套袋对温室小型番茄果实生长及果面光系统Ⅱ活性的影响

赵立坤，高志奎，王梅，李惠

随着人们生活水平的提高，食品的安全质量受到广大消费者以及社会各界的高度重视。番茄为连续坐果、连续采摘的蔬菜类型，难以保证农药施用后安全间隔期的采收上市要求。采用套袋技术，可以通过物理空间隔离方式，明显避免农药直接接触附着污染的残留量[1~4]。另外，也有报道认为套袋番茄单果质量提高[2]、产量增加、品质有所改善[2~4]。然而，果穗套袋后，袋内光强变弱，对果实生长、品质以及果面光能吸收转化利用的影响尚不明确。

本试验以小型番茄为试材，采用袋面6对打孔通风透气的聚乙烯淋膜白纸袋和聚丙烯透明塑料袋对日光温室番茄进行整穗套袋处理，通过套袋材质的光谱透过率、果实生长、果实商品品质、果实营养品质、果实表面叶绿素含量及其光系统Ⅱ动力学活性的测定，观察了2种材质果袋对番茄果实生长及品质的影响，同时分析了袋内光强对果面光能吸收利用性能的影响，以期筛选出适宜的果袋袋型，充实无公害蔬菜生产新技术，并探索有利于套袋番茄果实生长发育和综合品质提高的理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试番茄品种为春桃。试验于2010年3~4月在河北省定兴县石象村日光温室内进行。

1.2 试验设计

共设3个处理：①空白对照（CK）；②聚丙烯透明塑料薄膜袋（TPF，平均透光率93.2%）；③聚乙烯淋膜白纸袋（WPF，平均透光率45.1%）。果袋长35 cm，宽27 cm，3边封口，袋面6对打孔通风。每个处理5次重复。套袋时选择长势和结果部位基本一致的植株上的第2穗花，在入选果穗上选留4个大小均匀的幼果，将其余花果摘除，套袋时将果袋由上至下套住果穗，顶部用曲别针扎好袋口，上挂标签。切记套袋前将萎蔫的花瓣及腐叶摘除，以免由于袋内高温高湿而感染灰霉病。其他管理按常规方法进行。

1.3 测定指标及方法

①果袋材质透光率指标的测定 采用光纤光谱仪（QE65000，USA）对果袋透过光谱进行测定。

②果实膨大速率的测定 套袋前用游标卡尺测量果实初始横径，每隔20 d测定1次果实的最大横径，直至果实采收，测量最终横径。

③果实叶绿素含量测定 采用丙酮和无水乙醇提取法测定果实表面叶绿素含量。取表层3 mm厚的果肉，将其切成1 mm3的小块，取2 g置于6 mL丙酮和无水乙醇 2∶1（V∶V）混合液中，于黑暗处浸提24 h。待果肉组织变白后混匀取上清液，采用日本岛津公司生产的UV-2450型分光光度计，在波长645、663 nm下测定其OD值，3次重复。按照Arnon公式计算叶绿素 a（chl a）和叶绿素 b（chl b）的含量。

④果实商品品质的测定 果实成熟后采收，测定单果质量、体积，用GY-1型果实硬度计和RHB系列手持测糖仪对果实硬度及果实可溶性糖含量指标进行测量并记录。统计病虫害果、空洞果发生情况。果实表面洁净度分为4级，污点多为0级，污点较多为1级，污点较少为2级，无污点为3级。果实外观色泽分为4级，污点多、极浅红且光泽暗为0级，污点多、浅红且光泽较暗为1级，红色且光泽较亮为2级，深红且光泽亮为3级。

果实空洞指数＝果实质量/果实体积；果实洁净指数=果实洁净等级值总和/（果实总数×3）；果实色泽指数=果实色泽等级值总和/（果实总数×3）。

⑤番茄果实表面光系统Ⅱ光化学效率测定 采用德国WALZ公司生产的成像荧光仪MINIIMAGING-PAM，对番茄果实表面进行叶绿素荧光动力学参数测定。材料暗适应20 min后，在测量光（强度为 0.1 μmol·m-2·s-1，脉冲频率为 1 Hz）下诱导产生初始荧光（Fo），随后用强饱和脉冲光（强度为4 800 μmol·m-2·s-1，脉冲光时间为 0.8 s）激发产生最大荧光（Fm）。当荧光从最大值降到接近Fo水平时，用光化光（强度为 40 μmol·m-2·s-1）诱导荧光动力学，并每隔20 s打开饱和脉冲进行荧光参数Fm'和Fs测定。根据下列公式计算的叶绿素诱导荧光动力学参数。 其中，NPQ＝（Fm-Fm'）/Fm'，qL＝（Fm'-F）/（Fm'-Fo'）×Fo'/F，Fo'＝Fo/（Fv/Fm+Fo/Fm）； 光系统Ⅱ最大量子产量Fv/Fm＝（Fm-Fo）/Fm；光系统Ⅱ实际量子产量 Y（Ⅱ）＝（Fm'-F）/Fm'；光系统Ⅱ调节性能量耗散量子产量Y （NPQ）＝1-Y （Ⅱ）-1/[1+qL（Fm/Fo-1）]；非调节性能量耗散量子产量 Y（NO）＝1/[NPQ+1+qL（Fm/Fo-1）]。

1.4 统计分析

对原始数据进行标准化或归一化处理，采用Microsoft Excel 2003处理数据和作图，用DPS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 果袋材质的透光性能

在波长400~890 nm范围内，2种材质果袋的透光率有显著差异（图1）。聚丙烯透明塑料薄膜袋（TPF）平均透光率为93.2%；聚乙烯淋膜白纸袋（WPF）平均透光率均较低，只有45.1%，并且随着波长的增加透光率略有增加。

2.2 套袋对果实生长膨大的影响

WPF和TPF套袋后，番茄果实横径均比CK略大（图2），据此计算的膨果速率也高于CK。其中，WPF和TPF套袋后20 d，膨果速率分别比CK提高14.5%和5.5%；WPF和TPF套袋40 d时，膨果速率有所下降，但仍分别比CK提高12.5%和7.5%。

2.3 套袋对番茄果实品质的影响

套袋处理后，WPF处理的果实硬度显著低于CK，TPF处理的果实硬度与CK无显著性差异；TPF和WPF处理的果实含糖量均显著低于CK，其中WPF处理的果实含糖量极显著降低；TPF和WPF处理后的果实空洞指数与CK无显著差异；TPF和WPF处理后的果实表面的色泽指数和洁净指数均极显著高于CK，TPF和WPF处理间无显著差异（表1）。

图1 2种材质果袋的透射光谱

图2 2种材质果袋对番茄果实生长膨大的影响

表1 套袋对番茄果实品质的影响

2.4 套袋对番茄果实叶绿素含量的影响

番茄果实表层chl a含量随着生育进程逐渐下降（图3A）。TPF和WPF套袋后的初期和中期果实表面chl a含量略高于CK，而TPF和WPF套袋后的后期果实表面chl a含量与CK无明显差异。

番茄果实表层chl b含量也随着生育进程的推进呈现逐渐下降趋势（图3B）。与CK相比，TPF和WPF套袋后的初期和中期果实表面chl b含量较高，但是后期chl b降解较快。

2.5 套袋对番茄果实表面光系统Ⅱ动力学活性的影响

从图4可见，WPF套袋后30 d内番茄果实表面的Fv/Fm略高于CK，而TPF的Fv/Fm与CK没有显著性差异。与CK相比，WPF和TPF套袋后40 d果实表面的Fv/Fm降幅明显，田间观察此时2种材质套袋果实比CK较早接近绿熟期。

Y（Ⅱ）在生长期内呈现下降趋势，TPF和WPF处理下降明显，第40天下降至0；光系统Ⅱ调节性能量耗散量Y（NPQ）在整个生长发育过程中均呈现缓慢降低趋势，CK在40 d时仍存在少量Y（NPQ）；TPF和WPF处理的非调节性能量耗散量子产量Y（NO）在10~20 d保持着比CK高的水平，20 d之后随着果实成熟都有显著增高，最终套袋番茄果实的非调节性能量耗散量子产量Y（NO）在40 d达到了约100%（图5）。

3 结论与讨论

在影响番茄果实生长的环境因子方面，以往的研究焦点主要集中在适宜温度方面[5，6]，而果实生长的适宜光照强度研究很少受到关注。

众所周知，与叶片相比，果实的叶绿素含量较低，果实的光合碳吸收速率也低。韩苗苗等[7]研究苹果、梨果实在生长过程中碳水化合物的变化，发现自身合成的碳水化合物含量很低。因此一般认为，果实光合碳吸收能力微弱，其光合作用合成的同化产物对果实生长的贡献也较小。

本课题组以往的套袋研究发现，用WPF对冠层枝系茂密的大果型番茄套袋后，在光照弱的冬季温室番茄果实略小，而在光照充足的春夏秋季节对温室番茄果实体积无显著影响[8]。而笔者试验采用袋面有6对打孔通风透气的果袋对小果型番茄套袋后表明，虽然果袋内微域环境光照降低，但对果实生长有轻微的促进作用（图2）。试验是在光照充足的春季3~4月进行，同时温室小果型番茄春桃的田间枝细叶小稀疏，冠层光照状况明显优于大果型番茄，然而这种轻微的促进果实膨大效应是否与果袋内微域环境光强处于适宜光强有关尚待深入研究。

图3 套袋对番茄果实叶绿素a（A）和叶绿素b（B）含量的影响

图4 套袋对番茄果实表面光系统Ⅱ最大量子产量Fv/Fm的影响

图5 套袋对番茄果实表面光系统Ⅱ量子产量分配的影响

近年来果实表面光系统Ⅱ对光能的捕获吸收、转化利用开始受到关注[9]。林丽等[10]探索了高温对黄瓜果实表面光系统Ⅱ光能吸收利用效率的影响，王俊玲等[11]研究了热激胁迫对番茄果实表面光化学活性的影响。然而，光强对果实光合机构构建及其动力学活性的影响却鲜有报道。

笔者采用比TPF透光率低近1倍的WPF果袋套袋后，初步观察到果袋内微域环境光照降低明显且影响着果实表层光合机构的叶绿素含量（图3），也引起果实表面光系统Ⅱ动力学活性的响应 （图4，5）。综合来看，果袋内光照减弱后会引起PSⅡ原初光化学潜能提升，但是PSⅡ实际光化学效率却下降，同时更多地依赖于非调节性能量耗散方式来分流PSⅡ的能流。

一些套袋研究表明，套袋后果实营养品质会有所下降。套袋后苹果和锦丰梨的总糖含量低于不套袋果[12～14]，黄瓜套袋后的 VC、游离氨基酸、可溶性糖含量相应降低[15]。笔者的试验亦看到番茄果实含糖量呈现WPF＜TPF＜CK（表 1），这种袋内果实含糖量偏低的现象是否因为Y（Ⅱ）偏低影响了光合产物从叶片向果实转运，或者影响了果实内光合产物转化的代谢活性，均尚待研究。

[1]王志伟.套袋材料对温室番茄病虫害发生及果实农药残留的影响[J].西北园艺，2004（11）：49-51.

[2]孟焕文，程智慧，刘涛，等.果实套袋对番茄果实发育和品质的影响[J].西北农业学报，2004，13（1）：59-61.

[3]程智慧，赵英，孟焕文，等.不同材质果袋春夏季节套袋对黄瓜果实发育和品质的影响[J].生态学报，2007（2）：732-739.

[4]陈志杰，张淑莲，权清转，等.摘花与套袋防治黄瓜灰霉病效果研究[J].中国生态农业学报，2005，13（2）：65-67.

[5]范永强，景元书.温度与番茄果实生长的研究[J].安徽农业科学，2007（36）：11 831-11 832.

[6]贺超兴，齐维强，张志斌.基于积温的温室番茄果实发育规律研究[C]//北京都市农业工程科技创新与发展国际研讨会论文集.北京：北京市科协，2005：285-291.

[7]韩苗苗，张先，李范洙.苹果梨果实生长过程中碳水化合物的变化[J].延边大学农学学报，2009（2）：113-118.

[8]王梅，张小艳，高志奎，等.套袋对日光温室硬肉番茄果实生长和品质的影响[J].河北农业大学学报，2009（2）：50-53.

[9]王梅，高志奎，薛占军，等.套袋对番茄果实表面光系统Ⅱ光能吸收利用的影响[J].应用生态学报，2010（9）：2 329-2 334.

[10]林丽，高志奎，王梅，等.高温对北方白黄瓜果实表面光系统Ⅱ光能利用效率的影响[J].中国农学通报，2011，27（8）：181-184.

[11]王俊玲，高志奎，赵飞.热激胁迫对番茄果实表面光系统活性的影响[J].园艺学报，2011，38（4）：675-682.

[12]刘玉祥.不同去袋时期对套袋红富士苹果果实品质的影响[J].唐山职业技术学院学报，2010（1）：46-49.

[13]林存峰.套袋对锦丰梨果实品质和养分含量的影响[J].甘肃农业大学学报，2008（2）：87-89.

[14]赵权.套袋对山葡萄花色苷及相关品质的影响[J].中国农学通报，2012（4）：255-258.