全 文 ：文章编号 :100028551 (2009) 052875204
不同供硼水平对番茄产量及风味品质的影响
李梅兰1 　吴俊华1 ,2 　李远新2 　侯雷平1
(11 山西农业大学园艺学院 ,山西 太谷　030801 ; 21 北京市农林科学院蔬菜研究中心 ,北京　100089)
摘 　要 :以番茄品种“中杂 101 号”为试验材料 ,研究了不同供硼水平对番茄产量和果实风味品质相关指
标的影响。结果表明 ,无论缺硼还是多硼处理 ,番茄叶片叶绿素含量、POD 和 SOD 活性都显著低于正常
硼处理 ;而 MDA 含量高于正常硼处理 ,产量下降。在品质方面 ,缺硼和多硼处理的果实酸度增加 ,甜度
和Vc 含量降低 ;果实中的活性物质番茄红素、总酚和总黄酮含量下降 ,果实的芳香物质种类也发生了变
化。说明适宜浓度的硼是番茄高产、高质的必要条件。
关键词 :番茄 ; 硼 ; 产量 ; 品质 ; 活性物质 ; 芳香成分
EFFECTS OF BORON APPLICATION ON YIELD AND FLAVOR QUALITY OF TOMATO FRUIT
LI Mei2lan1 　WU Jun2hua1 ,2 　LI Yuan2xin2
(11 College of Horticulture , Shanxi Agricultural University , Shanxi , Taigu 030801 ;
21Beijing Vegetable Research Center , Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences , Beijing 100089)
Abstract :Using“Zhong Za No. 101”as material ,the yield and the index related to flavor quality were investigated under
different level B (Boron) application. The results showed that both lack and surplus of B could decrease the chlorophyll
content ,the SOD and POD activity and increase leaf MDA content and decrease the yield. The sugar2acid ratio and vitamin C
content in the fruit treated by lack and surplus of B were lower than the normal treatment . Moreover the content of lycopene ,
total phenolics and total flavonoid in the fruit were also decreased. In addition ,the types of aroma compounds were changed.
These results indicated that proper B was the guarantee of high yield and quality of tomato.
Key words : Solanum lycopersicum ; B ; yield ; quality ;active matter ; aroma compounds
收稿日期 :2009207225 　接受日期 :2009208225
基金项目 :山西省留学回国人员科研资助项目 (2007062) ,山西省农业与社会发展科技攻关项目 (20090311022)
作者简介 :李梅兰 (19642) ,女 ,山西怀仁人 ,博士 ,教授 ,研究方向为蔬菜育种及生物技术。Tel :035426288771 ; E2mail :limeilan 22 @homail . com
通讯作者 :侯雷平 (19632) ,男 ,山西垣曲人 ,副教授 ,主要从事蔬菜栽培生理方面的研究。Tel :0354 - 6285901 ; E2mail :sxndhlp @126. com　　番茄 ( Solanum lycopersicum) 是人类生活中一种重要的水果型蔬菜。番茄中含有较高含量的番茄红素、酚类化合物等多种活性物质 ,这些物质具有抗氧化、清除人体自由基、预防心脏病、减缓动脉粥样硬化、保护心血管等多种功能 ,可以预防机体癌症和心血管病等多种疾病的发生[1～3 ] 。因此 ,如何提高番茄果实品质及其活性物质的含量 ,生产出高品质的番茄已日益受到人们的关注[4 ] 。近年来的一些研究结果表明 ,施用微量元素肥料对提高作物产量、改善品质具有重要的作用[5 ,6 ] 。硼是植物必需的 6 大微量元素之一 ,对促进细胞壁的形成、核酸和蛋白质的合成、糖类运输、维持 细胞膜功能、参与植物体内酶和生长调节剂反应、受精和结实过程等方面具有特殊的生理、生化功能。硼可以抑制膜脂的过氧化作用 ,保护细胞膜[7 ] ;能促进棉花对氮的吸收 ,有利于蛋白质的合成[8 ] ;还能促进花芽发育、花粉萌发和花粉管的伸长[9 ] ,且与产品的品质有关[10 ] 。但硼与番茄抗氧化性及风味品质关系的研究鲜见报道。本试验通过研究不同硼浓度对番茄产量和品质指标的影响 ,明确硼元素缺少和过量对番茄产量和风味品质的影响 ,为番茄生产中通过合理施用微肥来提高果实风味品质及活性物质含量提供理论依据。
578　核 农 学 报　2009 ,23 (5) :875～878Journal of Nuclear Agricultural Sciences
1 　材料与方法
111 　试验材料和地点
供试番茄品种为“中杂 101 号”,由中国农业科学
院蔬菜花卉研究所提供 ;试验地点为北京农林科学院
蔬菜研究中心。
112 　试验方案
11211 　植株种植管理　采用穴盘播种育苗 ,当幼苗长
至 6～7 片真叶展开时 ,选用长势一致、大小均匀的幼
苗定植于日光温室内。栽培袋内装基质珍珠岩 ,袋长
约 60 cm ,袋宽约 30 cm。每个栽培袋上定植两株。株
行距为 30 cm ×60 cm。番茄整枝方式采取单干整枝。
病虫害防治同一般管理 ,定期整枝打杈 ,在番茄开花期
用“保果宁”喷花 ,确保花序坐果。灌溉采取营养液滴
灌系统 ,采用 500 L 的贮液桶将配好的各个处理的营
养液加入桶中 ,通过水泵和阀门控制灌溉。
11212 　采用基质、营养液状况及硼浓度设置　采用基
质为珍珠岩 ,营养液所用配方为日本山崎番茄配方 (略
有改动) [11 ] 。硼浓度设置参照郭世荣[11 ] 作物微量元素
通用用量正常硼值的范围为 012～015 mgΠL ,在标准营
养液配方中加入 3 个浓度的硼砂 (0、4 和 8 mgΠL) ,使硼
元素浓度分别为 :0 mgΠL (缺少) 、0145 mgΠL (正常) 和
019 mgΠL (过量) ,其余营养元素浓度不变 ,每个处理 6
株番茄 ,重复 3 次。在植物的生长过程中进行各个项
目的测定。
113 　指标测试
11311 　叶片叶绿素含量及活性氧代谢状况　植株盛
果期时 ,取生长点以下第五片真叶进行测定 ,采用重复
内混合叶片取样。叶绿素含量采用 80 %丙酮浸提 ,分
光光度计法进行测定[12 ] ;超氧化物歧化酶 (SOD 酶) 活
性采用氮蓝四唑法[12 ]测定 ;过氧化物酶 ( POD 酶) 活性
采用愈创木酚法测定 ;丙二醛 (MDA) 含量参照硫代巴
比妥酸法[12 ]进行测定。
11312 　产量及品质测定 　番茄盛果期时 ,各重复内随
机采取新鲜果实 ,混合制样。产量测定在田间采收后 ,
将各处理各个重复的商品果实直接称重计产 ;可溶性
固型物采用手持型糖量计进行测定 ;可滴定酸参考
NaOH滴定法[13 ] 测定 ;维生素 C (Vc) 采用 2 ,62二氯靛
酚滴定法[14 ]进行测定。
11313 　活性物质含量测定 　取样时间及方式同
11312。番茄红素含量的测定参考紫外2可见光分光光
度法 (公式法) [15 ] ;总酚含量测定参考福林试剂还原比
色法[16 ] ,以没食子酸为标准样 ;总黄酮含量测定采用
硝酸铝2亚硝酸钠比色法[17 ] ,以芦丁为标准样 ;总抗氧
化力测定参考用清除有机自由基 DPPH 法评价植物抗
氧化能力的方法[18 ] ,测定中 DPPH 溶液浓度配置为
210 ×10 - 4 molΠL ;进行果实芳香物质分析时 ,将番茄果
实粉碎打浆后 ,称取 8g 左右 ,采用 GC2MS 气相色谱质
谱联用仪分析测定[19 ] 。测定条件 :岛津 GCΠMS2QP2010
气相色谱2质谱联用仪。毛细管柱 (DB25MS) : 30 m ×
0125 mm ;膜厚度 0125μm ;载气为高纯 He ;流速 1 mlΠ
min ;进样量为 015μl ;程序升温 :6 ℃保持 2 min ,以 8 ℃Π
min 升温到 220 ℃,保持 20 min。进样口温度 250 ℃; EI
离子源电子能量 70eV ,质量范围 30～550u。
114 　数据分析
数据采用 Excel 和 SAS 软件进行统计和方差分
析 ,数据为 3 次重复的平均值。
2 　结果与分析
211 　施硼对番茄叶片叶绿素及活性氧代谢的影响
从表 1 可以看出 ,缺硼和多硼处理的叶片叶绿素
含量显著低于正常硼处理。缺硼处理的 MDA 含量显
著高于正常硼 ,多硼处理也大于正常硼处理 ,但差异不
显著。3 种处理的 SOD 活性表现出正常硼处理的 SOD
活性最大 ,与缺硼处理比较差异显著 ,与多硼处理差异
不显著。正常硼处理的 POD 活性最高 ,缺硼处理的最
低 ,但未达到显著水平。以上结果说明 ,营养液中过低
的硼浓度 (0 mgΠL)会使叶片失绿、酶活性降低 ,叶片中
膜脂过氧化产物含量显著升高 ;而过高的硼浓度 (019
mgΠL)会降低叶片叶绿素含量 ,但对活性氧代谢影响不
大。
212 　施硼对番茄果实产量及品质的影响
表 2 数据显示 ,缺硼、多硼和正常硼 3 个处理对番
茄产量及品质影响不同。缺硼处理的番茄产量显著低
于正常供硼和多硼处理。缺硼处理果实的可滴定酸含
量 (315835 gΠkg)显著高于其他 2 个处理。在可溶性固
型物含量方面 ,缺硼处理显著低于正常硼处理 ,与多硼
处理无显著差异。正常硼处理的果实 Vc 含量显著高
于缺硼和多硼处理 ,但后两个处理间则无明显差异。
以上结果说明 ,缺硼对番茄产量及品质有明显的影响 ,
可以显著降低其产量和品质 ;而硼浓度过高除了使果
实Vc 含量显著降低以外 ,对番茄产量及其他品质指标
影响不明显。
678 核　农　学　报 23 卷
表 1 　不同硼浓度对叶绿素及活性氧代谢的影响
Table 1 　Effects of B on chlorophyll quantity and the metabolism of active oxygen
处理
treatment
叶绿素
chlorophyll (mgΠg) MDA(μmolΠg·Fw) POD( ×102 UΠg·Fw) SOD(UΠg·Fw)
缺硼 lack of B 11886 ±0. 109b 116141 ±21. 94a 21333 ±0. 346a 61253 ±0. 616b
多硼 excessive B 21089 ±0. 439b 88155 ±10. 41ab 31667 ±2. 194a 81098 ±1. 880ab
正常硼 normal B 31174 ±0. 448a 63157 ±17. 54b 41333 ±0. 945a 101618 ±2. 872a
　　注 :表中数据后带有相同小写Π大写字母表示在 0105Π0101 水平不显著。下表同。
Note :The data followed by common small and capital letters indicated no significant at 0105 and 0101 levels. The same as following tables.
表 2 　不同硼浓度对番茄果实产量及品质的影响
Table 2 　Effects of B on the yield and quality of the tomato
处理
treatment
产量
yield (kg)
可滴定酸
total acid (gΠkg) 可溶性固型物total soluble substance ( %) Vc(mgΠ100g)
缺硼 lack of B 11567 ±0. 513b 31584 ±0. 433a 6164 ±0. 74b 111384 ±1. 340b
多硼 excessive B 21733 ±0. 404a 21502 ±0. 450b 7149 ±0. 19ab 111222 ±1. 690b
正常硼 normal B 21967 ±0. 611a 21409 ±0. 209b 8111 ±0. 39a 161301 ±3. 076a
213 　施硼对番茄果实活性物质的影响
不同硼浓度下番茄果实活性物质的含量如表 3 所
示 ,从表中可以看出 ,缺硼处理的番茄红素含量显著低
于多硼和正常硼处理 ,多硼处理高于正常硼处理但差
异不明显。缺硼处理的总酚含量低于正常硼处理 ,差
异达显著水平 ,与多硼处理间无明显差异 ;3 个处理的
总黄酮含量之间的差异未达显著水平 ,正常硼处理最
高 ,为 43143μgΠg。3 个处理在总抗氧化力方面的结果
与总酚的结果相一致。可见 ,缺硼条件下番茄活性物
质含量显著降低 ,果实抗氧化性明显下降 ;多硼处理对
果实中活性物质的含量及其抗氧化性的影响不明显。
表 3 　不同硼浓度对番茄活性物质含量及抗氧化性的影响
Table 3 　Effects of B on the content of active matter and antioxidative capacity in the tomato
处理
treatment
番茄红素
lycopene (mgΠ100g) 总酚total phenolics(μgΠg) 总黄酮total flavonoid (μgΠg) 总抗氧化力total antioxidative capacity(mgΠg)
缺硼 lack of B 2. 630 ±11650b 475. 39 ±63196b 32. 873 ±31495a 237. 85 ±57199b
多硼 excessive B 5. 2847 ±01527a 540. 7 ±3915ab 　37. 07 ±10119a 311. 65 ±1311ab
正常硼 normal B 5. 1360 ±01919a 623. 76 ±35169a 43. 425 ±81236a 329. 30 ±34170a
214 　施硼对番茄果实芳香物质成分的影响
通过 GC2MS 分离鉴定不同硼浓度处理下番茄果
实芳香主要成分的结果显示 (图 1 ,详细组分未列) ,正
常处理番茄芳香物质总共分离并鉴定出 50 种组分 ,其
中醛类物质 9 种 ,占峰面积为 812 % ;酮类物质 7 种 ,占 峰面积为 7164 % ;烃类物质 9 种 ,占峰面积为 6153 % ;酯类物质 6 种 ,占峰面积 1144 % ;醇类物质 9 种 ,占峰面积为 2115 % ;酸类物质 1 种 ,占峰面积 011 % ;萜烯类物质 6 种 ,占峰面积 211 % ;呋喃环物质 2 种 ,占峰面积 0175 % ,还有 22异丁基硫咪唑 ,占峰面积 0165 %。
图 1 　不同硼浓度处理下番茄芳香物质种类组成比较
Fig. 1 　Comparison of aroma compounds in tomato under different B concentration
778　5 期 不同供硼水平对番茄产量及风味品质的影响
　　缺硼处理番茄芳香物质共分离并鉴定出 34 种组
分 ,其中醛类物质 9 种 ,占峰面积为 8187 % ;酮类物质
6 种 ,占峰面积为 6143 % ;烃类物质 3 种 ,占峰面积为
3156 % ;酯类物质 5 种 ,占峰面积 2137 % ;酸类物质 1
种 ,占峰面积为 118 % ;醇类物质 4 种 ,占峰面积为
2151 % ;萜烯类物质 3 种 ,占峰面积 0136 % ;呋喃环物
质 2 种 ,占峰面积 0167 % ;还有 22异丁基硫咪唑 ,占峰
面积 0146 % ;无含酚类物质。
多硼处理番茄芳香物质共分离并鉴定出 61 种组
分 ,其中醛类物质 12 种 ,占峰面积为 917 % ;酮类物质
10 种 ,占峰面积为 7102 % ;烃类物质 11 种 ,占峰面积
为 19131 % ;酯类物质 4 种 ,占峰面积 0139 % ;酸类物质
2 种 ,占峰面积为 12113 % ;醇类物质 10 种 ,占峰面积
为 10173 % ;萜烯类物质 7 种 ,占峰面积 0182 % ;另外含
酚类物质 1 种 ,占峰面积 1114 % ;呋喃环物质 3 种 ,占
峰面积 1108 % , 还有 22异丁基硫咪唑 , 占峰面积
0142 %。
缺硼条件下 ,芳香物质的种类比正常硼处理的少 16
种 ;其醇类物质、酮类物质、萜烯类物质较正常硼处理的
种类也有所减少。多硼处理的芳香物质的种类比正常
硼处理多 11 种 ,其芳香物质除酯类物质数量较正常硼
处理稍有减少外 ,其他种类的芳香物质数量均增加。
3 　结论和讨论
本试验结果表明 ,硼缺乏会导致番茄植株叶片叶
绿素含量、SOD 及 POD 酶活性显著降低 ,而 MDA 含量
升高 ;硼过量会降低叶片叶绿素含量 ,但对活性氧代谢
影响不大。刘鹏等[7 ] 试验发现 ,在低钼、低硼胁迫下 ,
大豆叶片的丙二醛和脯氨酸含量增加 ,而抗坏血酸的
含量及 SOD、POD 酶的活性下降 ,施钼或施硼都有利于
大豆抗膜脂过氧化胁迫。本试验也表明缺硼和过量硼
会导致 SOD、POD 酶活性降低和丙二醛含量的增加 ,与
刘鹏等[7 ]的结果一致。说明硼在维护细胞质膜的结构
与功能完整性方面 ,如激活质膜离子通道 ,参与膜融和
过程 ,保持质膜的选择透性等有重要作用 ,进一步验证
了Loomis 等[20 ]的结论。
果实方面 ,缺硼会导致番茄产量、品质、活性物质
含量及果实抗氧化性显著降低 ;过高除了降低果实的
Vc 含量以外 ,未对产量、其他品质指标及果实抗氧化
性造成明显影响。在植物的碳代谢过程中 ,缺硼可导
致体内多酚氧化酶、62磷酸葡萄糖脱氢酶的活性增强 ,
过氧化物酶和过氧化氢酶显著升高[21 ,22 ] ,此外 ,植物体
内叶绿素的含量下降 ,对 CO2 固定量显著减少 ,影响
碳水化合物合成 ,最终降低作物的产量[23 ] ,这与本试
验中的结果一致。品质方面 ,有研究认为[10 ,24 ] ,硼有助
于改善油菜品质 ,降低油菜芥酸含量 ;还能促进碳水化
合物的运输 ,使魔芋葡甘聚糖、可溶性糖含量增加 ,但
在缺硼或高硼浓度下 ,魔芋球茎中的葡甘聚糖、可溶性
糖含量较正常硼水平的低[25 ] 。本试验结果也表明 ,无
论缺硼还是多硼处理 ,番茄果实的酸度增加 ,甜度和
Vc 含量降低 ,品质降低。
测定果实中的芳香物质种类 ,结果显示缺硼导致
番茄果实芳香物质的种类较正常处理减少了 16 种 ,而
多硼处理的芳香物质的种类比正常硼处理多 11 种。
其芳香物质除酯类物质数量与正常硼处理相比稍有减
少外 ,其他种类的芳香物质数量均增加。
20 世纪 60～70 年代 ,果蔬或膳食植物中的生物活
性物质引起了人们极大的兴趣 ,这些活性物质包括酚
类化合物、萜类化合物和番茄红素 ,在维持人体身体健
康、预防慢性疾病方面具有举足轻重的作用[26 ] 。番茄
含有丰富的番茄红素、酚类化合物等多种活性物质 ,因
此 ,如何提高番茄果实品质及其活性物质的含量 ,得到
高品质的番茄成为生产中亟待解决的问题之一[27 ] 。
本研究中不同硼水平对番茄活性物质含量影响的研究
结果表明 ,无论缺硼还是多硼处理都会降低果实中的
番茄红素、类黄酮和总酚等活性物质 ,总氧化力降低。
因此 ,平衡的营养元素对番茄产量的形成及果实内在
品质的保障有十分重要的作用。
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