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西北农业学报 Acta Agriculturae Boreali occidentalis Sinica ISSN 1004 1389 CN 61 1220 S 西北农业学报 网络首发论文 题目 不同时段补光对日光温室番茄营养与风味品质的影响 作者 柳帆红 肖雪梅 郁继华 吕剑 胡琳莉 魏守辉 唐中祺 罗石磊 钟源 收稿日期 2019 08 13 网络首发日期 2020 05 08 引用格式 柳帆红 肖雪梅 郁继华 吕剑 胡琳莉 魏守辉 唐中祺 罗石磊 钟源 不 同时段补光对日光温室番茄营养与风味品质的影响 J OL 西北农业学报 网络首发 在编辑部工作流程中 稿件从录用到出版要经历录用定稿 排版定稿 整期汇编定稿等阶 段 录用定稿指内容已经确定 且通过同行评议 主编终审同意刊用的稿件 排版定稿指录用定稿按照期 刊特定版式 包括网络呈现版式 排版后的稿件 可暂不确定出版年 卷 期和页码 整期汇编定稿指出 版年 卷 期 页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件 录用定稿网络首发稿件内容必须符合 出 版管理条例 和 期刊出版管理规定 的有关规定 学术研究成果具有创新性 科学性和先进性 符合编 辑部对刊文的录用要求 不存在学术不端行为及其他侵权行为 稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑 出版的技术标准 正确使用和统一规范语言文字 符号 数字 外文字母 法定计量单位及地图标注等 为确保录用定稿网络首发的严肃性 录用定稿一经发布 不得修改论文题目 作者 机构名称和学术内容 只可基于编辑规范进行少量文字的修改 出版确认 纸质期刊编辑部通过与 中国学术期刊 光盘版 电子杂志社有限公司签约 在 中国 学术期刊 网络版 出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版 以单篇或整期出版形式 在印刷 出版之前刊发论文的录用定稿 排版定稿 整期汇编定稿 因为 中国学术期刊 网络版 是国家新闻出 版广电总局批准的网络连续型出版物 ISSN 2096 4188 CN 11 6037 Z 所以签约期刊的网络版上网络首 发论文视为正式出版 书书书 西 北 农 业 学 报 网 络出版日期 网 络出版地址 不同时段补光对日光温室番茄营养与风味品质的影响 收稿日期 修回日期 基金项目 甘肃省科技重大专项计划 国家大宗蔬菜产业技术体系 国家重点研发计划项目 人才专项经费 第一作者 柳帆红 女 硕士研究生 研究方向为设施蔬菜栽培生理与生长调控 通信作者 肖雪梅 女 博士研究生 讲师 研究方向为设施蔬菜栽培生理与生态调控 柳帆红 肖雪梅 郁继华 吕 剑 胡琳莉 魏守辉 唐中祺 罗石磊 钟 源 甘肃农业大学 园艺学院 兰州 甘肃省干旱生境作物学重点实验室 兰州 摘 要 在日光温室基质栽培条件下 以 粉太郎 番茄 为试验材料 采用红蓝光配 比为 的 灯作为光源 设置 个不同补光时段 分别为揭帘前补光 盖帘后补光 揭 帘前和盖帘后各补光 以不补光为对照 研究了不同时段补光对番茄成熟果实总产量 糖酸组 分及番茄红素质量分数的影响 结果表明 补光能够显著增加番茄果实总产量 与对照相比 揭帘前补光 盖帘后补光 揭帘前和盖帘后各补光 分别增加 揭帘前补光 显著增 加番茄果实中果糖 葡萄糖 蔗糖和总糖及番茄红素质量分数 分别为 和 而柠檬酸 苹果酸 有机酸质量分数差异不显著 从而显著增加番茄果实中糖酸比 盖帘后补光 和 揭帘前和盖帘后各补光 分别显著降低番茄果实中蔗糖和果糖质量分数 而总糖 苹果酸 酒石酸 糖酸 比及番茄红素质量分数差异不显著 不同时段补光处理的番茄果实糖酸各组分及番茄红素之间存在一定相 关性 其中果糖 葡萄糖和总糖质量分数两两之间呈极显著正相关 柠檬酸和有机酸质量分数呈显著正相关 酒石酸与果糖 葡萄糖和总糖质量分数呈极显著正相关 与蔗糖质量分数呈显著正相关 番茄红素质量分数与 总糖 各糖组分 苹果酸质量分数呈显著正相关 因此 揭帘前补光 可显著增加番茄果实的总产量 同时 有利于促进番茄果实各糖酸组分质量分数的积累 从而提高番茄果实中总糖 有机酸质量分数和糖酸比 且增 加番茄果实中番茄红素的质量分数 进而提高番茄营养与风味品质 关键词 番茄 补光时段 品质 相关性 中图分类号 文献标志码 番茄 属于茄科番茄 属 别称西红柿 源于南美洲热带地区 因营养丰 富 经济效益高而深受人们欢迎 是中国设施栽培 面积最大的蔬菜之一 目前 在中国北方地区番 茄已经成为设施栽培的主要蔬菜作物之一 研 究表明 光 照 对 植 物 的 光 周 期 反 应 形 态 建 成 生理代谢 果实品质 有重要的调节作用 还与激素信号 糖信号 一同调节植物的代谢 过程 近年来 消费者不仅追求果实外观和风味等 感官品质 对其内在营养价值要求也不断提高 因 此 番茄果实品质特性影响商品价值 影响果实 风味和营养品质形成的物质主要包括 糖 酸 糖 酸比和番茄红素等 有机酸 糖和番茄红素是 产生风味的重要组分 并且是决定番茄果实营养 品质的重要组分 番茄果实干物质中约 为糖分 主要包括葡萄糖 果糖和少量蔗糖 与 有机酸共同决定了番茄可溶性固形物的高低 有 机酸约占总干物质的 占全酸质量分数的 左右 其中柠檬酸和苹果酸是决定果实酸味 的关键有机酸 实践证明 因设施中光照不 足 严重降低果实可溶性固形物 可溶性糖 有机 酸 番茄红素 维生素 质量分数 从而影响果实 的产量和品质 而补光是缓解设施栽培番茄 弱光胁迫的有效手段 已有研究表明 红蓝 光组合可以提高番茄幼苗潜在的光化学活性和最 大光能转化效率 该组合光处理能明显提高光合 特性 生物量 壮苗指数 根系活力 促进幼苗生长 网络首发时间 2020 05 08 15 01 54 网络首发地址 发育 且当组合光中红光比例较高时 幼苗生长量 明显增加 文莲莲等 研究也证实 冬季温 室番茄育苗补照 红蓝白组合光能够通过改善 光系统 性能 提高幼苗光合效率 进而促进植株 生物量的积累 有利于培育壮苗 另有研究发现 冬季温室番茄补光 可显著增加番茄果实中维 生素 和番茄红素质量分数 而补光 能够显 著增加可溶性糖 有机酸和可溶性固形物的质量 分数 李蔚等 研究表明 开花前每日补光 开花坐果后每日补光 可显著增加番茄果 实中可溶性固形物 可溶性糖质量分数 维生素 质量分数 显著降低有机酸质量分数 前人研究 多着重于番茄苗期的补光试验或补光对番茄果实 传统营养品质的影响 而关于番茄果实中糖酸各 组分和番茄红素质量分数对补光的响应方面的研 究较少 因此 本试验以 粉太郎 番茄为试验材 料 在日光温室条件下 采用 灯作为光源 通 过设置不同时段的补光处理 研究补光对番茄果 实中糖酸组分和番茄红素质量分数的影响 以期 明确提高番茄果实营养与风味品质的最佳补光时 段 为冬春季节日光温室番茄高产优质栽培提供 理论支撑 材料与方法 试验材料 试验于 在甘肃省兰 州市榆中县李家 日光温室 中进行 供试番茄品种为 粉太郎 日本 试验设计 试验采用有机生态型地下槽式基质栽培 基 质购买于甘肃绿能农业科技股份有限公司 基质 槽宽 基质槽间隔 基质组分为腐熟牛 粪 草炭 椰糠 配比分别为 基质 值 是 值为 有机质 以干基质计 是 在番茄幼苗 三叶一心 时定植 株距和行 距分别为 每槽种植 株 缓苗 后 采用单因素随机区组试验设计 用 红 蓝 人工光源 深圳厚屹节能技术有限公司 生产的 型 在植株生长 点下侧 左右进行补光 双排 灯呈 夹角斜向下 共设 个处理 分别是揭帘前补光 盖帘后补光 揭帘前和盖帘后 各补光 以不补光为对照 每个处 理重复 次 各处理光源互不干扰 番茄 穗果 打顶 均采用单杆整枝 膜下滴灌进行水肥管理 各处理日常管理一致 每个处理 个重复 总共 株 每个处理随机选择 株植株挂上标签 作为测量对象 测定糖酸组分及番茄红素质量分 数 在采收期总产量用电子天平测量 其中产量 以累计采收量计 并在补光结束后取各处理成熟 期果实 采摘后用周转箱转运至实验室并贮藏于 冰箱中待测 测定项目与方法 糖的组成和质量分数的测定 糖的组成 提取方法 参照魏鑫等 的方法 稍加改动 将 番茄果实研磨成匀浆 准确称取 转移至 的容量瓶中 用超纯水冲洗残渣数次 定容至 在 水浴超声 后过滤 然后在 离心 最后用注射器 抽取 上清液通过 水膜过滤 进液 相色谱 测定 测 定 方 法 及 色 谱 条 件 为 美 国 安 捷 伦 示差遮光检测器 柱温为 流动相比例 为 乙 腈 水 流 速 样品进样体积为 有机酸的组成和质量分数的测定 有机 酸的组成提取方法 参照 等 方法 稍 加改动 将番茄果实研磨成匀浆 准确称取 转 移至 的容量瓶中 用超纯水冲洗残渣数次 后定容至 充分摇匀后转入 离心管 中 在 下离心 上清 液用 微孔滤膜过滤 将滤液进行色谱 测定 测 定 方 法 及 色 谱 条 件 为 美 国 安 捷 伦 紫外检测器 检测波长 色谱柱 流动 相为 柱温为 流速 样品进样体积为 番茄红素的测定 番茄红素的提取参照 的方法 稍加改动 将 番茄果实研磨成匀浆 准确称取 加入少量 二氯甲烷研磨溶解后 置于 棕色容量瓶 中 再 加 入 质 量 浓 度 为 二氯甲烷溶液 使用二氯甲烷定容 混合均 匀后 取 的针管吸取 后 用 的有机滤膜过滤后 试验全过程避光 将滤液进行 色谱 测定 西 北 农 业 学 报 卷 测 定 方 法 及 色 谱 条 件 为 美 国 安 捷 伦 紫外检测器 检测波长 十八烷基键合硅胶柱 流动相比例为 甲醇 二氯甲烷 柱温为 流速为 样 品进样体积为 数据分析 所有试验数据运用 软 件处理数据并作图 用 软件进行方差 分析 并采用单因素方差分析 和进行 不同处理间的两两比较 差异显著水平为 数据表示为 平均值 标准误 重复 次 结果与分析 不同时段补光对番茄产量的影响 由图 可知 不同时段补光处理相比于不补 光均能显著增加番茄果实产量 与对照相比 揭 帘前补光 盖帘后补光 揭帘前和盖帘后 各补光 处理的番茄果实产量分别显著增加 和 可见 补光能够显著 增加番茄果实总产量 不同时段补光处理之间也 存在显著差异 即揭帘前和盖帘后各补光 处 理的番茄产量显著高于揭帘前补光 处理 增 加 而与盖帘后补光 处理差异不显 著 不同时段补光对番茄糖组分质量分数的影响 由图 可知 与对照相比 揭帘前补光 可 显著增加番茄果实中果糖 葡萄糖和蔗糖质量分 数 分别为 和 与盖帘 图柱上不同小写字母表示差异显著 下同 图 不同时段补光番茄果实总产量 后补光 相比 揭帘前补光 番茄果实中果 糖 葡 萄 糖 和 蔗 糖 质 量 分 数 分 别 显 著 增 加 和 与揭帘前和盖帘后各 补光 相比 揭帘前补光 显著提高了番茄 果实中果糖 葡萄糖和蔗糖质量分数 和 处理盖帘后补光 与不补光 相比 蔗糖质量分数显著降低 果糖和葡 萄糖质量分数差异不显著 处理揭帘前和盖帘后 各补光 与不补光相比 显著降低果糖质量 分数 减少 葡萄糖和蔗糖质量分数差异不 显著 可见 揭帘前补光 有利于糖组分的积 累 图 不同时段补光番茄果实中糖组分质量分数 不同时段补光对番茄有机酸组分质量分数 的影响 由图 可知 揭帘前和盖帘后各补光 番茄果实中的柠檬酸质量分数显著低于其他处 理 而各处理间番茄果实中的苹果酸和酒石酸质 量分数没有显著性差异 处理盖帘后补光 番 期 柳帆红等 不同时段补光对日光温室番茄营养与风味品质的影响 茄果实中柠檬酸质量分数最高 为 揭帘前 和盖帘后各补光 最低 质量分数为 揭帘前和盖帘后各补光 与不补光 揭帘前 补光 和盖帘后补光 相比 柠檬酸的质量 分数分别显著降低 和 且不补光 揭帘前补光 和盖帘后补光 之 间没有显著性差异 揭帘前补光 苹果酸和酒 石酸质量分数最高 分别为 和 但 处理之间无显著性差异 因此 综上可知 揭帘前 补光 和盖帘后补光 对番茄果实柠檬酸 苹果酸和酒石酸无显著影响 而揭帘前和盖帘后 各补光 能够显著降低番茄果实中柠檬酸质 量分数 图 不同时段补光番茄果实中有机酸组分质量分数 不同时段补光对番茄可溶性总糖和有机酸 质量分数及糖酸比的影响 由表 可知 揭帘前补光 处理番茄果实 中总糖质量分数和糖酸比均显著高于其他处理 揭帘前和盖帘后各补光 有机酸质量分数显 著低于其他处理 揭帘前补光 与不补光 盖 帘后补光 及揭帘前和盖帘后各补光 相 比 总 糖 质 量 分 数 分 别 显 著 增 加 和 而揭帘前补光 与处理不 补光和盖帘后补光 相比 有机酸质量分数无 显著性差异 且揭帘前和盖帘后各补光 有 机酸质量分数显著低于其他处理 因此 揭帘前 补光 相比于不补光 盖帘后补光 和揭帘 前和盖帘后各补光 显著增加糖酸比 增幅 分别为 和 综上可知 揭 帘前补光 能够显著提高糖酸比 从而提高番 茄果实风味 表 不同时段补光番茄果实中总糖和有机酸质量分数及糖酸比 处 理 可溶性总糖质量分数 有机酸质量分数 糖酸比 注 同列数据后不同小写字母表示差异显著 不同时段补光对番茄中番茄红素质量分数 的影响 番茄红素是番茄重要的品质之一 由图 可 知 补光处理能够提高番茄果实中番茄红素质量 分数 且揭帘前补光 番茄果实中番茄红素质 量分数显著高于不补光 盖帘后补光 和揭帘 前和盖 帘 后 各 补 光 分 别 增 加 和 其他处理之间无显著差异 因此 揭帘前补光 有利于番茄果实中番茄红 素积累 西 北 农 业 学 报 卷 图 不同时段补光番茄果实中番茄红素质量分数 不同补光时段下番茄糖酸各组分及番茄红 素相关性分析 由表 可知 在番茄果实中 糖和酸组分及番 茄红素质量分数积累存在一定的相关关系 在番 茄果实糖组分中果糖 葡萄糖和总糖质量分数两 两之间呈极显著正相关 果糖与葡萄糖 果糖与总 糖 葡萄糖与总糖之间的相关系数分别为 和 柠檬酸和有机酸质量分数呈显著 正相关 相关系数为 苹果酸与果糖 葡萄糖 和总糖质量分数均呈极显著正相关 相关系数分 别为 与蔗糖质量分数呈显著 正相关 相关系数为 番茄红素质量分数与 果糖 葡萄糖 蔗糖 总糖 苹果酸质量分数呈显著 正相关 相关系数分别为 表 不同补光时段下番茄果实中糖酸各组分及番茄红素相关性分析 相关系数 果糖 葡萄糖 蔗糖 总糖 柠檬酸 苹果酸 酒石酸 有机酸 番茄红素 果糖 葡萄糖 蔗糖 总糖 柠檬酸 苹果酸 酒石酸 有机酸 番茄红素 注 表示差异显著 表示差异极显著 结论与讨论 可溶性固形物主要包括可溶性糖和有机酸 是目前衡量番茄风味的重要指标之一 果实甜度 主要取决于蔗糖 葡萄糖和果糖的质量分数 其中 果糖最甜 蔗糖次之 但是葡萄糖风味最好 本研究发现 揭帘前补光 番茄果实中果糖 葡 萄糖 蔗糖和总糖质量分数均显著高于其他处理 已有研究表明 补光程度达到某一阈值后 才会对 甜瓜果实糖分积累和蔗糖酶活性的变化有较大影 响 本试验中 盖帘后补光 与 相比 番 茄果实中总糖质量分数无显著差异 可能是由于 此时温室内温度和 浓度较低而引起光合效 率不如早上补光 从而糖分积累少 研究表明 柠 檬酸的酸味比苹果酸更浓郁 苹果酸则能够增 强人体口腔对甜度的感受 在本试验中 除揭帘 前和盖帘后各补光 处理显著降低番茄果实 柠檬酸质量分数 其他各补光时段处理与不补光 相比 各有机酸组分均未达到显著水平 良好的 风味建立在高糖量有合适的糖酸比 补光能 够增加果实中可溶性固形物含量 可溶性糖含量 糖酸比 本试验表明 与对照相比 揭帘前补 光 番茄果实糖酸比显著升高 与前人研究结 果一致 文献 通过综合分析不同品种 番茄风味品质 确定了 种影响消费者番茄喜好 的主要风味物质 其中包含果糖 葡萄糖 柠檬酸 期 柳帆红等 不同时段补光对日光温室番茄营养与风味品质的影响 和苹果酸 本试验表明 补光能够显著增加番茄果 实的总产量 揭帘前和盖帘后各补光 和盖 帘后补光 总产量均显著高于其他补光处理 番茄本身的风味物质被稀释 从而番茄果实的糖 组分 总糖 有机酸 糖酸比显著低于揭帘前补光 因此 从本试验可得出 早上补光 显著 增加番茄果实总产量的同时有助于提高番茄果实 的风味品质 番茄中番茄红素作为其主要成熟水果类胡萝 卜素 其完全成熟时呈红色 番茄不仅是人们获 取番茄红素的重要来源 也是其他有益健康的生 物活性物质的重要来源 番茄红素作为水果中一 些特有的香气挥发物的前体 其质量分数多 少对消费者的选择具有重要的视觉和嗅觉影响 本试验表明 揭帘前补光 番茄果实中番茄红 素质量分数高于其他处理 与 等 的研究结 果一致 这是由于补充蓝光 红光诱导番茄红素合 成途径中的关键基因的表达而实现的 此外 还 有研究表明 蓝光和红光通过诱导光受体调节 和 的 激 活 来 调 节 植 物 烯 合 成 酶 基因的表达 从而增加番茄红素的质量分 数 综上所述 补光均能提高番茄果实品质 尤其是揭帘前补光 能显著提高番茄果实中糖 酸各组分质量分数 显著增加番茄红素的质量分 数 从而提高了番茄果实的营养及风味品质 研究表明 可溶性固形物和柠檬酸质量分数 高的样品总体风味和甜度可接受性较高 果糖 葡 萄糖和总糖质量分数仅与甜度可接受性呈正相 关 总酸与总体番茄风味的可接受性呈正相关 与 甜度的可接受性不相关 本试验表明 在不同 补光时段下 在番茄果实糖组分中果糖与葡萄糖 和总糖质量分数之间呈极显著正相关 在酸组分 中 柠檬酸和有机酸质量分数呈显著正相关 果实 中的糖分不仅决定着果实的甜度 而且还是番茄 果实其他重要品质成分如维生素 芳香物质和色 素等合成的上游产物 本试验表明 番茄红素 质量分数与果糖 葡萄糖 蔗糖 总糖和酒石酸质 量分数呈显著正相关 综上所述 揭帘前补光 显著增加番茄果 实总产量的同时 有利于番茄果实各糖酸组分质 量分数的积累 从而提高了番茄果实中总糖 有机 酸质量分数和糖酸比 且增加番茄果实中番茄红 素的质量分数 进而提高番茄营养与风味品质 参考文献 陈 强 刘世琦 张自坤 等 不同 光源对番茄果实转 色期品质的影响 农业工程学报 赵 琳 王 阔 李 欣 等 大豆 植株开花后光 周期反应及农艺性状分析 东北农业大学学报 程亚娇 谌俊旭 王仲林 等 光强和光质对大豆幼苗形态及 光合特性的影响 中国农业科学 孙 娜 光质对番茄生长 生理代谢及果实产量品质的影响 山东泰安 山东农业大学 袁 娟 武天龙 陈 典 光周期对扁豆真叶内源激素及游 离氨基酸质量分数的影响 上海交通大学学报 农业科 学版 段 可 黄 欣 张丽勍 等 糖信号对植物生命活动的调控 及其与生长素的协同调控 上海农业学报 程 远 万红建 刘超超 等 十六个樱桃番茄品种果实风味 品质相关指标比较分析 浙江农业学报 王海廷 王 鸣 李长年 番茄育种 上海 上海科学技术 西 北 农 业 学 报 卷 出版社 刘 娜 岳 东 鲁 博 等 黄国番茄果实部分风味品质 及氨基酸 组 成 分 析 食品与生物技术学报 王舒亚 吕 剑 郁继华 等 不同补光时长对日光温室番 茄生长 产量及品质的影响 中国蔬菜 崔晓辉 郭小鸥 孙天宇 等 补光对薄皮甜瓜幼苗生 长及果实品质的影响 植物生理学报 林 婧 补光对樱桃番茄生长发育 产量及品质的影 响 河北邯郸 河北工程大学 李雅旻 郑胤建 谭 星 等 不同光质补光对番茄 黄瓜幼 苗生长的影响 照明工程学报 崔晓辉 补光对薄皮甜瓜幼苗生长及果实品质的影响 辽宁沈阳 沈阳农业大学 文莲莲 李 岩 张聃丘 等 冬季温室补光时长对番茄幼 苗生长 光合特性及碳代谢的影响 植 物 生 理 学 报 刘 露 不同留果穗数和不同补光时间对番茄品质及产量 的影响 陕西杨凌 西北农林科技大学 李 蔚 李新旭 李红岺 等 植物生长灯不同补光时间对 日光温室番茄产量及品质的影响 安 徽 农 业 科 学 魏 鑫 魏永祥 刘 成 等 高效液相色谱法测定 个蓝 莓品种果实中糖酸组分及质量分数 中国果树 王贵元 夏仁学 吴强盛 果实中糖分的积累与代谢研究进 展 北方园艺 任 雷 胡晓辉 杨振超 等 光照强度对厚皮甜瓜糖分积 累与蔗糖代谢相关酶的影响 西北农林科技大学学报 自然科学版 王华硕 补光对日光温室黄瓜 番茄 草莓生长发育及 品质的影响 河北邯郸 河北工程大学 黄薪历 补光对番茄幼苗和生菜生长发育 产量及品 质的影响 陕西杨凌 西北农林科技大学 丁小涛 姜玉萍 王 虹 等 株间补光对番茄生长和 果实品质的影响 上海农业学报 期 柳帆红等 不同时段补光对日光温室番茄营养与风味品质的影响 王德孚 杨志军 孙江妹 等 梨不同品种果实可溶性糖积 累差异及代谢相关酶活性 果树学报 黄丽萍 帅 芳 张 正 等 鲜食枣树体根部矿质元素质 量分数的年动态变化 中国农学通报 赵爱玲 薛晓芳 王永康 等 枣果实糖酸组分特点及不同 发育阶段质量分数的变化 园艺学报 西 北 农 业 学 报 卷 责任编辑 潘学燕 期 柳帆红等 不同时段补光对日光温室番茄营养与风味品质的影响