秸秆源品质改良因子采前处理对番茄果实品质的影响

甘 霖，申 琳,*，生吉萍*

(1.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083；2.中国人民大学农业与农村发展学院，北京 100872)

番茄在我国栽培广泛，是日常食用的重要果蔬之一，生长过程中对矿质元素需求量大。微量元素被广泛应用，Cu、Zn、Fe等微量元素对提高作物产量及品质有重要作用[1-2]。苏加义等[3]研究表明在氮、磷、钾肥适量的基础上，喷施微量元素可提高黑麦草产量、蛋白含量、灰分。张强等[4-5]研究发现全磷、钾、钙、铁和硼含量是影响苹果果实质量的主要因素，其对果实可溶性固形物含量影响较大。传统大量施用化肥可维持番茄产量，但影响番茄品质并恶化生态环境。虽然传统农家肥及微生物肥料也已被广泛使用但也存在肥效较低的问题，这些问题越来越引起人们重视[6]。生物有机肥富含无机有机养分，既可作为农作物的直接营养，也有利于促进作物的吸收和品质的提高[7]。我国是有机物料生产大国，促进农作物高产、优质等方面有着不可替代的作用，但长期以来，秸秆等有机物料没有得到有效利用，造成了巨大的资源浪费[8]。目前研发新型的无毒、无害、使用安全，能有效提高肥效并改善作物品质的生物有机肥，成为研究的热点也具有很大的应用潜力[9]。

秸秆源品质改良因子含有内生菌、秸秆腐殖质多种改良营养物质的矿质混合液，富含无机、有机养分及微量的元素(如Zn、Cu、Fe等)。本实验以丽春番茄为实验材料，研究了采用3%秸秆源品质改良因子喷施及拌肥施肥两种处理，对番茄果实营养品质、芳香物质的影响，从而为秸秆源品质改良因子应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料及处理

丽春(Solanum lycopersicum L. cv. Lichun)番茄在北京小汤山特菜基地大棚种植，并标记花期。采摘花期55d红熟期番茄果实立即运至实验室。采摘、运输过程中尽量避免其机械伤害，挑选无病虫害、机械伤大小均匀，成熟度相对一致的果实，置于(15±1)℃、相对湿度80%～85%的果蔬冷藏库释放田间热，15h后进行取样。

喷施处理：选取花期较一致的番茄植株，花期25d时开始处理。以3%秸秆源品质改良因子3L整株喷施处理6株。每周处理1次，共处理4次。以等量水处理作对照。

拌肥处理：将3%秸秆源品质改良因子200mL与1kg生物肥混匀拌肥，在番茄育苗移栽时施肥，每株施肥0.18kg共处理6株，6个重复。以等量水拌肥处理作对照。

1.2 仪器与设备

UV-1800型紫外-可见光分光光度计 日本岛津公司；ACT-1E型数字折射仪 日本Atago公司；7890A型气相色谱、5973C型质谱仪 美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 测定方法

可溶性固形物：利用数字折射计直接测定；可溶性糖含量：采用蒽酮比色法[10]测定；还原糖含量：采用3,5-二硝基水杨酸法[10]测定；可滴定酸含量：采用酸碱滴定法[10]测定；VC含量：采用 2,6-二氯靛酚滴定法进行测定[10]；可溶性蛋白含量：采用考马斯亮蓝法测定[10]；总酚含量：参考Pirie等[11]方法测定；类黄酮含量：参考Pirie等[11]方法测定；番茄红素含量：测定参考庄学平等[12]的方法；芳香物质：参考Zhang Aijun等[13]采用气相色谱-质谱测定。每3个果实赤道部果皮取样，液氮冷冻后贮藏在－80℃。每个指标测定3次重复。

1.3.2 数据统计分析

用Excel 2007软件计算标准偏差并制图。应用 SPSS 10.0软件对所有数据进行方差分析(ANOVA)，利用邓肯多重比较法对数据进行差异显著分析。

2 结果与分析

2.1 秸秆源品质改良因子采前喷施、拌肥处理对番茄果实可滴定酸、可溶性糖、还原糖、可溶性固形物的影响

图 1 不同处理对番茄果实可滴定酸(A)、可溶性糖(B)、还原糖(C)和可溶性固形物(D)含量的影响Fig.1 Effects of different treatments on titratable acid (A), total soluble sugar (B) , reducing sugar (C) and soluble solids (D) in tomato fruits. Spraying water control-control, fertilizer control-F, spraying quality modification factor from stalk treatment-N, quality modification factor from stalk fertilizer treatment-NF

由图1可知，秸秆源品质改良因子采前喷施(N)、拌肥处理(NF)，显著(P＜0.05)提高果实可滴定酸(A)、可溶性糖(B)及可溶性固形物(D)含量，其中喷肥、拌肥处理可滴定酸含量分别提高20.4%、22.2%；可溶性糖含量分别提高6.5%、16.7%；可溶性固形物含量分别提高9%、19.8%，但秸秆源品质改良因子处理对还原糖(C)含量无明显影响(P＞0.05)。其中拌肥处理对果实影响更大。

2.2 秸秆源品质改良因子不同处理对番茄果实糖酸比、可溶性蛋白的影响

图 2 不同处理对番茄果实糖酸比(A)和可溶性蛋白(B)含量的影响Fig.2 Effects of different treatments on sugar-acid rate (A) and soluble protein (B) in tomato fruits. Spraying water control-control, fertilizer control-F, spraying quality modification factor from stalk treatment-N, quality modification factor from stalk fertilizer treatment-NF

由图1可知，秸秆源品质改良因子可以显著提高可滴定酸、可溶性固形物含量，喷施和拌肥处理对果实糖酸比(图2A)影响显著(P＜0.05)，其中喷施处理(N)糖酸比提高9.9%，拌肥处理(NF)糖酸比提高19.9%。秸秆源品质改良因子极显著提高可溶性蛋白(B)含量，其中喷施处理提高37%，拌肥处理提高30%。

2.3 秸秆源品质改良因子处理对番茄果实番茄红素、总酚、类黄酮、VC含量的影响

图 3 不同处理对番茄果实VC(A)、番茄红素(B)、总酚(C)、类黄酮(D)含量的影响Fig.3 Effects of different treatments on vitamin C (A), lycopene (B), total phenols (C) and flavonoids (D) in tomato fruits. Spraying water controlcontrol, fertilizer control-F, spraying quality modification factor from stalk treatment-N, quality modification factor from stalk fertilizer treatment-NF

图3A中两种处理对VC含量提高显著(P＜0.05)，喷施、拌肥处理果实VC含量分别提高27%、18%。如图3C、3D所示，秸秆源品质改良因子处理(N、NF)可显著(P＜0.05)提高总酚含量，其中喷施秸秆源品质改良因子处理(NF)使果实总酚含量提高28.6%。拌肥处理对类黄酮含量影响显著(P＜0.05)，类黄酮含量较对照提高14%。

2.4 秸秆源品质改良因子处理对果实芳香物质的影响

图 4 不同处理对番茄果实挥发性成分的影响Fig.4 Effects of different treatments on their combinations on volatile emissions of tomato in fruits spraying water control-control, fertilizer control-F, spraying quality modification factor from stalk treatment-N, quality modification factor from stalk fertilizer treatment-NF

表 1 不同秸秆源品质改良因子处理番茄果实部分芳香成分比较Table 1 Comparison of aroma components in differently treated tomato fruits

由表1可知，检测番茄中醛类、酮类、酯类、醇、烷烃类芳香物质中顺-3-己烯醛、反-2-己烯、2反、4-反-己二烯醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、水杨酸甲酯含量较高，其中顺-3-己烯醛在果实中相对含量最高，秸秆源品质改良因子处理(N、NF)芳香物质增加，促进了芳香性物质的释放。喷施处理(N)后酯酮物质增加，拌肥处理(NF)促进了长链烷烃的释放。

由图4可知，秸秆源品质改良因子处理(N、NF)后，顺-3-己烯醛(1)、反-2-己烯(2)、2-反-4-反-己二烯醛(3)、6-甲基-5-庚烯-2-酮(4)、水杨酸甲酯(5)含量提高。其中喷施处理反-2-己烯、2-反-4-反-己二烯醛分别提高37.7%、39.6%。秸秆源品质改良因子拌肥处理果实与对照相比，2-反-4-反-己二烯醛含量提高18%，反-2-己烯醛含量提高31.4%。

3 讨 论

番茄果实的风味品质及适口性受酸度、糖度、糖酸影响较大[14]。研究发现，秸秆源品质改良因子两种处理显著提高果实可滴定酸、可溶性糖、可溶性固形物含量、可溶性蛋白含量，与对照相比喷施、拌肥处理糖酸比分别提高9.9%、19.8%。

抗坏血酸在番茄中含量较高，是番茄营养价值评价的重要指标之一[15]。番茄中的酚类化合物是植物体内重要的次生代谢物质[16]，酚类物质与植物抗病性有较密切的关系[17-18]。多酚和黄酮类物质，也是抗氧化活性物质[19]。番茄红素是番茄果实中类胡萝卜素重要组成部分，营养价值高，具有一定的抗菌能力[20-21]。秸秆源品质改良因子处理显著提高了果实中总酚、类黄酮、番茄红素、VC。秸秆源品质改良因子处理提高了果实的营养价值和抗氧化性物质含量。

研究表明，新鲜成熟番茄的芳香味道，主要由己醛、1-戊烯-3-酮、3-甲基丁醇、顺-3-己烯醛、顺-3-己烯醇、反-2-己烯醛、甲基水杨酸、β-紫罗酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮和2-异丁基硫咪唑十种物质适当混合产生[22]。甜味与己烯醛有关，主要由顺-3-己烯醛、反-2-己烯醛或顺-3-己烯酮决定，而番茄风味则与6-甲基-5-庚基-2-酮有关[23-24]。气相色谱-质谱检测果实中芳香物质，表明喷施处理后，顺-3-己烯醛、反-2-己烯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、水杨酸甲酯含量提高，酯酮物质增加。拌肥处理果实芳香物质顺-3-己烯醛、2-反-4-反-己二烯醛、水杨酸甲酯含量提高，促进了长链烷烃的释放。由此可知，秸秆源品质改良因子处理可以促进芳香物质的释放。

[1] HEEB A, LUNDEGÅRDH B, ERICSSON T, et al. Effects of nitrate-, ammonium-, and organic-nitrogen-based fertilizers on growth and yield of tomatoes[J]. Journal of Plant Nutrition and Soil Science, 2005, 168(1)： 123-129.

[2] MARTÍNEZ-BALLESTA M C, DOMINGUEZ-PERLES R, MORENO D A, et al. Minerals in plant food： Effect of agricultural practices and role in human health： a review[J]. Agronomy for Sustainable Development, 2010, 30(2)： 295-309.

[3] 苏加义, 赵红梅. 微量元素对黑麦草产量和品质的影响[J]. 草业科学, 2008, 3(10)： 33-38.

[4] 张强, 魏钦平, 蒋瑞山, 等. 富士苹果矿质营养含量与几个主要品质指标的相关性分析[J]. 园艺学报, 2011, 5(10)： 63-67.

[5] GAJBHIYE R P, SHARMA R R, TEWARI R N, et al. Effect of inorganic and bio-fertilizers on fruit quality of tomato[J]. Indian Journal of Horticulture, 2010, 67(4)： 301-304.

[6] BOČEK S, MALÝ I, PATOČKOVÁ Š. Yield and quality of bush processing tomatoes fertilized with dried organic and organomineral fertilizers[J]. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 2008, 56 (2)： 31-37.

[7] 李梦梅, 龙明华, 黄文浩, 等. 生物有机肥对提高番茄产量和品质的机理初探[J]. 中国蔬菜, 2000, 5(4)：18-20.

[8] 刁亚娟. 酵素菌肥对番茄生长发育及其土壤养分含量的影响[D]. 呼和浩特： 内蒙古农业大学, 2008.

[9] 刘艳鹏. 不同肥料类型对基质中微生物、酶和番茄生长的影响[D]. 北京： 中国农业科学院, 2007.

[10] 曹建康, 姜微波, 赵玉梅. 果蔬采后生理生化实验指导[M]. 北京： 中国轻工业出版社, 2007： 20-60.

[11] PIRIE A, MULLINS M G. Changes in anthocyanin and phenolic content of grapevine leaf and fruit tissue treated with sucrose, nitrate and abscisic acid[J]. Plant Physiology, 1976, 58(2)： 468-472.

[12] 庄学平, 张雯, 郑彩霞, 等. 3种物质对番茄果实中番茄红素合成量的影响[J]. 安徽农业科学, 2007, 35(19)： 54-60.

[13] ZHANG Aijun, HARTUNG J S. Phenylacetaldehyde O-methyloxime： A volatile compound produced by grape fruit leaves infected with the citrus canker pathogen, Xanthomonas axonopodis pv. Citri[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(13)： 5134-5137.

[14] 马越, 李远新, 赵晓燕. 樱桃番茄的营养品质及其抗氧化活性的研究[J]. 食品研究与开发, 2007, 28(7)： 133-136.

[15] OKE M, AHN T, SCHOFIELD A, et al. Effects of phosphorus fertilizer supplementation on processing quality and functional food ingredients in tomato[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2005, 53(5)： 1531-1538.

[16] PREMSEKHAR M, RAJASHREE V. Influence of bio-fertilizers on the growth characters, yield attributes, yield and quality of tomato[J]. American-Eurasian Journal of Sustainable Agriculture, 2009, 3(1)： 68-70.

[17] HARBORNE J B, WILLIAMS C A. Advances in flavonoid research since 1992[J]. Phytochemistry, 2000, 55(6)： 481-504.

[18] HAVSTEEN B H. The biochemistry and medical significance of the flavonoids [J]. Pharmacology and Therapeutics, 2002, 96(23)： 67-202.

[19] WANG Hong, CAO Guohua, PRIOR R L. Total antioxidant capacity of fruits[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1996, 44(3)： 701-705.

[20] SHI J, LE MAGUER M. Lycopene in tomatoes： chemical and physical properties affected by food processing[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2000, 40(1)： 1-42.

[21] DIPLOCK A T, CHARLEUX J L, CROZIER-WILLI G, et al. Functional food science and defence against reactive oxidative[J]. British Journal of Nutrition, 1998, 80(1)： 77-112.

[22] ACREE T E, TERANISHI R. Flavor science[M]. Washington, D.C： American Chemical Society, 1993.

[23] 霍建勇, 刘静, 冯辉, 等. 番茄果实风味品质研究进展[J]. 中国蔬菜, 2005, 3(2)： 38-40.

[24] 刘春香, 何启伟, 付明清. 番茄、黄瓜的风味物质及研究[J]. 山东农业大学学报： 自然科学版, 2003, 34(2)： 193-198.