徐夢珠,楊小慧,劉 燕,石 玉,宋紅霞,張 毅
(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院,山西 太谷 030801;2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院 蔬菜研究所,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010031)
鈣(Ca)作為植物生長必需的營養(yǎng)元素,在植物生長發(fā)育和應(yīng)對(duì)環(huán)境脅迫中處于中心調(diào)控地位,同時(shí)也是重要的胞內(nèi)信號(hào)分子,參與植物體內(nèi)多種生理生化過程的調(diào)控[1-3]。番茄(Solanum lycopersicumL.)是典型的喜鈣蔬菜,整個(gè)生長發(fā)育過程都離不開鈣,尤其是在果實(shí)膨大期,番茄對(duì)鈣的需求量最大[2,4]。缺鈣會(huì)導(dǎo)致番茄生長發(fā)育不良,出現(xiàn)各種病害,從而降低番茄的產(chǎn)量和品質(zhì);施用鈣肥可以增加番茄中鈣的含量,同時(shí)提升番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)[1-4]。由于鈣在植物體內(nèi)流動(dòng)性不強(qiáng),很難轉(zhuǎn)移到植株的其他部位。而噴施葉面肥作為施肥的主要補(bǔ)充形式,具有肥效迅速、肥料利用率高、用量少、針對(duì)性強(qiáng)等特點(diǎn),可以及時(shí)補(bǔ)充植物的肥料需求,在改善植物營養(yǎng)、預(yù)防缺素癥、調(diào)節(jié)植物生長及提高果實(shí)品質(zhì)等方面具有重要作用[5]。
鋅(Zn)是植物生長所必需的微量元素之一,是植物體內(nèi)多種酶的組成成分和活化劑,參與植株體內(nèi)生長素的合成,影響植物葉綠素的合成和光合作用,并在調(diào)節(jié)果實(shí)品質(zhì)方面發(fā)揮重要作用[6-8]。此外,鋅與人體健康密切相關(guān),能夠維持人體微量元素營養(yǎng),同時(shí)能夠增強(qiáng)人體免疫力,而人體只能通過對(duì)食物的攝取,才能汲取鋅元素[6,8]。土壤中的有效鋅含量較少,鋅元素大多被土壤固定,很難被植物吸收[8]。缺鋅番茄呈小葉叢生狀,新葉出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)并逐漸向整個(gè)葉片蔓延,還易使番茄感染病毒病[9-11]。王永珍等[12]研究認(rèn)為,在生育前期施加鋅肥可提高番茄葉綠素含量、光合速率和產(chǎn)量。侯雷平等[13]研究認(rèn)為,適宜濃度的鋅肥能夠提高蔬菜的抗逆性,延緩衰老,提升風(fēng)味品質(zhì)。
番茄是世界上消費(fèi)量最大、產(chǎn)量最高的蔬菜之一,果實(shí)鮮美多汁,食用方法多樣,富含維生素、有機(jī)酸、可溶性糖及鈣磷鐵等礦物質(zhì),并有較高的營養(yǎng)價(jià)值,備受消費(fèi)者喜愛[14-15]。因此,對(duì)番茄果實(shí)品質(zhì)的研究越來越成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。外源鈣、鋅能夠促進(jìn)果實(shí)對(duì)營養(yǎng)元素的吸收,有效提高產(chǎn)量和營養(yǎng)物質(zhì)[16-18]。前人研究多集中在單一的鈣、鋅元素處理方面[1-8],而鈣鋅配施對(duì)番茄生長及其營養(yǎng)品質(zhì)的影響未見相關(guān)報(bào)道。因此,以浙櫻粉1號(hào)、蘋果型小番茄(黃)、韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭4個(gè)番茄品種為試材,通過測定番茄節(jié)間距、果實(shí)橫徑和縱徑、單果質(zhì)量,以及可溶性固形物、維生素C、可溶性蛋白、可溶性糖、總酚和類黃酮含量,分析鈣鋅配施對(duì)番茄生長發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)的影響,旨在為番茄生產(chǎn)過程中通過配施合適的微量肥來提高品質(zhì)提供科學(xué)依據(jù)。
試驗(yàn)于2019 年9 月—2020 年8 月在山西巨鑫偉業(yè)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司日光溫室和山西農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)大樓進(jìn)行。以浙櫻粉1號(hào)、蘋果型小番茄(黃)、韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭(分別記為Z、P、H、T)4個(gè)番茄品種為材料,番茄幼苗由山西巨鑫偉業(yè)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司提供?;╀\肥鋅含量為20%(由中國科技大學(xué)蘇州研究院功能農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供),葉面噴施外源鈣為無水氯化鈣(CaCl2,廠家為天津市大茂化學(xué)試劑廠)。
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 將4個(gè)品種的番茄定植于栽培基質(zhì)中,設(shè)定于每日9:00進(jìn)行營養(yǎng)液滴灌。在番茄長至第5 穗花后去頂,日常管理中及時(shí)整枝打叉和防治病蟲害。幼苗定植前,在備用的基質(zhì)中混入鋅肥(0、0.1 g/L);待番茄長至初花初果期于8:00 進(jìn)行外源鈣噴施(0、5、10 g/L CaCl2),以生長點(diǎn)下2~3 片完全展開功能葉兩面完全潤濕為準(zhǔn),每7 d 一次,總計(jì)3次。試驗(yàn)共設(shè)6 個(gè)處理,T1:葉面噴施蒸餾水;T2:葉面噴施5 g/L CaCl2;T3:葉面噴施10 g/L CaCl2;T4:基施鋅肥0.1 g/L+葉面噴施蒸餾水;T5:基施鋅肥0.1 g/L+葉面噴施5 g/L CaCl2;T6:基施鋅肥0.1 g/L+葉面噴施10 g/L CaCl2。待各處理番茄的第1穗果實(shí)完全轉(zhuǎn)色,測定果實(shí)橫徑、縱徑和單果質(zhì)量等指標(biāo),于果實(shí)完熟期取第2、3 穗果實(shí)并將其榨汁,保存至-80 ℃的冰箱內(nèi),用于后續(xù)果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的測定。
1.2.2 測定項(xiàng)目及方法 生長指標(biāo):重復(fù)選取長勢一致的番茄進(jìn)行果實(shí)橫徑、縱徑和單果質(zhì)量等形態(tài)指標(biāo)測定。番茄果實(shí)橫徑和縱徑用精確度為0.01 mm 的游標(biāo)卡尺測定;單果質(zhì)量用精確度為0.01 g 的電子天平測定。番茄植株節(jié)間距以第1 穗果和第2穗果節(jié)間距為準(zhǔn),用精確度為1 mm 的直尺測定。
果實(shí)品質(zhì):可溶性固形物含量采用糖量折光儀(WYT-1,泉州光學(xué)儀器廠)測定,維生素C 含量采用鉬藍(lán)比色法測定,可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250 法測定,可溶性糖含量采用苯酚比色法測定[19]。總酚和類黃酮含量均參考路文靜等[20]的方法測定,以1%鹽酸甲醇溶液預(yù)冷提取后,分別于280 nm和325 nm吸光度下比色后計(jì)算其相對(duì)含量。每個(gè)處理重復(fù)3次。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)測定均重復(fù)3次,用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示,均使用SPSS 20 進(jìn)行Duncan’s 分析,并使用Microsoft Excel 2020 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及繪圖。主成分分析使用SPSS 20 進(jìn)行KMO 和巴特利特球形度檢驗(yàn)分析。根據(jù)主成分分析得出系數(shù)方程,計(jì)算不同處理的綜合評(píng)價(jià)得分,并進(jìn)行最終排名。
由表1 可知,相比T1,T2、T3、T4、T5 和T6 處理下,浙櫻粉1號(hào)番茄橫縱經(jīng)和單果質(zhì)量均顯著升高;T3 處理下,番茄植株的節(jié)間距顯著升高19.35%。相比T1,T3 處理下,蘋果型小番茄(黃)番茄縱徑和單果質(zhì)量分別顯著升高21.21%和24.99%;T5 處理下果實(shí)橫徑、縱徑和單果質(zhì)量分別顯著升高9.83%、23.02%和53.26%;T6 處理下,橫徑和縱徑均顯著升高,節(jié)間距顯著升高20.05%。相比T1,T4 處理下,韓國牛奶櫻橫徑和節(jié)間距分別顯著下降10.68%和25.83%,其縱徑顯著升高35.49%;T5 處理下縱徑和單果質(zhì)量分別顯著升高69.02%和48.75%,節(jié)間距呈顯著下降趨勢;T6處理下縱徑和單果質(zhì)量分別顯著升高78.17%和50.10%。相比T1,T2 處理下臺(tái)灣紫羅蘭橫徑和單果質(zhì)量分別顯著下降7.76%和22.24%;T3 處理下橫徑、縱徑和單果質(zhì)量分別顯著下降11.80%、8.16%和26.81%;T4處理下橫徑、縱徑和單果質(zhì)量分別顯著下降11.82%、11.78% 和35.60%,其節(jié)間距顯著升高36.83%;T5 處理下橫徑、縱徑和單果質(zhì)量分別顯著下降18.94%、17.98%和45.13%;T6 處理下橫徑和單果質(zhì)量分別顯著下降10.37%和26.33%。T5較T2處理下,浙櫻粉1號(hào)、蘋果型小番茄(黃)和韓國牛奶櫻的單果質(zhì)量均顯著增加,分別為20.60%、51.16%和36.38%。T6 較T3 處理下,浙櫻粉1 號(hào)、韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的單果質(zhì)量均進(jìn)一步增加,分別為35.65%、43.94%和0.65%;蘋果型小番茄(黃)的單果質(zhì)量降低12.83%。說明適當(dāng)濃度的鈣鋅配施促進(jìn)果實(shí)單果質(zhì)量增長的效果比單一施加鈣肥好。T5 較T4 處理下,蘋果型小番茄(黃)和韓國牛奶櫻的單果質(zhì)量均顯著增加,分別為34.36%和47.97%;臺(tái)灣紫羅蘭的單果質(zhì)量顯著降低了14.80%。T6 較T4 處理下,韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的單果質(zhì)量均進(jìn)一步增加,分別為49.32%和14.38%。
表1 不同處理對(duì)番茄植株和果實(shí)生長特性的影響Tab.1 Effects of different treatments on growth characteristics of tomato plants and fruits
續(xù)表1 不同處理對(duì)番茄植株和果實(shí)生長特性的影響Tab.1(Continued)Effects of different treatments on growth characteristics of tomato plants and fruits
由圖1 可知,相比T1,T2、T3 和T5 處理下浙櫻粉1 號(hào)番茄可溶性固形物含量分別顯著升高23.08%、42.31%和43.46%;T2 處理下蘋果型小番茄(黃)番茄可溶性固形物含量顯著升高15.09%,T6處理下可溶性固形物含量顯著下降15.85%;T2 和T3 處理下韓國牛奶櫻番茄可溶性固形物含量分別顯著升高19.72%和13.15%;T2、T3、T4、T5 和T6 處理下臺(tái)灣紫羅蘭果實(shí)可溶性固形物含量分別顯著升高19.07%、7.73%、13.92%、17.53%和17.01%??梢钥闯觯}促進(jìn)果實(shí)中可溶性固形物的積累,鋅對(duì)不同品種可溶性固形物含量的作用效果不一致。T5較T2處理下,浙櫻粉1號(hào)的可溶性固形物含量增加16.56%,蘋果型小番茄(黃)、韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的可溶性固形物含量均降低;T6 較T3 處理下,臺(tái)灣紫羅蘭可溶性固形物增加8.61%,浙櫻粉1號(hào)、韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的可溶性固形物含量均降低。T5 較T4 處理下,浙櫻粉1號(hào)、蘋果型小番茄(黃)和韓國牛奶櫻果實(shí)的可溶性固形物均顯著增加,分別為51.62%、23.85%和11.28%。
圖1 不同處理對(duì)番茄果實(shí)可溶性固形物含量的影響Fig.1 Effects of different treatments on soluble solids content of tomato fruit
由圖2 可知,相比T1,T3、T4、T5 和T6 處理下浙櫻粉1 號(hào)果實(shí)維生素C 含量均顯著升高,分別為3.89%、4.79%、3.88%和2.15%;T6 處理下蘋果型小番茄(黃)果實(shí)維生素C 含量顯著下降5.48%;T2 和T6 處理下臺(tái)灣紫羅蘭果實(shí)維生素C 含量均顯著升高,分別為1.12%和1.35%。T5 較T2 處理下,浙櫻粉1 號(hào)的維生素C 含量增加5.06%,蘋果型小番茄(黃)、韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的維生素C 含量分別降低1.37%、0.96%、1.83%;T6 較T3 處理下,臺(tái)灣紫羅蘭維生素C 含量增加1.78%,浙櫻粉1號(hào)、蘋果型小番茄(黃)和韓國牛奶櫻的維生素C含量分別降低1.68%、2.16%和2.83%。T6 較T4 處理下,浙櫻粉1號(hào)果實(shí)的維生素C顯著降低2.52%,臺(tái)灣紫羅蘭果實(shí)的維生素C顯著升高2.31%。
圖2 不同處理對(duì)番茄果實(shí)維生素C含量的影響Fig.2 Effects of different treatments on vitamin C content of tomato fruit
由圖3 可知,相比T1,T3、T5 和T6 處理下浙櫻粉1 號(hào)果實(shí)總酚含量分別顯著升高17.82%、29.11%和9.71%;T2、T3、T4、T5 和T6 處理下蘋果型小番茄(黃)果實(shí)總酚含量分別顯著下降7.97%、23.33%、6.27%、8.77%和18.78%;T2、T4、T5 和T6 處理下韓國牛奶櫻果實(shí)總酚含量分別顯著升高13.77%、34.66%、32.62%和19.78%;T2、T5 和T6 處理下臺(tái)灣紫羅蘭番茄總酚含量分別顯著升高13.56%、16.17%和15.79%。T5 較T2 處理下,浙櫻粉1 號(hào)、韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的總酚含量分別增加33.85%、16.57%和2.30%,蘋果型小番茄(黃)的總酚含量降低0.87%;T6較T3處理下,蘋果型小番茄(黃)、韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的總酚含量分別增加5.92%、12.11% 和10.85%,浙櫻粉1 號(hào)的總酚含量降低6.89%。T5 較T4 處理下,浙櫻粉1 號(hào)和臺(tái)灣紫羅蘭的總酚含量分別顯著增加35.60%和10.37%;T6 較T4 處理下,浙櫻粉1 號(hào)和臺(tái)灣紫羅蘭的總酚含量分別顯著升高15.23%和10.02%,蘋果型小番茄(黃)和韓國牛奶櫻的總酚含量分別降低13.35% 和11.05%。
圖3 不同處理對(duì)番茄果實(shí)總酚含量的影響Fig.3 Effects of different treatments on total phenol content of tomato fruit
由圖4 可知,相比T1,T3、T5 和T6 處理下浙櫻粉1 號(hào)番茄類黃酮含量分別顯著升高23.65%、28.50%和22.64%,T2 和T4 處理下類黃酮含量分別顯著下降7.62%和14.81%;T2、T3、T4、T5 和T6 處理下蘋果型小番茄(黃)果實(shí)類黃酮含量分別顯著下降9.29%、32.16%、11.74%、27.57%和24.94%;T2、T3、T4、T5 和T6 處理下韓國牛奶櫻番茄果實(shí)類黃酮含量分別顯著升高19.59%、13.97%、32.83%、35.81%和11.25%;T2、T3、T4、T5 和T6 處理下臺(tái)灣紫羅蘭果實(shí)類黃酮含量分別顯著升高17.80%、7.99%、13.94%、25.42%和25.41%。T5 較T2 處理下,浙櫻粉1號(hào)、韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的類黃酮含量分別進(jìn)一步增加39.09%、13.57%和6.47%,蘋果型小番茄(黃)的類黃酮含量降低20.15%;T6 較T3處理下,蘋果型小番茄(黃)和臺(tái)灣紫羅蘭的類黃酮含量分別進(jìn)一步增加10.64%和16.13%,浙櫻粉1號(hào)和韓國牛奶櫻的類黃酮分別降低0.81% 和2.39%。T5 較T4 處理下,浙櫻粉1 號(hào)和臺(tái)灣紫羅蘭的類黃酮含量分別顯著增加50.83%和10.06%,蘋果型小番茄(黃)的類黃酮含量降低17.94%;T6 較T4 處理下,浙櫻粉1 號(hào)和臺(tái)灣紫羅蘭的類黃酮含量分別顯著增加43.96%和10.06%,蘋果型小番茄(黃)和韓國牛奶櫻的類黃酮分別降低14.97%和16.24%。
圖4 不同處理對(duì)番茄果實(shí)類黃酮含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on flavonoid content of tomato fruit
由圖5 可知,相比T1,T3 和T5 處理下浙櫻粉1號(hào)果實(shí)可溶性蛋白含量分別顯著升高5.88%和12.06%,T2 和T4 處理下可溶性蛋白含量分別顯著下降15.40%和11.66%;T2 和T5 處理下蘋果型小番茄(黃)可溶性蛋白含量分別顯著升高12.96%和31.95%;T2、T3、T4、T5和T6處理下韓國牛奶櫻可溶性蛋白含量分別顯著升高21.12%、20.84%、20.03%、19.20%和19.28%;T2、T5 和T6 處理下臺(tái)灣紫羅蘭可溶性蛋白含量分別顯著升高20.67%、12.74%和67.86%,T3 處理下可溶性蛋白含量顯著下降23.99%。T5 較T2 處理,浙櫻粉1 號(hào)和蘋果型小番茄(黃)的可溶性蛋白含量分別顯著增加32.46%和16.81%,韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的可溶性蛋白含量分別下降1.59%和6.57%;T6 較T3 處理,臺(tái)灣紫羅蘭的可溶性蛋白含量顯著增加120.79%,浙櫻粉1 號(hào)、蘋果型小番茄(黃)和韓國牛奶櫻的可溶性蛋白含量分別降低11.23%、10.57%和1.29%。T5 較T4 處理,浙櫻粉1 號(hào)、蘋果型小番茄(黃)和臺(tái)灣紫羅蘭的可溶性蛋白含量分別顯著增加26.85%、25.33%和6.61%;T6 較T4 處理,蘋果型小番茄(黃)的可溶性蛋白含量降低10.04%,臺(tái)灣紫羅蘭的可溶性蛋白含量升高58.73%。
圖5 不同處理對(duì)番茄果實(shí)可溶性蛋白含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on soluble protein content of tomato fruit
由圖6 可知,相比T1,T2、T3、T4、T5 和T6 處理下浙櫻粉1 號(hào)果實(shí)可溶性糖含量分別顯著升高45.23%、108.76%、40.95%、73.62%和70.42%;T3 和T6 處理下蘋果型小番茄(黃)果實(shí)可溶性糖含量分別顯著下降25.45%和18.01%;T2、T3 和T5 處理下韓國牛奶櫻果實(shí)可溶性糖含量分別顯著升高42.98%、27.33%和20.39%,T6 處理下果實(shí)可溶性糖含量顯著下降10.00%;T2、T3、T4、T5和T6處理下臺(tái)灣紫羅蘭果實(shí)可溶性糖含量分別顯著升高35.74%、14.65%、14.75%、16.10%和10.96%。T5 較T2 處理,浙櫻粉1號(hào)和蘋果型小番茄(黃)的可溶性糖含量分別增加19.54%和17.43%,韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的可溶性糖含量分別降低15.80%和14.47%;T6較T3處理,蘋果型小番茄(黃)的可溶性糖含量增加9.98%,浙櫻粉1 號(hào)、韓國牛奶櫻和臺(tái)灣紫羅蘭的可溶性糖含量分別降低18.37%、29.32%、3.22%。T5較T4 處理,韓國牛奶櫻的可溶性糖含量顯著增加27.62%;T6 較T4 處理,蘋果型小番茄(黃)的可溶性糖含量顯著降低19.29%。
圖6 不同處理對(duì)番茄果實(shí)可溶性糖含量的影響Fig.6 Effects of different treatments on soluble sugar content of tomato fruit
2.8.1 主成分分析 對(duì)番茄果實(shí)的單果質(zhì)量(X1)、可溶性固形物(X2)、維生素C(X3)、總酚(X4)、類黃酮(X5)、可溶性糖(X6)和可溶性蛋白(X7)7項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù),按番茄品種的不同進(jìn)行主成分分析(表2)。
由表2可知,浙櫻粉1號(hào)2個(gè)主成分解釋了總方差的81.752%,表明提取的2 個(gè)主成分能夠代表原來7個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的81.752%,所提取的2個(gè)主成分因子能較好地反映浙櫻粉1號(hào)主要果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。因此,提取2 個(gè)主成分。根據(jù)SPSS 主成分計(jì)算公式,可得到Y(jié)1(第1 主成分評(píng)價(jià)值)和Y2(第2 主成分評(píng)價(jià)值)與不同品質(zhì)指標(biāo)的線性方程:
表2 番茄果實(shí)多項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的主成分分析Tab.2 Principal component analysis of multiple quality indexes of tomato fruit
Y1=-0.322X1+0.408X2+0.23X3+0.46X4+0.413X5+0.352X6+0.413X7;
Y2=0.575X1-0.23X2+0.633X3-0.004X4+0.098X5+0.433X6-0.14X7。
蘋果型小番茄(黃)2個(gè)主成分解釋了總方差的84.551%,表明提取的2 個(gè)主成分能夠代表原來7 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的84.551%,所提取的2 個(gè)主成分因子能較好地反映蘋果型小番茄(黃)主要果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。因此,提取2 個(gè)主成分。根據(jù)SPSS 主成分計(jì)算公式,可得到Y(jié)3(第1 主成分評(píng)價(jià)值)和Y4(第2 主成分評(píng)價(jià)值)與不同品質(zhì)指標(biāo)的線性方程:
Y3=-0.212X1+0.097X2+0.497X3+0.535X4+0.51X5+0.389X6+0.036X7;
Y4=0.532X1+0.426X2-0.007X3+0.069X4-0.22X5+0.329X6+0.612X7。
韓國牛奶櫻2 個(gè)主成分解釋了總方差的78.173%,表明提取的2 個(gè)主成分能夠代表原來7 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的78.173%,所提取的2 個(gè)主成分因子能較好地反映韓國牛奶櫻主要果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。因此,提取2 個(gè)主成分。根據(jù)SPSS 主成分計(jì)算公式,可得到Y(jié)5(第1 主成分評(píng)價(jià)值)和Y6(第2 主成分評(píng)價(jià)值)與不同品質(zhì)指標(biāo)的線性方程:
Y5=0.08X1+0.341X2+0.439X3+0.295X4+0.427X5+0.371X6+0.526X7;
Y6=0.386X1-0.467X2-0.203X3+0.524X4+0.347X5-0.421X6+0.133X7。
臺(tái)灣紫羅蘭2 個(gè)主成分解釋了總方差的85.488%,表明提取的2 個(gè)主成分能夠代表原來7 個(gè)品質(zhì)指標(biāo)的85.488%,所提取的2 個(gè)主成分因子能較好地反映臺(tái)灣紫羅蘭主要果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)。因此,提取2 個(gè)主成分。根據(jù)SPSS 主成分計(jì)算公式,可得到Y(jié)7(第1 主成分評(píng)價(jià)值)和Y8(第2 主成分評(píng)價(jià)值)與不同品質(zhì)指標(biāo)的線性方程:
Y7=-0.316X1+0.468X2+0.208X3+0.467X4+0.465X5+0.305X6+0.334X7;
Y8=0.558X1-0.125X2+0.668X3+0.028X4-0.077X5-0.112X6+0.457X7。
2.8.2 綜合評(píng)價(jià) 根據(jù)主成分分析中的Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7和Y8的系數(shù)方程,可得出各處理的綜合評(píng)價(jià)值Y(Y=0.65Y1+0.82Y2+0.47Y3+0.85Y4+0.43Y5+0.78Y6+0.62Y7+0.85Y8),結(jié)果如表3 所示??梢钥闯觯琓2、T3、T4、T5 和T6 處理綜合得分明顯高于T1處理,其中T5處理最高,說明T5處理可以提高果實(shí)的品質(zhì)。根據(jù)綜合評(píng)價(jià)得分可得到如下排名:T5>T6>T4>T2>T3>T1,即基施鋅肥0.1 g/L+葉面噴施5 g/L CaCl2>基施鋅肥0.1 g/L+葉面噴施10 g/L CaCl2>基施鋅肥0.1 g/L+葉面噴施蒸餾水>葉面噴施5 g/L CaCl2>葉面噴施10 g/L CaCl2>葉面噴施蒸餾水。
表3 番茄果實(shí)多項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)Tab.3 Comprehensive evaluation of multiple quality indexes of tomato fruit
植物果實(shí)的品質(zhì)不僅受遺傳因素的影響,同時(shí)也受溫、光、水、氣等環(huán)境條件和肥料供應(yīng)的影響,其中肥料供應(yīng)直接影響果實(shí)的產(chǎn)量和品質(zhì)[21-22]。大量研究發(fā)現(xiàn),缺鈣和缺鋅都會(huì)阻礙植物的正常生長,同時(shí)對(duì)果實(shí)品質(zhì)造成影響,而施加鈣肥或鋅肥均能夠提高植物的生物量和品質(zhì)[23-25]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,施加外源鈣、基施鋅肥或兩者配施,番茄果實(shí)的單果質(zhì)量均顯著升高,這與前人[25-26]的研究結(jié)果一致,說明施加鈣肥、鋅肥或兩者配施都能提升果實(shí)的單果質(zhì)量。這與鈣和鋅能夠促進(jìn)植株葉綠素的合成,提高光合作用,促進(jìn)碳水化合物的合成,從而導(dǎo)致果實(shí)生物量增加有關(guān)[13,27]。
可溶性固形物和維生素C是構(gòu)成番茄營養(yǎng)品質(zhì)與風(fēng)味品質(zhì)的重要指標(biāo),同時(shí)維生素C 還能調(diào)節(jié)氧化還原反應(yīng),作為抗氧化劑清除自由基,維持細(xì)胞膜的正常代謝[28-29]。本研究結(jié)果表明,葉面噴鈣、基施鋅肥和兩者配施能提升番茄果實(shí)的可溶性固形物和維生素C含量,這是由于在適當(dāng)?shù)臐舛认拢}肥可以促進(jìn)維生素C 積累相關(guān)酶活性的提高,鋅可以提高與鋅相關(guān)的酶系統(tǒng)活性,從而提高維生素C 含量[30-31]。鈣、鋅和鈣鋅配施均能提升番茄果實(shí)的品質(zhì),番茄果實(shí)品質(zhì)與鈣、鋅元素相關(guān),補(bǔ)充適宜的鈣、鋅元素是確保高質(zhì)量番茄的一個(gè)重要因素[13,24]。
總酚和類黃酮是芳香物質(zhì),屬于次生代謝產(chǎn)物,具有顯著的抗氧化活性[13,32]。本試驗(yàn)中,施鈣、鋅和鈣鋅配施均能顯著提升總酚和類黃酮含量,說明鈣、鋅以及鈣鋅配施均能提升酚類化合物含量,從而提升番茄的抗氧化能力和果實(shí)香味,進(jìn)而提高番茄品質(zhì)[13,33],因?yàn)殁}能夠提高酚類化合物積累的相關(guān)酶活性,降低苯酚和多酚氧化酶活性,且維持細(xì)胞壁的穩(wěn)定性,阻止酚類化合物與多酚氧化酶接觸,從而促進(jìn)總酚和類黃酮的積累[34-35],而鋅能夠影響酚類化合物合成途徑基因的表達(dá)[32]。
可溶性蛋白能夠維護(hù)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性,參與滲透調(diào)節(jié),而可溶性糖可以調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育,同時(shí)也與激素、滲透調(diào)節(jié)和同化產(chǎn)物的分配調(diào)控存在著密切的聯(lián)系[29-30,36]。本試驗(yàn)結(jié)果表明,施鈣、鋅和鈣鋅配施番茄果實(shí)的可溶性蛋白和可溶性糖含量均顯著提升。這是由于施鈣能夠提高植株的光合作用,影響卡爾文循環(huán)、磷酸戊糖途徑和糖酵解代謝關(guān)鍵酶活性,激發(fā)磷酸戊糖途徑、糖酵解和三羧酸循環(huán)的進(jìn)行,加快對(duì)氮的吸收代謝過程,從而促進(jìn)氨基酸和糖的合成[37-38],而鋅是RNA 聚合酶的組成成分,能夠影響氮代謝的相關(guān)酶活性,提升RNA聚合酶活性,降低核糖核酸酶活性,從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成,同時(shí)通過影響相關(guān)糖類轉(zhuǎn)化酶的活性,影響糖類的代謝,可以降低果實(shí)的酸度,提高含糖量[39-40]。
本試驗(yàn)中鈣、鋅和鈣鋅配施對(duì)4 個(gè)不同品種番茄的單果質(zhì)量和果實(shí)品質(zhì)影響不同,該結(jié)果與董彩霞等[41]和謝文文等[42]的報(bào)道類似,是因?yàn)檫m宜的鈣、鋅濃度能夠促進(jìn)果實(shí)生物量增加,改善果實(shí)品質(zhì),但當(dāng)植物體內(nèi)Ca、Zn 濃度過高時(shí)易產(chǎn)生拮抗作用,會(huì)抑制植株對(duì)其他營養(yǎng)元素的吸收,且Ca2+濃度過高易形成沉淀,阻礙信號(hào)傳遞,對(duì)細(xì)胞造成損害,導(dǎo)致生物量的積累被抑制[13,16,27]。表明鈣肥、鋅肥對(duì)不同品種番茄生長及果實(shí)品質(zhì)的調(diào)節(jié)作用有所不同,且不同品種番茄對(duì)鈣和鋅元素的敏感程度和汲取效率不同,通過增施適量的鈣肥和鋅肥均能夠提升生物量和果實(shí)品質(zhì)[41-43]。此外,鈣鋅配施后番茄的單果質(zhì)量和果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)均顯著升高,且與單施鈣肥、鋅肥相比均有所提升,說明鈣和鋅元素在積累生物量和提升營養(yǎng)物質(zhì)上存在互作效應(yīng)[16-17]。這有兩方面原因:(1)因?yàn)殁}肥能夠提高植物對(duì)鋅元素的吸收,增加果實(shí)中鋅元素的含量;(2)由于鋅元素能夠促進(jìn)植物對(duì)營養(yǎng)元素的吸收,且鈣和鋅元素均能夠促進(jìn)葉綠體和蛋白質(zhì)的合成,促進(jìn)生物量積累,而鋅元素可以影響生長素的合成,提高相關(guān)酶系統(tǒng)的活性,進(jìn)而提高維生素C、可溶性蛋白、可溶性糖等營養(yǎng)物質(zhì)的含量,從而提升生物量、改善果實(shí)品質(zhì)[16-17,27]。
本試驗(yàn)通過對(duì)番茄果實(shí)單果質(zhì)量、可溶性固形物、維生素C 等7 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,果實(shí)品質(zhì)綜合排名依次為基施鋅肥0.1 g/L+葉面噴施5 g/L CaCl2>基施鋅肥0.1 g/L+葉面噴施10 g/L CaCl2>基施鋅肥0.1 g/L+葉面噴施蒸餾水>葉面噴施5 g/L CaCl2>葉面噴施10 g/L CaCl2>葉面噴施蒸餾水??梢姡庠粹}與鋅肥共同作用能有效促進(jìn)番茄果實(shí)生物量積累,進(jìn)一步改善可溶性固形物和維生素C 含量等多項(xiàng)果實(shí)品質(zhì),從而達(dá)到提升果實(shí)品質(zhì)的目的。
綜上所述,鈣鋅配施對(duì)番茄果實(shí)單果質(zhì)量和品質(zhì)的作用優(yōu)于單一施鈣、鋅,鈣鋅配施整體上提高了單果質(zhì)量、可溶性固形物、維生素C、總酚、類黃酮、可溶性蛋白和可溶性糖含量,從而進(jìn)一步提高番茄生物量和品質(zhì),其中最適用量為基施鋅肥0.1 g/L+葉面噴施5 g/L CaCl2。