎng)、防止缺素癥狀、調(diào)節(jié)作物生長及改善果實(shí)品質(zhì)等方面起著重要作用[14]。

番茄（Solanum lycopersicum L.）是國內(nèi)外種植面積最大、廣受消費(fèi)者青睞的蔬菜作物之一。隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)者對番茄的需求量越來越大，且對品質(zhì)要求越來越高。鄢巖等[15]研究顯示，外源ALA等葉面肥處理可提高番茄和辣椒的株高、莖粗、葉片數(shù)、葉長和葉寬，增加植株產(chǎn)量，改善果實(shí)品質(zhì)。雖然已有研究表明單獨(dú)噴施EBR或鈣肥均可提高番茄果實(shí)的產(chǎn)量，但關(guān)于EBR和鈣肥耦合對番茄品質(zhì)改善的研究報(bào)道較少，因此，筆者以鑫研夏寶番茄為供試材料，研究EBR和不同濃度氯化鈣耦合對番茄果實(shí)品質(zhì)的影響，為EBR、鈣肥的合理施用及日光溫室高品質(zhì)番茄生產(chǎn)提供理論依據(jù)與技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

以鑫研夏寶番茄F1品種為試材（購自中國種子集團(tuán)公司），種子為雜交一代品系。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019年3月下旬至8月中旬在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝站II號日光溫室中進(jìn)行。將番茄種子進(jìn)行催芽，露白后播種至穴盤中，當(dāng)幼苗長至5葉1心時定植于日光溫室中。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共設(shè)置6個外源鈣（CaCl2）和2，4-表油菜素內(nèi)酯（EBR）復(fù)合噴施處理，處理見表1。當(dāng)植株第1穗花開花時進(jìn)行處理，1周噴施1次，噴至第5穗花開花，每個處理24株。葉面噴施處理時間選在晴朗天氣上午10：00左右，陰雨天時全天可噴。先噴施CaCl2，待葉片吸收完全后，再噴施EBR，噴施葉片正反面至液滴不掉落為止。待3穗果成熟后取樣，進(jìn)行品質(zhì)指標(biāo)的測定。

1.3 測定內(nèi)容及方法

隨機(jī)選取5個大小均勻的果實(shí)稱質(zhì)量，平均值即為單果質(zhì)量。使用游標(biāo)卡尺測量果實(shí)橫徑、縱徑;用硬度計(jì)測定果實(shí)硬度[7]，采用折光儀測定可溶性固形物含量，每個處理5次重復(fù)。采用考馬斯亮藍(lán)顯色法[7]測定可溶性蛋白含量，采用鉬藍(lán)比色法[7]測定維生素C含量，采用苯酚法[8]測定可溶性糖含量，采用滴定法[7]測定有機(jī)酸含量，采用石油醚抽取比色法[7]測定番茄紅素含量，采用茚三酮顯色法[7]測定游離氨基酸含量，采用原子吸收分光光度計(jì)法[16]測定各礦質(zhì)元素含量，每個處理3次重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Excel 2016對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖，用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，用Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源噴施EBR和鈣對番茄果實(shí)形態(tài)指標(biāo)的影響

由表2可知，與CK相比，外源噴施EBR和鈣肥均可不同程度增加果實(shí)單果質(zhì)量、橫徑、縱徑、果實(shí)硬度。與單獨(dú)噴施EBR（T1）相比，T3處理番茄果實(shí)單果質(zhì)量、橫徑、縱徑均顯著提高，果實(shí)硬度增大但差異不顯著;T5處理番茄果實(shí)單果質(zhì)量顯著提高，而果實(shí)橫徑、縱徑、果實(shí)硬度均增大，但均與T1差異不顯著。T3、T5處理番茄單果質(zhì)量分別比T1處理提高29.56%、23.70%。由此可見，對于番茄果實(shí)單果質(zhì)量、橫徑、縱徑和果實(shí)硬度，葉面噴施EBR和鈣耦合效果優(yōu)于單獨(dú)噴施EBR或鈣處理，其中T3處理效果最佳。

2.2 外源噴施EBR和鈣肥對番茄果實(shí)可溶性固形物含量的影響

由圖1可知，與CK相比，外源噴施EBR和鈣肥均可顯著提高番茄果實(shí)可溶性固形物含量。其中EBR和不同濃度鈣肥耦合（T3、T5）處理番茄可溶性固形物含量分別提高11.65%、8.25%。由此可見，T3處理果實(shí)中可溶性固形物含量更高。

2.3 外源噴施EBR和鈣肥對番茄果實(shí)可溶性蛋白含量的影響

由圖2可知，外源噴施EBR和鈣肥均可提高番茄果實(shí)可溶性蛋白含量。與CK相比，單獨(dú)噴施EBR（T1）和單獨(dú)噴施鈣肥（T2、T4）處理可溶性蛋白含量分別提高了58.39%、38.00%和26.80%;EBR和不同濃度鈣肥耦合（T3、T5）處理可溶性蛋白含量分別提高了91.34%、83.16%。由此可見，外源噴施EBR和鈣肥進(jìn)一步提高番茄果實(shí)可溶性蛋白含量，其中T3處理的促進(jìn)效果最佳。

2.4 外源噴施EBR和鈣肥對番茄果實(shí)維生素C含量的影響

由圖3可知，外源噴施EBR和鈣肥均可不同程度提高番茄果實(shí)維生素C含量。與CK相比，單獨(dú)噴施EBR（T1）和單獨(dú)噴施鈣肥（T2、T4）處理維生素C含量分別提高了38.70%、30.98%和19.07%;EBR和不同濃度鈣肥耦合（T3、T5）處理維生素C含量分別提高了57.44%、55.35%。由此可見，外源噴施EBR和鈣肥可提高番茄果實(shí)維生素C含量，其中T3處理促進(jìn)效果最佳。

2.5 外源噴施EBR和鈣肥對番茄果實(shí)可溶性糖、有機(jī)酸含量的影響

由圖4可知，外源噴施EBR和鈣肥可使番茄果實(shí)中可溶性糖含量和糖酸比顯著提高，有機(jī)酸含量降低。與CK相比，單獨(dú)噴施EBR（T1）和單獨(dú)噴施鈣肥（T2、T4）處理番茄可溶性糖含量分別顯著提高27.30%、61.84%和47.08%，有機(jī)酸含量分別降低14.15%、38.13%和22.57%，糖酸比分別顯著提高87.83%、136.94%和145.31%;EBR和不同濃度鈣肥耦合（T3、T5）處理番茄可溶性糖含量分別顯著提高84.68%、75.21%，有機(jī)酸含量分別顯著降低57.19%、49.94%，糖酸比分別顯著提高196.94%、261.61%。由此可見，EBR和鈣耦合處理后更有利于果實(shí)中糖分的積累，改善了果實(shí)品質(zhì)，其中T3處理促進(jìn)效果最佳。

2.6 外源噴施EBR和鈣肥對番茄果實(shí)番茄紅素含量的影響

由圖5可知，外源噴施EBR和鈣肥均可顯著提高番茄果實(shí)番茄紅素含量。與CK相比，單獨(dú)噴施EBR（T1）和單獨(dú)噴施鈣肥（T2、T4）處理番茄紅素含量分別提高了29.72%、60.16%和29.47%;EBR和不同濃度鈣肥耦合（T3、T5）處理番茄紅素含量分別提高了100.17%、79.81%。由此可見，外源噴施EBR和鈣肥顯著提高了果實(shí)中番茄紅素含量，改善其品質(zhì)特性，其中T3處理促進(jìn)效果最佳。

2.7 外源噴施EBR和鈣肥對番茄果實(shí)游離氨基酸含量的影響

由圖6可知，外源噴施EBR和鈣肥均可顯著提高番茄果實(shí)游離氨基酸含量。與CK相比，單獨(dú)噴施EBR（T1）和單獨(dú)噴施鈣肥（T2、T4）處理游離氨基酸含量分別提高了19.61%、25.74%和37.04%;EBR和不同濃度鈣肥耦合（T3、T5）處理游離氨基酸含量分別提高了66.37%、44.92%，T3處理效果最為顯著。

2.8 外源噴施EBR和鈣肥對番茄果實(shí)礦質(zhì)元素含量的影響

由表3可知，外源噴施EBR和鈣肥后對番茄果實(shí)中各礦質(zhì)元素含量影響不同。與對照相比，各處理果實(shí)中Ca、Mg含量均不同程度增加，Na和Zn含量均顯著降低，而對K和Fe的含量無明顯影響。其中，與CK相比，單獨(dú)噴施EBR（T1）和單獨(dú)噴施鈣肥（T2、T4）處理Ca含量分別提高了32.07%、98.02%和53.61%，Mg含量分別增加了2.62%、5.34%和12.01%; EBR和不同濃度鈣肥耦合（T3、T5）處理的Ca含量分別顯著提高143.98%、88.00%，Mg含量分別顯著增加了13.48%、8.11%。

3 討論與結(jié)論

葉面噴施鈣[17]、硅[9]、EBR[18]等外源物質(zhì)可提高作物產(chǎn)量，改善品質(zhì)。鈣不僅能夠促進(jìn)作物的生長發(fā)育，同時可通過改善植株對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收，提升作物品質(zhì)[19];EBR可促進(jìn)果實(shí)細(xì)胞分裂、增加細(xì)胞數(shù)量，從而增加果實(shí)產(chǎn)量[7]，而果實(shí)質(zhì)量和果徑是衡量番茄生物量積累水平的重要指標(biāo)[20]。筆者研究表明，與對照相比，EBR和鈣耦合處理下番茄果實(shí)的單果質(zhì)量、橫徑和縱徑均顯著高于對照，這與Correia等[21]的研究結(jié)果類似;而單獨(dú)噴施EBR或鈣單果質(zhì)量與對照無顯著性差異，證明EBR和鈣之間存在互作效應(yīng);同時也表明低濃度鈣肥對果實(shí)形態(tài)和品質(zhì)的影響優(yōu)于高濃度鈣肥。

硬度也是反映果實(shí)品質(zhì)的指標(biāo)。果實(shí)硬度與細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和組成物質(zhì)密切相關(guān)，與果實(shí)后熟后的耐貯藏性密切相關(guān)，鈣作為細(xì)胞壁的重要成分，能增強(qiáng)細(xì)胞的耐壓力和延展性[22]。筆者試驗(yàn)表明，單獨(dú)噴施EBR、鈣及EBR和鈣耦合果實(shí)硬度均有所增加，有利于提高番茄的耐貯運(yùn)能力，與蘇敬等[23]的研究結(jié)果類似。

可溶性蛋白作為一種重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，能夠增強(qiáng)植物抗性[19]。土壤中鈣含量不僅影響植物氮代謝，同時還會對蛋白質(zhì)的合成造成影響，而維生素C對果實(shí)的生長發(fā)育與品質(zhì)提升也有著不可或缺的作用。鈣除能夠促進(jìn)植物N代謝外，EBR的施用還可通過代謝通路影響番茄各種酶的增加及內(nèi)源激素變化，進(jìn)而促進(jìn)植株對N的吸收，利于果實(shí)合成更多的游離氨基酸和蛋白質(zhì)，進(jìn)而提高維生素C含量[24]。筆者研究表明，單獨(dú)噴施EBR、鈣、EBR和鈣耦合果實(shí)的游離氨基酸、可溶性蛋白和維生素C含量均高于對照，同時EBR和鈣耦合處理提高效果優(yōu)于單獨(dú)噴施EBR、鈣，這與包振興等[25]、吳一群等[26]、周君等[27]的研究結(jié)果類似。

糖度、酸度、可溶性固形物及番茄紅素含量是構(gòu)成番茄營養(yǎng)品質(zhì)與風(fēng)味品質(zhì)的重要指標(biāo)[7，28]，一般可溶性糖含量越高，番茄口感越好、品質(zhì)越高[29]。筆者試驗(yàn)表明，單獨(dú)噴施EBR、鈣、EBR和鈣耦合均可增加可溶性糖含量，降低有機(jī)酸含量，提高糖酸比和番茄紅素含量，有效提高番茄風(fēng)味品質(zhì)，這與沙守峰等[30]、Vardhini等[31]和Giovannoni [32]的研究結(jié)果類似。這可能是由于EBR和鈣的噴施可以通過增強(qiáng)源的供給能力，有助于促進(jìn)果實(shí)內(nèi)糖分積累[7]。

鈣是番茄生長必需的營養(yǎng)元素。筆者試驗(yàn)表明，與對照相比，噴施CaCl2顯著增加了果實(shí)中Ca、Mg的含量，降低了K、Na、Zn含量，表明試驗(yàn)中鈣與其他元素的拮抗作用不是影響果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的主要因素;而外源噴施EBR進(jìn)一步增加了果實(shí)中Ca含量，促進(jìn)了果實(shí)對鈣的吸收，Zn元素含量降低，K和Fe元素吸收效果不顯著，這與姚智等[33]的研究結(jié)果存在差異，可能與這些元素在土壤中有較高含量或在器官間的移動性較差有關(guān)。

綜上所述，外源噴施Ca和EBR可不同程度地促進(jìn)番茄果實(shí)生長，有效促進(jìn)果實(shí)對鈣的吸收利用，改善果實(shí)品質(zhì)，且以T3處理效果最佳。

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