我國(guó)是世界上番茄總產(chǎn)量最高的國(guó)家,年產(chǎn)量超過(guò) 5 500 萬(wàn) t,約占世界總產(chǎn)量的 30%, 在 我 國(guó),番茄主要以設(shè)施栽培為主(李天來(lái),2016)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2016 年我國(guó)設(shè)施番茄播種面積約 81 萬(wàn) hm2 (1 215 萬(wàn)畝)(占設(shè)施蔬菜總面積的 19.7%),其中日光溫室 38.8 萬(wàn) hm2 (582 萬(wàn)畝),塑料大中棚 36.2 萬(wàn) hm2 (543 萬(wàn)畝)(李天來(lái) 等,2019)。番茄已成為目前我國(guó)設(shè)施栽培面積最大的蔬菜,且設(shè)施番茄的生產(chǎn)能力仍在持續(xù)增加。當(dāng)前,我國(guó)番茄的生產(chǎn)規(guī)模已日趨穩(wěn)定,產(chǎn)量已經(jīng)能夠滿足人們的日常需求,甚至個(gè)別季節(jié)還存在因“集中上市、供過(guò)于求”導(dǎo)致的產(chǎn)品滯銷(xiāo)問(wèn)題(仲蘇,2015)。近年來(lái),隨著人們對(duì)番茄營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的認(rèn)識(shí)逐漸加深,消費(fèi)者開(kāi)始懷念“小時(shí)候的番茄味道”,消費(fèi)市場(chǎng)對(duì)高品質(zhì)番茄的需求越來(lái)越強(qiáng)烈(薛鑫,2019)。因此,口感好、風(fēng)味佳、營(yíng)養(yǎng)豐富,已成為番茄生產(chǎn)的一個(gè)重要發(fā)展方向(Bisbis et al.,2018;Kyriacou & Rouphael,2018)。
1 番茄果實(shí)的品質(zhì)組成
一般而言,番茄果實(shí)的品質(zhì)主要由外觀品質(zhì)、內(nèi)在品質(zhì)和感官品質(zhì)三部分組成(圖 1)。外觀品質(zhì)主要包括果實(shí)的形狀和顏色;內(nèi)在品質(zhì)指各類(lèi)對(duì)人體有益的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量;感官品質(zhì)則由各種影響番茄果實(shí)口感的風(fēng)味物質(zhì)組成。對(duì)于某一個(gè)品質(zhì)指標(biāo)而言,其好壞是相對(duì)的(與個(gè)人消費(fèi)習(xí)慣和身體狀況有關(guān)),無(wú)法絕對(duì)地評(píng)價(jià)。
1.1 外觀品質(zhì)番茄果實(shí)的形狀可分為 12 種,包括扁平、扁圓、圓、爆米花、平、方、半橢圓、橢圓、圓柱、梨、梨狀肌和心形(圖 2-A)。果實(shí)形狀主要由品種特性決定(Sun et al.,2017),同時(shí)受栽培管理措施(如灌溉、施肥)和化學(xué)藥劑(如農(nóng)藥、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑)的影響(Gastélum-Barrios et al.,2011)。例如,苗期低溫、營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩、過(guò)量灌溉和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等都有可能導(dǎo)致變形果和亂形果等畸形果的發(fā)生(李天來(lái),1999;Wang et al.,2019)。
1.2 內(nèi)在品質(zhì)番茄果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)與人體健康密切相關(guān)(表 1)。番茄果實(shí)約含94.5%的水,3.9%的碳水化合物, 0.2% 的脂肪和 0.9% 的蛋白質(zhì)。每 100 g 新鮮番茄可以為人體提供約 74 kJ(相當(dāng)于 18 卡路里)的能量和 14 mg VC(相當(dāng)于人體每日需求量的 17%)。番茄紅素是番茄最具特色的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),其可能在抑制膽固醇合成和預(yù)防前列腺癌及心血管疾病等方面發(fā)揮作用(Mozos et al.,2018;Imran et al., 2020)。為了表征番茄的內(nèi)在品質(zhì),在生產(chǎn)實(shí)際中需找尋一個(gè)便于快速檢測(cè)且相對(duì)可靠的指標(biāo)。由于可溶性固形物包括糖、酸、蛋白質(zhì)、酚類(lèi)、維生素、礦物質(zhì)和色素,且可通過(guò)阿貝折光儀快速檢測(cè),因此能夠高效表征番茄果實(shí)的整體內(nèi)在品質(zhì)。
1.3 感官品質(zhì)番茄感官品質(zhì)主要受風(fēng)味物質(zhì)的影響。影響番茄果實(shí)風(fēng)味的物質(zhì)多達(dá)上千種(Zhu et al., 2018a),其中 33 種與消費(fèi)者整體喜好顯著相關(guān),主要包括果糖、葡萄糖、檸檬酸、蘋(píng)果酸,以及 29 種揮發(fā)性物質(zhì)(香葉基丙酮、苯甲醛、壬醛、苯乙醛、芐腈、谷氨酸、異戊酸、水楊醛、丁香酚等)(Tieman et al.,2017)。在番茄果實(shí)的干物質(zhì)中,果糖、葡萄糖和檸檬酸的占比最高(圖 3),也是影響果實(shí)口感(甜度和酸度)的關(guān)鍵物質(zhì)。品種是影響番茄風(fēng)味物質(zhì)的首要因素。一般而言,大果型番茄的含糖量普遍低于小果型番茄(Mathieu et al.,2009;Nassar et al.,2015;Tieman et al., 2017)。若既有品種因品種特性而風(fēng)味不足,則可通過(guò)直接向果實(shí)中添加果糖 / 葡萄糖和檸檬酸的方式來(lái)改善風(fēng)味(Malundo et al.,1995)。在一定范圍內(nèi),消費(fèi)者對(duì)番茄果實(shí)風(fēng)味的接受度隨加糖量的增加而提高,而隨加酸量的增加呈先升高后降低的趨勢(shì)(圖 4)。這說(shuō)明果實(shí)含糖量和含酸量可作為評(píng)價(jià)番茄風(fēng)味的重要指標(biāo)。從消費(fèi)習(xí)慣來(lái)看,口感酸甜的番茄更容易被人們接受。由于甜度和酸度的比值是影響消費(fèi)者口感和風(fēng)味接受度的關(guān)鍵因素(圖 5),因此糖酸比可作為評(píng)價(jià)番茄感官品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)(Nassar et al.,2015)。
2 國(guó)內(nèi)外番茄品質(zhì)調(diào)控技術(shù)研究進(jìn)展
提升番茄品質(zhì)的策略主要包括三大類(lèi),即品種與砧木的選擇、環(huán)境調(diào)控、農(nóng)藝措施。在生產(chǎn)實(shí)際中,這三類(lèi)策略之間并不是相互獨(dú)立的,可綜合運(yùn)用(圖 6)。
2.1 品種與砧木的選擇不同番茄品種的果實(shí)含糖量介于 2%~10% 之間,即 20~100 g · kg-1 (FW)。雖然不同番茄品種的果實(shí)品質(zhì)差異較大,但果型大小是影響含糖量的首要因素(圖 7-A)(Tieman et al.,2017)。一般而言,小果型番茄的糖酸比更高,口感更好(圖 7-B)(Nassar et al.,2015)。近年來(lái)在設(shè)施生產(chǎn)中流行的高品質(zhì)番茄品種,如原味 1 號(hào)、京彩 6 號(hào)、京番 308、味多美 2 號(hào)等,都屬于中等偏小果型。
2.2 環(huán)境調(diào)控目前,番茄品質(zhì)的環(huán)境調(diào)控主要集中在溫度、光照和 CO2 三方面(圖 6)。在番茄正常生長(zhǎng)的適宜溫度范圍內(nèi),氣溫累積量是影響番茄果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)境因素(Riga et al.,2008)。從番茄果實(shí)收獲前 45 d 開(kāi)始計(jì)算日平均氣溫的積溫,積溫越高,則番茄果實(shí)的可溶性固形物含量越高(圖 10)。如前所述,可溶性固形物含量能夠高效表征番茄果實(shí)的整體內(nèi)在品質(zhì)。因此,在既定品種下,控制積溫可有效提升果實(shí)的整體品質(zhì);诳扇苄怨绦挝锏暮,建議將收獲前 45 d 內(nèi)的日平均氣溫累積量控制在 1 000 ℃以上(圖 10)。需要注意的是,為了不影響番茄紅素的合成,需將氣溫控制在 32 ℃以下(Gautier et al.,2008; Kläring et al.,2015)。除氣溫外,調(diào)節(jié)根區(qū)溫度也有助于改善番茄果實(shí)品質(zhì)。例如,在設(shè)施越夏栽培時(shí),通過(guò)紙膜覆蓋可降低根區(qū)溫度,有助于提高番茄果實(shí) VC 含量而降低硝酸鹽含量(Zhang et al., 2019)。
2.3 農(nóng)藝措施可調(diào)控番茄品質(zhì)的農(nóng)藝措施主要包括水鹽調(diào)控、營(yíng)養(yǎng)液組成、生物強(qiáng)化和生物刺激四大類(lèi)(圖 6)。其中,水鹽調(diào)控策略又包括鹽濃度調(diào)節(jié)、水分虧缺和水肥協(xié)同調(diào)控 3 種。生產(chǎn)中一般通過(guò)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液 EC 進(jìn)行鹽濃度控制。當(dāng)采用 NaCl 調(diào)節(jié) EC 時(shí),隨 NaCl 添加量的增加,無(wú)論是大果型還是小果型番茄,均表現(xiàn)出單果質(zhì)量降低而有機(jī)酸、糖和可溶性固形物含量升高的趨勢(shì)(圖 12)(Zushi & Matsuzoe,2015)。這說(shuō)明采用調(diào)節(jié)鹽濃度方式進(jìn)行高品質(zhì)番茄栽培,可能要“犧牲”一定的產(chǎn)量。值得關(guān)注的是,對(duì)小果型番茄而言,采用較低濃度的 NaCl(如 25 mmol · L-1 )可以大幅提高有機(jī)酸和糖含量(圖 12-B、C)。
3 小結(jié)
品種是決定番茄果實(shí)品質(zhì)的首要因素。然而在不同季節(jié)和不同環(huán)境條件下,同一品種的果實(shí)品質(zhì)并不穩(wěn)定,即使是高品質(zhì)品種也會(huì)出現(xiàn)品質(zhì)顯著下降的情況。因此,在既定品質(zhì)下,可通過(guò)嫁接(選擇適宜的砧木)、環(huán)境調(diào)控(溫度、光照和 CO2)和農(nóng)藝措施(水鹽調(diào)控、營(yíng)養(yǎng)液組成、生物強(qiáng)化、生物刺激和栽培模式)來(lái)改善果實(shí)品質(zhì)。由于單一措施的效果往往有限,需要將不同的調(diào)控策略進(jìn)行有效集成(例如光照調(diào)節(jié)與水鹽調(diào)控相結(jié)合,營(yíng)養(yǎng)液組成與生物刺激相結(jié)合),通過(guò)協(xié)同調(diào)控實(shí)現(xiàn)果實(shí)品質(zhì)的綜合提升。此外,對(duì)于設(shè)施長(zhǎng)季節(jié)栽培的番茄而言,建議實(shí)行果實(shí)品質(zhì)的動(dòng)態(tài)調(diào)控策略,即在不同的季節(jié)和環(huán)境條件下,選擇相匹配的調(diào)控策略。
參考文獻(xiàn)
陳義,鄒豪,孫麗萍,田永強(qiáng),高麗紅.2019.不同栽培密度和鉀鈉離子處理對(duì)基質(zhì)培番茄產(chǎn)量與品質(zhì)的影響.中國(guó)蔬菜,(10): 26-31.
李天來(lái).1999.日光溫室番茄多心室型畸形果的綜合防止措施.農(nóng)村實(shí)用工程技術(shù),(5):12-13.
《設(shè)施番茄高品質(zhì)栽培理論與技術(shù)》來(lái)源;《中國(guó)蔬菜》,作者:田永強(qiáng) 高麗紅 *
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