不同栽培条件下铁将军番茄果实生长发育特性

刘登宇，李魁印，余颖利，薛小花，黎显钏，程遥遥，姚玲萍，覃春实，龙慧，李伟，4，5

（1.贵州大学农学院，贵阳，550025；2.三穗县滚马乡人民政府；3.安顺学院；4.贵州大学蔬菜研究院；5.贵州省设施蔬菜工程技术研究中心）

番茄为茄科植物，在中国南北方广泛栽培。不仅营养丰富，还可预防和治疗多种疾病[1]。番茄果实具特殊风味，食用及加工方式较多，有很高的栽培价值。因各地区气候条件因素不同，番茄品种铁将军在贵州地区栽培果实品质不一[2～6]，种植面积难以扩大，本研究在钢架大棚和露地同时种植，通过观测铁将军果实生长发育进程中外观性状与内在品质的变化，比较铁将军果实在2种栽培模式下的生长发育特性差异，以期为贵阳地区番茄果实生长、成熟特性及引种提供理论指导与实践参考。

前人对番茄已有大量研究报道[7～13]，具有很大的参考价值。大棚与露地栽培条件下，番茄的性状、果期与气候的相关分析对比也有许多研究[14～24]。邹波[25]、刘以前等[26]、东惠茹等[27]对不同时期各物质变化相关关系进行了探究，认为番茄果实生长发育过程中有机物变化具有2个基本阶段，第1阶段从受精到定型青果期，第2阶段从定型青果期到完全成熟。叶绿素的分解、类胡萝卜素的积累、乙烯的释放高峰期及呼吸的跃变都发生在第2阶段，但第2阶段更加详细的划分研究较少，番茄果实生长发育有机物变化的阶段并未明确。因此，研究番茄果实生长各生育阶段与果实外在特征、内在品质的变化，有助于进一步阐明番茄果实生长、发育机理。因此，分析比较大棚、露地2种栽培条件下，番茄果实发育进程的差异，具有一定的理论意义及实践价值，可有效探明大棚的设施增温性、促长性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试番茄品种为铁将军，购自贵阳花溪农资经营部。该品种无限生长型，植株长势旺盛，坐果能力强，果实扁圆形，果色鲜红亮丽，果实坚硬，货架期长，抗TY病毒病、枯萎病及根结线虫病等，适合南北多地栽培。

1.2 试验方法

①试验设计 本研究于2017年在贵州大学南校区蔬菜园和西校区崇学楼一楼园艺实验室进行，试验地位于蔬菜园北部，土壤为黄壤，腐殖质含量较高。试验设置大棚栽培区、露地栽培区，以露地栽培为对照，大棚栽培区与露地栽培区相邻，大棚栽培区搭建常用钢架塑料大棚。4月3日对番茄种子进行消毒、浸种与催芽，12日将发芽种子播入装有育苗基质的72孔黑色塑料育苗盘穴孔内，进行大棚常规育苗。当幼苗长至7～10片真叶时，于5月28日移栽至大棚栽培区、露地栽培区，2个栽培区面积均为100 m2，2个栽培区均设置3次重复，每个小区约33 m2。每小区均按畦宽70 cm、高15 cm、长10 m及沟宽40 cm、深20 cm作高畦，均按行株距55 cm×45 cm进行移栽，1畦种植2行，每穴1株，覆膜栽培。

当植株甩头时，搭建“人”字形竹架，并引苗上竿，用塑料绳以“8”字形绑蔓，各小区均采取单秆整枝法，正常肥水管理，防治病虫草害。当植株进入开花结果期，适当加强肥水，以植株第3穗为对象，从该果穗中选取对应着生位置的单个花朵，于花柄处挂牌标识，记载该花开放日期，之后对该花花后果实生长、发育动态进行连续观察，在果实绿熟期、白熟期、转色期、粉红期、亮红期和红熟期进行果实外观指标的观测，同时摘取各主要发育阶段的果实，迅速带回实验室进行生理指标的测定。均在吊牌植株中随机选取果实6个，重复3次。

②测定指标与方法 测定植株中部（根部距地面50 cm处）果实。

a.果实主要生长指标。从番茄开花、授粉、受精后，肉眼可见果实约1 cm大小时开始观察、测定，用游标卡尺（0～150 mm，下同）测定。结合果高、果横径计算果实纵径与横径的比值即果形指数。果柄长、横径，用游标卡尺测定。于果实（带果柄）从果柄与茎枝连接处分离前测定。单果鲜质量（去果柄），用电子天平（Mettler AE 200）称取。果柄鲜质量，用电子天平（Mettler AE 200）称取。单果体积，用排水法测定。果实硬度，用果实硬度计（GY-1）测定。果实、果柄含水量，果实、果柄称取鲜质量后，置入105℃烘箱内杀青30 min后，于80℃烘干36 h至恒重后，用电子天平（科达FA-1004精密天平）称取两者干质量，计算两者的含水量。记载、拍摄番茄果实各发育阶段果实颜色、外形等。

b.果实主要生理指标。果实可溶性固形物含量，用手持测糖仪（HT212ATC）测定法。果实可溶性蛋白含量，用考马斯亮蓝G250法（MicroSmart离心机、712型分光光度计）。果实VC含量，用2，6-二氯酚靛酚法（MicroSmart离心机、科达FA-1004精密天平）。果实叶绿素、类胡萝卜素、红色素含量，用95%乙醇浸提法（712型分光光度计、科达FA-1004精密天平）。果实可滴定酸含量，用人工滴定法。

③数据分析 利用Excel 2010进行试验数据的统计、整理、分析和作图，并且使用Excel 2010软件进行处理间的显著性检验，采用单因素方差分析法，多重比较采用Duncan′s新复极差法（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同处理番茄果实发育时程的比较

由表1可知，不同处理栽培条件下番茄果实发育进程不一，绿熟期露地栽培为7月15日，即7月15日开始挂果，大棚栽培为7月22日，较露地栽培晚7 d。白熟期、转色期，露地栽培分别比大棚栽培早7、5 d。但粉红期后大棚栽培条件下的果实发育迅猛，最终与露地条件下在8月9日同时进入粉红期，但粉红期后大棚果实成熟进程持续加快，亮红期较露地栽培早2 d，红熟期较露地栽培早3 d，即相较于露地栽培提早3 d进入采摘期。

表1 不同处理番茄果实发育时程的比较 月/日

2.2 不同处理番茄花萼及其含水量的变化

由图1A可知，花萼长度的变化随生育期的改变而变化，随着果实的发育，花萼长度逐渐增加，不同时期大棚栽培的花萼长度都大于露地栽培，绿熟期至转色期两者长度存在显著差异，而后粉红期至亮红期无显著差异，但红熟期时差异显著。

图1 不同处理番茄花萼长度（A）及含水量（B）的比较

由图1B可知，露地栽培的花萼含水量前期高于大棚栽培，呈现先减小、再增加的趋势，受天气影响二者在粉红期和亮红期存在显著差异，在红熟期后无显著差异。大棚栽培花萼的含水量变化相对平稳，不因时期的改变而存在差异，红熟期含水量最高，为84.49%。

2.3 不同处理番茄果柄及其含水量的比较

由图2A和2B可知，果柄长度、横径在果实生长发育过程中稳定增长，露地栽培的果柄长度和粗度均大于大棚栽培。2个处理的果柄长度在绿熟期至转色期差异显著，但果柄横径仅在转色期存在显著差异，其他时期无论是果柄长度还是横径均无显著差异。

从图2C可知，不同条件下二者果柄含水量在绿熟期和粉红期存在显著差异，粉红期的果柄含水量差异最大，果柄含水量露地栽培为42.52%，大棚栽培为88.08%，大棚栽培高45.56个百分点。

图2 不同处理番茄果柄长度（A）、横径（B）及含水量（C）的比较

2.4 不同处理番茄果实性状的比较

①果实体积变化和果形指数 由表2可以看出，不同栽培条件下果实宽度在白熟期、粉红期、亮色期存在显著差异，其他时期差异不显著。由表3可以看出，不同栽培条件下果实高度仅在转色期存在显著差异。

表2 不同处理番茄果实果宽 cm

表3 不同处理番茄果实果高 cm

由图3可知，露地栽培条件下，果实在转色期前体积增长速率小于大棚栽培，但是2种栽培条件下果实进入转色期时体积增长都有所变缓，由于大棚栽培果实在转色期前干物质积累速度大于露地栽培，导致转色期后大棚栽培果实稍大于露地栽培，红熟期时二者体积无显著差异，露地栽培、大棚栽培条件下，果实体积变化与前人研究[18]相似。

图3 不同处理番茄果实体积的变化

②果实鲜果质量和含水量 由图4A可知，不同栽培条件下，大棚栽培果实鲜质量都大于露地栽培，转色期至粉红期存在显著差异，但在进入亮红期后二者不存在显著差异。由图4B可知，露地栽培、大棚栽培番茄果实都存在1个含水量下降点，大棚栽培果实在粉红期降低，露地栽培果实在转色期降低，这可能与当地气候变化存在联系，但大棚内部气候变化没有露地条件下的剧烈，从而导致了果实含水量相对露地条件延缓了1个时期降低。

图4 不同处理番茄果实鲜质量（A）和含水量（B）的比较

③果实硬度及可溶性固形物含量 由图5A可知，6个时期大棚栽培番茄果实硬度均小于露地栽培，2个处理的果实硬度均在绿熟期最大。在果实整个生长发育时期中，二者果实硬度均无显著差异，在绿熟期至转色期果实硬度降幅降大，而到了转色期之后，果实硬度降幅较缓。红熟期露地栽培的果实硬度大于大棚栽培，在保鲜和运输过程中，露地栽培的果实相对于大棚栽培的不易受到机械损伤，有利于长时间运输。由图5B可知，可溶性固形物含量大棚栽培与露地栽培的变化不同，露地栽培在粉红期达到最大值（4.93%），二者仅在此时期表现出显著差异，而大棚栽培在亮红期才达到最大值（4.28%）。

图5 不同处理果实硬度（A）及可溶性固形物含量（B）的比较

④果实色素含量 由图6A可知，露地和大棚栽培番茄果实叶绿素含量均呈先增后减的趋势，与前人研究结果相同[15]。露地番茄果实叶绿素含量在白熟期最高，为2.94 mg/L，而后下降，大棚番茄果实叶绿素含量在转色期最高，达3.69 mg/L，而后下降。虽然二者变化趋势相同，但在番茄果实发育的整个时期，大棚栽培下果实在转色期后叶绿素含量显著高于露地条件，至红熟期时露地果实叶绿素含量已经较低，下降到了0.14 mg/L。

图6 不同处理果实主要色素含量的比较

由图6B和6C可知，在番茄果实发育历程中，果实类胡萝卜素和番茄红素含量处于一直增长的状态。红熟期，大棚栽培番茄类胡萝卜素含量为683.80μg/g，显著高于露地栽培的246.50μg/g。露地栽培下番茄类胡萝卜素含量增长相对平缓，白熟期后，大棚栽培番茄果实类胡萝卜素的积累速度明显大于露地栽培，从粉红期开始，大棚栽培番茄类胡萝卜素含量显著高于露地番茄。番茄红素含量在整个果实发育时期逐渐增加，到红熟期达到最大值，其中大棚栽培达到0.005 9%，露地番茄红素达到0.003 4%。果实发育过程中类胡萝卜素和番茄红素含量的变化趋势相同，两者都在红熟期达到最大值，并在粉红期开始表现出显著差异，红熟期时差异较为明显。

⑤果实可溶性蛋白和可滴定酸含量 由图7A可知，2种栽培条件下，番茄可溶性蛋白含量随着不同发育进程呈波动变化，二者可溶性蛋白含量均在绿熟期最高，露地栽培番茄可溶性蛋白含量为9.89 mg/g、大棚番茄为9.34 mg/g，2种栽培条件下，可溶性蛋白含量在粉红期开始存在显著差异，红熟期差值最大。大棚栽培番茄可溶性蛋白含量在红熟期有所增长，而露地栽培并未出现这一现象。

由图7B可知，2种栽培条件下果实可滴定酸含量总体都呈现先增后减的趋势，大棚栽培在粉红期达到最高，可滴定酸含量为5.70%，而露地栽培在转色期达到最高，可滴定酸含量为3.78%。不同条件下果实可滴定酸含量仅在粉红期存在显著差异，其他时期无显著差异，最终均在红熟期降至最低。

图7 不同处理果实可溶性蛋白（A）和可滴定酸含量（B）的比较

⑥果实可溶性糖和VC含量 由图8A可看出，露地果实可溶性糖的积累在白熟期较为迅速，在红熟期达到最大值（15.48%）。而大棚可溶性糖的积累较为平缓，在亮红期与红熟期可溶性糖含量相差甚微，在红熟期时达到最大值（15.30%）。红熟期露地栽培果实可溶性糖含量高于大棚栽培，但在果实整个发育期中二者可溶性糖含量均无显著差异。

由图8B可知，不同栽培条件下番茄果实VC含量变化明显，二者VC含量在白熟期、转色期存在显著差异，粉红期无显著差异，亮红期后表现出显著差异，不过二者果实VC含量均在红熟期最高，大棚栽培为15.75 mg/kg，露地栽培为19.28 mg/kg，存在显著差异。

图8 不同处理果实可溶性糖（A）和VC含量（B）的比较

3 讨论与结论

在番茄果实生长发育过程各组分含量变化中，大棚内果实果柄含水量变化有所不同，且由于设施保护，大棚栽培番茄果实含水量变化平缓，而由于无设施保护，露地栽培下番茄果实含水量在白熟期至转色期变化强烈。而此阶段露地果实叶绿素、可溶性固形物、可溶性糖含量变化均与大棚栽培果实表现不同，因果实水分胁迫下，大棚栽培番茄果实含水量减少，果实可溶性糖、可溶性固形物的含量变化明显大于露地栽培，呈上升趋势，当含水量增加时，两物质含量又呈下降趋势，这与前人研究相似[28～30]，而白熟期阶段因水分的缺失，露地番茄果实的硬度显著大于大棚栽培的，同时导致露地果实体积的增长速度变缓，在果实外观品质上小于大棚栽培。大棚与露地栽培下果实VC含量变化不同，露地呈先上升后下降再上升的趋势，大棚呈先下降后上升再下降的趋势，前人研究表明[31]，VC含量在绿熟期至白熟期明显升高，之后趋于平缓，转色期略有下降，到完熟期达到最高。本试验中，露地栽培番茄果实VC含量在绿熟期至转色期上升，在粉红期略有下降，而大棚栽培下果实VC含量在绿熟期至粉红期上升，亮红期下降明显，这可能与贵阳当地气候变化存在一定关系。

露天栽培与设施栽培的差异，导致了番茄果实发育过程中外在特征、内在品质变化幅度差异明显，果实在白熟期之前各项品质变化差异不明显，但是转色期之后，2种栽培条件下的品质变化明显不同。果实色素和可滴定酸含量在转色期后迅速增加，红熟期都高于露地栽培，VC含量在绿熟期高于露地栽培，后期有所增加，在粉红期接近露地栽培，但粉红期后都低于露地栽培。大棚栽培条件下，叶绿素、可溶性蛋白含量变化的曲线有别于露地栽培，叶绿素变化在白熟期、可溶性蛋白含量在转色期，大棚栽培条件下变化趋势较露地栽培晚1个时期，营养物质含量的积累有所变化，但最终时期的含量都高于露地栽培。番茄红素与类胡萝卜素含量变化趋势相同，最终大棚栽培条件下都高于露地条件。大棚栽培果实VC和可溶性糖含量在红熟期时均低于露地栽培，但其他内在、外观品质都高于露地条件，使得最终大棚栽培果实产品优于露地栽培。本试验研究条件下，转色期后大棚有效促进了番茄果实的生长、发育进程，不仅影响了果实的外观特征，还影响了果实的内在品质。