影响番茄中番茄红素含量的因素

影响番茄中番茄红素含量的因素摘要：番茄红素是一种类胡萝卜素，又被称为自然之宝。温室生产中主要依靠加强水肥管理来提高番茄产量和其中番茄红素的含量。研究发现，番茄果实中番茄红素含量除了受品种遗传特性的影响外，还受水肥等环境因子的影响。关键词：水肥管理无机肥酶活性有机肥番茄红素是一种类胡萝卜素，存在于水果和蔬菜中，是番茄中的红色物质，以及红辣椒和红葡萄番茄红素的功能是接受光，保护植物不受光致氧化作用。在正常的有氧细胞代谢中，所产生的高活性氧可以与番茄红素反应，作为抗氧化剂，以免活性氧对细胞的破坏。番茄红素有11个共扼双键，抵抗着过氧游离基，形成不活性物质，以稳定细胞。单线氧被番茄红素碎灭要比β－胡萝卜素几乎高一倍。加热或煮制番茄红素制品可以提高番茄红素的生物有效性。有报道称,食用未经加热的番茄汁不能增加血清中番茄红素浓度。在加工中，热处理导致细胞壁破裂，释放出番茄红素，增加了番茄制品中的番茄红素含量。加工后,水分含量减少使得番茄红素含量浓缩。1果实成熟程度对番茄中番茄红素含量的影响番茄红素的含量取决于果实的成熟度。随着番茄由绿变红，类胡萝卜素含量随着色素变化而增加。色素的变化是由于质体中番茄红素增加的结果。完全不成熟绿(无胶状物)、成熟绿(有胶状物)、红白相间(少于10%的表面是红色)、红色(大于90%表面是红色)和过熟(腐烂开始)中番茄红素的含量分别为25,10,370,4600和7050ug/100g。2施用无机肥对番茄中番茄红素的含量影响温室蔬菜生产主要依靠肥水的大量投入来提高产量，不仅造成水资源和肥料的浪费,还导致蔬菜发病率高，品质下降，土壤硝酸盐流失，微量元素缺乏及环境污染[1]。同时，少施或不施有机肥、偏施氮肥、重施磷肥、少施或不施钾肥的现象也比较普遍，这种长期高氮、富磷、少钾的营养状况，导致养分供应失调，已成为限制当前蔬菜品质提高的主要因素之一。番茄红素是衡量番茄品质优劣的一项重要指标[2]。前人研究发现，番茄果实中番茄红素含量除了受品种遗传特性的影响外，还受水肥等环境因子的影响[3]。在番茄生长过程中，如果氮、磷不足，则会导致番茄红素含量减少；在果实膨大盛期水分缺乏会使果皮呈网状，果肉硬化，果实着色不良。研究发现，尿素和钾肥对提高番茄红素有很大作用，而采前停止浇水时期的长短对番茄红素无任何影响[4]。这说明磷与钾间存在强烈的交互作用，氮与钾以及氮之间也有一定的交互效应，但水分与各肥料之间的交互作用不明显。2.1施用钾肥和氮肥对番茄中番茄红素含量的影响根据实验研究发现，随着施氮量和施钾量增加，番茄红素含量变化幅度最大，呈先减少后增加的趋势，说明钾肥和氮肥用量对番茄红素的影响最大；当不施钾肥和氮肥时，番茄红素含量最高，灌水量、施磷量和有机肥用量的最高番茄红素含量在其中等水平附近。在钾肥用量较低时，随着施氮量增加，番茄红素含量显著增加；当钾肥用量增多后，随着施氮量增加，番茄红素含量显著减少，说明氮和钾对番茄红素的合成存在一定的拮抗作用。因此，低钾肥配施高量氮肥或高钾低氮配施才易获得较高番茄红素含量。2.2施用磷肥对番茄中番茄红素含量的影响随着施磷量增加，番茄红素含量先增加后降低；当施钾量为高水平时，随施磷量增大，番茄红素含量持续减小。无论施磷量处于什么水平，随着施钾量增加，番茄红素含量先减少后增加，转折点随施磷量增大而后移，即施磷量越大，其最低番茄红素含量对应的施钾量亦越大。当不施钾肥且磷肥处于最高水平或不施磷肥、钾肥处于最高水平时，番茄红素含量较高。上述分析表明，钾肥用量较少时，磷肥施用能够增加番茄红素含量；钾肥用量较高时，增施磷肥对番茄红素合成有一定的抑制作用，即存在一个合理的磷钾肥用量组合区域。在中低水平内，随磷肥和有机肥用量增加，番茄红素含量均增加明显，但超出中间水平会导致负效应。磷肥和有机肥用量间表现出正交互作用，即协同效应。上述分析表明，对于番茄中番茄红素含量的影响，有机肥和钾肥之间有一定的互补性，有机肥用量较少时，钾肥施用能够增加番茄红素含量；当施用充足有机肥时，较低钾肥用量，即可获得同样的番茄红素，有机肥和钾肥用量需要处于合理水平组合才易获得较高的番茄红素含量。前人研究表明，适度缺水对西瓜和番茄中番茄红素的累积有帮助[5]，然而，采前停止浇水时期的长短对番茄中番茄红素无影响。增加氮素供应可以提高辣椒、番茄中的番茄红素含量，但也有研究指出，不同供氮水平之间番茄中的番茄红素含量无显著差异。有报道认为，如果磷不足则番茄中番茄红素含量减少[6]，然而磷肥对番茄红素含量的影响也会出现负效应[7]。多数研究认为，钾素对番茄红素合成有促进作用[8]，但也有报道指出，钾肥供应对番茄红素含量没有影响。有研究表明，鸡粪的施用较之三叶草覆盖可以增加番茄中的番茄红素含量，但适度减少有机肥用量也可以增加番茄红素含量。2.3钾、磷等元素对番茄中番茄红素含量影响的原理钾素既可以通过提高氮素代谢相关酶活性，促进氨基酸向蛋白质合成场所的运输等，促进植物体内的氮素代谢[9]，也可能直接作用于类胡萝卜素合成中的某个基因或酶，或通过电子传递链参与八氢番茄红素脱氢过程，从而参与番茄红素的生物合成。这两类生理过程本身的作用，决定了钾首先是对植物体结构物质——蛋白质、氨基酸等氮素化合物的代谢产生影响，其次才是对产品品质——番茄红素合成积累发生影响，从而导致当供氮量增大时，钾素在促进氮素代谢的同时，可能对番茄红素的积累产生抑制作用。其机理有待进一步研究。3施用有机肥对番茄中番茄红素含量的影响随着有机肥用量增加，番茄红素含量先增加后减少，但转折点不同，当有机肥用量高时，最高番茄红素对应的施氮量非常低，甚至可以不施氮肥；当有机肥用量低时，只有较高施氮量才能获得高的番茄红素含量。说明有机肥用量增大时，最高番茄红素含量对应的氮肥用量愈小。这说明氮和有机肥有互补性，而且有机肥的补偿作用明显比氮肥大。当不施氮肥、有机肥用量为次高水平时，番茄红素含量最高。上述结果表明，有机肥用量较少时，氮肥施用能够增加番茄红素含量；当施用充足有机肥时，增施氮肥明显限制了番茄红素合成，有机肥和氮肥具有明显的互补性，合理施用才能提高番茄红素含量。4水肥供应对番茄中番茄红素含量的影响有机肥因其营养全面有利于蔬菜品质的改善[10]，而且，较高的有机肥用量还可以补充番茄对氮和钾的需要，而生产中的有机肥用量远远达不到这个水平（90000kg•hm-2）。另外，可能还与这些水肥因子间错综复杂的交互作用有关，尚需进一步深入研究。如果单果番茄红素含量高而产量低时，就会出现单位面积番茄的番茄红素总产量反而低的现象。大田生产要综合考虑番茄的产量与番茄红素、可溶性固形物、糖酸比和维生素C等各项品质指标以及经济效益。同时田间条件下土层深厚，根系可以充分伸展，从下层土壤中汲取更多的水分和养分，因而其合理的水肥管理措施与盆栽试验所得结论可能并不完全相同，有待进一步研究。参考文献[1]陈修斌李翊华许耀照温室番茄对水肥耦合的光合特性及叶绿素荧光参数响应，2006[2]丁桂英蔬菜地膜覆盖栽培方式及栽培技术，2008[3]叶兴乾带肉果汁——一种营养成分最好的果汁，今日科技，1992[4]王柏柯帕提古丽余庆辉毛浩亮蒋迎春等水肥调控对加工番茄品质、产量影响研究，新疆农业科学，2008[5]唐政李虎邱建军王立刚邹国元有机种植条件下水肥管理对番茄品质和土壤硝态氮累积的影响，植物营养与肥料学报，2010[6]孟凡娟王富番茄果实内番茄红素的合成及影响因素，北方园艺，2001[7]段金辉加工番茄番茄红素快速检测、积累特性模型及其肥料效应研究，甘肃农业大学，2010[8]任彦丁淑丽朱凤仙卢钢钾对番茄果实番茄红素合成的影响，2006[9]张恩平张淑红李天来葛晓光蔬菜钾素营养的研究现状与展望，中国农学通报，2005[10]沈中泉郭云桃袁家富有机肥料对改善农产品品质的作用及机理植物营养与肥料学报，1995致谢本文是在导师关志华老师的悉心指导下完成的，从论文的选题、论文开题报告、文献综述的撰写、文章的修改，直到最后定稿，整个论文的完成过程老师都给予了我很大的帮助。对于文章的整体脉络和细节完善以及一些非常很小的细节席卫群老师都能耐心地帮我指正。这也让我学习到了很多，不光掌握到了更多关于论文撰写的知识和技巧，也让我在以后学习和工作学会更加细心谨慎。也希望这次完成的学术论文和学习到的经验技巧以后能更多地用到实践当中。