环境对番茄可溶性固形物影响的研究进展

刘雨婷，冯岩，王恩军，张辉，王纪忠，杨学东，黄志楠

（1.淮阴工学院生命科学与食品工程学院，江苏淮安，223001；2.上海市农业科学院园艺研究所；3.上海玲钥果蔬专业合作社）

番茄起源于中美洲和南美洲，是全球最重要的经济作物之一。番茄果实营养丰富，内含维生素A、维生素E等多种有益于人体健康的营养成分。番茄果实中的可溶性糖、有机酸和氨基酸决定了它的风味品质，其中可溶性糖和有机酸是番茄可溶性固形物的主要构成物质。通常情况下番茄可溶性固形物含量可以用可溶性糖的含量来表示[1]。因此，可溶性固形物是番茄的一个重要性状。

番茄的可溶性固形物含量受栽培环境影响很大，研究环境对番茄可溶性固形物含量的影响，利用人工手段调控环境提高番茄果实可溶性糖具有重大意义。

1 温度

温度对番茄生长的影响很大，不适宜的温度会影响植株的生长速率、呼吸速率、光合速率等。日最高温与日均温直接影响番茄果实可溶性固形物含量；最低温与日温差直接影响可溶性糖含量；温度低有利于番茄有机酸的积累。

提高水果温度有利于糖分配到水果[2]。在适宜温度内提高温度，葡萄糖、果糖和蔗糖含量增加。Rosales等[3]研究表明，在高温（30～35℃）下，番茄果实糖含量增加，而有机酸含量减少。在降水量影响不大的高温地区，气温与植物生长之间呈正相关，但气温过高会限制番茄生长，造成果实产量低、品质差。短期内低温处理下，番茄可溶性糖含量增加[4]。长时间亚低温处理会使番茄植株生长发育迟缓，品质显著下降[5]。因此，在一定温度范围内，温差越大，番茄可溶性固形物含量越高。

2 光照

番茄是喜光作物，不同的光质、光照强度和光照时间对番茄的生长、发育、开花、结果等方面产生不同影响。

2.1 光质调控

通过改变光质可以调控植物的生长、形态建成、物质代谢及基因表达。光质调控对番茄生长影响的研究结果不尽相同。

大多数学者认为，红光与蓝光的组合是番茄生长的最佳光源，在红、蓝光下处理能加快幼苗的光合速率，提高番茄糖酸比。在红光的照射下番茄营养生长快、积累干物质多，蔗糖、蛋白质以及番茄红素含量高，蔗糖相关的酶活性较高；蓝光处理下光合速率加快，花期提前，果实产量显著提高[6，7]。也有研究发现，在红、蓝光的基础上添加紫光、绿光、黄光可以促进作物生长，如在弱光条件下红、蓝、黄、紫光处理的番茄苗长势较好。

2.2 光照强度调控

光照强度可以调控番茄的生长、产量和果实品质。一般光强在600～1 400μmol·m-2·s-1番茄的单片叶片具有最大的光合能力[8]。在合适的范围内，增加光照强度有利于增加番茄的茎粗、培育矮壮苗，这为之后番茄植株的增产、果实的高品质奠定基础。

适当的光照强度促进番茄植株的生长。夏季适度减弱光强可促进植株的生长，增加氮含量，改善植株的营养状况；冬季光照较弱，会抑制植株的生长，可以进行适当补光，调节光照强度，从而改善作物的营养状况。

2.3 光周期与光分布调控

光周期是指昼夜交替中光照时间与黑暗时间长短的变化。光周期调控是改变光照时间，从而影响植株的生长和发育的控制方法。

番茄植株生长点的水平位置上，光照充足且分布较均匀，但是茎下部分水平方向由于遮挡，光照较少且分布不均匀；植株垂直方向上光照强度不同，光强从顶部至底部逐渐减弱。一般情况下可以根据番茄生长的位置利用补光灯对下层叶片进行补光，或使用透明绳人工改变垂吊方向避免遮荫[9]。

在LED灯补光下的番茄植株生长速度加快。Xu等[10]研究表明，经过蓝光补光处理的番茄产量和品质明显提高，并且有效减少了番茄植株的病害问题；暗期对番茄植株冠层进行2 h蓝光LED补充照射，发现果实颜色更红，葡萄糖浓度、产量更高，同时还提高了番茄的抗病性。Tewolde等[11]在冬季夜间对番茄植株进行补光，发现番茄可溶性固形物含量提高了。番茄幼苗夜间补充红橙光可以促进植株的生长、开花以及产物积累[12]。因此，在番茄生长期对番茄进行适当的补光，能培育壮苗、提高产量以及提升品质。

3 水分

番茄植株对水分十分敏感，生长期不同阶段对水分需求有所不同。水分是番茄幼苗生长过程中重要的影响因素之一，不同的浇灌方式、灌水量对番茄的风味品质与外观品质均有一定的影响。

3.1 灌水量对番茄品质的影响

适宜的灌水处理使得番茄果实积累较多的可溶性固形物，从而改善番茄果实的品质。水分亏缺会抑制番茄生长，在改善果实品质的同时，降低了产量。有研究表明，亏缺灌溉在一定程度上提高了番茄的总糖、总酸含量，但是降低了可溶性固形物总量。

对番茄植株进行适宜的水分胁迫可以改变番茄果实的可溶性固形物含量，改善番茄果实的品质、提高果实中干物质的含量。Chen等[13]的研究表明，在番茄的花期和果期对其进行亏缺灌溉与对照相比，可溶性固形物含量明显提高。王晓森等[14]关于番茄灌水量下限的研究表明，在灌水较少的处理下，番茄可溶性糖和可滴定酸含量均比较高。

番茄果实的可溶性固形物有“稀释作用”，即随着灌水量的增加可溶性固形物含量降低。哈丽代等[15]对不同灌溉量下的番茄果实品质的研究表明，随着植株灌水量增大，可溶性糖含量呈现先上升后下降的趋势。因此，适当减少灌溉量可促进番茄营养品质的提升。

3.2 灌水方式对番茄品质的影响

植物浇灌的方法有很多，如喷灌、滴灌、沟灌等，水分进入土壤的方式不同会改变土壤的理化性状，影响植株吸收养分，从而影响到番茄的生长发育以及果实产量、品质。

赵伟等[16]研究表明，不同灌水方式对番茄果实的产量、总糖含量和可溶性固形物含量造成的影响差异不显著。但是就滴灌、喷灌等方式与大水漫灌相比，番茄植株的生长量与产量均有所提高，且可溶性固形物含量也相对增加。大水漫灌还会造成番茄裂果，影响番茄外观，降低经济效益。杨洋等[17]的研究表明，滴灌处理之后土壤中腐殖质含量与对照相比较高，这有助于番茄吸收养分，促进果实膨大。

4 空气

4.1 空气湿度对番茄品质的影响

番茄喜温、干燥，不耐高温多湿。空气湿度过高容易孳生病菌，不利植株生长；湿度过低，番茄叶片水汽供应不足，叶片容易坏死。不同的番茄品种有不同的最适湿度，湿度在番茄生长中的作用不可或缺。

在高温条件下，增加空气湿度可显著促进番茄植株的生长。王艳芳等[18]研究高温下空气湿度对番茄植株的影响表明，提高空气的湿度番茄干物质积累较对照有所增加。张宇等[19]的研究则表明，在亚高温低湿度的条件下，番茄植株生长虽然加快，但是光合产物的积累却减少了，并且番茄空洞果的比率也大大增加，即番茄果实的品质降低了。

4.2 通风对番茄品质的影响

通风可以增加CO2的运输量，降低叶片的温度，改变气孔状态，从而促进番茄植株的光合作用，增加植株群体内光照进入量。

马得力[20]关于空气扰动对番茄影响的研究表明，适宜的风速和时间频率下，空气扰动可以增加番茄果实可溶性糖的含量。郭永青[21]的研究表明，不同通风量与灌水量组合对番茄植株生长影响不同，其中通风量为60%、灌水量为80%的组合下，番茄果实的可溶性固形物高于其他组合。

4.3 根区加气对番茄品质的影响

在番茄生长过程中，水分灌溉的方式引起的土壤板结等问题会造成根系缺氧现象，从而造成低氧胁迫。低氧胁迫会导致番茄植株出现黄叶、发育迟缓、结果少等现象，因此出现了在作物根区加气的研究，即地下氧灌。

刘恬恬[22]对加气地下滴灌影响番茄的研究表明，加气地下滴灌的番茄果实可溶性固形物含量、糖酸比较对照相比均有所提高。加气灌溉后番茄果实可溶性糖的含量变化在1.60%～3.16%，与对照相比，果实的品质有所提升。加气灌溉能延长番茄的花期，增加果实的干质量，可溶性糖含量显著增加，改善了番茄果实的品质和风味[23]。Li等[24]的研究也表明，在滴灌的水中注入空气，使得番茄的糖酸比增大了43%。

5 土壤肥料

番茄果实品质主要由遗传基因和生长环境影响，在环境因素之中，水分和肥料是影响其品质的主要因子。施用适宜的肥料种类及用量对番茄的可溶性固形物有一定的改善作用。

氮肥对番茄的产量和品质的影响最大，且氮素影响植株对土壤中其他元素的吸收。包红静等[25]的研究则表明，施用不足量的钾肥会导致土壤肥力下降，影响番茄的产量和品质。朱应远等[26]将钙肥与钾肥联合施用，证明钾肥能显著增加番茄果实中还原性糖含量，钙没有增产效果，但能显著提高番茄的耐贮性。番茄植株缺钙会导致果实脐腐病，降低产量、损害品质。土壤中钾的含量在达到一定水平之前，果实甜度随着钾含量的增加而增加，达到一定水平后果实品质不再改变。刘永菁等[27]研究锌肥对番茄的影响，发现番茄果实产量提高的同时品质也在提升，可溶性糖含量显著提高。

施肥量一直增加，番茄品质先升高后降低，过量施肥会降低蔬菜产量。施用氮肥过多会使植株过分依赖肥料，并且会造成“烧苗”现象，反而影响其生长。

6 展望

番茄是设施栽培的主要蔬菜品种之一，其品质近些年来备受关注。番茄的品质是众多环境因子协同作用的结果，因此，在番茄生长发育的过程中调控光照、温度、湿度等环境因子能提高番茄的品质。但在番茄品质提高的同时，果实产量往往会降低，在保证番茄产量的前提下改善番茄品质，是目前主要的研究方向。研发出耐寒、耐旱的番茄品种，降低番茄种植过程中成本损耗以获得最大的经济效益也是研究的重点。