不同光質(zhì)對櫻桃番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

鄭冬梅，林志斌，陳藝群，林碧英

(福建農(nóng)林大學(xué) 園藝學(xué)院，福建 福州 350002)

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不同光質(zhì)對櫻桃番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

鄭冬梅，林志斌，陳藝群，林碧英*

(福建農(nóng)林大學(xué) 園藝學(xué)院，福建 福州 350002)

摘要：[目的]探討光質(zhì)對櫻桃番茄的響應(yīng)機制。[方法]在南方設(shè)施大棚內(nèi)封閉式植物光照培養(yǎng)架上，以櫻桃番茄為試驗材料，試驗設(shè)計了6種不同LED燈光質(zhì)(白光、黃光、藍光、紅光、綠光和復(fù)合光)對櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。[結(jié)果]紅光、藍光和復(fù)合光處理均有助于提高植株果實單果重、單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量，以紅光處理的效果最好，單株產(chǎn)量增加19.992%。藍光處理的番茄果實轉(zhuǎn)色時間最短； Vc含量和可溶性蛋白質(zhì)含量顯著增加，硝酸鹽含量降低。紅光處理增加果實的可溶性糖含量和番茄紅素含量。綠光處理使番茄果實品質(zhì)和產(chǎn)量下降。[結(jié)論]研究結(jié)果表明，紅光有助于提高果實產(chǎn)量，藍光有助于番茄果實品質(zhì)的提高。

關(guān)鍵詞：光質(zhì)；櫻桃番茄；轉(zhuǎn)色；品質(zhì)；產(chǎn)量

光是植株生長的必需環(huán)境因素。植物對光的要求除光強和光周期之外，光的質(zhì)量也是一個很重要的因素，已有前人實驗證明光質(zhì)對植物的生長發(fā)育[1]、光合作用[2]、產(chǎn)量、果實品質(zhì)、抗逆[3]等方面均有極大的影響。近年來，光質(zhì)對植物生長發(fā)育影響的研究已成為熱點，但很多都是局限在植物組織培養(yǎng)和對植物嫩芽的影響上[4]。光質(zhì)對果實品質(zhì)影響的報道相對較少，并且光質(zhì)大多是采用普通電源或濾光膜等途徑獲取光質(zhì)。

番茄(Lycopersicon esculentumMill.)經(jīng)濟效益高、營養(yǎng)豐富而深受人們的歡迎，是中國南北設(shè)施栽培的主栽蔬菜之一，設(shè)施內(nèi)不同光質(zhì)處理對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)具有較大影響。本試驗以提高櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)為目的，在外層覆蓋黑色遮光材料的培養(yǎng)架上，通過LED精量調(diào)制光質(zhì)，研究其對櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)等的影響。旨在探明番茄對光質(zhì)的響應(yīng)機制，試圖找出番茄轉(zhuǎn)色期間適宜的光質(zhì)，以期為番茄大棚生產(chǎn)補光技術(shù)提供一些理論依據(jù)，推動番茄大棚栽培的發(fā)展，并為設(shè)施番茄的燈光管理以及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試番茄品種為美國引進矮化型觀賞類櫻桃番茄品種-矮生ky。

1.2試驗設(shè)計

LED光源燈管由上海仁和照明電器有限公司生產(chǎn)，試驗共設(shè)白色光(混合光)、黃色光(570～600nm)、藍色光(420～470nm)、紅色光(630～780nm)、綠色光(490～560nm)、紅藍混合的復(fù)合光(紅∶藍=3∶1)6個處理，以白色光為對照。燈管固定于培養(yǎng)箱頂部，光強為100μmol·m-2·s-1, 光源燈管距離植株距離約為50cm,處理室外周用黑色硬紙板包圍，防止外源燈光對試驗結(jié)果造成影響。

試驗于2014年9-12月在福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院設(shè)施溫室大棚進行種植栽培。2014年12月至2015年2月在福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院園藝科技樓進行光質(zhì)處理。生理生化試驗在福建農(nóng)林大學(xué)園藝學(xué)院蔬菜生理生化實驗室進行。種子在播種前進行催芽處理，待種子露白后以點播的形式播種在穴盤中，基質(zhì)比例按珍珠巖：泥炭土：椰糠：蛭石=1∶3∶1∶1。待櫻桃番茄幼苗長至六葉一心時進行移栽定植，將幼苗定植到10cm×10cm營養(yǎng)缽中進行管理，每隔2d澆1次水，每隔1周施復(fù)合肥。植株開花結(jié)果至果實為青果期時進行光質(zhì)處理試驗。

1.3測定項目和方法

櫻桃番茄果實轉(zhuǎn)色個數(shù)：統(tǒng)計不同光質(zhì)處理相同時間內(nèi)植株果實轉(zhuǎn)色的個數(shù)，以果實全部變紅為標準。

果實成熟后測定單果重、單株產(chǎn)量和計數(shù)單株結(jié)果數(shù)。

品質(zhì)指標測定:采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C含量[5]、可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸法[6]，番茄紅素采用甲醇-氯仿法[7]，硝態(tài)氮含量采用水楊酸-硫酸法[8]，可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍G-250法[9]。各項品質(zhì)指標的測定均去除果實的果皮和種子，取其果肉進行試驗指標測定。

1.4數(shù)據(jù)處理

試驗所有數(shù)據(jù)作3個重復(fù)，選用MicrosoftExcel2007和DPS(7.05)Duncan新復(fù)極差法分析數(shù)據(jù)。

2結(jié)果與分析

2.1不同光質(zhì)LED燈對櫻桃番茄果實轉(zhuǎn)色的影響

從圖1可以看出，果實轉(zhuǎn)色個數(shù)隨著光質(zhì)處理時間的延長逐漸增多，處理40d時，番茄果實轉(zhuǎn)色個數(shù)依次為：藍光>紅光>復(fù)合光>白光>綠光>黃光。不同光質(zhì)處理的植株果實在處理10d、20d、30d、40d時轉(zhuǎn)色個數(shù)存在差別。與對照相比，藍光、紅光和復(fù)合光處理的效果均高于對照，以40d時藍光處理效果最好，處理的植株果實轉(zhuǎn)色個數(shù)比對照增加25%。由此說明藍光處理可以促進番茄提早轉(zhuǎn)色。

圖1　不同光質(zhì)LED燈處理櫻桃番茄果實轉(zhuǎn)色個數(shù)比較Fig.1　Cherry tomato fruit coloring number between the different light quality LED lamp

2.2不同光質(zhì)LED燈對櫻桃番茄植株產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，紅光、藍光和復(fù)合光處理的果實單果重、單株果數(shù)和單株產(chǎn)量均高于對照，紅光、藍光和復(fù)合光與白光相比分別增產(chǎn)19.992%、17.784%和13.859%，差異極顯著。黃光和綠光處理則降低產(chǎn)量，分別比白光低24.202%和4.906%。說明紅光、藍光和復(fù)合光處理均有助于提高植株果實產(chǎn)量，其中紅光處理效果最好，產(chǎn)量最高，說明紅光處理最有利于番茄果實產(chǎn)量的增加。黃光和綠光處理則會降低產(chǎn)量。

2.3不同光質(zhì)LED燈對櫻桃番茄果實的影響

2.3.1對果實品質(zhì)的影響

由表2可知，不同光質(zhì)處理對番茄果實的Vc含量、可溶性糖含量和番茄紅素含量達到顯著性差異水平。Vc含量依次為：藍光>復(fù)合光>黃光>白光>紅光>綠光，以藍光處理效果最好，Vc含量達25.620mg·100g-1，較白光增加23.072%，復(fù)合光、黃光處理分別較白光增加14.618%和9.540%?？扇苄蕴呛勘憩F(xiàn)為：紅光>白光>藍光>復(fù)合光>黃光>綠光，紅光處理的可溶性糖含量最高，較白光增加33.333%,綠光、黃光處理的可溶性糖含量較低，分別比白光低43.590%和35.897%。由此可知，與白光相比，紅光促進番茄可溶性糖的形成。紅光處理顯著增加了果實的番茄紅素含量，較白光增加16.522%，達差異顯著水平。藍光、黃光和綠光處理的番茄紅素較白光分別低16.596%、26.819%和52.864%，以綠光處理效果最差。由此可知，紅光處理可以提高果實的番茄紅素含量，而藍光、黃光和綠光處理則會抑制果實番茄紅素的形成。

表1　不同光質(zhì)LED處理對櫻桃番茄植株產(chǎn)量的影響

注：同列數(shù)字后不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05),同列數(shù)字后不同大寫字母表示差異極顯著(p<0.01)。下同

Note:differentlowercaselettersforthesignificantdifferenceatthe0.05level,differentcapitallettersshowsignificantdifferenceatthe0.01level.Thesameasfollows

表2　不同光質(zhì)LED光處理對轉(zhuǎn)色期櫻桃番茄果實品質(zhì)的影響

2.3.2對果實硝酸鹽含量的影響

從圖2可以看出，處理40d后，果實硝酸鹽含量隨著光質(zhì)處理時間的延長而呈上升趨勢，依次為：綠光>白光>紅光>黃光>復(fù)合光>藍光。以40d時藍光處理的番茄果實硝酸鹽含量最低為26.313mg·g-1，與白光差異顯著，較白光低19.298%，復(fù)合光處理比白光低15.332%，黃光和紅光處理分別比白光低12.946%、5.220%，以綠光處理的果實硝酸鹽含量最高，為35.407mg·g-1，比白光高8.594%。由此可知藍光、復(fù)合光、黃光和紅光處理均有助于減少果實的硝酸鹽含量，以藍光處理效果最佳，而綠光處理則會促進果實硝酸鹽含量的形成。

圖2　不同光質(zhì)LED燈處理櫻桃番茄果實硝酸鹽含量的比較Fig.2　Comparison of cherry tomato fruit nitrate content in different light quality LED

圖3　不同光質(zhì)LED燈處理櫻桃番茄果實可溶性蛋白質(zhì)含量的比較Fig.3　Comparison of different light quality LED treatment of soluble protein content on fruit

2.3.3對果實可溶性蛋白含量的影響

從圖3可以看出，隨著光照處理時間的加長，果實的可溶性蛋白質(zhì)含量呈上升趨勢，處理40d時，番茄果實可溶性蛋白含量的大小依次為：藍光>白光>紅光>綠光>復(fù)合光>黃光。以40d時藍光處理的番茄果實可溶性蛋白含量最高為1.646mg·g-1，比白光高6.302%，黃光、綠光、復(fù)合光和紅光分別比白光低39.110%、14.942%、18.144%和9.040%，以黃光處理的效果最差，可溶性蛋白含量為0.973mg·g-1。由此可知藍光處理最有利于果實可溶性蛋白含量的增加，有利于提高果實品質(zhì)，黃光、綠光、復(fù)合光和紅光處理則會降低果實可溶性蛋白含量。

3討論與結(jié)論

光質(zhì)對番茄的生長發(fā)育起著重要作用。試驗結(jié)果表明不同光質(zhì)處理番茄果實，果實的轉(zhuǎn)色時間存在差異，藍光、紅光和復(fù)合光3種光質(zhì)有助于果實提早轉(zhuǎn)色，其中以藍光處理的番茄果實轉(zhuǎn)色時間最短，綠光和黃光則會抑制果實轉(zhuǎn)色，這與蒲高斌[10]紅光處理番茄果實有助于果實提早轉(zhuǎn)色不一致，原因還需進一步探討。

紅光處理后番茄果實產(chǎn)量極顯著增加，原因一方面是由于植株葉面積和葉綠素含量的增加,另一方面是紅光有利于提高葉片光合速率[11]，增加干物質(zhì)的積累[12]?？赡茉蚴羌t光有利于番茄果實同化物的增加，提高產(chǎn)量。光質(zhì)與果實內(nèi)部光合產(chǎn)物運輸分配的關(guān)系還有待進一步探究。本試驗光質(zhì)處理對番茄植株產(chǎn)量的影響為：紅光>藍光>復(fù)合光。紅光處理的番茄植株果實產(chǎn)量最高，這與黃枝[13]、林碧英[14]紅光能提高豌豆芽苗菜產(chǎn)量結(jié)果一致。

維生素C又叫抗壞血酸，是一種水溶性維生素[15]。維生素C含量的高低可以作為番茄果實品質(zhì)的衡量標準，植物中維生素C的含量在植物生長不同時期的含量大小也不一樣，本試驗結(jié)果表明，不同光質(zhì)LED燈處理后番茄果實維生素C含量大小為：藍光>復(fù)合光>黃光>白光>紅光>綠光。藍光處理的轉(zhuǎn)色后番茄果實維生素C含量比白光處理的更高。說明在番茄轉(zhuǎn)色期增加藍色光照，可以提高番茄果實的維生素C的含量，這與吳根良[16]對越冬辣椒果實品質(zhì)研究結(jié)果一致。

劉淵川[17]在做不同LED光照時長對菜心生長與品質(zhì)的影響實驗中表明，伴隨LED燈光照時間延長，有助于菜心的可溶性糖含量的增加。本試驗結(jié)果表明：紅光處理的果實可溶性糖含量最高，說明添加紅光可以促進果實可溶性糖含量的增加，這與蒲高斌[18]在光質(zhì)對番茄果實轉(zhuǎn)色期品質(zhì)變化影響以及陳祥偉[19]在不同LED光源對烏塌菜光合特性及品質(zhì)的影響結(jié)果一致,原因可能是紅光比例的增加促進了碳代謝強度和碳水化合物合成。說明紅光處理轉(zhuǎn)色期番茄果實的效果最好，最有利于果實可溶性糖含量的積累。

番茄紅素是一種重要的生理功能性色素。本試驗結(jié)果表明6種不同光質(zhì)LED燈處理后番茄紅素含量大小為：紅光>復(fù)合光>白光>藍光>黃光>綠光。6種光質(zhì)以紅光處理轉(zhuǎn)色期番茄果實其番茄紅素含量最高6.326mg·kg-1，極顯著高于白光處理的番茄紅素含量。試驗結(jié)果與劉曉英[20]和孫娜[21]在番茄上的試驗結(jié)果一致，說明紅光處理可提高櫻桃番茄果實番茄紅素含量?？赡茉蚴羌t光處理果實后促進果實內(nèi)某些基因的表達，轉(zhuǎn)錄和翻譯，從而提高了一些酶的水平，如八氫番茄紅素合成酶，從而加速番茄紅素的合成：降低了某些酶的合成，抑制了番茄紅素的降解[22]。

葉菜類和根菜類中含有大量硝酸鹽，在烹飪和腌制過程中可轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽而危害健康，因此硝酸鹽含量成為蔬菜及其加工品的重要品質(zhì)指標。本試驗結(jié)果表明藍光處理的番茄植株果實硝酸鹽含量最低，說明藍光處理有利于提高番茄果實的安全品質(zhì)。這與劉文科[23]藍光處理顯著降低了生菜地上部分硝酸鹽含量結(jié)果一致。

本試驗藍光處理的番茄果實可溶性蛋白質(zhì)含量明顯高于其它處理，說明藍光處理促進番茄果實中可溶性蛋白質(zhì)含量的增加，推測藍光可以促進番茄果實相關(guān)蛋白的合成。其原因可能是藍光可促進線粒體的暗呼吸，暗呼吸中的有機酸為有機含氮化合物的合成提供了碳架，進而促進了蛋白質(zhì)的合成[24]。

不同光質(zhì)LED燈處理櫻桃番茄，對產(chǎn)量和品質(zhì)的影響各不相同，在6種不同光質(zhì)的處理下，以紅光處理產(chǎn)量最高。光質(zhì)對番茄品質(zhì)的影響;紅光提高果實的可溶性糖含量和番茄紅素含量，藍光有助于降低果實硝酸鹽含量，提高果實可溶性蛋白含量。綜上所述，紅光處理可以提高果實產(chǎn)量，藍光處理可提升番茄果實品質(zhì)。本試驗只針對單色光質(zhì)和紅藍光配比對番茄產(chǎn)量及品質(zhì)的研究，其它不同光質(zhì)配比對番茄果實產(chǎn)量和品質(zhì)的研究有待進一步分析和探討。

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(編輯：馬榮博)

收稿日期：2016-03-18 修回日期：2016-05-12

作者簡介：鄭冬梅(1993-)，女(漢)，福建永定人，碩士研究生，研究方向:蔬菜生理生化 *通訊作者：林碧英，教授，碩士生導(dǎo)師。Tel:13905015517;E-mail：lby3675878@163.com

基金項目：福建省科技重點項目(2014N0022)；福建省科技重大項目(2014NZ0002-2)

中圖分類號：S641.2

文獻標識碼：A

文章編號：1671-8151(2016)08-0567-05

Effectsofdifferentlightqualitiesontheyieldandqualityofcherrytomato

ZhengDongmei,LinZhibin,ChenYiqun,LinBiying*

(College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, China)

Abstract:[Objective]The aim was to find out the light qualitative physiological response mechanis, [Methods]Under the southern facility plant incubator environment, with cherry tomato as experimental material, experiments were designed on the six different LED lamp light quality (white, yellow, blue, red, green and complex light) of cherry tomato yield and quality effects. [Results]The results were: the red, blue and composite light treatments could help improve plant fruit weight, fruit number per plant and yield per plant, the best deal with the effect of red light, a 19.992% increased in yield per plant. Blue ray processing tomato fruit color turning time shortest; VC content and soluble protein content significantly increased, nitrate content decreased. Red light treatment increased fruit soluble sugar content and tomato red pigment content. Yield and fruit quality of tomato was reduced by green light. [Conclusion]The results showed that red light was helpful to increase fruit yield, and blue light was helpful to improve the quality of tomato fruit.

Key words:Light quality; Cherry tomato; Coloration; Quality; Yield