螯合钙叶面肥及遮阳网对番茄果实生长的影响

摘 要：为探究叶面喷施螯合钙+遮阳网对温室春延茬番茄果皮代谢特征、果实裂果和品质的影响，以优品88番茄品种为材料，分别进行了CK（未遮阳+叶面喷施清水）、CC（未遮阳+叶面喷施0.30 g·L-1螯合钙）、S（遮阳网+清水）与SCC（遮阳网+0.30 g·L-1螯合钙）的处理试验。结果表明，转色期与红熟期番茄果实裂果率均表现为SCC<S<CC<CK，且各处理间差异显著；与CK相比，CC、SCC处理均显著提高了果皮超氧化物歧化酶与抗坏血酸过氧化酶活性，降低了果皮丙二醛和H2O2含量；CC、S与SCC处理均显著降低了果皮细胞壁水解酶活性；果皮纤维素与原果胶含量呈现SCC>S>CC>CK的变化趋势，且SCC处理与其他各处理呈显著差异；CC与SCC处理均显著提高了果实单果质量、维生素C和可溶性固形物含量，且SCC处理效果最好。综上所述，在温室番茄生产中，0.30 g·L-1螯合钙+遮阳网协同作用的增产提质效果最优。

关键词：番茄；螯合钙；遮阳；果实生长

中图分类号：S641.2 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）10-082-06

收稿日期：2024-02-02；修回日期：2024-06-12

基金项目：西藏自治区自然科学基金项目（XZ202001ZR0067G）；潍坊市科学技术发展计划项目（2021GX050）；潍坊科技学院学科建设设施园艺专项（2021XKJS26）；山东省高校设施园艺重点实验室项目（2018YY014）；潍坊科技学院人才专项（KJRC2021001）

作者简介：彭佃亮，男，副教授，主要从事蔬菜高产生理生态研究。E-mail：pdlpdl2009@126.com

Effects of chelated calcium foliar fertilizer and shading net on tomato fruit growth

PENG Dianliang， WANG Xingcui， YANG Wenxia， ZHANG Jingmin， TANG Yuhai， XU Haicheng

（Facility Horticulture Laboratory of Universities in Shandong/Jia Sixie Agricultural College， Weifang University of Science and Technology， Shouguang 262700， Shandong， China）

Abstract： To investigate the effect of foliar spraying of chelated calcium and shading net on the metabolic characteristics， fruit cracking， and quality of greenhouse spring delay tomatoes， the tomato variety Youpin88 was treated at four treatments， as CK（unshading + clear water foliage spraying）， CC（unshading + 0.30 g·L-1 chelated calcium foliage spraying）， S（shading + clear water）， and SCC（shading + 0.30 g·L-1 chelated calcium）. The results showed that the fruit cracking rate of tomato during the color changing and red ripening stage was SCC<S<CC<CK， and there were significant difference among the treatments. Compared with CK， CC and SCC significantly increased the activities of superoxide dismutase and ascorbate peroxidase in fruit peels， while reducing the content of malondialdehyde and H2O2. CC， S and SCC significantly decreased the activity of cell wall hydrolases in fruit peel cells. The content of cellulose and pectin in the fruit peel showed a trend of SCC>S>CC>CK， and SCC showed significant difference compared to the other treatments. Both CC and SCC significantly improved the single fruit mass， vitamin C， and soluble solid content of the fruit， with SCC treatment better. In summary， the synergistic effect of chelated calcium and shading net is the most effective in increasing yield and improving quality in greenhouse tomato production.

Key words： Tomato; Celated calcium; Shading; Fruit growth

番茄是我国种植面积最为广泛的茄果类蔬菜之一，极大地丰富了百姓的四季餐桌，设施栽培蔬菜的发展有效保障了我国北方蔬菜的供应[1]。在北方环渤海设施生产区番茄春延茬或越夏茬生产中，由于日光温室特殊的光温等环境因素[2]，常会引起番茄果实发育异常、果皮质量差而发生裂果现象[3]，带来巨大的商品损耗与经济损失，因此设施番茄种植的防裂保质是目前生产所要解决的首要问题。

研究表明，番茄裂果的发生自转色期开始，在成熟期发生的风险最高[4]；品种特性与外界因子协同影响番茄裂果的发生[3，5-6]。番茄果皮组织质量与衰老程度决定了裂果的发生[5，7]。王傲雪等[7]研究表明，耐裂果番茄果肩含有较高的抗氧化酶活性及抗氧化物质含量，且膜质过氧化程度较低。细胞壁组分中的纤维素与原果胶可在水解酶的作用下水解，抑制细胞壁结构的稳定，减弱果皮耐性，导致裂果发生[8]。强烈的光照或持续的高温会减弱番茄果皮的完整性与机械强度，增加果实裂果的风险[3]。

喷施外源钙能够减轻植物果实受氧化胁迫的损害，增强细胞壁结构的稳定性，进而降低裂果率[9-11]。糖醇螯合钙可促进矿质营养在韧皮部的运输，提高钙元素的利用率[10]。遮阳网可以通过减少光照度、水分蒸发量及温度，改善设施小气候环境进而影响植物的生长发育[12]。研究表明，遮阳网可以提高果实中的总酚与总单宁含量，降低总类黄酮含量，进而影响葡萄的品质[13]。目前关于叶面喷施螯合钙+遮阳网对番茄果皮代谢特征、裂果和果实品质的影响研究不足，笔者在设施番茄春延茬栽培过程中，进行喷施外源螯合钙、遮阳以及遮阳+外源螯合钙双重处理，研究不同处理对番茄果皮组织抗氧化能力、物质代谢以及裂果与果实品质的影响，旨在为设施番茄的抗逆生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

试验番茄品种为优品88，优品88定植苗由山东潍科种业发展有限公司提供。螯合钙为普蓓优钙，由英国果顿农用化学品公司生产，钙含量（ρ，后同）>252 g·L-1。

1.2 试验设计

试验于2023年3－7月在山东省寿光市潍坊科技学院北洛试验基地设施温室开展。试验温室南北走向，标准化起垄双行定植（3月2日），行长4 m，行距50 cm，株距30 cm，单秆整枝。共设置4个处理：未遮阳+叶面喷施清水作为对照（CK）、未遮阳+叶面喷施0.30 g·L-1螯合钙（CC）、遮阳网+叶面喷施清水（S）、遮阳网+叶面喷施0.30 g·L-1螯合钙（SCC）。于第三穗果开花时布置遮阳处理，用遮光率为26%的遮阳网覆盖于日光温室薄膜顶部，遮阳时间为每日09：30—16：30。同时进行叶面喷施清水或螯合钙处理，用量为每次1 L·m-2，每7 d喷施1次，连喷6次。采用完全随机区组设计，每个处理设3次重复，52株番茄，每株番茄第三穗果留果4个。

1.3 指标测定

1.3.1 果皮代谢指标 试验品种的裂果出现在果肩处，分别在第三穗果的转色期及红熟期每个重复挑选6个大小均匀的果实，纵横切后每单果留取1/4近果柄端的果皮混匀，具体参考张川等[5]的方法。所取果皮用于测定抗氧化酶、细胞壁代谢相关酶活性及活性氧物质和果皮组分含量等指标。参考曹建康等[14]的方法，测定超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、纤维素酶与多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性及丙二醛（MDA）、过氧化氢（H2O2）、纤维素和原果胶含量，每处理3次重复。

1.3.2 果实硬度及裂果率 于番茄第三穗果的转色期与红熟期每个重复取10个大小均匀的果实，采用GYJ-4硬度计测定第三穗果实硬度；另于上述各个时期每个重复随机选取8株番茄植株，统计该时期番茄裂果数与总果数，计算裂果率[5]。裂果率/%=裂果数/总果数×100，每处理3次重复。

1.3.3 果实品质指标 于番茄第三穗果实红熟期每个重复挑选发育一致的6个果实，采用四分法混匀后，参照高俊凤[15]的方法测定可溶性固形物、维生素C、可溶性糖和有机酸含量，每处理3次重复。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010软件进行数据处理与作图；采用DPS v15.10软件运用LSD法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 螯合钙+遮阳网对番茄果皮MDA与H2O2含量的影响

由图1可以看出，各处理红熟期番茄果皮MDA含量均高于转色期（图1-A），而H2O2含量与之相反（图1-B）。与CK相比，喷施螯合钙（CC）、遮阳（S）与螯合钙+遮阳（SCC）处理均降低了两个番茄果实发育时期的果皮MDA含量，分别为12.40%、25.99%和38.55%（两时期均值），且除转色期CC处理外，其他处理与CK均呈显著差异，其中SCC处理比CK分别显著降低33.39%、43.69%。两个果实发育时期的番茄果皮H2O2含量在不同处理间均表现为CK>CC>S>SCC，与CK相比，CC、S和SCC处理均显著降低了两个时期的H2O2含量，其中SCC处理的H2O2含量最低，分别比CK显著降低22.41%、22.75%。以上结果表明，遮阳与螯合钙处理均可降低番茄果皮MDA与H2O2含量，且螯合钙+遮阳网处理效果最优。

2.2 螯合钙+遮阳网对番茄果皮SOD与APX活性的影响

由图2-A可以看出，两个时期番茄果皮的SOD活性在不同处理间表现出CC>SCC>CK>S的变化趋势，且红熟期各处理间差异显著；与CK相比，CC处理的果皮SOD活性显著提高了29.75%（两时期均值）；与S处理相比，SCC处理的SOD活性也显著提高了27.62%（两时期均值）。番茄果皮APX活性在不同处理间的变化趋势与SOD一致，CC与CK相比、SCC与S相比，果皮APX酶活性分别显著提高了22.76%、20.79%（两时期均值）（图2-B）。以上结果表明，喷施螯合钙及螯合钙与遮阳网协同处理均可显著提高番茄果皮抗氧化酶活性。

2.3 螯合钙+遮阳网对果皮纤维素酶及PG活性的影响

由图3-A知，与CK相比，CC、S与SCC处理均显著降低了不同生育时期番茄果皮纤维素酶活性，分别为20.44%、38.63%与47.68%（两时期均值）；CC较CK、SCC较S处理均降低了两时期果皮纤维素酶活性，且除转色期S与SCC处理差异不显著外，其他处理均呈显著差异。不同处理条件下，两时期果皮PG活性均表现为CK>CC>S>SCC，且各处理间差异均显著；CC较CK、SCC较S，PG活性分别显著降低13.41%、19.29%（两时期均值）（图3-B）。以上结果表明，喷施螯合钙可降低果实果皮纤维素酶和PG活性，且螯合钙与遮阳网协同作用效果最佳。

2.4 螯合钙+遮阳网对红熟期果皮纤维素和原果胶含量的影响

由图4可以看出，CC、S与SCC处理的红熟期番茄果皮纤维素含量比CK分别显著提高15.63%、38.79%、57.37%，不同处理均呈显著差异，其中SCC含量最高。红熟期番茄果皮原果胶含量在不同处理间呈CK<CC<S<SCC的变化趋势，CC、S与SCC处理比CK分别显著提高19.04%、28.78%、41.49%。

2.5 螯合钙+遮阳网对番茄果实硬度与裂果率的影响

由图5可以看出，各处理转色期番茄果实硬度均高于红熟期，而裂果率表现出相反的趋势。与CK相比，CC、S与SCC处理均显著提高了转色期与红熟期的果实硬度；CC较CK、SCC较S，两时期的番茄果实硬度均显著提高。在不同处理条件下，两时期番茄果实裂果率表现为CK>CC>S>SCC，且各处理均呈显著差异；CC较CK的果实裂果率显著降低了16.03%（两时期均值），SCC较S的果实裂果率显著降低了29.58%（两时期均值）。

2.6 螯合钙+遮阳网对番茄果实单果质量与品质的影响

由表1可知，与CK相比，CC、S与SCC处理均提高了番茄果实的单果质量，分别为6.82%、4.32%和9.62%，除S处理外，其他处理与CK均呈显著差异；CC较CK、SCC较S处理的单果质量均显著提高。与CK相比，CC、S与SCC处理均提高了番茄果实的维生素C含量，CC较CK、SCC较S处理的维生素C含量分别显著提高了14.98%、19.25%；此外，CC与SCC处理的维生素C含量无显著差异。与CK相比，CC、S与SCC处理均显著提高了果实可溶性固形物含量；CC较CK、SCC较S处理均提高了可溶性固形物含量，且CK与CC处理呈显著差异。可溶性糖含量在不同处理下呈SCC>S>CC>CK的变化趋势，其中SCC和S处理分别比CK显著提高29.80%、14.57%。S处理下的有机酸含量显著低于其他处理，而其他处理间有机酸含量无显著差异。S与SCC处理的番茄果实糖酸比分别比CK显著提高20.70%、29.84%。

3 讨论与结论

随着科学技术的发展，设施番茄可以实现周年生产，大大提高了种植户的收益[16]。但在设施生产区，如寿光地区，设施番茄在春延茬或越夏茬生产中，温室独特的生态小气候，尤其是4月下旬至10月份期间的强光高温，常引起番茄裂果，是设施番茄增产保质的瓶颈。研究表明，外源钙可减少脐橙裂果的发生[17]，弱光环境下樱桃果实的开裂率显著降低[3]。本试验结果表明，与CK相比，喷施螯合钙处理与遮阳网处理均显著提高了果实硬度，降低了果实裂果率，且以螯合钙+遮阳网双重处理效果最优。这可能是上述处理减少了强光高温等不良环境对果实果皮造成的损伤，稳定了角质层的完整性与力学特征，进而降低了果实的开裂概率。

较低的细胞膜膜质过氧化程度及活性氧积累量，可以增强植物对逆境的抗性，果皮组织的衰老与其密切相关[18-19]。前人研究表明，较高活性的抗氧化酶，如SOD、APX等，可以减少活性氧的积累，提高组织抗氧化和氧化修复能力[20-21]。杨兰兰等[11]研究表明，施用钙可以提高苹果果实抗氧化酶活性、降低果实MDA含量。本研究表明，喷施螯合钙处理及螯合钙与遮阳网协同处理均可提高番茄果皮抗氧化酶活性，可降低番茄果皮MDA与H2O2含量，且螯合钙+遮阳网协同处理效果最优。说明设施番茄在春延茬种植时强光高温等不利环境可导致番茄果皮活性氧物质积累，引起抗氧化酶系统的响应以清除过多活性氧；外施螯合钙或遮阳能够显著降低番茄果皮胞膜过氧化程度，减少细胞膜系统损伤，进而提高番茄果皮膜系统的稳定性。

细胞壁组分的充实度及其结构的稳定性与果实裂果的发生密切相关[22-23]。纤维素酶等水解酶可以降解胞壁的纤维素与果胶等物质，降低果皮的强度，引发裂果[8]，尤其在光温胁迫下导致的果实裂果概率更高[3]。本试验结果表明，遮阳显著降低了番茄果实果皮纤维素酶及PG活性，提高了红熟期果皮纤维素和原果胶含量，这可能与遮阳后减缓了所处的强光高温环境胁迫有关。此外，无论遮阳与否，螯合钙均降低果皮上述水解酶活性，提高了红熟期果皮的胞壁物质含量。这可能是作为细胞第二信使的Ca2+，能够结合细胞中的钙调蛋白调节果皮纤维素酶及PG活性，进而减缓番茄果皮胞壁非结构物质的降解，提高果皮强度。然而，外施螯合钙或遮阳能否影响番茄果皮上述代谢过程中相关基因的表达还需要进一步研究。

乔凯等[16]研究表明，不同颜色的遮阳网覆盖均显著提高了越夏番茄的单果质量与产量。刘敏等[13]研究表明，遮阳网可提高葡萄果实的横/纵径和单果质量并改善葡萄品质。螯合钙与氮互作能够显著影响结球生菜的产量和品质[24]。本研究表明，喷施螯合钙处理与遮阳处理均可以提高单果质量、果实维生素C含量、可溶性固形物含量和可溶性糖含量及糖酸比，且螯合钙+遮阳协同作用效果最优。这与李益清等[25]在弱光胁迫下的研究结论一致，但针对强/弱光胁迫下的番茄品质的钙调控是否有差异及其调控位点在哪等问题还有待继续研究。

综上所述，外源螯合钙与遮阳处理均缓解了春延茬（4月中旬以后）设施内光温胁迫对番茄果皮抗氧化能力、物质代谢以及耐裂果性与果实品质的不利影响，螯合钙与遮阳通过提高果实果皮抗氧化酶活性，降低MDA与H2O2含量，减缓组织衰老；同时降低胞壁水解酶活性，提高果皮纤维素和原果胶含量，进而降低番茄裂果的风险，且以螯合钙+遮阳网协同作用的增产提质效果最优。

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