螯合鈣葉面肥及遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)番茄果實(shí)生長(zhǎng)的影響

摘 要：為探究葉面噴施螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)溫室春延茬番茄果皮代謝特征、果實(shí)裂果和品質(zhì)的影響，以優(yōu)品88番茄品種為材料，分別進(jìn)行了CK（未遮陽(yáng)+葉面噴施清水）、CC（未遮陽(yáng)+葉面噴施0.30 g·L-1螯合鈣）、S（遮陽(yáng)網(wǎng)+清水）與SCC（遮陽(yáng)網(wǎng)+0.30 g·L-1螯合鈣）的處理試驗(yàn)。結(jié)果表明，轉(zhuǎn)色期與紅熟期番茄果實(shí)裂果率均表現(xiàn)為SCC<S<CC<CK，且各處理間差異顯著；與CK相比，CC、SCC處理均顯著提高了果皮超氧化物歧化酶與抗壞血酸過(guò)氧化酶活性，降低了果皮丙二醛和H2O2含量；CC、S與SCC處理均顯著降低了果皮細(xì)胞壁水解酶活性；果皮纖維素與原果膠含量呈現(xiàn)SCC>S>CC>CK的變化趨勢(shì)，且SCC處理與其他各處理呈顯著差異；CC與SCC處理均顯著提高了果實(shí)單果質(zhì)量、維生素C和可溶性固形物含量，且SCC處理效果最好。綜上所述，在溫室番茄生產(chǎn)中，0.30 g·L-1螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)協(xié)同作用的增產(chǎn)提質(zhì)效果最優(yōu)。

關(guān)鍵詞：番茄；螯合鈣；遮陽(yáng)；果實(shí)生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S641.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2024）10-082-06

收稿日期：2024-02-02；修回日期：2024-06-12

基金項(xiàng)目：西藏自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目（XZ202001ZR0067G）；濰坊市科學(xué)技術(shù)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2021GX050）；濰坊科技學(xué)院學(xué)科建設(shè)設(shè)施園藝專項(xiàng)（2021XKJS26）；山東省高校設(shè)施園藝重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（2018YY014）；濰坊科技學(xué)院人才專項(xiàng)（KJRC2021001）

作者簡(jiǎn)介：彭佃亮，男，副教授，主要從事蔬菜高產(chǎn)生理生態(tài)研究。E-mail：pdlpdl2009@126.com

Effects of chelated calcium foliar fertilizer and shading net on tomato fruit growth

PENG Dianliang， WANG Xingcui， YANG Wenxia， ZHANG Jingmin， TANG Yuhai， XU Haicheng

（Facility Horticulture Laboratory of Universities in Shandong/Jia Sixie Agricultural College， Weifang University of Science and Technology， Shouguang 262700， Shandong， China）

Abstract： To investigate the effect of foliar spraying of chelated calcium and shading net on the metabolic characteristics， fruit cracking， and quality of greenhouse spring delay tomatoes， the tomato variety Youpin88 was treated at four treatments， as CK（unshading + clear water foliage spraying）， CC（unshading + 0.30 g·L-1 chelated calcium foliage spraying）， S（shading + clear water）， and SCC（shading + 0.30 g·L-1 chelated calcium）. The results showed that the fruit cracking rate of tomato during the color changing and red ripening stage was SCC<S<CC<CK， and there were significant difference among the treatments. Compared with CK， CC and SCC significantly increased the activities of superoxide dismutase and ascorbate peroxidase in fruit peels， while reducing the content of malondialdehyde and H2O2. CC， S and SCC significantly decreased the activity of cell wall hydrolases in fruit peel cells. The content of cellulose and pectin in the fruit peel showed a trend of SCC>S>CC>CK， and SCC showed significant difference compared to the other treatments. Both CC and SCC significantly improved the single fruit mass， vitamin C， and soluble solid content of the fruit， with SCC treatment better. In summary， the synergistic effect of chelated calcium and shading net is the most effective in increasing yield and improving quality in greenhouse tomato production.

Key words： Tomato; Celated calcium; Shading; Fruit growth

番茄是我國(guó)種植面積最為廣泛的茄果類蔬菜之一，極大地豐富了百姓的四季餐桌，設(shè)施栽培蔬菜的發(fā)展有效保障了我國(guó)北方蔬菜的供應(yīng)[1]。在北方環(huán)渤海設(shè)施生產(chǎn)區(qū)番茄春延茬或越夏茬生產(chǎn)中，由于日光溫室特殊的光溫等環(huán)境因素[2]，常會(huì)引起番茄果實(shí)發(fā)育異常、果皮質(zhì)量差而發(fā)生裂果現(xiàn)象[3]，帶來(lái)巨大的商品損耗與經(jīng)濟(jì)損失，因此設(shè)施番茄種植的防裂保質(zhì)是目前生產(chǎn)所要解決的首要問(wèn)題。

研究表明，番茄裂果的發(fā)生自轉(zhuǎn)色期開始，在成熟期發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)最高[4]；品種特性與外界因子協(xié)同影響番茄裂果的發(fā)生[3，5-6]。番茄果皮組織質(zhì)量與衰老程度決定了裂果的發(fā)生[5，7]。王傲雪等[7]研究表明，耐裂果番茄果肩含有較高的抗氧化酶活性及抗氧化物質(zhì)含量，且膜質(zhì)過(guò)氧化程度較低。細(xì)胞壁組分中的纖維素與原果膠可在水解酶的作用下水解，抑制細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，減弱果皮耐性，導(dǎo)致裂果發(fā)生[8]。強(qiáng)烈的光照或持續(xù)的高溫會(huì)減弱番茄果皮的完整性與機(jī)械強(qiáng)度，增加果實(shí)裂果的風(fēng)險(xiǎn)[3]。

噴施外源鈣能夠減輕植物果實(shí)受氧化脅迫的損害，增強(qiáng)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而降低裂果率[9-11]。糖醇螯合鈣可促進(jìn)礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)在韌皮部的運(yùn)輸，提高鈣元素的利用率[10]。遮陽(yáng)網(wǎng)可以通過(guò)減少光照度、水分蒸發(fā)量及溫度，改善設(shè)施小氣候環(huán)境進(jìn)而影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育[12]。研究表明，遮陽(yáng)網(wǎng)可以提高果實(shí)中的總酚與總單寧含量，降低總類黃酮含量，進(jìn)而影響葡萄的品質(zhì)[13]。目前關(guān)于葉面噴施螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)番茄果皮代謝特征、裂果和果實(shí)品質(zhì)的影響研究不足，筆者在設(shè)施番茄春延茬栽培過(guò)程中，進(jìn)行噴施外源螯合鈣、遮陽(yáng)以及遮陽(yáng)+外源螯合鈣雙重處理，研究不同處理對(duì)番茄果皮組織抗氧化能力、物質(zhì)代謝以及裂果與果實(shí)品質(zhì)的影響，旨在為設(shè)施番茄的抗逆生產(chǎn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)番茄品種為優(yōu)品88，優(yōu)品88定植苗由山東濰科種業(yè)發(fā)展有限公司提供。螯合鈣為普蓓優(yōu)鈣，由英國(guó)果頓農(nóng)用化學(xué)品公司生產(chǎn)，鈣含量（ρ，后同）>252 g·L-1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2023年3－7月在山東省壽光市濰坊科技學(xué)院北洛試驗(yàn)基地設(shè)施溫室開展。試驗(yàn)溫室南北走向，標(biāo)準(zhǔn)化起壟雙行定植（3月2日），行長(zhǎng)4 m，行距50 cm，株距30 cm，單稈整枝。共設(shè)置4個(gè)處理：未遮陽(yáng)+葉面噴施清水作為對(duì)照（CK）、未遮陽(yáng)+葉面噴施0.30 g·L-1螯合鈣（CC）、遮陽(yáng)網(wǎng)+葉面噴施清水（S）、遮陽(yáng)網(wǎng)+葉面噴施0.30 g·L-1螯合鈣（SCC）。于第三穗果開花時(shí)布置遮陽(yáng)處理，用遮光率為26%的遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋于日光溫室薄膜頂部，遮陽(yáng)時(shí)間為每日09：30—16：30。同時(shí)進(jìn)行葉面噴施清水或螯合鈣處理，用量為每次1 L·m-2，每7 d噴施1次，連噴6次。采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，52株番茄，每株番茄第三穗果留果4個(gè)。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 果皮代謝指標(biāo) 試驗(yàn)品種的裂果出現(xiàn)在果肩處，分別在第三穗果的轉(zhuǎn)色期及紅熟期每個(gè)重復(fù)挑選6個(gè)大小均勻的果實(shí)，縱橫切后每單果留取1/4近果柄端的果皮混勻，具體參考張川等[5]的方法。所取果皮用于測(cè)定抗氧化酶、細(xì)胞壁代謝相關(guān)酶活性及活性氧物質(zhì)和果皮組分含量等指標(biāo)。參考曹建康等[14]的方法，測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）、抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）、纖維素酶與多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性及丙二醛（MDA）、過(guò)氧化氫（H2O2）、纖維素和原果膠含量，每處理3次重復(fù)。

1.3.2 果實(shí)硬度及裂果率 于番茄第三穗果的轉(zhuǎn)色期與紅熟期每個(gè)重復(fù)取10個(gè)大小均勻的果實(shí)，采用GYJ-4硬度計(jì)測(cè)定第三穗果實(shí)硬度；另于上述各個(gè)時(shí)期每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取8株番茄植株，統(tǒng)計(jì)該時(shí)期番茄裂果數(shù)與總果數(shù)，計(jì)算裂果率[5]。裂果率/%=裂果數(shù)/總果數(shù)×100，每處理3次重復(fù)。

1.3.3 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo) 于番茄第三穗果實(shí)紅熟期每個(gè)重復(fù)挑選發(fā)育一致的6個(gè)果實(shí)，采用四分法混勻后，參照高俊鳳[15]的方法測(cè)定可溶性固形物、維生素C、可溶性糖和有機(jī)酸含量，每處理3次重復(fù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與作圖；采用DPS v15.10軟件運(yùn)用LSD法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)番茄果皮MDA與H2O2含量的影響

由圖1可以看出，各處理紅熟期番茄果皮MDA含量均高于轉(zhuǎn)色期（圖1-A），而H2O2含量與之相反（圖1-B）。與CK相比，噴施螯合鈣（CC）、遮陽(yáng)（S）與螯合鈣+遮陽(yáng)（SCC）處理均降低了兩個(gè)番茄果實(shí)發(fā)育時(shí)期的果皮MDA含量，分別為12.40%、25.99%和38.55%（兩時(shí)期均值），且除轉(zhuǎn)色期CC處理外，其他處理與CK均呈顯著差異，其中SCC處理比CK分別顯著降低33.39%、43.69%。兩個(gè)果實(shí)發(fā)育時(shí)期的番茄果皮H2O2含量在不同處理間均表現(xiàn)為CK>CC>S>SCC，與CK相比，CC、S和SCC處理均顯著降低了兩個(gè)時(shí)期的H2O2含量，其中SCC處理的H2O2含量最低，分別比CK顯著降低22.41%、22.75%。以上結(jié)果表明，遮陽(yáng)與螯合鈣處理均可降低番茄果皮MDA與H2O2含量，且螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)處理效果最優(yōu)。

2.2 螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)番茄果皮SOD與APX活性的影響

由圖2-A可以看出，兩個(gè)時(shí)期番茄果皮的SOD活性在不同處理間表現(xiàn)出CC>SCC>CK>S的變化趨勢(shì)，且紅熟期各處理間差異顯著；與CK相比，CC處理的果皮SOD活性顯著提高了29.75%（兩時(shí)期均值）；與S處理相比，SCC處理的SOD活性也顯著提高了27.62%（兩時(shí)期均值）。番茄果皮APX活性在不同處理間的變化趨勢(shì)與SOD一致，CC與CK相比、SCC與S相比，果皮APX酶活性分別顯著提高了22.76%、20.79%（兩時(shí)期均值）（圖2-B）。以上結(jié)果表明，噴施螯合鈣及螯合鈣與遮陽(yáng)網(wǎng)協(xié)同處理均可顯著提高番茄果皮抗氧化酶活性。

2.3 螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)果皮纖維素酶及PG活性的影響

由圖3-A知，與CK相比，CC、S與SCC處理均顯著降低了不同生育時(shí)期番茄果皮纖維素酶活性，分別為20.44%、38.63%與47.68%（兩時(shí)期均值）；CC較CK、SCC較S處理均降低了兩時(shí)期果皮纖維素酶活性，且除轉(zhuǎn)色期S與SCC處理差異不顯著外，其他處理均呈顯著差異。不同處理?xiàng)l件下，兩時(shí)期果皮PG活性均表現(xiàn)為CK>CC>S>SCC，且各處理間差異均顯著；CC較CK、SCC較S，PG活性分別顯著降低13.41%、19.29%（兩時(shí)期均值）（圖3-B）。以上結(jié)果表明，噴施螯合鈣可降低果實(shí)果皮纖維素酶和PG活性，且螯合鈣與遮陽(yáng)網(wǎng)協(xié)同作用效果最佳。

2.4 螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)紅熟期果皮纖維素和原果膠含量的影響

由圖4可以看出，CC、S與SCC處理的紅熟期番茄果皮纖維素含量比CK分別顯著提高15.63%、38.79%、57.37%，不同處理均呈顯著差異，其中SCC含量最高。紅熟期番茄果皮原果膠含量在不同處理間呈CK<CC<S<SCC的變化趨勢(shì)，CC、S與SCC處理比CK分別顯著提高19.04%、28.78%、41.49%。

2.5 螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)番茄果實(shí)硬度與裂果率的影響

由圖5可以看出，各處理轉(zhuǎn)色期番茄果實(shí)硬度均高于紅熟期，而裂果率表現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。與CK相比，CC、S與SCC處理均顯著提高了轉(zhuǎn)色期與紅熟期的果實(shí)硬度；CC較CK、SCC較S，兩時(shí)期的番茄果實(shí)硬度均顯著提高。在不同處理?xiàng)l件下，兩時(shí)期番茄果實(shí)裂果率表現(xiàn)為CK>CC>S>SCC，且各處理均呈顯著差異；CC較CK的果實(shí)裂果率顯著降低了16.03%（兩時(shí)期均值），SCC較S的果實(shí)裂果率顯著降低了29.58%（兩時(shí)期均值）。

2.6 螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)番茄果實(shí)單果質(zhì)量與品質(zhì)的影響

由表1可知，與CK相比，CC、S與SCC處理均提高了番茄果實(shí)的單果質(zhì)量，分別為6.82%、4.32%和9.62%，除S處理外，其他處理與CK均呈顯著差異；CC較CK、SCC較S處理的單果質(zhì)量均顯著提高。與CK相比，CC、S與SCC處理均提高了番茄果實(shí)的維生素C含量，CC較CK、SCC較S處理的維生素C含量分別顯著提高了14.98%、19.25%；此外，CC與SCC處理的維生素C含量無(wú)顯著差異。與CK相比，CC、S與SCC處理均顯著提高了果實(shí)可溶性固形物含量；CC較CK、SCC較S處理均提高了可溶性固形物含量，且CK與CC處理呈顯著差異。可溶性糖含量在不同處理下呈SCC>S>CC>CK的變化趨勢(shì)，其中SCC和S處理分別比CK顯著提高29.80%、14.57%。S處理下的有機(jī)酸含量顯著低于其他處理，而其他處理間有機(jī)酸含量無(wú)顯著差異。S與SCC處理的番茄果實(shí)糖酸比分別比CK顯著提高20.70%、29.84%。

3 討論與結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)施番茄可以實(shí)現(xiàn)周年生產(chǎn)，大大提高了種植戶的收益[16]。但在設(shè)施生產(chǎn)區(qū)，如壽光地區(qū)，設(shè)施番茄在春延茬或越夏茬生產(chǎn)中，溫室獨(dú)特的生態(tài)小氣候，尤其是4月下旬至10月份期間的強(qiáng)光高溫，常引起番茄裂果，是設(shè)施番茄增產(chǎn)保質(zhì)的瓶頸。研究表明，外源鈣可減少臍橙裂果的發(fā)生[17]，弱光環(huán)境下櫻桃果實(shí)的開裂率顯著降低[3]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，與CK相比，噴施螯合鈣處理與遮陽(yáng)網(wǎng)處理均顯著提高了果實(shí)硬度，降低了果實(shí)裂果率，且以螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)雙重處理效果最優(yōu)。這可能是上述處理減少了強(qiáng)光高溫等不良環(huán)境對(duì)果實(shí)果皮造成的損傷，穩(wěn)定了角質(zhì)層的完整性與力學(xué)特征，進(jìn)而降低了果實(shí)的開裂概率。

較低的細(xì)胞膜膜質(zhì)過(guò)氧化程度及活性氧積累量，可以增強(qiáng)植物對(duì)逆境的抗性，果皮組織的衰老與其密切相關(guān)[18-19]。前人研究表明，較高活性的抗氧化酶，如SOD、APX等，可以減少活性氧的積累，提高組織抗氧化和氧化修復(fù)能力[20-21]。楊蘭蘭等[11]研究表明，施用鈣可以提高蘋果果實(shí)抗氧化酶活性、降低果實(shí)MDA含量。本研究表明，噴施螯合鈣處理及螯合鈣與遮陽(yáng)網(wǎng)協(xié)同處理均可提高番茄果皮抗氧化酶活性，可降低番茄果皮MDA與H2O2含量，且螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)協(xié)同處理效果最優(yōu)。說(shuō)明設(shè)施番茄在春延茬種植時(shí)強(qiáng)光高溫等不利環(huán)境可導(dǎo)致番茄果皮活性氧物質(zhì)積累，引起抗氧化酶系統(tǒng)的響應(yīng)以清除過(guò)多活性氧；外施螯合鈣或遮陽(yáng)能夠顯著降低番茄果皮胞膜過(guò)氧化程度，減少細(xì)胞膜系統(tǒng)損傷，進(jìn)而提高番茄果皮膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

細(xì)胞壁組分的充實(shí)度及其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與果實(shí)裂果的發(fā)生密切相關(guān)[22-23]。纖維素酶等水解酶可以降解胞壁的纖維素與果膠等物質(zhì)，降低果皮的強(qiáng)度，引發(fā)裂果[8]，尤其在光溫脅迫下導(dǎo)致的果實(shí)裂果概率更高[3]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，遮陽(yáng)顯著降低了番茄果實(shí)果皮纖維素酶及PG活性，提高了紅熟期果皮纖維素和原果膠含量，這可能與遮陽(yáng)后減緩了所處的強(qiáng)光高溫環(huán)境脅迫有關(guān)。此外，無(wú)論遮陽(yáng)與否，螯合鈣均降低果皮上述水解酶活性，提高了紅熟期果皮的胞壁物質(zhì)含量。這可能是作為細(xì)胞第二信使的Ca2+，能夠結(jié)合細(xì)胞中的鈣調(diào)蛋白調(diào)節(jié)果皮纖維素酶及PG活性，進(jìn)而減緩番茄果皮胞壁非結(jié)構(gòu)物質(zhì)的降解，提高果皮強(qiáng)度。然而，外施螯合鈣或遮陽(yáng)能否影響番茄果皮上述代謝過(guò)程中相關(guān)基因的表達(dá)還需要進(jìn)一步研究。

喬凱等[16]研究表明，不同顏色的遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋均顯著提高了越夏番茄的單果質(zhì)量與產(chǎn)量。劉敏等[13]研究表明，遮陽(yáng)網(wǎng)可提高葡萄果實(shí)的橫/縱徑和單果質(zhì)量并改善葡萄品質(zhì)。螯合鈣與氮互作能夠顯著影響結(jié)球生菜的產(chǎn)量和品質(zhì)[24]。本研究表明，噴施螯合鈣處理與遮陽(yáng)處理均可以提高單果質(zhì)量、果實(shí)維生素C含量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量及糖酸比，且螯合鈣+遮陽(yáng)協(xié)同作用效果最優(yōu)。這與李益清等[25]在弱光脅迫下的研究結(jié)論一致，但針對(duì)強(qiáng)/弱光脅迫下的番茄品質(zhì)的鈣調(diào)控是否有差異及其調(diào)控位點(diǎn)在哪等問(wèn)題還有待繼續(xù)研究。

綜上所述，外源螯合鈣與遮陽(yáng)處理均緩解了春延茬（4月中旬以后）設(shè)施內(nèi)光溫脅迫對(duì)番茄果皮抗氧化能力、物質(zhì)代謝以及耐裂果性與果實(shí)品質(zhì)的不利影響，螯合鈣與遮陽(yáng)通過(guò)提高果實(shí)果皮抗氧化酶活性，降低MDA與H2O2含量，減緩組織衰老；同時(shí)降低胞壁水解酶活性，提高果皮纖維素和原果膠含量，進(jìn)而降低番茄裂果的風(fēng)險(xiǎn)，且以螯合鈣+遮陽(yáng)網(wǎng)協(xié)同作用的增產(chǎn)提質(zhì)效果最優(yōu)。

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