魏寶東，馬 玥，李曉明，李天來,*

(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110866)

鈣是植物生長發(fā)育的必需元素之一，在番茄植株生長、果實品質(zhì)的形成、細胞結(jié)構(gòu)形成、細胞內(nèi)酶的各種功能的激活及預(yù)防臍腐病具有重要的調(diào)控作用[1-2]。對鈣處理后能夠維持果實硬度，減緩后熟過程，對番茄果實采后貯運起著重要的作用[3-4]。以往的研究中采用對花期、幼果、枝條、根、葉片以及補鈣等措施取得了不同程度的增鈣效果，其中葉面噴鈣和幼果噴鈣既能顯著增加果實鈣含量又能降低因鈣含量的增加導(dǎo)致的其他元素的頡頏作用[5]。此外萘乙酸和IAA能促進果實的鈣吸收[6-8]，但采用非激素類物質(zhì)和鈣結(jié)合的鈣混劑噴施處理提高番茄果實鈣含量及其對番茄品質(zhì)和耐藏性的影響還未見報道。因此，本實驗擬采取在番茄生長中噴施外源維生素和鈣混劑以提高番茄果實的品質(zhì)，進而對提高番茄耐貯性進行研究。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

番茄品種遼園多麗番茄；VA、腐植酸鈣 國藥集團化學(xué)有限公司；Hogland營養(yǎng)液 自制。

1.2 儀器與設(shè)備

CT14RD臺式高速冷凍離心機 上海天美科學(xué)儀器有限公司；GY-1果實硬度計 牡丹江市機械研究所；TU-1810紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；糖度計 上海精密儀器有限公司。

1.3 葉面噴施VA和腐植酸鈣混劑試驗設(shè)計

試驗于2010年在沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)科研基地日光溫室內(nèi)進行無土栽培。番茄品種為遼園多麗。2010年8月6日開始播種，當(dāng)植株長至6片葉時選取生長一致健壯的植株定植到Hogland營養(yǎng)液，58cm×44cm×20cm營養(yǎng)池中，每池定植4株，每7d更換一次營養(yǎng)液。

番茄植株在第一穗果開花時噴施VA和腐植酸鈣混劑，晴天上午9時用噴霧器均勻噴灑在葉片上，噴后每隔1d同一時間再進行噴施，共噴施6次。設(shè)6個處理：1)對照(CK)：噴施清水；2)5g/L腐殖酸鈣(HA-Ca)溶液；3)10g/L VA ：4)10g/L VA+5g/L HA-Ca(10g/L VA HA-Ca)；5)20g/L VA+5g/L HA-Ca(20g/L VA HA-Ca)；6)30g/L VA+5g/L HA-Ca(30g/L VA HA-Ca)。頂紅期(果頂直徑約為1.0cm面積的果面微顯紅色)采收，選擇大小均勻、無病蟲害和機械傷的果實為貯藏試材，將果實分別裝入聚乙烯塑料袋中(500g/袋)，于(0±1)℃、RH 90%條件貯藏30d，定期進行相關(guān)指標測定。

1.4 指標測定

硬度測定：采用果實硬度計；轉(zhuǎn)紅指數(shù)測定：轉(zhuǎn)紅指數(shù)將果實按顏色分為5個等級：0級：綠熟期果頂部發(fā)紅但沒有全部著色，1級：催熟期果頂部著色程度小于30%，2級：半熟期果頂部的紅色向果腹部擴展著色程度30%～70%，3級：成熟期果實特有紅色進一步擴展著色程度71%～98%，4級：完熟期果肉堅硬，完全著色，5級：過熟期果實紅色變深肉質(zhì)軟化，果腹部果皮破裂，轉(zhuǎn)紅指數(shù)=∑轉(zhuǎn)紅指數(shù)×該級別個數(shù)/(最高級別×檢查總個數(shù))[9]；可溶性固形物：采用糖度計測定；VC含量測定：采用分光光度計法[10]；脯氨酸含量測定：采用茚三酮比色法[11]；丙二醛含量測定：采用硫代巴比妥酸比色法[12]；超氧物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)活性測定：采用氯化硝基四氮唑藍法；過氧化氫酶(catalase，CAT)活性測定：采用紫外分光光度計法：過氧化物酶(peroxidase，POD)活性測定：采用愈創(chuàng)木酚比色法；脂氧合酶(lipoxygenase，LOX)活性測定：采用分光光度計法[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄單果質(zhì)量的影響

圖 1 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄單果質(zhì)量的影響 Fig.1 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on fruit weight of a single tomato

由圖1可知，在不同質(zhì)量濃度VA和鈣混劑處理對番茄單果質(zhì)量與對照相比有明顯的提高，20g/L VA HA-Ca混劑處理的番茄單果質(zhì)量平均值為205.14g，平均比單噴施鈣的番茄高40.39g，比對照高74.95g，促進了番茄果實的生長。

2.2 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間硬度的影響

圖 2 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間硬度的影響Fig.2 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on firmness of tomatoes during cold storage

果實硬度是衡量果實成熟度和冷藏品質(zhì)的重要指標之一，由圖2可知，在番茄果實的成熟、衰老中，果實硬度逐漸降低。對照的果實硬度下降比較快，而增鈣各處理的硬度緩慢下降。在冷藏結(jié)束時，20g/L VA HA-Ca處理比對照高出49.5%，比單獨加腐植酸鈣處理相比高出29.6%。

2.3 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間轉(zhuǎn)紅指數(shù)的影響

由圖3可知，轉(zhuǎn)紅指數(shù)總體呈先快后慢趨勢上升。在冷藏的前15d，鈣處理的轉(zhuǎn)紅速率低于對照，說明增鈣可以延緩果實后熟，從15d后對照處理轉(zhuǎn)紅指數(shù)趨于平緩，增鈣各處理仍在上升，轉(zhuǎn)紅指數(shù)超過了對照和VA處理，表明增鈣各處理可以減輕冷害。20g/L VA HA-Ca處理第30天平均值為40，比對照高出50.25%。

圖 3 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間轉(zhuǎn)紅指數(shù)的影響Fig.3 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on red-converting index of tomatoes during cold storage

2.4 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間可溶性固形物的影響

圖 4 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間可溶性固形物的影響Fig.4 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on soluble solids of tomatoes during cold storage

由圖4可知，番茄中的可溶性固形物含量總體呈下降趨勢。鈣劑處理可以延緩可溶性固形物下降，在冷藏結(jié)束時，20g/L VA HA-Ca的番茄可溶性固形物含量為1.95%，比對照高41%。

2.5 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間VC含量的影響

圖 5 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間VC含量的影響Fig.5 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on vitamin C content of tomatoes during cold storage

由圖5可知，番茄中VC含量總體呈下降趨勢。采收時20g/L VA HA-Ca處理的VC含量為19.75mg/100g，比對照高3.88mg/100g，噴施HA-Ca或噴施不同質(zhì)量濃度VA HA-Ca均可以增加VC的含量。冷藏結(jié)束時各處理的VC含量差異不大。

2.6 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間脯氨酸含量的影響

圖 6 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間脯氨酸含量的影響Fig.6 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on proline content of tomatoes during cold storage

植物體內(nèi)脯氨酸含量在一定程度上反映了植物的抗逆性。由圖6可知，脯氨酸含量呈下降趨勢，20g/L VA HA-Ca處理下降比其他處理相對緩慢，冷藏結(jié)束時20g/L VA HA-Ca處理的脯氨酸含量為27.4μg/g，比對照高62.33%。在低溫條件下，植物組織中脯氨酸含量增加，可提高植物的抗寒性，間接地減輕了冷藏期間冷害的作用。

2.7 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間丙二醛含量的影響

圖 7 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間丙二醛含量的影響Fig.7 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on MDA content of tomatoes during cold storage

由圖7可知，丙二醛含量總體呈上升趨勢。從15d時開始各組處理呈顯不同的上升幅度，對照上升幅度最大，20g/L VA HA-Ca上升幅度最小。在冷藏結(jié)束時，20g/L VA HA-Ca處理的丙二醛含量為1.548nmol/g，比對照低60.5%。

2.8 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間超氧物歧化酶活性的影響

圖 8 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間SOD活性的影響Fig.8 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on SOD activity of tomatoes during cold storage

由圖8得知，超氧物歧化酶總體呈下降趨勢。與對照對比，鈣劑處理保持有較高的SOD活性。SOD活性從高到低依次為20g/L VA HA-Ca，30g/L VA HA-Ca，10g/L VA HA-Ca，HA-Ca，10g/L VA，對照。20g/L VA HA-Ca處理冷藏結(jié)束時SOD活性為1.718U/g。

2.9 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間過氧化氫酶活性的影響

圖 9 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間CAT活性的影響Fig.9 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on CAT activity of tomatoes during cold storage

過氧化氫酶又稱觸酶(CAT)，其生物學(xué)功能是催化細胞內(nèi)過氧化氫的分解防止過氧化。CAT與SOD、POD一起被稱為酶保護系統(tǒng)[14]。由圖9可知，過氧化氫酶活性(CAT)總體上呈先上升后下降的趨勢，冷藏結(jié)束時，20g/L VA HA-Ca處理的CAT活性為0.475(0.01ΔOD240/(min·g))，比對照高58.5%。

2.10 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間過氧化物酶活性的影響

圖 10 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間POD活性的影響Fig.10 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on POD activity of tomatoes during cold storage

由圖10可知，POD活性隨著冷藏時間的延長而逐漸增加，鈣劑處理能夠抑制POD的活性的上升速率，冷藏結(jié)束時20g/L VA HA-Ca的POD活性比對照低53.2%，比單噴施HA-Ca的低42.5%。

2.11 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間脂氧合酶活性的影響

圖 11 不同質(zhì)量濃度VA與腐植酸鈣混劑處理對番茄果實冷藏期間LOX活性的影響Fig.11 Effect of the mixture containing vitamin A and humic acid calcium at various concentrations on LOX activity of tomatoes during cold storage

由圖11可知，脂氧合酶(LOX)活性總體呈上升趨勢，冷藏后期下降。不同質(zhì)量濃度的VA HA-Ca混劑的各處理均抑制了LOX活性上升，20g/L VA HA-Ca在27d時達到最高值1.185(0.01ΔOD234/(min·g))。HA-Ca、10g/L VAHA-Ca、30g/L VAHA-Ca在24d時達到最大值分別為1.567(0.01ΔOD234/(min·g))、1.721(0.01ΔOD234/(min·g))、1.551(0.01ΔOD234/(min·g))，均低于對照。

3 討論與結(jié)論

3.1 外源噴施VA和腐植酸鈣混劑處理對番茄果實品質(zhì)的影響

Ca是植物細胞衰老和果實后熟作用的延緩保護劑，陳黎明等在氯化鈣噴施對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究中表明了不同質(zhì)量濃度的氯化鈣可以提高番茄單果重的含量，增加了VC的含量，延緩了硬度的下降，提高了番茄的品質(zhì)[15]。關(guān)志華等[16]外源施鈣對加工番茄果實硬度及品質(zhì)相關(guān)指標的影響中，也表明了增鈣可以提高番茄果實的可溶性固形物，增加果實的硬度和VC的含量。本實驗結(jié)果表明增鈣處理可以提高單果質(zhì)量，延緩果實冷藏期間硬度、可溶性固形物、VC含量下降。其中，冷藏結(jié)束時，20g/L VA HA-Ca處理的番茄單果質(zhì)量平均值為205.14g，硬度比對照高出49.5%，可溶性固形物含量為1.95%比對照高41%，VC含量為19.75mgVC/100g，比對照高3.88mgVC/100g。

3.2 外源噴施VA和腐植酸鈣混劑處理對番茄果實生理的影響

Ca2+是細胞壁和細胞膜結(jié)構(gòu)的必需物質(zhì)，在植物體中發(fā)揮著十分重要的作用[17]，能提高果實抗壞血酸，抑制果實膜脂過氧化以及LOX活性[18]，本實驗結(jié)果表明增鈣處理提高VC含量，抑制了MDA含量和LOX酶活性的升高，說明增鈣處理延緩番茄果實后熟過程。

植物在逆境條件下的保護酶系統(tǒng)(包括SOD、POD、CAT酶)的活性變化，廣泛應(yīng)用于植物對逆境的反應(yīng)的機理研究[19-20]。活性氧代謝是植物對逆境脅迫的原初反應(yīng)， SOD與CAT、POD酶協(xié)同作用來預(yù)防活性氧或其他過氧化物自由基對細胞膜系統(tǒng)的傷害[21-22]。極度缺鈣時SOD、POD、CAT酶活性比對照顯著升高，當(dāng)供鈣質(zhì)量濃度增加3種酶活性均顯著下降，到正常供鈣時酶活性最低[23]。彭淼等[24]在鈣對干旱脅迫下草莓的酶活性的影響的研究中表明不同鈣質(zhì)量濃度處理在一定程度上維持酶的活性，以減輕活性氧對草莓的傷害。本實驗結(jié)果表明：增鈣處理可以保持較高的SOD、CAT活性，延緩了POD的活性上升，減輕了冷害，延緩了果實的衰老。20g/L VA HA-Ca處理最好，SOD活性在貯藏結(jié)束時為1.718U/g，保持CAT的活性比對照高41.4%，且延緩了POD活性的增加，冷藏結(jié)束時比對照低53.2%。

此外，生吉萍等[25]、蔣儂輝等[26]，分別在鈣對小油菜，芒果貯藏品質(zhì)的研究中，表明Ca2+處理的小油菜黃變率比對照低，Ca2+處理抑制了芒果果皮色澤轉(zhuǎn)黃。本實驗結(jié)果表明番茄轉(zhuǎn)紅指數(shù)在冷藏的前15d，鈣處理的轉(zhuǎn)紅速率低于對照，說明增鈣可以延緩果實后熟，從15d后對照處理轉(zhuǎn)紅指數(shù)趨于平緩，增鈣各處理仍在上升，轉(zhuǎn)紅指數(shù)超過了對照和VA處理，說明對照處理由于發(fā)生冷害導(dǎo)致轉(zhuǎn)紅指數(shù)不在上升，增鈣各處理減輕或延緩了冷害的發(fā)生，還在繼續(xù)后熟而導(dǎo)致轉(zhuǎn)紅指數(shù)繼續(xù)上升。20g/L VA HA-Ca處理在冷藏結(jié)束時轉(zhuǎn)紅指數(shù)為40，比對照高出50.25%。鈣劑同時也延緩脯氨酸含量下降，也說明鈣處理在冷藏期間減輕冷害的發(fā)生，延緩了果實衰老。

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