华南连栋温室基质袋培模式下6 个樱桃番茄品种的综合鉴评

陈金香，王艳娣，梁健文，谢振斌，覃 敏，杨小龙，陈日远,2，张轶婷,2

（1.华南农业大学园艺学院，广东 广州 510642；2.华南农业大学黄埔创新研究院，广东 广州 510715）

【研究意义】樱桃番茄（Solanumlycopersicumvar.cerasiforme）又名圣女果、微型番茄、迷你番茄，是番茄属栽培亚种中的一个变种，原产于南美洲等地区，因其果实颜色和形状多样化，番茄红素、维生素、矿质元素和抗氧化物质含量高，且酸甜可口、风味独特，已成为深受消费者喜爱的一种水果型蔬菜［1］。近年来，随着生活水平的提高，人们对樱桃番茄的需求逐渐从追求数量型向追求质量型转变，其营养及保健功能性成分越来越受到人们的关注。但樱桃番茄的品质和产量受品种稳定性［2］、营养液成分及管理［3-5］、栽培管理模式［6］和环境等因素的影响，利用合适的栽培模式，通过比较现有不同樱桃番茄品种的品质特性，能够为今后开展设施高品质樱桃番茄生产提供理论基础，对优质樱桃番茄培育具有现实意义。【前人研究进展】本课题组近年来在普通番茄和樱桃番茄设施栽培技术上开展了较为系统的研究，如通过限根栽培、冬春弱光季节光环境调控［7］、营养精准管理［8-9］等方式提升樱桃番茄产量和品质。研究表明，通过栽培技术提高番茄产量和品质受品种稳定性影响［10-12］，筛选适于栽培模式下的优良品种尤为重要。近年来，我国虽然在番茄育种工作中取得长足进展，但与国外相比仍存在较大差距，主要体现在以下几方面：丰产潜力、坐果稳定性、连续开花坐果能力低；优质商品果率低，果型、果实均匀度、色泽等外观品质提升不显著；稳定性差，缺乏能适应多个地区不同茬口和不同环境下表现稳定的“大品种”［13］。这些因素导致国内樱桃番茄品种总体质量偏低，只能通过低价拼抢低端市场［14］。华南地区位于热带亚热带地区，气候温暖潮湿，广东省常年种植樱桃番茄面积约1 万hm2且呈上升趋势，目前在粤西一带设施樱桃番茄栽培面积较大、效益好，每年大批量供应我国华东、华北地区。近几年，相关团队根据华南地区现代设施农业发展趋势及产业需求对设施樱桃番茄高效生产技术体系进行深入研究，如设施专用品种选育、设施栽培模式集成创新及设施设备构型优化等，初步形成了华南型樱桃番茄工厂化生产技术模式，并取得了较好的示范和推广效果［15］，但在生产中培育出高品质的樱桃番茄仍然受栽培技术和品种选择的多重制约，严重影响了设施樱桃番茄产业的发展。【本研究切入点】以往有关樱桃番茄品种比较研究大多关注其生长、产量和品质的差异，尚未充分利用目前生产上所采用的设施栽培模式和精准水肥管理模式；番茄红素是番茄果实中关注最多的营养成分，但目前对绿果番茄中含量较多的叶绿素的关注较少，对不同色泽樱桃番茄果实性状以及栽培效果的研究尚不完善；此外，我国目前广泛种植的优质樱桃番茄品种单一，筛选优质栽培品种和提高华南型樱桃番茄工厂化生产技术有待深入研究。【拟解决的关键问题】本研究在华南地区锯齿形连栋温室内开展，采用椰糠基质无纺布袋栽培方式和营养液少量高频精准管理模式，比较本团队近年来筛选获得的不同樱桃番茄品种的生长、产量及品质的差异，并对这些指标进行主成分、聚类和相关性等综合分析［16］，以期为今后开展设施高品质樱桃番茄生产提供理论基础，对优质、高效和多彩樱桃番茄生产和选培具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为‘千禧’‘金玉’‘白妃’‘迷彩’‘翡翠’‘战马’等6 个优质樱桃番茄品种，品种简介如表1 所示。

表1 6 个樱桃蕃茄品种特性Table 1 Characteristics of 6 cherry tomato varieties

1.2 试验设计

试验于2021 年10 月23 日至2022 年4 月22日在华南农业大学教学试验基地锯齿形连栋塑料温室内开展，内部最高与最低温度变化趋势如图1 所示。每个樱桃番茄品种选择长势良好、整齐一致的五叶一心期幼苗各50 株，分别定植于装有2/3 纯椰糠的无纺布袋（直径20 cm、高20 cm）中。每个栽培槽长20 m、宽20 cm，槽间距120 cm，每条栽培槽放置50 个无纺布袋，袋中心等间距40 cm（图2）；每个无纺布袋种植1 株樱桃番茄，株间距40 cm、行间距120 cm；6 个品种均为双秆整枝、不疏果、留8 穗打顶。营养液为日本园试配方，统一采用配有稳流器的滴灌系统，管理方式如表2 所示，以少量高频率（8～10 次/d）灌溉，以排液率为20%～30%为基准进行供液，滴箭流量为30 mL/min，配制营养液所用原水的电导率（EC 值）为0.2 dS/m。

图1 樱桃番茄定植后连栋温室内日最高温度与最低温度变化趋势Fig.1 Variation of daily highest and lowest temperature in multi-span greenhouse after the colonization cherry tomato

图2 基质袋培模拟图Fig.2 Simulation diagram of substrate bag cultivation mode

表2 樱桃番茄基质袋培模式下营养液管理方式Table 2 Nutrition solution management mode of cherry tomato under substrate bag cultivation mode

1.3 指标测定方法

1.3.1 植株生长与形态指标测定 各品种随机选定20 株长势均匀的番茄植株，标记1～3 穗开花时间；采用软皮尺测量植株株高（子叶节至生长点），第2、第3 果房下第1 片功能叶的叶长和叶宽，计算叶面积（S=0.6393×长×宽）；采用数显游标卡尺（千分之一）测量茎粗（子叶节部位）；采用直接数数法计算整株叶片数。

1.3.2 果实大小和产量测定 采用千分之一数显游标卡尺测量10～15 个果实的横径和纵径；采用天平（千分之一）测量果实质量，统计单株果实成熟后的质量。

1.3.3 果实色度角和色素含量测定 利用色差仪测定蕃茄剖面色度值，分别采集各品种完熟期的果实，每个品种随机选择10～15 个果实，在果实表面每间隔120°测定1 次，每个果实测定3 次，测定L、a、b 值（L 表示亮度，a 表示从洋红色至绿色的范围，b 表示从黄色至蓝色的范围），取3 次结果的平均值。利用a 值和b 值计算得到的果实颜色评价系数色调（Hue）用来确定红、黄、绿、蓝、紫等颜色以及这些基本颜色之间的颜色，Hue=tan-1(b/a)。

番茄色素含量参考杨定清等［17］方法并稍加改进。准确称取0.5 g 于液氮中研磨成粉末状的样品，加入30 mL正己烷∶丙酮∶无水乙醇为1∶1∶1（等体积）的混合液，摇床中振荡30 min，然后加入10 mL 超纯水，2 000 r/min 离心10 min；最后，以空白溶剂作为对照，采用紫外分光光度计测定消光曲线，读取OD450、OD502、OD645、OD663值，计算公式为：

叶绿素含量（μg/g）=20.2×OD645+8.2×OD663）×样液体积/样品质量

类胡萝卜素含量（μg/g）=4×OD450×样液体积/样品质量

番茄红素含量（μg/g）=3.12×OD502×样液体积/样品质量

1.3.4 果实营养品质测定 采用手持式折光仪测定果实可溶性固形物（TSS）含量，采用钼蓝比色法［18］测定维生素C（Vc）含量，采用蒽酮比色法［19］测定可溶性总糖含量。

1.3.5 果实抗氧化能力和抗氧化物质含量测定 采用Folin-Cioealteu 法［20］测定果实多酚含量，采用Mashiba 法［21］测定果实类黄酮含量，采用Tadolini 法［22］测定DPPH 自由基清除率，采用Benzie 法［23］测定FRAP 值。

1.4 数据处理

应用IBM SPSS Statistics 22.0 软件进行统计分析，采用独立样本t检验、单因素分析、Duncan多重比较检验进行数据差异显著性分析（P＜0.05）。采用微软公司的Excel 2020 软件和Origin 2022 软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同品种樱桃番茄开花时间比较

从表3 可知，各品种樱桃番茄的开花习性存在差异，‘千禧’和‘战马’品种开花时间早，较‘金玉’‘白妃’和‘迷彩’分别提早6、4、3 d。各品种樱桃番茄第1 穗花盛花持续时间差异小、第2 穗花盛花期时间以及末花期时间存在差异。‘战马’品种第2 穗花盛花期持续时间比其他品种长、末花期时间晚，整个花期较长。

表3 不同品种樱桃番茄开花时间比较Table 3 Comparison of flowering time of different varieties of cherry tomato

2.2 不同品种樱桃番茄生长形态指标和SPAD 值比较

由图3 可知，在整个生长周期中，各樱桃番茄品种的株高存在显著差异，‘战马’品种显著高于其他品种，定植后50 d，‘战马’较‘翡翠’‘千禧’‘迷彩’‘金玉’‘白妃’品种分别高约54.8%、34.7%、23.4%、17.2%和13.9%。‘翡翠’品种的茎粗在定植20～40 d 时较其他品种差异显著，即较其他品种矮粗。各品种樱桃番茄叶片数差异不明显。定植1 个月后，各品种樱桃番茄植株长势表现出显著差异。

图3 不同品种樱桃番茄生长指标和长势比较Fig.3 Comparison of growth index and growth vigor of different varieties of cherry tomato

由图4 可知，黄果品种（‘金玉’‘战马’）SPAD 值较其他品种低，第1 果房节位各品种间差异不显著。‘金玉’品种第2 果房下功能叶叶面积明显大于其他品种，各品种第3 果房下的功能叶叶面积均明显小于第2 果房下功能叶叶面积。不同品种樱桃番茄叶片形态存在差异显著，特别是小叶数，‘千禧’‘金玉’‘白妃’‘迷彩’‘翡翠’和‘战马’品种的小叶数量分别为9、12、19、15、15、21 片，除‘迷彩’和‘翡翠’品种差异不显著外，其余品种差异显著。

2.3 不同品种樱桃番茄果实大小和质量比较

各品种樱桃番茄果实横纵径、单果质量、产量及果实形态比较见图5。除‘战马’品种果实的横纵径相差不大（形状较圆）外，其他品种纵径均大于横径，形状均偏长圆形。由图5A 可知，‘翡翠’品种单果质量是其他品种2 倍，除‘翡翠’外，其他品种单果质量差异不显著。由图5B可知，各品种间单株产量存在差异，‘翡翠’品种的单株产量较‘金玉’‘白妃’‘千禧’‘迷彩’和‘战马’品种分别高48.7%、48.6%、35.8%、21.4% 和 11.9%。在所有品种中，‘翡翠’横径、纵径均显著大于其他品种，果实最大（图5C、图5D）。‘迷彩’和‘战马’的单株产量均较高，单穗结果数较多，分别约22、32 个果实。

2.4 不同品种樱桃番茄果实色素含量和色差比较

由图6 可知，‘迷彩’果实的叶绿素、类胡萝卜素、番茄红素含量均显著高于其他品种，叶绿素含量较其他5 个品种约高出85%；各品种果实叶绿素含量表现为‘迷彩’＞‘战马’＞‘翡翠’＞‘千禧’＞‘金玉’＞‘白妃’，数值分别为33.7、4.2、2.7、2.2、1.4、1.4 μg/g；类胡萝卜素含量表现为‘迷彩’＞‘翡翠’＞‘千禧’＞‘金玉’＞‘战马’＞‘白妃’，其中‘迷彩’果实约为86.1 μg/g，分别高出后面几个品种55.7%、69.2%、75.1%、96.0%、98.6%；番茄红素含量表现为‘迷彩’＞‘翡翠’＞‘千禧’＞‘金玉’＞‘战马’＞‘白妃’，其中‘迷彩’果实约为75 μg/g，分别高出后面几个品种54.0%、67.0%、92.2%、99.6%；‘千禧’果实属于红果、对应的色度角最小，而‘金玉’‘白妃’和‘战马’果实分别属于橙黄果、黄白果和黄果，对应的色度角较大，符合各品种果实颜色。

图6 不同品种樱桃番茄果实色素含量和色度角比较Fig.6 Comparison of fruit pigment content and the hug angle of different varieties of cherry tomato

2.5 不同品种樱桃番茄果实Vc、TSS 和可溶性总糖含量比较

不同品种樱桃番茄果实的营养品质比较见图7。图7 显示，‘迷彩’和‘战马’果实Vc 含量介于190～210 μg/g，显著高于其他品种；‘金玉’和‘白妃’集中在160～175 μg/g；‘千禧’和‘翡翠’最低、介于130～140 μg/g；‘翡翠’果实TSS 含量均值为4.2%、可溶性总糖含量均值为25.1 mg/g，均显著低于其他品种，其他品种TSS 含量为7.0%～8.5%、可溶性总糖含量为50～60 mg/g。

图7 不同品种樱桃番茄果实Vc、TSS 和可溶性总糖含量比较Fig.7 Comparison of Vc,TSS and total soluble sugar contents in different varieties of cherry tomato

2.6 不同品种樱桃番茄果实抗氧化能力和抗氧化物质含量比较

从图8 可以看出，除‘翡翠’果实的抗氧化能力和抗氧化物质含量较低外，其他品种果实的抗氧化能力差异不显著，其中‘迷彩’果实4 个抗氧化指标相对较高。‘战马’品种的FRAP 值较显著高于其他品种，‘金玉’和‘迷彩’品种次之；‘金玉’‘白妃’和‘迷彩’品种的DPPH值显著高于其他品种；‘金玉’果实的多酚含量显著高于其他品种，‘千禧’‘白妃’‘迷彩’次之，‘翡翠’和‘战马’最低；‘金玉’和‘迷彩’品种的类黄酮含量较高，显著高于‘白妃’和‘翡翠’品种。

图8 不同品种樱桃番茄抗氧化能力和抗氧化物质含量比较Fig.8 Comparison of antioxidant capacity and antioxidant substances of different varieties of cherry tomato

2.7 不同品种樱桃番茄生长指标、品质指标的主成分分析和聚类分析

运用主成分分析对最后一次测定的番茄植株生长指标、抗氧化能力和抗氧化物质、产量和营养功能性品质等进行综合评价。在主成分分析中，提取前2 个主成分PC1 和PC2 如图9 所示，其贡献率为63.2%，表明这两个指标能够表现原有指标的大部分信息。PC1 特征值为7.625，载荷值较高的指标有茎粗、TSS 含量、DPPH、FRAP、多酚含量、类黄酮含量、Vc 含量和可溶性总糖含量，关键品种主要有‘千禧’‘金玉’‘白妃’‘迷彩’和‘战马’；PC2 特征值为5.014，载荷值较高的指标有单株产量、叶绿素含量、类胡萝卜含量、番茄红素含量，关键品种有‘迷彩’。6 个品种分别位于图9 的4 个位置，‘千禧’与‘战马’品种类似、‘金玉’与‘白妃’品种类似。

图9 不同品种樱桃番茄生长和品质指标的主成分分析Fig.9 Principal component analysis of growth and quality indexes of different varities of cherry tomato

聚类分析运用的是热图表现形式，其与主成分分析的结果一致。对各品种樱桃番茄果实最后一次测定的生长指标、营养品质指标及功能性成分等进行聚类分析，结果（图10）发现，6 个品种聚为4 类：（1）‘千禧’‘战马’聚为第1 类，果实TSS、可溶性总糖含量较高；（2）‘金玉’‘白妃’聚为第2 类，株高、叶片数和叶面积等生长指标以及大部分抗氧化能力和抗氧化物质含量较高；（3）‘迷彩’为第3 类，果实叶绿素、类胡萝卜素、番茄红素、Vc 含量、产量以及部分抗氧化能力指标较高；（4）‘翡翠’为第4 类，果实较大（果实横纵径大、单果质量大）。综合分析可认为，‘迷彩’品种优于其他品种。

图10 不同品种樱桃番茄生长和品质指标的聚类分析Fig.10 Cluster analysis of growth and quality indexes of different varieties of cherry tomato

2.8 不同品种樱桃番茄生长指标和品质指标的相关性分析

对6 个樱桃番茄品种最后一次测定的植株生长性状、抗氧化能力和抗氧化物质含量、产量以及营养品质指标等进行相关性分析，结果如图11所示。由图11 可知，6 个樱桃番茄品种的生长、生理指标存在相关性：株高与果实多酚含量、果实纵径、叶片数、叶面积呈显著正相关，与SPAD 呈极显著负相关；茎粗与果实可溶性总糖含量呈极显著正相关，与FRAP、TSS 含量、产量呈显著正相关，与果实横纵径、单果质量呈极显著负相关；叶面积与色度角呈极显著正相关，与多酚含量、DPP 呈显著正相关，与产量呈极显著负相关；SPAD 与果实横径呈显著正相关，与Vc含量呈极显著负相关，与DPPH 呈显著负相关；叶片数与果实纵径呈显著正相关，与产量、果实叶绿素含量呈极显著负相关，与FRAP、类黄酮含量呈显著负相关；产量与果实叶绿素、番茄红素含量呈极显著正相关，与类胡萝卜素含量呈显著正相关，与多酚含量呈极显著负相关；色度角与类胡萝卜素、番茄红素含量呈显著负相关；果实横径、纵径与单果质量两两之间呈极显著正相关，与果实TSS 含量、DPPH、FRAP、可溶性总糖含量呈极显著负相关；果实叶绿素含量与类胡萝卜、番茄红素、类黄酮、Vc 含量呈极显著正相关；果实类胡萝卜素含量与番茄红素含量呈极显著正相关，与类黄酮含量呈显著正相关；TSS 含量与DPPH、FRAP、可溶性总糖含量呈极显著正相关，与多酚、类黄酮含量呈显著正相关；DPPH与FRAP 和类黄酮、Vc、可溶性总糖含量呈极显著正相关，与多酚含量呈显著正相关；FRAP 与可溶性总糖含量呈极显著正相关；类黄酮含量与Vc 含量呈极显著正相关。

图11 不同品种樱桃番茄生长和品质指标的相关性分析Fig.11 Correlation analysis of grow and quality indexes of different varieties of cherry tomato

3 讨论

广东设施樱桃番茄的栽培技术体系正在逐步完善［8-15］，但由于优良品种缺乏，肥水、环境因子、农艺措施等综合精准管控体系尚未形成等问题，而且夏季高温高湿的设施环境严重制约着优质樱桃番茄的周年生产和均衡供应，因此，筛选优质的樱桃番茄品种，采用适宜的栽培方式及农艺措施，通过科学的肥水管理与环境综合调控对实现樱桃番茄设施生产具有重要作用与理论指导意义。樱桃番茄种质资源存在广泛的遗传多样性，其果实外观形态指标、果实品质性状和植株形态性状的变异类型较为丰富。李艳红等［24］对110 份樱桃番茄的26 个表型性状进行了遗传多样性分析及评价，发现110 份樱桃番茄种质的变异程度高，类型多样，且遗传多样性丰富。近年来，我国关于樱桃番茄新优品种筛选的研究陆续有报道，如在山东［25］、宁夏［26］、上海［27］、广西［28］等地，筛选出适宜当地气候环境特征的优质樱桃番茄品种。本研究在华南连栋温室基质袋栽培模式下，通过对6 个不同颜色樱桃番茄品种进行综合鉴评，‘翡翠’为中小型果，其他5 个品种均为小型果；‘千禧’为红果，‘金玉’为橙黄果，‘白妃’为白黄果，‘迷彩’为红绿果，‘翡翠’为红黄果，‘战马’为黄果。

在本研究的6 个樱桃番茄品种中，‘战马’长势最强，株高最高；‘千禧’和‘战马’花期较长，果实采收期相比其他品种较长；‘千禧’和‘战马’的果实可溶性固形物（TSS）含量与可溶性总糖含量较高；‘战马’和 ‘迷彩’单穗果实数量多、产量高，果实Vc 含量较高；‘金玉’和‘白妃’的株高、叶片数和叶面积等生长指标以及抗氧化能力和抗氧化物质含量较高；‘迷彩’的果实叶绿素、类胡萝卜素、番茄红素、Vc 含量高，产量较高；‘翡翠’的果实较大。近年来‘千禧’樱桃番茄在我国各地的露地或设施栽培中表现为早熟性、果形，商品性都较好，但抗病性稍差［15,29-30］。本研究中，‘战马’的可溶性总糖含量及单果质量与‘千禧’无显著差异，‘战马’单株质量与Vc 含量显著高于‘千禧’，归因于其较强的长势、开花能力和果实数量。因此，黄色果实的‘战马’樱桃番茄也是适合在华南地区种植的优质樱桃番茄。6 个樱桃番茄品种中，‘迷彩’的叶绿素、类胡萝卜素、番茄红素含量和Vc含量显著高于其他品种，TSS 含量达到7% 以上，可以考虑进一步试验示范，用作功能性樱桃番茄以及观光科普。

本研究同时利用主成分分析［31］、聚类分析和相关性分析多重比较得出‘迷彩’品种综合评价最高，‘千禧’和‘战马’次之，再次是‘白妃’和‘金玉’，‘翡翠’品种综合评价最差。本研究通过主成分分析和聚类分析发现各品种生长与品质指标各有差异。各指标对樱桃蕃茄综合评价的影响从大到小表现为果实叶绿素含量、类黄酮含量、单株产量、Vc 含量、DPPH、番茄红素含量、类胡萝卜素含量、可溶性总糖含量、茎粗、FRAP、TSS 含量，表明大部分品质指标、抗氧化能力和抗氧化物质含量、茎粗以及产量是影响樱桃番茄品种商品价值的综合指标，这与前人研究结果［32-33］相似。各品种权重顺序为‘迷彩’‘战马’‘千禧’‘金玉’‘白妃’‘翡翠’。相关性分析可以通过对两种或多种性状之间的相关性进行分析比较，从而通过一种性状来确定另一种性状的可能性，可以提高品种的选择和培育效率［34］。裴芸等［35］对151 份贵州地方樱桃番茄资源农艺性状（13 个质量性状和11 个数量性状）进行变异水平评价、遗传多样性分析、主成分分析及聚类分析，结果表明不同性状之间的关系复杂。本试验的相关性分析结果表明，果实大小与可溶性总糖、抗氧化能力呈极显著负相关，这与娄茜棋等［36］的研究一致。果实叶绿素含量与大部分营养品质之间呈极显著正相关，可通过借鉴前人对类胡萝卜素与风味品质［37］、果实色泽［38］的相关性研究，为未来提高番茄品质的研究提供新的方向。

品种特性是影响番茄产量与品质的首要因素，但是在既定的品种下，栽培技术是决定产量与品质的关键因素。通过合理的环境调控和适宜的农艺措施，能够有效调节番茄产量与品质的形成［39］。番茄限根栽培具有高密度、低封顶、多茬次、栽培周期短等特点。相比一年一大茬或两茬，限根栽培可以灵活调整茬口，避开夏季高温高湿的不利环境。限根栽培配合少量高频供液模式，普通中果番茄每1 000 m2年产量达35 t，果实糖度6%以上，且色泽鲜艳，堪比红富士苹果。本团队前期围绕限根栽培下的番茄营养液精准管理技术开展了一系列研究［8-9，40-43］。本研究中，6 个樱桃番茄品种均采用无纺布袋的限根栽培模式配合营养液少量高频的营养液管理方式，能够在保障樱桃番茄产量稳定的同时进一步提升其品质，尤其对樱桃番茄果实中代谢物质，如类胡萝卜素、番茄红素、Vc、可溶性总糖的积累起到促进作用。

4 结论

本研究供试的6 个樱桃番茄品种中，红绿相间果实的‘迷彩’、黄色果实的‘战马’和红色果实的‘千禧’3 个品种综合性状表现较优，其中‘迷彩’和‘战马’品种表现为产量高、单穗结果数较多，分别达24、32 个；‘迷彩’品种果实的叶绿素、类胡萝卜素、番茄红素含量最高，分别为33.7、86.1 和74.5 μg/g；‘战马’品种的花期最长、植株长势较强，果实Vc 含量高；‘千禧’品种的TSS 和可溶性总糖含量较高。‘迷彩’品种综合评价最优，‘千禧’和‘战马’次之，这3 个优质樱桃番茄品种建议在华南地区的连栋温室进一步试验示范后推广应用。