王慧茹,闫思华,高艳明,李建设
(宁夏大学农学院,银川 750021)
樱桃番茄(Solanum lycopersicumvar.cerasiforme)为茄科番茄属植物,富含番茄红素、维生素C等多种营养成分,是一种果蔬兼用型蔬菜,口感极佳,市场前景广阔[1-3]。近年来,我国樱桃番茄产业发展迅速,栽培面积不断扩大,市场对樱桃番茄果实商品性、营养品质和产量的要求越来越高[4-6]。樱桃番茄每个叶腋都易产生侧枝,且侧枝生长较快,容易开花结果[7]。整枝方式影响果实商品性、营养品质、产量及经济效益。在樱桃番茄的传统栽培管理中,整枝方式以单杆为主,整枝时间多为定植缓苗后。而在幼苗期进行整枝,且整枝方式为多杆的研究尚未见系统报道。幼苗期整枝能够提前完成植株的株型调整,协调其营养生长和生殖生长的养分竞争矛盾[8]。多杆整枝具有提高果实产量、改善果实品质性状、节约种苗成本等优点[9-10]。
因此,本试验以樱桃番茄‘香妃3号’为材料,设置5 种不同的幼苗期整枝方式,测定其果实表型性状、营养品质、生育期及产量等指标,并以与樱桃番茄商品性相关的表型性状作为评价指标,采用主成分分析,对不同整枝方式条件下的樱桃番茄果实质量进行评价,对果实营养品质和产量进行方差分析,以及对不同整枝方式条件下的生育期进行比较,以期从商品性、营养品质、生育期和产量相结合的角度分析不同整枝方式条件下樱桃番茄果实综合质量形成机制,最终为樱桃番茄的整枝技术推广提供理论基础。
试验于2020年3月—8月在宁夏园艺产业园科研开发区11号日光温室中进行,供试温室长80 m,跨度7 m。试验期间,温室内平均气温25.3 ℃,平均湿度66.5%。供试樱桃番茄品种‘香妃3 号’(Solanum lycopersicumcv.‘Xiangfei3’)由宁夏巨丰种苗有限责任公司提供,栽培基质为混合基质,pH 6.57,电导率1.605 mS/cm。
试验采取5 种不同的整枝方式,即单杆整枝(T1)、双杆整枝(T2)、三杆整枝(T3)、四杆整枝(T4)、五杆整枝(T5),共5 个处理,每个处理重复3 次。T1作为对照,整枝步骤为:每株只保留主茎,其余侧枝均摘除。在T2~T5中,以T2为例,整枝步骤为:待樱桃番茄幼苗生长至两叶一心期时,进行2 片真叶打顶,每片叶留侧枝。整枝时间均为幼苗期,具体整枝方式如图1所示。
采用限根栽培,沿栽培畦放置长100 cm、宽50 cm、高30 cm的泡沫箱,然后回填基质,将畦面耙磨平整。每行放置泡沫箱6 个,双行定植,行距0.8 m。为确保每个处理植株侧枝空间利用率的均衡性,分别对不同处理的种植密度进行计算后设置:单杆整枝密度6 600 株/667 m2,株距0.125 m;双杆整枝密度3 300 株/667 m2,株距0.250 m;三杆整枝密度2 100 株/667 m2,株距0.400 m;四杆整枝密度1 600 株/667 m2,株距0.500 m;五杆整枝密度1 300株/667 m2,株距0.660 m。
1.3.1 果实表型性状的测定
在樱桃番茄2穗果成熟期,每个处理各取55个样果,依次测定商品果单果质量、商品果横径与纵径、果形指数、果柄大小、果梗洼木栓化大小、色泽参数、硬度、果肉厚度和可溶性固形物含量。用电子天平称量法测定单果质量;用游标卡尺测定商品果横径与纵径、果柄大小、果梗洼木栓化大小和果肉厚度;用CR-400 型色差计测定色泽参数L、a、b,其中,L表示番茄果实明亮程度,a表示红色或绿色物质的浓度,b表示橙色或蓝色物质的浓度[11];用GY-4 数字式果实硬度计测定果实硬度;用TD-45手持数显糖度计测定可溶性固形物含量。果形指数=商品果纵径/商品果横径。
1.3.2 果实营养品质的测定
在樱桃番茄2 穗果成熟期,每个处理随机选取生长发育、大小一致的成熟果实,清洗后进行品质测定。采用钼蓝比色法测定维生素C(vitamin C,VC)含量[12];采用NaOH 滴定法测定有机酸含量[13];采用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[14];采用水杨酸比色法测定硝酸盐含量[15];采用比色法测定葡萄糖、果糖和蔗糖含量。糖酸比=可溶性糖含量/有机酸含量。
1.3.3 生育期记录
按照常规方法记录樱桃番茄的定植期、始花期、始收期和末收期,并统计定植-始花期、始花-始收期、始收-末收期、全生育期的天数。
1.3.4 产量的测定
图1 樱桃番茄不同整枝方式示意图Fig.1 Schematic diagrams of different pruning patterns of cherry tomato
以小区为单位,对各处理的第1 穗至第5 穗果产量进行实测,计算小区平均产量并折合为667 m2产量。
用Excel 2016 整理数据。用SPSS 25.0 对果实的12个表型性状进行主成分分析、隶属函数分析和综合评价;对7 个营养品质和产量性状进行方差分析,若差异显著,则用邓肯法进行多重比较(α=0.05)。数据结果以3 次重复的平均值±标准差表示,P<0.05表示各处理间差异有统计学意义。
对与果实商品性相关的12 个性状进主成分分析,结果如表1 所示。前3 个主成分的累计贡献率为92.68%,包含了全部指标的基本信息。其中:第1主成分特征值和贡献率最高,分别为5.98、49.85%;第3 主成分的特征值和贡献率最低,分别为1.72、14.31%。如表1 所示,在主成分分析的基础上进行果实商品性的综合评价,每一指标与每一主成分得分系数的公式如下:
将标准化数据分别代入以上公式,可以得出各处理在前3个主成分上的得分。基于每一主成分的得分,计算得出每一个主成分的权重,分别为0.547 6、0.311 8、0.150 5,则F=0.547 6×F1+0.311 8×F2+0.150 5×F3。最终排名结果如表2所示:T5的F值最高,为0.705 9;T1为0.640 2,排名第2;T4、T2和T3分别为第3、第4 和第5,F值分别为0.345 4、0.264 8和0.088 2。
对7个果实品质指标的测定结果如表3所示:T5处理的VC含量显著高于其他处理,相对于T1、T2、T3、T4处理分别提高9.20%、16.67%、11.89% 和16.67%;T4处理的可溶性糖含量显著高于其他处理;T4处理的糖酸比高于其他处理,与T5处理间差异不显著,但与其他处理间差异显著;T2处理的果糖含量最高,与T1和T4处理差异显著,与其他处理差异不显著;T5处理的蔗糖含量最高,与T1处理差异不显著,与T2、T3、T4处理间差异显著且分别提高了60.36%、28.06%和35.88%;不同处理间硝酸盐含量和葡萄糖含量差异均不显著。综上所述,T4处理的可溶性糖含量及糖酸比高于其他处理,T5处理次之,且T5处理的VC含量和蔗糖含量高于其他处理;因此,相对于其他处理,五杆整枝更有利于提高樱桃番茄果实营养品质成分的积累。
表1 果实商品性相关性状的主成分及其得分系数矩阵Table 1 Principal component and its score coefficient matrix of fruit commodity related characters
表2 果实商品性的综合评价Table 2 Comprehensive evaluation of fruit commodity
由表4可知,在不同整枝方式条件下,樱桃番茄的始花期、始收期和末收期不同,均表现为T1最早,T2、T3次之,T4、T5最晚。从全生育期天数来看,各处理天数大小趋势表现为T5>T4>T3>T2>T1,T1相对于T5缩短了6.67%。定植-始花期,各处理天数大小趋势也表现为T5>T4>T3>T2>T1,T1相对于T5缩短了40.00%。始花-始收期,各处理天数大小趋势表现为T4>T3=T2>T5>T1,T1相对于T4缩短了11.36%,相对于T5仅缩短了4.88%。后期的始收-末收期,各处理天数大小趋势表现为T1>T2=T3>T4=T5,T5相对于T1缩短了10.91%。综上所述,T1处理的全生育期最短,始收-末收期最长,T5处理与其相反,说明T1处理在采收期方面的优势大于其他处理。
表3 不同整枝方式对樱桃番茄果实品质的影响Table 3 Effects of different pruning patterns on fruit quality of cherry tomato
表4 不同整枝方式对樱桃番茄生育期的影响Table 4 Effects of different pruning patterns on growth period of cherry tomato
由表5可见:在不同整枝方式条件下,T5处理的小区平均产量、667 m2产量均最高,相对于T1处理均提高20.91%(P<0.05),与其他处理间差异不显著。由此可见,五杆整枝更有利于樱桃番茄的增产。
表5 不同整枝方式对樱桃番茄产量的影响Table 5 Effects of different pruning patterns on yield of cherry tomato
关于整枝方式对樱桃番茄商品性影响的研究较多,但均针对单果质量、果形指数等较少的指标。黄凯美[16]的研究结果表明,连续摘心整枝相对于单杆整枝和双杆整枝,其单果质量显著提高,对果形指数的影响不显著。柴文臣等[17]采用换头和不换头2种整枝方式发现,换头整枝方式的单果质量稳定,而不换头整枝方式的单果质量随着生育期的推进明显下降。果实的表型性状主要包括单果质量、果形指数和色泽等,是体现果实商品性的重要指标,是消费者选购的重要依据[18-19]。本试验测定了5 种整枝方式条件下与樱桃番茄果实相关的12个表型性状,并通过主成分分析、隶属函数分析和综合评价发现,五杆整枝处理排名第1,相比其他处理具有最好的外观商品性。VC、可溶性糖、有机酸、硝酸盐、果糖含量等均与果实的口感和营养价值有着直接关系[20-21]。田素波等[8]的研究表明,一边倒整枝方式相比于单杆整枝和连续摘心整枝,其品质方面的优势显著。辛世杰等[22]对番茄进行单杆整枝、双杆整枝和连续摘心整枝处理发现,双杆整枝相比于其他处理具有较高的VC含量。本试验结果表明,五杆整枝有利于提高樱桃番茄的VC含量和蔗糖含量,四杆整枝有利于提高其可溶性糖含量和糖酸比。说明多杆整枝方式处理下的樱桃番茄在品质方面具有一定优势。
本研究结果显示,五杆整枝方式的樱桃番茄在所有处理中全生育期和定植-始花期最长,始收-末收期最短,而单杆整枝方式与其相反。其原因可能是五杆整枝侧枝多,前期其根系及叶片生长不充分,地下部养分吸收及地上部光合产物积累不足,难以供应所有侧枝的生长需求,而后期茂密的根系和叶片能够完全供应所有侧枝生长发育所需的养分。程婷婷[23]采用单杆整枝、双杆整枝和三杆整枝3 种整枝方式发现,三杆整枝方式下的番茄果实产量最高。陈修斌等[24]采用单杆整枝、双杆整枝、三杆整枝和四杆整枝方式发现,三杆整枝的杂交番茄单株结果数和总产量均高于其他处理。本试验相比于前人研究增设了五杆整枝,结果显示,五杆整枝处理的产量高于其他处理。
樱桃番茄侧枝发生能力强,整枝方式是其栽培管理中的关键技术之一。本试验进行了不同整枝方式处理下樱桃番茄外观商品性、营养品质、生育期及产量的比较分析,后续试验将从基因层面探究整枝方式对植株生长及果实发育的影响机制。
针对果实商品性,五杆整枝处理的综合得分最高。针对果实营养品质,五杆整枝处理的VC含量、蔗糖含量相对于其他处理均有不同程度的提高。同时,五杆整枝处理的小区平均产量和667 m2产量均为最高。但五杆整枝处理的生育期最长,采收期最短。综合考虑樱桃番茄商品性、营养品质和产量,建议在与本试验条件类似的情况下进行樱桃番茄栽培管理时,优先采用五杆整枝技术。