不同营养液浓度对日光温室番茄果实品质的影响

孟 鑫 吕 剑，2 罗石磊 于 健 李金武 刘泽慈 朱 文郁继华，2*唐中祺*

（1 甘肃农业大学园艺学院，甘肃兰州 730070；2 甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃兰州 730070）

番茄（Solanum lycopersicum）是我国设施栽培的主要蔬菜作物之一，其经济价值较高，果实内含有丰富的营养物质，深受消费者的喜爱（黄歆贤等，2021）。近年来，随着人民生活水平的不断提高，蔬菜优质和安全性日益受到社会关注，消费者对于蔬菜产品的需求也从数量型转向质量型（尚乐乐 等，2019）。番茄果实品质主要受其自身遗传基因和生长环境条件的影响，环境因素中水分和养分是主要影响因子（Luterotti et al.，2015）。生产者为了追求产量，盲目进行“大水大肥”粗放管理，不仅降低水肥利用效率，还使番茄植株长势变弱、品质下降（刘学才 等，2021；王艳丹 等，2021），也会导致番茄果实内硝酸盐大量累积（蔡东升 等，2017；黄文汉，2017）。因此，在设施基质栽培中进行合理的营养液管理对提高番茄果实品质尤为重要。

设施蔬菜生产中，营养液浓度管理是基质栽培的关键技术环节，合理的营养液浓度不仅能促进番茄植株的生长发育，还可以提升果实品质（蔡东升 等，2018）。王萍（2017）通过研究各生育期浇灌不同浓度营养液对番茄的影响发现，在番茄第1 穗果采收期至拉秧期，浇灌4/3 倍标准营养液浓度不仅可以促进植株根、茎、叶等部位的干物质积累，还可以改善果实可溶性糖、VC 和番茄红素等品质指标。曹玉鑫等（2018）研究表明，随着营养液浓度的增加，番茄果实中可溶性糖、番茄红素和VC 含量的变化呈先升后降的趋势，且采收前进行适宜浓度的营养液处理，可有效抑制贮藏期果实变软。还有研究显示，合理提高营养液浓度能够改善番茄品质，但当营养液浓度过高、盐分过度积累时，则导致番茄产量和品质下降（刘佳 等，2020）。

关于不同营养液浓度或肥料供应量对番茄植株生长、产量和果实品质影响的研究已有许多报道，但有关营养液浓度对番茄果实外观品质、风味品质、营养品质的综合研究却较少。因此，本试验以粉太郎为试材，研究不同浓度营养液对番茄果实12 个品质指标的影响，探究营养液浓度与番茄果实综合品质之间的关系，以期为番茄高品质栽培提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2018 年10 月至2019 年6 月在甘肃省兰州市榆中县李家庄栖云山国家田园综合体日光温室内进行，温室跨度为10 m，长度为56 m。供试番茄品种为粉太郎，购自日本；10 月20 日育苗，11 月24 日（四叶一心）定植。采用基质枕（规格100 cm × 20 cm × 20 cm）栽培，栽培基质购自甘肃绿能农业科技股份有限公司。

1.2 试验方法

采用完全随机设计，设置4 个营养液浓度水平：CK，常规营养液浓度，电导率（EC）为2.05 mS·cm-1；T1，浓度为常规营养液的130%，EC值为2.66 mS·cm-1；T2，浓度为常规营养液的150%，EC 值为3.07 mS·cm-1；T3，浓度为常规营养液的200%，EC 值为3.95 mS·cm-1。常规营养液配方采用甘肃农业大学植物营养液配方C，详见表1。每处理4 次重复，每重复1 槽，每槽定植36株。采用水肥一体化系统，灌溉方式为滴箭。第1穗果坐果后开始营养液处理，每5 d 滴灌1 次；期间根据基质干湿程度适量灌水。

表1 甘肃农业大学植物营养液配方C（25 kg 水溶解）

2019 年4 月20 日、第3 穗果结果盛期，采用“Z”形取样法，每处理分别随机选取10 株，摘取成熟度一致的番茄果实15 个，进行品质指标测定。

1.3 项目测定

1.3.1 外观品质指标 单果鲜质量采用电子天平测定；然后将番茄果实放入电热恒温鼓风干燥箱中，105 ℃杀青15 min，80 ℃烘干至恒重，测定单果干质量。采用数显游标卡尺测定果实腰部最大处的横径与纵径，果形指数=纵径/横径。果实硬度采用GY-4-J 水果硬度计测定。

1.3.2 风味品质指标 可溶性固形物含量采用PAL-1 手持式折光仪测定。可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定（王学荃，2006），有机酸含量采用NaOH 滴定法测定（郝建军和刘延吉，2001）；糖酸比=可溶性糖含量/有机酸含量。

1.3.3 营养品质指标 VC 含量采用二甲苯萃取比色法测定（王学荃，2006）。可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250 染色法测定（甘纯玑和崔喜艳，2014）。番茄红素含量参照T/CCCMHPIE 1.28——2018 的方法测定。硝酸盐含量采用水杨酸法测定（李合生，2000）。

1.4 数据处理

采用Microsoft Excel 2010 软件处理试验数据；采用SPSS 20.0 软件进行方差分析和主成分分析，并运用Duncan 新复极差法进行多重比较（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同营养液浓度对番茄果实外观品质的影响

从表2 可以看出，随着营养液浓度的升高，番茄单果鲜质量、单果干质量、果形指数和果实硬度均呈先升高后降低的变化趋势。与CK 相比，T1 处理的果形指数显著增加；T2 处理的单果鲜质量、果形指数和果实硬度均显著增加，分别增加了11.91%、8.33%和25.60%；T3 处理的4 个外观品质指标均差异不显著。综上，T2 处理的番茄果实外观品质最好。

表2 不同营养液浓度对番茄果实外观品质的影响

2.2 不同营养液浓度对番茄果实风味品质的影响

从表3 可以看出，番茄果实中可溶性糖、有机酸含量均以T3 处理最高，显著高于CK，分别比CK 增加了1.13、0.28 百分点。随着营养液浓度的升高，可溶性固形物含量和糖酸比均呈先升高后降低的变化趋势，其中T2 处理的可溶性固形物含量和糖酸比均显著高于CK。说明T2、T3 处理能有效提高番茄果实的风味品质。

表3 不同营养液浓度对番茄果实风味品质的影响

2.3 不同营养液浓度对番茄果实营养品质的影响

从表4 可以看出，番茄果实中VC、可溶性蛋白、番茄红素含量均以T2 处理最高，显著高于CK，分别比CK 增加了8.41%、66.67%和41.00%；此 外，T1 处 理 的VC 含 量，T3 处 理 的VC 和可溶性蛋白含量亦显著高于CK。随着营养液浓度的升高，硝酸盐含量呈线性升高，T1、T2、T3 处理的硝酸盐含量均显著高于CK，而T3 处理的硝酸盐含量又显著高于T1、T2 处理。表明营养液浓度过低或过高均不利于番茄果实营养品质的形成，其中以T2 处理的效果最好。

表4 不同营养液浓度对番茄果实营养品质的影响

2.4 不同营养液浓度处理番茄果实综合品质主成分分析

对4 个营养液浓度处理的番茄果实12 个品质指标进行主成分分析，得到3 个主成分，累计贡献率达到100.000%（表5）。按照累积贡献率＞85%、特征值＞1 的原则，提取出2 个主要成分，其累计贡献率为89.080%，反映了番茄果实12 个品质指标89.080%的综合性状，说明第一、二主成分反映了原始变量89.080%的信息。因此，可以用第一、二主成分代替原12 个指标对4 个营养液浓度处理的番茄果实品质进行评价和判断，从而达到降维的目的。

表5 番茄果实品质指标的主成分分析结果

主成分载荷矩阵旋转后的载荷值更接近1 或0 的指标能够很好地解释变量。由表6 可知，第一主成分主要影响因子为单果鲜质量、单果干质量、可溶性固形物含量、番茄红素含量，第二主成分主要影响因子为果形指数、果实硬度、糖酸比、VC含量。

利用各主成分品质指标的载荷值除以相应主成分特征值开平方根，得到12 个品质指标的2 个主成分特征向量（表6），以特征向量为权重构建2个主成分的表达函数式。

表6 番茄果实品质指标主成分载荷矩阵和特征向量

式中，Z1、Z2分别对应第一、二主成分的得分，X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12分别为数据消除变量之间量纲关系后的单果鲜质量、单果干质量、果形指数、果实硬度、可溶性固形物含量、可溶性糖含量、有机酸含量、糖酸比、可溶性蛋白含量、VC 含量、番茄红素含量和硝酸盐含量。

综合评价函数是以各个主成分对应的方差贡献率作为权重，即综合得分=0.605Z1+0.286Z2。

利用主成分综合评价模型对4 个营养液浓度处理的番茄果实品质进行综合评价，综合得分依次为T2 ＞T1 ＞T3 ＞CK（表7）。

表7 不同营养液浓度处理主成分分析的综合得分

3 讨论与结论

番茄植株的生长特点是营养生长和生殖生长同时进行，不仅对水分要求高，而且对肥料的需求量也很大，充足的氮、磷、钾养分供应是获得高品质的重要因素之一（Bauer et al.，1997）。贺会强等（2012）、王丹丹等（2019）研究表明，适宜施肥量可以提高番茄果实品质，过量施肥会导致单果质量不同程度的降低。本试验结果也表明，番茄单果鲜质量随营养液浓度的升高呈现先升高后降低的变化趋势，说明过量施肥不利于番茄产量的形成。果实硬度是番茄品质构成的因素之一，决定番茄的贮运性和商品价值（张泽和陈建军，2019）。本试验结果显示，随着营养液浓度升高番茄果实硬度增加，但当营养液浓度超过常规营养液浓度的150%时果实硬度降低，这可能是由于高氮量降低了果实中钙含量所致，与蔡东升等（2018）的研究结果一致。果形指数在一定程度上影响着园艺作物的商品性，是衡量果实品质的一项重要指标（张嘉 等，2018）。本试验结果表明，番茄果形指数随营养液浓度的升高呈先升高后降低的变化趋势，与刘中良等（2016）的研究结果类似。

番茄果实中的糖和酸度对果实风味品质有很大影响，一般以可溶性固形物含量、可溶性糖含量、有机酸含量、糖酸比等指标对番茄果实口感品质进行衡量（岳东 等，2015；蔡东升 等，2018）。白嫆嫆等（2019）研究表明，营养液质量浓度的提高会增加番茄果实中有机酸含量。蔡东升等（2018）研究发现，随着营养液供应量的增加番茄果实可溶性固形物含量和糖酸比呈先增加后减少的变化趋势。本试验结果也表明，番茄果实中可溶性固形物含量和糖酸比随营养液浓度的升高呈先升高后降低的变化趋势，而可溶性糖含量呈线性升高。有研究证明，番茄果实适宜的糖酸比为6.9～10.8，但也有学者认为是4～6，这可能是由于不同的人对糖和酸的喜爱程度不同而造成的差异（Thonmpson，1999；丁剑 等，2017）。本试验中，4 个营养液浓度处理的番茄果实糖酸比在4.08～4.83 之间，均在适宜的比值范围内。

VC、可溶性蛋白和番茄红素作为番茄果实重要的营养品质指标，决定了番茄的营养价值和商品性（李晓蕾 等，2010）。还有研究表明，蔬菜中硝酸盐易富集，人体摄入过量的硝酸盐会对健康产生危害（郑回勇 等，2017），因此蔬菜中硝酸盐含量也是评判品质的重要指标。本试验结果表明，番茄果实中硝酸盐含量与营养液浓度呈正相关，可溶性蛋白含量和VC 含量随营养液浓度的升高呈先升高后降低的变化趋势，说明适当增加基质中营养液浓度对提高番茄果实品质有一定的促进作用，但营养液浓度过高则会降低果实营养品质，这与王鹏勃等（2015）、曹玉鑫（2016）的研究结果类似。依据GB 18406.1——2001《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》，蔬菜中硝酸盐允许量为432 mg·kg-1。本试验中，各处理番茄果实的硝酸盐含量均未超过允许值，可以安全食用。

本试验采用主成分分析方法，对不同营养液浓度与番茄果实品质指标的关系进行了综合评价。相对于其他评价方法，此方法综合考虑了不同营养液浓度对番茄果实各项品质性状建成的影响，其结果更具客观性、科学性以及准确性。本试验结果表明，T2 处理效果最佳，T1 处理次之，而CK 最差。

综上所述，适宜的营养液浓度可以有效提高番茄果实的单果鲜质量，改善果形指数、果实硬度、糖酸比、可溶性固形物含量、可溶性蛋白含量、VC 含量和番茄红素含量等品质。其中，以营养液浓度为常规营养液浓度的150%的效果最佳。