郭嬌，宋陽，崔世茂，潘璐，張毅，孫勝，李志鑫，宛濤★

（1 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學，內(nèi)蒙古呼和浩特 010019；2 山西省設施蔬菜提質(zhì)增效協(xié)同創(chuàng)新中心，山西太谷 030800；3 包頭市農(nóng)業(yè)技術推廣中心，內(nèi)蒙古包頭 014010）

番茄是世界上栽培最為普遍的蔬菜之一，也是我國重要的蔬菜，全國各地普遍種植，且栽培面積仍在擴大[1]。番茄用途廣泛，含有豐富的番茄紅素、維生素等有益物質(zhì)，以其豐富的營養(yǎng)價值深受人們的喜愛。我國設施栽培的發(fā)展與完善，很大程度上解決了長期以來蔬菜供不應求的問題。為了滿足消費者需要并獲得利潤，番茄也采用溫室大棚栽培提早上市[2]。但也存在突出問題，其設施環(huán)境封閉，溫室內(nèi)缺乏CO2，夏季伴隨高溫發(fā)生，番茄的色澤、口感差。因此，提高番茄品質(zhì)成為栽培中亟需解決的問題[3]。

近年來，溫室栽培番茄已成為普遍模式，但溫室中環(huán)境封閉，缺乏光合所需的CO2，這成為影響果蔬品質(zhì)最重要的因素之一，間接影響植物生長與物質(zhì)積累，最后影響果蔬品質(zhì)與產(chǎn)量[4-10]。最適合植物生長的CO2濃度大約是800～1000uL/L。目前，有關CO2加富對番茄的影響已有研究，表明CO2增加了番茄果實可溶性糖、維生素C、番茄紅素、類胡蘿卜素含量，提高了番茄的風味品質(zhì)[11-13]。學者研究發(fā)現(xiàn)，在番茄果實發(fā)育過程中，施用CO2會增加果實中葡萄糖、果糖、維生素C 含量，并且果實顏色加深[14]。但有關不同時期加富CO2對番茄果實生長的影響基本無研究。

試驗針對日光溫室低濃度CO2，探索不同時期加富CO2對番茄果實生長的影響，以期得到番茄溫室栽培適宜的CO2施用時期，為提高溫室番茄果實品質(zhì)與產(chǎn)量提供理論基礎，以期提高越夏栽培番茄的果實品質(zhì)與抗性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以CM160 番茄為供試材料，育苗基質(zhì)使用“蒙大育苗基質(zhì)”。

1.2 試驗設計

本試驗于2019 年在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學試驗基地日光溫室內(nèi)進行，4 月23 日于試驗室浸種催芽，4 月25日播種育苗，采用50 穴穴盤育苗方式，每穴1 粒。5 月4 日番茄幼苗2 葉1 心時開始增施CO2，搭建2 個塑料小棚使其相互獨立，一個小棚增施700±50μl/L 濃度的CO2，另一個小棚不施CO2，為大氣濃度。6 月2 日番茄開花前定植于日光溫室，定植采用雙行種植，每個小區(qū)內(nèi)植株行距為50cm，株距40cm，每處理3 壟，每壟種2 行，交叉種植，每處理30 株。提前用塑料隔膜搭建4個隔斷，相互獨立，每個隔斷長6.7 m、寬4m、高3.7m。

設3 個處理和1 個對照，每個處理3 次重復。處理為育苗期加富CO2（MC）、結果期加富CO2（GC）、整個時期加富CO2（C）3 個處理，以全生育期不施CO2為對照（CK），6 月11 日增施CO2，定植后期增施的CO2濃度為950±50μL/L。試驗在同一溫室內(nèi)進行，各處理除CO2體積分數(shù)不同外，其溫室光照強度、濕度與溫度等其他栽培條件均一致。苗期與定植后均用CO2氣體鋼瓶配合使用LY-CO21TJ 型二氧化碳檢測控制一體機釋放與控制CO2濃度，苗期處理時間為8：00～10：00，定植后處理時間為8：00～11：00，陰雨天均不施，9 月底試驗結束。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 果實品質(zhì)指標。果實成熟期劃分依據(jù)為美國番茄成熟度分級標準，分為綠熟期，已達到商業(yè)成熟，全果深綠；破色期，外觀開始微顯紅色，顯色＜10%；轉色期，果實淡紅色，顯色60%～90%；紅熟期，果實深紅色，顯色100%（GS=綠熟期、BS=破色期、TS=轉色期、RS=紅熟期）[15]。

在各個處理中，番茄大規(guī)模開花時，隨機選取長勢良好、開花位置相同的植株和花進行標記，取樣時從不同植株上選取花期標記日期與外觀都屬于同一時期的果實。取樣期為綠熟期、破色期、轉色期、紅熟期，每個成熟時期各選取5 個番茄，采摘后放入超低溫冰箱保存。取樣后，用考馬斯亮藍G-250 法，測定可溶性蛋白含量；用蒽酮法，測定可溶性糖含量；用滴定法，測定可滴定酸含量；用鉬藍比色法，測定維生素C 含量；用可溶性糖含量/可滴定酸含量，計算糖酸比[16]。

1.3.2 果實產(chǎn)量指標。各處理調(diào)查5 株番茄，從第1 穗果到第4 穗果的開花數(shù)、結果數(shù)。計算坐果率，坐果率（%）=結果數(shù)/開花數(shù)×100。每處理選取長勢良好一致的5 株具有代表性的番茄掛牌，果實成熟時，從第2穗或第3 穗上取標準果實各5 個，分別用天平稱量果實的單果重；從第1 穗果至第4 穗果，在試驗期間持續(xù)統(tǒng)計其結果數(shù)與產(chǎn)量。

1.4 統(tǒng)計與分析試驗數(shù)據(jù)方法

數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析用Microsoft Excel 2010 軟件與SPSS17.0 方差分析軟件。

2 結果與分析

2.1 不同時期加富CO2 對溫室番茄果實品質(zhì)的影響

2.1.1 不同時期加富CO2對溫室番茄可溶性糖含量的影響。從圖1 可知，番茄在成熟過程中可溶性糖含量呈先降低后升高的趨勢，從綠熟期到破色期可溶性總糖含量整體下降。從破色期到紅熟期，可溶性總糖含量總體增加，各加富CO2的處理在各個時期均高于對照。在破色期，各加富CO2的處理可溶性總糖含量無顯著差異；在轉色期，處理MC、C、GC 可溶性糖含量分別比對照CK 高30.4%、72.1%、84.6%；在紅熟期，處理MC、C、GC 可溶性糖含量平均比對照高40%、96.3%、61.8%。

圖1 不同時期加富CO2 對溫室番茄可溶性糖含量的影響

2.1.2 不同時期加富CO2對溫室番茄可滴定酸含量的影響。由圖2 可知，果實可滴定酸含量隨著果實的成熟總體呈先升后降的趨勢。從綠熟期到破色期可滴定酸含量含量上升，GC 處理上升最顯著，上升了85.5%；從破色期到紅熟期，除了在轉色期到紅熟期對照升高，可滴定酸含量總體呈降低趨勢，處理MC、C 在各個成熟時期都低于對照；在綠熟期，各加富CO2的處理可滴定酸含量差異不顯著；在轉色期，處理MC、C、GC 可滴定酸含量分別比對照CK 低4.02%、40.3%、22.2%；在紅熟期，處理MC、C、GC 可滴定酸含量分別比對照CK 低22%、50%、33.8%。

圖2 不同時期加富CO2 對溫室番茄可滴定酸含量的影響

2.1.3 不同時期加富CO2對溫室番茄果實糖酸比的影響。從圖3 可以看出，番茄糖酸比隨著果實的成熟總體呈先降低后升高的趨勢。各加富CO2處理糖酸比在整個成熟期都大于對照，總體變化趨勢為C＞GC＞MC＞CK。從綠熟期到破色期糖酸比整體下降；從破色期到轉色期，糖酸比都大幅升高；從轉色期到紅熟期，處理MC、C 上升，對照與處理GC 下降；在綠熟期，各加富CO2的處理糖酸比差異不明顯；在轉色期，處理MC、C、GC 糖酸比分別比對照CK 高35.8%、188.7%、137.3%；在紅熟期，處理MC、C、GC 可滴定酸含量分別比對照CK 高80.6%、292.7%、144.3%。

2.1.4 不同時期加富CO2對溫室番茄可溶性蛋白含量的影響。從圖4 可知，番茄可溶性蛋白含量隨著果實的成熟處理MC 與CK 呈先升高后降低趨勢，處理C 與處理GC 呈先降低、后升高、再降低的趨勢。處理C 與處理GC 大于處理MC 與對照。在轉色期，處理MC 可溶性蛋白含量比CK 低5.31%，處理C、GC 可溶性蛋白含量分別比CK 高82.3%、54.43%；在紅熟期，處理MC 可溶性蛋白含量比CK 低35.8%，處理C、GC 可溶性蛋白含量分別比對照CK 高84.8%、60.3%。

圖4 不同時期加富CO2 對溫室番茄可溶性蛋白含量的影響

2.1.5 不同時期加富CO2對溫室番茄維生素C 含量的影響。如圖5 所示，不同時期增施CO2，從綠熟期到紅熟期，果實維C 含量先增加后降低。綠熟期的維C 含量最少，轉色期的維C 含量最多，總體變化趨勢為C＞GC＞MC＞CK。處理C、GC 顯著大于處理MC、CK，處理MC與CK 差異不顯著，從破色期到轉色期，維C 含量增長最多。在轉色期各處理差異比較大，處理MC、C、GC 分別比對照CK 升高16.95%、82.1%、52.2%。處理MC、C、GC 番茄果實維生素C 分別比對照CK 平均升高8.72%、81.6%、46%。

圖5 不同時期加富CO2 對溫室番茄維生素C 含量的影響

2.2 不同時期加富CO2 對溫室番茄開花與坐果的影響

由表1 可知，各處理開花數(shù)、結果數(shù)、坐果率均大于對照，處理C 的開花數(shù)顯著高于CK，高于處理MC、GC。處理C 的單株結果數(shù)顯著大于處理MC、GC、CK，處理C、GC 大于對照，但差異不顯著，處理C 單株結果數(shù)比CK 顯著增加37.5%。處理C 的坐果率顯著大于處理GC、MC、CK，處理GC 顯著大于處理MC、CK。處理MC、C、GC 坐果率分別比對照CK 升高1.27%、20.1%、14.8%。

表1 不同時期加富CO2 對溫室番茄開花數(shù)與結果數(shù)的影響

2.3 不同時期加富CO2 對溫室番茄產(chǎn)量的影響

由表2 可知，處理C 的單果重顯著高于處理MC、GC、CK，處理MC、GC 單果重大于CK，處理MC、C、GC單果重比CK 顯著增加0.64%、22.6%、14.1%。處理C的單株果數(shù)顯著大于處理MC、GC、CK，處理C、GC 大于對照，處理C 單株結果數(shù)比CK 顯著增加28.8%。處理C 單株產(chǎn)量顯著大于處理G、MC、CK，處理GC 的單株產(chǎn)量顯著大于處理MC 與對照。處理MC 單株產(chǎn)量大于CK，差異不顯著，處理MC、C、GC 單株產(chǎn)量比CK 顯著增加11.6%、50.7%、36.3%。處理C 產(chǎn)量顯著大于處理GC、MC、CK，處理GC 的產(chǎn)量顯著大于處理MC、CK，處理MC 產(chǎn)量大于對照，差異不顯著，處理MC、C、GC 產(chǎn)量比CK 顯著增加12.8%、51.1%、35.4%。

表2 不同時期加富CO2 對溫室番茄產(chǎn)量的影響

3 討論與結論

加富CO2可以使蔬果類作物光合作用、抗逆性增加，最終大幅提高作物品質(zhì)與產(chǎn)量，本試驗研究了在番茄不同時期加富CO2對番茄生長的影響。朱艷麗等[17]研究了加富CO2對番茄果實成熟期品質(zhì)的影響，不同的成熟階段，果實維C 含量也不同，從綠熟期到白熟期維C 含量顯著增加，之后慢慢不再增大。在不同生育期加富CO2，番茄果實轉色期與紅熟期，維生素C 均有大幅度提升，效果明顯，維生素C 含量在轉色期達到最高。張志明等[18]也做了相關研究，研究表明，CO2施肥促進了番茄果實各個成熟時期維生素、可溶性糖、可溶性蛋白含量的增加。陳珊珊等[19]研究結果表明，增加CO2濃度會顯著提高番茄果實可溶性蛋白、可溶性糖含量。其中，維生素C 和番茄紅素的增幅最大，而本試驗在C 處理下，維生素C 最大增幅為79.27%。

本試驗中番茄可溶性固形物、維生素C、可溶性糖含量在整個生育期增施CO2與對照相比差異最顯著，而酸的含量在整個生育期增施CO2時降低最明顯。同時，糖酸比在紅熟期時最高，此時番茄果實口感相對最佳。孫培良等[20]研究發(fā)現(xiàn)，增施CO2不僅能增加番茄的株高、莖粗等生長特性，還能增加番茄果實個數(shù)，提高番茄產(chǎn)量。研究發(fā)現(xiàn)，開花期和結果期都比不施CO2番茄提前7d 左右，番茄果實含酸量減少、含糖量提高、維生素C 含量增加。歐志英[21]等人研究表明，增加CO2濃度可使植物提早開花，且花的數(shù)量比CO2濃度正常情況下多，這與本研究得出結論相似。

綜上所述，無論在什么時期加富CO2都有利于番茄果實增長、風味增加，并顯著提高番茄果實可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、維生素C 含量，減少可滴定酸含量，最終增加番茄果實單果重、單株產(chǎn)量、總產(chǎn)量。綜合比較，整個生育期不間斷地加富CO2效果最為明顯，各項指標與只在后期增施CO2相比差異不顯著。苗期加富CO2雖起到壯苗效果，但隨著番茄的生長與對照相比有增幅，差異不顯著，所以，只在苗期加富CO2對番茄果實生長并無顯著作用。本試驗可為我國溫室番茄生產(chǎn)提供一些參考，最終通過實踐投入可選擇什么時期增施CO2，如果投入多，可在整個生育期增勢CO2；若投入不多，選擇在定植后期增勢CO2，可使收益最大化。