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      不同時(shí)期CO2加富對(duì)番茄果實(shí)生長(zhǎng)的影響

      2021-08-11 08:03郭嬌宋陽(yáng)崔世茂潘璐張毅孫勝李志鑫宛濤
      現(xiàn)代園藝 2021年14期
      關(guān)鍵詞:糖酸可溶性溫室

      郭嬌,宋陽(yáng),崔世茂,潘璐,張毅,孫勝,李志鑫,宛濤★

      (1 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),內(nèi)蒙古呼和浩特 010019;2 山西省設(shè)施蔬菜提質(zhì)增效協(xié)同創(chuàng)新中心,山西太谷 030800;3 包頭市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,內(nèi)蒙古包頭 014010)

      番茄是世界上栽培最為普遍的蔬菜之一,也是我國(guó)重要的蔬菜,全國(guó)各地普遍種植,且栽培面積仍在擴(kuò)大[1]。番茄用途廣泛,含有豐富的番茄紅素、維生素等有益物質(zhì),以其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值深受人們的喜愛。我國(guó)設(shè)施栽培的發(fā)展與完善,很大程度上解決了長(zhǎng)期以來(lái)蔬菜供不應(yīng)求的問題。為了滿足消費(fèi)者需要并獲得利潤(rùn),番茄也采用溫室大棚栽培提早上市[2]。但也存在突出問題,其設(shè)施環(huán)境封閉,溫室內(nèi)缺乏CO2,夏季伴隨高溫發(fā)生,番茄的色澤、口感差。因此,提高番茄品質(zhì)成為栽培中亟需解決的問題[3]。

      近年來(lái),溫室栽培番茄已成為普遍模式,但溫室中環(huán)境封閉,缺乏光合所需的CO2,這成為影響果蔬品質(zhì)最重要的因素之一,間接影響植物生長(zhǎng)與物質(zhì)積累,最后影響果蔬品質(zhì)與產(chǎn)量[4-10]。最適合植物生長(zhǎng)的CO2濃度大約是800~1000uL/L。目前,有關(guān)CO2加富對(duì)番茄的影響已有研究,表明CO2增加了番茄果實(shí)可溶性糖、維生素C、番茄紅素、類胡蘿卜素含量,提高了番茄的風(fēng)味品質(zhì)[11-13]。學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),在番茄果實(shí)發(fā)育過程中,施用CO2會(huì)增加果實(shí)中葡萄糖、果糖、維生素C 含量,并且果實(shí)顏色加深[14]。但有關(guān)不同時(shí)期加富CO2對(duì)番茄果實(shí)生長(zhǎng)的影響基本無(wú)研究。

      試驗(yàn)針對(duì)日光溫室低濃度CO2,探索不同時(shí)期加富CO2對(duì)番茄果實(shí)生長(zhǎng)的影響,以期得到番茄溫室栽培適宜的CO2施用時(shí)期,為提高溫室番茄果實(shí)品質(zhì)與產(chǎn)量提供理論基礎(chǔ),以期提高越夏栽培番茄的果實(shí)品質(zhì)與抗性。

      1 材料與方法

      1.1 試驗(yàn)材料

      以CM160 番茄為供試材料,育苗基質(zhì)使用“蒙大育苗基質(zhì)”。

      1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

      本試驗(yàn)于2019 年在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)基地日光溫室內(nèi)進(jìn)行,4 月23 日于試驗(yàn)室浸種催芽,4 月25日播種育苗,采用50 穴穴盤育苗方式,每穴1 粒。5 月4 日番茄幼苗2 葉1 心時(shí)開始增施CO2,搭建2 個(gè)塑料小棚使其相互獨(dú)立,一個(gè)小棚增施700±50μl/L 濃度的CO2,另一個(gè)小棚不施CO2,為大氣濃度。6 月2 日番茄開花前定植于日光溫室,定植采用雙行種植,每個(gè)小區(qū)內(nèi)植株行距為50cm,株距40cm,每處理3 壟,每壟種2 行,交叉種植,每處理30 株。提前用塑料隔膜搭建4個(gè)隔斷,相互獨(dú)立,每個(gè)隔斷長(zhǎng)6.7 m、寬4m、高3.7m。

      設(shè)3 個(gè)處理和1 個(gè)對(duì)照,每個(gè)處理3 次重復(fù)。處理為育苗期加富CO2(MC)、結(jié)果期加富CO2(GC)、整個(gè)時(shí)期加富CO2(C)3 個(gè)處理,以全生育期不施CO2為對(duì)照(CK),6 月11 日增施CO2,定植后期增施的CO2濃度為950±50μL/L。試驗(yàn)在同一溫室內(nèi)進(jìn)行,各處理除CO2體積分?jǐn)?shù)不同外,其溫室光照強(qiáng)度、濕度與溫度等其他栽培條件均一致。苗期與定植后均用CO2氣體鋼瓶配合使用LY-CO21TJ 型二氧化碳檢測(cè)控制一體機(jī)釋放與控制CO2濃度,苗期處理時(shí)間為8:00~10:00,定植后處理時(shí)間為8:00~11:00,陰雨天均不施,9 月底試驗(yàn)結(jié)束。

      1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

      1.3.1 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。果實(shí)成熟期劃分依據(jù)為美國(guó)番茄成熟度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),分為綠熟期,已達(dá)到商業(yè)成熟,全果深綠;破色期,外觀開始微顯紅色,顯色<10%;轉(zhuǎn)色期,果實(shí)淡紅色,顯色60%~90%;紅熟期,果實(shí)深紅色,顯色100%(GS=綠熟期、BS=破色期、TS=轉(zhuǎn)色期、RS=紅熟期)[15]。

      在各個(gè)處理中,番茄大規(guī)模開花時(shí),隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)良好、開花位置相同的植株和花進(jìn)行標(biāo)記,取樣時(shí)從不同植株上選取花期標(biāo)記日期與外觀都屬于同一時(shí)期的果實(shí)。取樣期為綠熟期、破色期、轉(zhuǎn)色期、紅熟期,每個(gè)成熟時(shí)期各選取5 個(gè)番茄,采摘后放入超低溫冰箱保存。取樣后,用考馬斯亮藍(lán)G-250 法,測(cè)定可溶性蛋白含量;用蒽酮法,測(cè)定可溶性糖含量;用滴定法,測(cè)定可滴定酸含量;用鉬藍(lán)比色法,測(cè)定維生素C 含量;用可溶性糖含量/可滴定酸含量,計(jì)算糖酸比[16]。

      1.3.2 果實(shí)產(chǎn)量指標(biāo)。各處理調(diào)查5 株番茄,從第1 穗果到第4 穗果的開花數(shù)、結(jié)果數(shù)。計(jì)算坐果率,坐果率(%)=結(jié)果數(shù)/開花數(shù)×100。每處理選取長(zhǎng)勢(shì)良好一致的5 株具有代表性的番茄掛牌,果實(shí)成熟時(shí),從第2穗或第3 穗上取標(biāo)準(zhǔn)果實(shí)各5 個(gè),分別用天平稱量果實(shí)的單果重;從第1 穗果至第4 穗果,在試驗(yàn)期間持續(xù)統(tǒng)計(jì)其結(jié)果數(shù)與產(chǎn)量。

      1.4 統(tǒng)計(jì)與分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)方法

      數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析用Microsoft Excel 2010 軟件與SPSS17.0 方差分析軟件。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 不同時(shí)期加富CO2 對(duì)溫室番茄果實(shí)品質(zhì)的影響

      2.1.1 不同時(shí)期加富CO2對(duì)溫室番茄可溶性糖含量的影響。從圖1 可知,番茄在成熟過程中可溶性糖含量呈先降低后升高的趨勢(shì),從綠熟期到破色期可溶性總糖含量整體下降。從破色期到紅熟期,可溶性總糖含量總體增加,各加富CO2的處理在各個(gè)時(shí)期均高于對(duì)照。在破色期,各加富CO2的處理可溶性總糖含量無(wú)顯著差異;在轉(zhuǎn)色期,處理MC、C、GC 可溶性糖含量分別比對(duì)照CK 高30.4%、72.1%、84.6%;在紅熟期,處理MC、C、GC 可溶性糖含量平均比對(duì)照高40%、96.3%、61.8%。

      圖1 不同時(shí)期加富CO2 對(duì)溫室番茄可溶性糖含量的影響

      2.1.2 不同時(shí)期加富CO2對(duì)溫室番茄可滴定酸含量的影響。由圖2 可知,果實(shí)可滴定酸含量隨著果實(shí)的成熟總體呈先升后降的趨勢(shì)。從綠熟期到破色期可滴定酸含量含量上升,GC 處理上升最顯著,上升了85.5%;從破色期到紅熟期,除了在轉(zhuǎn)色期到紅熟期對(duì)照升高,可滴定酸含量總體呈降低趨勢(shì),處理MC、C 在各個(gè)成熟時(shí)期都低于對(duì)照;在綠熟期,各加富CO2的處理可滴定酸含量差異不顯著;在轉(zhuǎn)色期,處理MC、C、GC 可滴定酸含量分別比對(duì)照CK 低4.02%、40.3%、22.2%;在紅熟期,處理MC、C、GC 可滴定酸含量分別比對(duì)照CK 低22%、50%、33.8%。

      圖2 不同時(shí)期加富CO2 對(duì)溫室番茄可滴定酸含量的影響

      2.1.3 不同時(shí)期加富CO2對(duì)溫室番茄果實(shí)糖酸比的影響。從圖3 可以看出,番茄糖酸比隨著果實(shí)的成熟總體呈先降低后升高的趨勢(shì)。各加富CO2處理糖酸比在整個(gè)成熟期都大于對(duì)照,總體變化趨勢(shì)為C>GC>MC>CK。從綠熟期到破色期糖酸比整體下降;從破色期到轉(zhuǎn)色期,糖酸比都大幅升高;從轉(zhuǎn)色期到紅熟期,處理MC、C 上升,對(duì)照與處理GC 下降;在綠熟期,各加富CO2的處理糖酸比差異不明顯;在轉(zhuǎn)色期,處理MC、C、GC 糖酸比分別比對(duì)照CK 高35.8%、188.7%、137.3%;在紅熟期,處理MC、C、GC 可滴定酸含量分別比對(duì)照CK 高80.6%、292.7%、144.3%。

      2.1.4 不同時(shí)期加富CO2對(duì)溫室番茄可溶性蛋白含量的影響。從圖4 可知,番茄可溶性蛋白含量隨著果實(shí)的成熟處理MC 與CK 呈先升高后降低趨勢(shì),處理C 與處理GC 呈先降低、后升高、再降低的趨勢(shì)。處理C 與處理GC 大于處理MC 與對(duì)照。在轉(zhuǎn)色期,處理MC 可溶性蛋白含量比CK 低5.31%,處理C、GC 可溶性蛋白含量分別比CK 高82.3%、54.43%;在紅熟期,處理MC 可溶性蛋白含量比CK 低35.8%,處理C、GC 可溶性蛋白含量分別比對(duì)照CK 高84.8%、60.3%。

      圖4 不同時(shí)期加富CO2 對(duì)溫室番茄可溶性蛋白含量的影響

      2.1.5 不同時(shí)期加富CO2對(duì)溫室番茄維生素C 含量的影響。如圖5 所示,不同時(shí)期增施CO2,從綠熟期到紅熟期,果實(shí)維C 含量先增加后降低。綠熟期的維C 含量最少,轉(zhuǎn)色期的維C 含量最多,總體變化趨勢(shì)為C>GC>MC>CK。處理C、GC 顯著大于處理MC、CK,處理MC與CK 差異不顯著,從破色期到轉(zhuǎn)色期,維C 含量增長(zhǎng)最多。在轉(zhuǎn)色期各處理差異比較大,處理MC、C、GC 分別比對(duì)照CK 升高16.95%、82.1%、52.2%。處理MC、C、GC 番茄果實(shí)維生素C 分別比對(duì)照CK 平均升高8.72%、81.6%、46%。

      圖5 不同時(shí)期加富CO2 對(duì)溫室番茄維生素C 含量的影響

      2.2 不同時(shí)期加富CO2 對(duì)溫室番茄開花與坐果的影響

      由表1 可知,各處理開花數(shù)、結(jié)果數(shù)、坐果率均大于對(duì)照,處理C 的開花數(shù)顯著高于CK,高于處理MC、GC。處理C 的單株結(jié)果數(shù)顯著大于處理MC、GC、CK,處理C、GC 大于對(duì)照,但差異不顯著,處理C 單株結(jié)果數(shù)比CK 顯著增加37.5%。處理C 的坐果率顯著大于處理GC、MC、CK,處理GC 顯著大于處理MC、CK。處理MC、C、GC 坐果率分別比對(duì)照CK 升高1.27%、20.1%、14.8%。

      表1 不同時(shí)期加富CO2 對(duì)溫室番茄開花數(shù)與結(jié)果數(shù)的影響

      2.3 不同時(shí)期加富CO2 對(duì)溫室番茄產(chǎn)量的影響

      由表2 可知,處理C 的單果重顯著高于處理MC、GC、CK,處理MC、GC 單果重大于CK,處理MC、C、GC單果重比CK 顯著增加0.64%、22.6%、14.1%。處理C的單株果數(shù)顯著大于處理MC、GC、CK,處理C、GC 大于對(duì)照,處理C 單株結(jié)果數(shù)比CK 顯著增加28.8%。處理C 單株產(chǎn)量顯著大于處理G、MC、CK,處理GC 的單株產(chǎn)量顯著大于處理MC 與對(duì)照。處理MC 單株產(chǎn)量大于CK,差異不顯著,處理MC、C、GC 單株產(chǎn)量比CK 顯著增加11.6%、50.7%、36.3%。處理C 產(chǎn)量顯著大于處理GC、MC、CK,處理GC 的產(chǎn)量顯著大于處理MC、CK,處理MC 產(chǎn)量大于對(duì)照,差異不顯著,處理MC、C、GC 產(chǎn)量比CK 顯著增加12.8%、51.1%、35.4%。

      表2 不同時(shí)期加富CO2 對(duì)溫室番茄產(chǎn)量的影響

      3 討論與結(jié)論

      加富CO2可以使蔬果類作物光合作用、抗逆性增加,最終大幅提高作物品質(zhì)與產(chǎn)量,本試驗(yàn)研究了在番茄不同時(shí)期加富CO2對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響。朱艷麗等[17]研究了加富CO2對(duì)番茄果實(shí)成熟期品質(zhì)的影響,不同的成熟階段,果實(shí)維C 含量也不同,從綠熟期到白熟期維C 含量顯著增加,之后慢慢不再增大。在不同生育期加富CO2,番茄果實(shí)轉(zhuǎn)色期與紅熟期,維生素C 均有大幅度提升,效果明顯,維生素C 含量在轉(zhuǎn)色期達(dá)到最高。張志明等[18]也做了相關(guān)研究,研究表明,CO2施肥促進(jìn)了番茄果實(shí)各個(gè)成熟時(shí)期維生素、可溶性糖、可溶性蛋白含量的增加。陳珊珊等[19]研究結(jié)果表明,增加CO2濃度會(huì)顯著提高番茄果實(shí)可溶性蛋白、可溶性糖含量。其中,維生素C 和番茄紅素的增幅最大,而本試驗(yàn)在C 處理下,維生素C 最大增幅為79.27%。

      本試驗(yàn)中番茄可溶性固形物、維生素C、可溶性糖含量在整個(gè)生育期增施CO2與對(duì)照相比差異最顯著,而酸的含量在整個(gè)生育期增施CO2時(shí)降低最明顯。同時(shí),糖酸比在紅熟期時(shí)最高,此時(shí)番茄果實(shí)口感相對(duì)最佳。孫培良等[20]研究發(fā)現(xiàn),增施CO2不僅能增加番茄的株高、莖粗等生長(zhǎng)特性,還能增加番茄果實(shí)個(gè)數(shù),提高番茄產(chǎn)量。研究發(fā)現(xiàn),開花期和結(jié)果期都比不施CO2番茄提前7d 左右,番茄果實(shí)含酸量減少、含糖量提高、維生素C 含量增加。歐志英[21]等人研究表明,增加CO2濃度可使植物提早開花,且花的數(shù)量比CO2濃度正常情況下多,這與本研究得出結(jié)論相似。

      綜上所述,無(wú)論在什么時(shí)期加富CO2都有利于番茄果實(shí)增長(zhǎng)、風(fēng)味增加,并顯著提高番茄果實(shí)可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、維生素C 含量,減少可滴定酸含量,最終增加番茄果實(shí)單果重、單株產(chǎn)量、總產(chǎn)量。綜合比較,整個(gè)生育期不間斷地加富CO2效果最為明顯,各項(xiàng)指標(biāo)與只在后期增施CO2相比差異不顯著。苗期加富CO2雖起到壯苗效果,但隨著番茄的生長(zhǎng)與對(duì)照相比有增幅,差異不顯著,所以,只在苗期加富CO2對(duì)番茄果實(shí)生長(zhǎng)并無(wú)顯著作用。本試驗(yàn)可為我國(guó)溫室番茄生產(chǎn)提供一些參考,最終通過實(shí)踐投入可選擇什么時(shí)期增施CO2,如果投入多,可在整個(gè)生育期增勢(shì)CO2;若投入不多,選擇在定植后期增勢(shì)CO2,可使收益最大化。

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