光調(diào)控技術(shù)對番茄果實品質(zhì)改善的研究進展.pdf

光調(diào)控技術(shù)對番茄果實品質(zhì) 改善的研究進展 馮 麗 張 莉 胡志峰 甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所 甘肅 蘭州 730070 摘要 光照作為一個關(guān)鍵的環(huán)境因子 會對設(shè)施番茄的品質(zhì)產(chǎn)生顯著的影響 我們聚焦于補光技術(shù)對 番茄果實品質(zhì)調(diào)控的研究 通過對大量相關(guān)文獻的梳理歸納 綜合分析了不同補光燈類型 光質(zhì)及配比 補 光時間 光照強度和補光棚膜類型等在調(diào)控番茄果實色澤 風(fēng)味品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)等方面的效果與差異 概括 了當(dāng)前的研究成果和主要技術(shù) 并對今后的研究方向進行了展望 旨在為深入探究補光技術(shù)調(diào)控番茄果實品 質(zhì)提供綜合性的理論依據(jù)和一定的應(yīng)用指導(dǎo) 關(guān)鍵詞 番茄 光調(diào)控 補光 光質(zhì) 光強 品質(zhì) 中圖分類號 S641 2 文獻標(biāo)志碼 A 文章編號 2097 2172 2025 05 0393 08 doi 10 3969 j issn 2097 2172 2025 05 001 Research Progress on the Quality Improvement of Tomato Fruits by Light Supplementary Technology FENG Li ZHANG Li HU Zhifeng Institute of Vegetable Research Gansu Academy of Agricultural Sciences Lanzhou Gansu 730070 China Abstract Light as a key environmental factor could significantly affect the quality of tomatoes in facilities This paper focuses on the regulation of tomato fruit quality through light supplementary technology By systematically reviewing and summarizing a large body of relevant literatures we comprehensively analyzes the effects and differences of types of supplemental lighting various light spectra and ratio supplemental lighting durations light intensities and films on tomato fruit color flavor quality and nutritional quality The current research outcomes and key technologies are summarized and future research directions are discussed aiming to provide a comprehensive theoretical basis and practical guidance for in depth research on improving tomato fruit quality through light supplementary technology Key words Tomato Light regulation Supplementary light Light spectrum Light intensity Quality 收稿日期 2025 01 13 修訂日期 2025 04 07 基金項目 山東省技術(shù)創(chuàng)新引導(dǎo)計劃項目 YDZX2023028 甘肅省科技重大專項計劃項目 24ZDNA005 作者簡介 馮 麗 1997 女 甘肅清水人 研究實習(xí)員 碩士 主要從事番茄育種及逆境生理研究工作 Email 1654114573 通信作者 胡志峰 1974 男 甘肅隴南人 研究員 碩士 主要從事番茄遺傳育種與栽培等方面研究工作 Email huzf 寒旱農(nóng)業(yè)科學(xué) 2025 4 5 393 400 Journal of Cold Arid Agricultural Sciences 近年來 實現(xiàn)蔬菜周年供應(yīng)的目標(biāo)推動了設(shè) 施反季節(jié)栽培的迅速發(fā)展 光照條件是制約設(shè)施 蔬菜品質(zhì)的重要因素之一 因此 設(shè)施內(nèi)人工補 光技術(shù)成了當(dāng)前設(shè)施蔬菜栽培中一個值得關(guān)注且 亟須解決的問題 補光技術(shù)作為一種有效的人工 干預(yù)手段 可以通過調(diào)節(jié)光質(zhì) 光照強度和光周 期等參數(shù)來改善蔬菜的生長環(huán)境 進而對品質(zhì)起 到積極的調(diào)控作用 1 番茄 Solanum lycopersicum L 屬茄科番茄屬 植物 起源于南美洲熱帶 亞熱帶地區(qū) 是世界 上重要的蔬菜作物之一 因其營養(yǎng)物質(zhì)豐富和酸 甜的口感深受大眾喜愛 是世界上最受歡迎的瓜 果和蔬菜之一 已成為日常餐桌上不可或缺的食 材 2 5 隨著生活水平的提升 人們對番茄品質(zhì)的 要求不斷提高 從事番茄栽培的研究者和種植戶 也聚焦于探索各種提高番茄品質(zhì)的方法 6 許多 研究已經(jīng)表明 光調(diào)控在番茄品質(zhì)形成過程中發(fā) 揮著重要作用 7 10 但由于現(xiàn)有的補光類型和光 質(zhì)配比種類繁多 不同補光技術(shù)對番茄品質(zhì)的調(diào) 控效果存在明顯的差異 鮮有相關(guān)文獻對這些研 4卷 究成果進行比較系統(tǒng)的總結(jié)與概述 因此 我們 主要從補光燈類型 光質(zhì)及配比 補光時間 光 照強度和補光棚膜類型等方面歸納概括了光調(diào)控 對番茄品質(zhì)的影響 并在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上對今 后研究進行了展望 以期為提高番茄品質(zhì)提供一 定的理論參考 1 燈光補光對番茄品質(zhì)的影響 1 1 不同補光燈類型 植物補光燈以其獨特的光譜和照明特性 在 現(xiàn)代園藝和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用 目前 生產(chǎn)及試驗中使用的補光燈類型包括發(fā)光二極管 LED燈 高壓鈉燈 HPS 激光植物生長燈 泛 光燈 熒光燈和白熾燈 7 11 由于這幾種補光燈 在補光效率 波長和照射覆蓋面積等方面存在差 異 因此對番茄品質(zhì)的調(diào)控效果各有不同 LED 燈補光能提高番茄果實的可溶性糖 維生素C Vc 可溶性蛋白 游離氨基酸 番茄紅素 花 色苷 類黃酮和可溶性酚含量 進而有效提升了 番茄的品質(zhì) 12 13 HPS燈能增加番茄果實可溶性 固形物和總糖含量 并促進初級代謝物的積累 14 泛光燈補光處理增加了番茄的單果重 但對品質(zhì) 沒有顯著改善作用 5 熒光燈補光能有效提高番 茄果實中蛋白質(zhì)的含量 11 補光燈補光延長了番茄光合作用時長 提升 了光合效率 并增加了有機物積累 從而使果實 長勢快 產(chǎn)量高 品質(zhì)好 15 有研究顯示 HPS 燈和LED燈的同時補光提升了番茄品質(zhì) 增強了口 感 16 此外 HPS燈處理下番茄果實總糖 番茄 紅素 胡蘿卜素含量顯著高于LED燈處理 17 然而 LED燈比HPS燈更顯著地促進了果實酚類 化合物的積累 并提高了番茄紅色品種中 胡 蘿卜素的含量 16 經(jīng)過分析 認(rèn)為這種差異是由 于番茄品種和自然光之間存在差異所造成的 相 反 LED燈處理下果實中鉀 鎂和鈣含量比HPS 燈處理增加了30 70 和40 且同一成熟階段 果實色澤和品質(zhì)屬性也較HPS燈處理突出 17 18 因此 在選擇補光燈時 應(yīng)根據(jù)番茄的種類 植 株或果實的生長階段 種植密度和自然光的可用 性等因素進行綜合考慮 1 2 不同光質(zhì)及配比 1 2 1 不同單色光 不同顏色的光具有獨特的波長 和能量特性 在調(diào)控果實品質(zhì)方面展現(xiàn)出不同的 潛力 藍色光質(zhì)可以顯著提升番茄果實總糖 還 原性糖 可溶性糖 可溶性蛋白 Vc和可滴定酸 含量 并降低硝酸鹽的含量 19 21 同時 在番茄 果實發(fā)育期補藍光能夠促進PO 4 與K 吸收 加快 番茄果實發(fā)育與成熟 改善果實著色并縮短轉(zhuǎn)色 時間 20 22 這是因為增補藍光可能通過誘導(dǎo)轉(zhuǎn)運 體基因參與番茄果實K 轉(zhuǎn)運的調(diào)控 而K 的吸收 速率與果實轉(zhuǎn)色期的著色顯著相關(guān) 此外 藍光 不僅對醇類物質(zhì)的合成有促進作用 還對氨基酸 和次生代謝物 番茄紅素 酚類 類黃酮 的生物 合成具有促進作用 8 14 23 紅光則會增加可溶性固形物 可溶性糖 可 滴定酸 番茄紅素 Vc含量及糖酸比 降低硝酸 鹽含量 20 23 近年來 遠紅光也被逐漸應(yīng)用于番 茄補光生產(chǎn)中 例如 Kim等 18 發(fā)現(xiàn)紅光 遠紅 光處理下番茄果實的感官屬性 香氣 甜度 酸度 和質(zhì)地 評分均高于紅光單獨處理 可見 紅光和 藍光是影響番茄果實品質(zhì)變化的主要光質(zhì) 且二 者的主要區(qū)別在分子水平上 轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析顯示 藍光和紅光處理的差異表達基因富集在次生代謝 物生物合成 碳固定和甘氨酸 絲氨酸 蘇氨酸 代謝途徑中 8 基因組學(xué)分析表明 相較于藍光 紅光提高了果實中某些含鐵離子物質(zhì)的濃度 而 金屬離子結(jié)合蛋白 金屬耐受蛋白和金屬轉(zhuǎn)運蛋 白編碼基因在藍光和紅光作用下表達水平的改變 是導(dǎo)致番茄果實離子譜變化的原因之一 8 紫光處理增加了采后番茄果實中可溶性固形 物 可溶性糖 可溶性蛋白 番茄紅素和總酚的 含量 從而提高了番茄的品質(zhì) 24 白光和黃光對 番茄品質(zhì)沒有顯著的改善作用 25 26 然而 關(guān)于 綠光對番茄品質(zhì)的調(diào)控作用 目前的研究結(jié)果仍 存在一定的爭議 一方面 綠色光質(zhì)能增加總糖 還原糖含量并增加芳香物質(zhì)的種類 23 27 另一方 面 也有研究認(rèn)為綠光處理會使櫻桃番茄品質(zhì)下 降 20 經(jīng)過比較分析 認(rèn)為這種差異可能是由不 同補光周期 光強及品種所引起的 此外 不同 研究對品質(zhì)的評價方法也存在差異 綜上所述 不同顏色的光質(zhì)對番茄品質(zhì)的調(diào)控作用還受到補 光周期 光強及品種的影響 具體的作用機制仍 有待進一步研究 394 5期 馮 麗 等 光調(diào)控技術(shù)對番茄果實品質(zhì)改善的研究進展 1 2 2 不同光質(zhì)配比 與紅光或藍光單獨處理相 比 紅藍組合光在提升番茄品質(zhì)方面發(fā)揮的作用 更為顯著 1 1的紅藍組合光增加了可溶性固形 物 可溶性糖 可溶性蛋白 Vc 游離氨基酸 番茄紅素 揮發(fā)性物質(zhì) 類黃酮和花青素含量 提高成熟期果實的酸性轉(zhuǎn)化酶 AI 和中性轉(zhuǎn)化酶 NI 活性 28 31 2 25 1的紅藍組合光株間補光可 以使番茄有機酸和Vc含量顯著高于不補光區(qū) 32 而3 1的紅藍組合光處理不僅可顯著提高番茄果 實的可溶性固形物 可溶性糖 可溶性蛋白 Vc 番茄紅素 類黃酮含量以及糖酸比 而且顯著提 高了在轉(zhuǎn)色期和成熟期對番茄風(fēng)味有積極作用的 乙醛 反式 2 乙烯醛 紫羅蘭酮 牻牛兒 丙酮 6 甲基 5 庚烯 2 酮 2 苯乙醇和愈創(chuàng) 木酚的含量 降低了對風(fēng)味有消極作用的水楊酸 甲酯的含量 11 29 33 35 另一項研究顯示1 0 8的 紅藍組合光處理顯著提高了番茄果實中果糖和葡 萄糖的含量 同時促進風(fēng)味相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)合 成基因 SlAADC1a 風(fēng)味調(diào)節(jié)基因 SlGORKY 番茄紅素合成基因 SlPSY1 SlPDS 以及乙烯合成 相關(guān)基因 SlACS2 SlACO2 的表達 36 此外 4 1的紅藍組合光可以使番茄果實的可溶性固形 物 可溶性糖 Vc VE 番茄紅素和多酚含量及 糖酸比均顯著提高 改善了番茄果實品質(zhì) 28 37 藍光比例較高的紅藍組合光處理下番茄果實 中可溶性糖 游離氨基酸和 Vc 含量及糖酸比最 高 而可溶性蛋白含量較低 29 此外 陳田甜 28 發(fā)現(xiàn)藍光比例增大可提高果實的可溶性糖 游離 氨基酸和類黃酮含量 6 1的紅藍組合光處理和 1 5的紅白組合光處理下番茄可溶性糖 Vc和有 機酸含量均比自然光照下呈不同比例的增加 38 同 時 7 3的紅藍組合光對番茄果實可溶性固形物 可溶性蛋白和Vc含量促進作用最大 而8 2的 紅藍的組合光對可溶性糖和總酚含量的促進作用 最大 39 6 3 1的紅藍黃組合光下番茄蛋白質(zhì) 含量最高 14 可見 盡管不同比例紅藍組合光均 能提升番茄果實的品質(zhì) 但它們之間仍存在一定 的差異 這可能與番茄的品種 補光時長以及栽 培季節(jié)自然光的強弱等因素也有一定的關(guān)系 因 此 在選擇光質(zhì)組合配比時 應(yīng)根據(jù)具體的實際 情況進行綜合考量 1 3 不同補光時間和光照強度 補光時間和補光強度對番茄品質(zhì)的影響因番 茄品種 生長階段以及具體的補光條件而異 有 研究顯示 補光6 h 顯著提高了番茄可溶性固形 物 總酸 可溶性糖和可溶性蛋白的含量 而補 光5 h對Vc和番茄紅素的促進作用最大 40 另一 項研究發(fā)現(xiàn)9 h補光處理下番茄果實品質(zhì)最佳 產(chǎn) 量最大 采收期提前時間最長 表明補光有效增 加了番茄果實的口感風(fēng)味 隨著補光時間的延長 其促進作用可能越大 41 然而 7 2的紅藍組合 光補光3 h也能夠顯著提高番茄Vc和可溶性糖含 量及糖酸比 且早晨補光3 h可提高番茄果實的營 養(yǎng)品質(zhì) 而夜間補光3 h能提高番茄果實的風(fēng)味物 質(zhì) 9 42 此外 在7 4 10 3 lux光照強度補光2 h 的處理下番茄可溶性糖 Vc和番茄紅素的含量顯 著高于對照自然光處理 43 用5 1的紅藍組合 光在光照強度分別為100 200 300 mol m 2 s 的 處理下 越冬番茄果實Vc 番茄紅素和有機酸含 量均得到了顯著的改善 且隨著光強增加 糖酸 比逐漸提高 改善效果也越明顯 44 可見 補光 時間對番茄品質(zhì)的調(diào)控不是絕對的 還可能與光 質(zhì)和光照強度緊密相關(guān) 早晨揭簾前進行一定程度的補光可以有效地 增加光照強度 對植物光合作用和果實品質(zhì)起到 一定的調(diào)控作用 例如 揭簾前補光5 h可顯著增 加番茄果實中可溶性固形物 可溶性糖 總糖 可溶性蛋白 Vc和番茄紅素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)及糖酸比 進而提高番茄營養(yǎng)與風(fēng)味品質(zhì) 45 46 揭簾前與蓋 簾后200 mol m 2 s 間歇補光處理也可提高番茄 果實可溶性固形物 總酸 可溶性蛋白 Vc 番 茄紅素和揮發(fā)性物質(zhì)含量及糖酸比 47 此外 補 30 min停8 min間歇式補光能顯著提高果實可溶性 糖 Vc 可溶性蛋白和類黃酮含量 促進番茄果 實的抗氧化水平 進而提升了果實的營養(yǎng)品質(zhì) 48 總之 補光時間和強度對番茄品質(zhì)的影響是多方 面的 需要根據(jù)具體的番茄品種 生長階段以及 環(huán)境條件進行優(yōu)化調(diào)整 光環(huán)境調(diào)控是影響番茄品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素 在燈光補光過程中 光質(zhì) 補光時間和光照強度 之間存在復(fù)雜的交互作用 共同調(diào)控番茄果實的 外觀品質(zhì) 營養(yǎng)品質(zhì)和風(fēng)味品質(zhì) 49 例如 Zushi 395 4卷 光質(zhì)配比 光照強度 mol m 2 s 補光時間 補光效果 紅 藍 1 0 8 200 每天12 h 提高果糖和葡萄糖含量 促進風(fēng)味相關(guān)的揮發(fā)性物質(zhì)合成 基因 風(fēng)味調(diào)節(jié)基因 番茄紅素合成基因和乙烯合成相關(guān) 基因的表達 36 紅 藍 1 1 300 每天06 00 17 00時 提高番茄紅素 可溶性固形物 蔗糖 可溶性蛋白 游離 氨基酸 維生素C 花青素含量 降低可滴定酸含量 29 每天08 00 20 00時 提高可溶性蛋白 游離氨基酸 類黃酮含量 28 每天12 h 增加果糖和葡萄糖含量 提高酸性轉(zhuǎn)化酶和中性轉(zhuǎn)化酶活 性 31 紅 藍 1 3 未明確 每天17 30 19 30時 提高可溶性固形物 維生素C 可溶性糖和可溶性蛋白含 量 降低有機酸含量 33 300 每天06 00 17 00時 提高類黃酮含量 29 紅 藍 2 1 200 10 每天12 h 提高可溶性蛋白 維生素C和番茄紅素含量 30 紅 藍 2 3 300 每天06 00 17 00時 提高可溶性糖含量 29 紅 藍 2 25 1 87 75 每天00 30 11 30時 14 30 16 30時 提高有機酸和維生素C含量 32 紅 藍 3 1 300 每天12 h 提高乙醛 反式 2 乙烯醛 紫羅蘭酮 牻牛兒丙酮 6 甲基 5 庚烯 2 酮 2 苯乙醇等對風(fēng)味有積極作用物 質(zhì)的含量 35 300 每天12 h 提高可溶性糖含量和糖酸比 降低可滴定酸含量 21 22 每天4 h 提高維生素C 可溶性糖和可溶性固形物含量 11 紅 藍 4 1 未明確 每天00 00 07 00時 提高可溶性固形物 可溶性糖 維生素C 維生素E含量 及糖酸比 37 300 每天08 00 20 00時 提高糖 番茄紅素 多酚含量及DPPH自由基清除率 28 紅 藍 4 9 1 15 每天4 h 提高維生素C 可溶性糖 可溶性固形物及可滴定酸含量 11 紅 藍 5 1 300 早晚開棚前3 h 和閉棚后3 h 提高維生素C 番茄紅素和有機酸含量 44 紅 藍 6 1 100 每天5 h 提高維生素C 有機酸和可溶性糖含量 38 紅 藍 7 2 未明確 每天揭簾前5 h 提高總糖 可溶性固形物 可溶性糖 有機酸 可溶性蛋 白 維生素C 番茄紅素含量和糖酸比 45 46 紅 藍 7 3 未明確 23 00時至翌日05 00時 提高可溶性固形物 可溶性蛋白和維生素C含量 39 紅 藍 8 2 未明確 23 00時至翌日05 00時 提高可溶性糖和總酚含量 39 紅 白 1 5 100 每天5 h 提高維生素C 有機酸和可溶性糖含量 38 紅 藍 白 1 2 3 200 每天08 00 22 00時 提高可溶性固形物 總酸 可溶性蛋白 維生素C 番茄 紅素和揮發(fā)性物質(zhì)含量及糖酸比 47 紅 藍 黃 6 3 1 50 每天18 00 21 00時 提高可溶性蛋白含量 11 等 50 的研究結(jié)果表明光對番茄果實中Vc含量的 影響取決于光照強度和光質(zhì) 此外 在光周期 16 h光和8 h暗 條件下 紅藍 1 8 光質(zhì)在促進番 茄光合作用和提高果實品質(zhì)方面表現(xiàn)出優(yōu)異的效 果 這表明該光周期配置對番茄品質(zhì)提升有促進 作用 36 總之 燈光補光對番茄品質(zhì)的調(diào)控效果 依光質(zhì) 光照強度和補光時間交互作用而存在差 異 在實際應(yīng)用中要注意精準(zhǔn)調(diào)控各項補光要素 表1 2 不同類型棚膜對番茄品質(zhì)的影響 2 1 轉(zhuǎn)光膜 轉(zhuǎn)光膜是通過在普通農(nóng)用塑料薄膜中添加轉(zhuǎn) 光劑的方法 研發(fā)的一種可將紫外光或植物利用 較少的黃綠光轉(zhuǎn)換為對光合作用有利的藍紫光和 紅橙光的棚膜 51 已有的研究發(fā)現(xiàn) 轉(zhuǎn)光棚膜不 僅能明顯提高番茄的產(chǎn)量 且適宜光譜比率的轉(zhuǎn) 光棚膜覆蓋能顯著增加番茄果實可溶性糖 可溶 性蛋白 Vc和番茄紅素含量以及糖酸比 52 溫室 表1 不同補光要素對番茄品質(zhì)的調(diào)控作用 396 5期 馮 麗 等 光調(diào)控技術(shù)對番茄果實品質(zhì)改善的研究進展 覆蓋添加綠光轉(zhuǎn)紅光 紫外光轉(zhuǎn)藍光轉(zhuǎn)光劑的棚 膜能夠顯著提高膜下藍光透過比率 使番茄增產(chǎn) 12 3 而覆蓋綠光轉(zhuǎn)紅光 紫外光轉(zhuǎn)藍光 紅光 和遠紅光轉(zhuǎn)光劑的棚膜則能明顯減少紫光透過率 增加紅橙光透過率 提高果實八氫番茄紅素合成 酶和脫氫酶活性 進而促進番茄紅素的積累 10 此外 邵佳麗 53 的研究結(jié)果顯示 覆蓋添加紫 綠光轉(zhuǎn)紅光 紫光轉(zhuǎn)藍 遠紅光的棚膜提高了番 茄果實中蔗糖代謝關(guān)鍵酶及番茄紅素合成關(guān)鍵酶 活性 促進了可溶性糖和番茄紅素的積累 使果 實品質(zhì)得到進一步的改善 同時 添加VTR 660 轉(zhuǎn)光劑后覆蓋寬譜帶紫轉(zhuǎn)紅棚膜處理下番茄果實 Vc和番茄紅素含量比覆蓋傳統(tǒng)內(nèi)添加型EVA消霧 無滴膜分別提高了 11 11 和 33 04 54 然而 與多層共擠和內(nèi)添加型棚膜相比 涂覆型消霧無 滴轉(zhuǎn)光膜能顯著提高番茄果實中可溶性糖 Vc 可溶性蛋白和番茄紅素的含量 降低有機酸含量 使果實糖酸比顯著提高 果實轉(zhuǎn)色提前 34 55 這 主要是因為涂覆型棚膜覆蓋的光照強度大 有利 于碳水化合物的形成 溫度高有利于番茄紅素的 形成 還能顯著提高番茄的產(chǎn)量 55 高亞新等 56 發(fā)現(xiàn)新型稀土轉(zhuǎn)光膜 RPO 能提高溫室內(nèi)遠紅光 藍光和紅橙光比例 降低紫外光 紫光和綠光比 例 RPO處理下番茄的可溶性糖 可溶性蛋白和 Vc含量均顯著增加 可滴定酸含量顯著降低 且 產(chǎn)量較PO膜處理提高了32 90 2 2 其他棚膜 光散射薄膜是一種聚合物材料 能夠?qū)⑵叫?入射的光線轉(zhuǎn)化為各向同性或各向異性的面光源 或線光源 從而有效擴大光照覆蓋面積 孫士景 等 57 的研究結(jié)果也顯示散射光薄膜能使溫室中 番茄果實可溶性固形物及 Vc 含量均顯著增加 產(chǎn)量提高 21 19 此外 一種被稱作紅色環(huán)照 牌光合膜能更有效地調(diào)控氣溫 增加根際溫度 提高紅光透過率 使番茄可溶性固形物含量提高 5 8 58 綜上所述 轉(zhuǎn)光膜是目前試驗和生產(chǎn)中使用 較為廣泛的一種光調(diào)控棚膜 依據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié) 果來看 添加式復(fù)配型和涂覆式轉(zhuǎn)光膜均在調(diào)控 番茄品質(zhì)方面發(fā)揮著積極作用 但涂覆式轉(zhuǎn)光膜 的效果更顯著 此外 新型稀土轉(zhuǎn)光膜 光散射 薄膜和紅色環(huán)照光合膜也有提高泛番茄品質(zhì)的作 用 但目前研究和使用較少 3 補光與其他調(diào)控技術(shù)耦合對番茄品質(zhì)的影響 將補光技術(shù)與其他調(diào)控技術(shù)相結(jié)合 形成耦 合調(diào)控體系 已成為提升番茄品質(zhì)的重要研究方 向之一 補光100 mol m 2 s 附加最適CO 2 濃度 700 900 L L補償能夠增加番茄果實可溶性固形 物 總酸 可溶性蛋白和番茄紅素含量 59 此外 CO 2 加富和LED補光會顯著提高不同時期櫻桃番 茄果實可溶性固形物 Vc 總酸 可溶性糖可溶 性蛋白和番茄紅素以及 6 甲基 5 庚烯 2 酮 紫羅蘭酮和乙醛等番茄特征揮發(fā)性芳香物質(zhì)的 含量 豐富了揮發(fā)性芳香物的種類 使番茄風(fēng)味 更加濃郁 60 61 然而 另一項研究結(jié)果顯示補光 增施CO 2 處理顯著提高了番茄產(chǎn)量 但對可溶性 固形物含量 酸含量和糖酸比影響不顯著 62 這 種差異可能是由于補光技術(shù)和CO 2 濃度不同造成 的 補光和營養(yǎng)液耦合也會對番茄品質(zhì)起到一定 的調(diào)控作用 例如 紅藍 3 1 組合光和霍格蘭 營養(yǎng)液處理能顯著提高番茄可溶性蛋白 Vc和番 茄紅素含量 使番茄果實品質(zhì)有明顯的提升 63 綜上所述 補光與其他調(diào)控技術(shù)耦合對番茄品質(zhì) 的影響是一個多因素 多層面的復(fù)雜過程 深入 研究其作用機制和優(yōu)化配置 對于提高番茄的品 質(zhì)具有重要意義 4 小結(jié)與展望 補光是現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)中提升反季節(jié)番茄品質(zhì) 和生產(chǎn)效益的關(guān)鍵技術(shù)措施之一 現(xiàn)有的光調(diào)控 技術(shù)對番茄果實的色澤 糖酸 Vc 可溶性蛋 白 氨基酸 番茄紅素和揮發(fā)性物質(zhì)等品質(zhì)屬性 均有不同程度的改善 LED燈為目前最主要的補 光燈類型 但其單色光質(zhì)的補光效果沒有紅藍組 合光顯著 且對番茄整體品質(zhì)改善最顯著的光質(zhì) 配比可能是紅藍 3 1 組合光 此外 揭簾前后 補光 復(fù)配型轉(zhuǎn)光膜以及補光與增施CO 2 耦合等 技術(shù)都能對番茄品質(zhì)起到較好的提升作用 然 而 光調(diào)控技術(shù)對番茄品質(zhì)的改善效果并不是絕 對的 這一過程受到多種外在因素的影響 且當(dāng) 前的研究多聚焦于潛在的品質(zhì)調(diào)控指標(biāo)上 甚至 部分研究結(jié)果之間仍存在爭議 因此 在實際應(yīng) 用中 應(yīng)依據(jù)具體的環(huán)境條件和番茄的生長狀 397 4卷 態(tài) 合理選擇補光燈的類型 光質(zhì)及配比 光照 強度和光周期 以確保光調(diào)控技術(shù)的有效性和經(jīng) 濟性 光調(diào)控技術(shù)在改善番茄果實品質(zhì)方面具有顯 著的效果和廣闊的應(yīng)用前景 未來的研究聚焦于 以下幾個方面 一是優(yōu)化光質(zhì)組合 探索不同光 質(zhì)組合的最佳配比和應(yīng)用時機 以實現(xiàn)對番茄果 實品質(zhì)的精準(zhǔn)調(diào)控 二是協(xié)同光周期與光強度 研究光周期與光強度的協(xié)同作用機制 以優(yōu)化生 長環(huán)境 提高產(chǎn)量和品質(zhì) 三是深入解析分子機 制 利用分子生物學(xué)技術(shù) 進一步解析光信號調(diào) 控番茄果實品質(zhì)的分子機制 為精準(zhǔn)育種提供理 論基礎(chǔ) 四是智能化光調(diào)控技術(shù) 開發(fā)基于人工 智能和物聯(lián)網(wǎng)的智能化光調(diào)控系統(tǒng) 實現(xiàn)對光環(huán) 境的實時監(jiān)測和動態(tài)調(diào)控 五是多因素綜合調(diào)控 將光調(diào)控與其他環(huán)境因素 如溫度 濕度 CO 2 濃 度等 相結(jié)合 開展多因素綜合調(diào)控研究 以實現(xiàn) 高效節(jié)能和品質(zhì)提升 參考文獻 1 孫 斌 呂璐平 李靈芝 等 LED紅藍光配比對番 茄生長和光合的影響 J 中國農(nóng)業(yè)氣象 2024 45 5 517 524 2 權(quán)建華 孫銘若 馮麗玲 等 苗期低溫脅迫對番茄 生長及果實畸形發(fā)生的影響 J 寒旱農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022 1 1 78 82 3 閆文濤 米興旺 李 波 等 不同保水劑對戈壁日 光溫室基質(zhì)栽培番茄生長和產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 J 寒 旱農(nóng)業(yè)科學(xué) 2024 3 4 342 348 4 張 莉 馬彥霞 陶興林 等 番茄中功能物質(zhì)的特 性及不同加工方式對其品質(zhì)的影響 J 寒旱農(nóng)業(yè)科 學(xué) 2024 3 10 883 893 5 程國亭 婁茜棋 栗現(xiàn)芳 等 番茄果實風(fēng)味物質(zhì)組 成及其影響因素研究進展 J 中國蔬菜 2022 7 23 33 6 蔡連衛(wèi) 齊長紅 劉 民 等 日光溫室越冬茬高品 質(zhì)番茄栽培環(huán)境調(diào)控技術(shù) J 蔬菜 2023 9 49 51 7 王明欽 桑毅振 胡永軍 等 補光燈類型對設(shè)施番 茄光合特性與產(chǎn)量的影響研究 J 農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備 2023 12 144 146 8 XIAO L SHIBUYA T WATANABE T et al Effect of light quality on metabolomic ionomic and transcriptomic profiles in tomato fruit J International Journal of Molec ular Sciences 2022 23 21 13288 9 王舒亞 呂 劍 郁繼華 等 不同補光時長對日光 溫室番茄生長 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 J 中國蔬菜 2018 10 35 39 10 宋單單 史夢雪 高金匯 等 復(fù)配型轉(zhuǎn)光棚膜光 學(xué)性能及其對日光溫室番茄生長及果實品質(zhì)的影響 J 植物生理學(xué)報 2022 58 11 2218 2226 11 錢舒婷 不同補光燈對設(shè)施草莓 番茄光合生長及產(chǎn) 量品質(zhì)的影響 D 楊凌 西北農(nóng)林科技大學(xué) 2018 12 趙凱旋 蘇 丹 楊絨娥 日光溫室番茄應(yīng)用植物 補光燈效果試驗 J 西北園藝 綜合 2021 7 47 49 13 李海達 吉家曾 鄭桂建 等 不同LED補光光源 對櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 J 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014 41 14 37 40 46 14 ALSINA I ERDBERGA I DUMA M et al Changes in greenhouse grown tomatoes metabolite content depend ing on supplemental light quality J Frontiers in Nutri tion 2022 9 830186 15 FANWOUA J VERCAMBRE G BUCK SORLIN G et al Supplemental LED lighting affects the dynamics of tomato fruit growth and composition J Scientia Horti culturae 2019 256 108571 16 VERHEUL M J MAESSEN H F R PAPONOV M et al Artificial top light is more efficient for tomato production than inter light J Scientia Horticulturae 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紫光光質(zhì)對采后番茄果實品質(zhì)的 影響 J 安徽科技學(xué)院學(xué)報 2017 31 3 20 24 25 楊忠武 劉 翼 金卓君 等 光質(zhì)對番茄營養(yǎng)與 風(fēng)味品質(zhì)的影響 J 中國農(nóng)學(xué)通報 2020 36 34 134 141 26 蒲高斌 劉世琦 杜洪濤 等 光質(zhì)對番茄果實轉(zhuǎn) 色期品質(zhì)變化的影響 J 中國農(nóng)學(xué)通報 2005 4 176 178 187 27 胡 莉 李建設(shè) 高艷明 等 夜間補照綠光對設(shè) 施番茄光合特性及品質(zhì)產(chǎn)量的影響 J 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 學(xué)報 2023 50 3 429 436 28 陳田甜 不同光質(zhì)對番茄果實品質(zhì)形成的影響 D 廣州 華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016 29 林 婧 LED補光對櫻桃番茄生長發(fā)育 產(chǎn)量及品 質(zhì)的影響 D 邯鄲 河北工程大學(xué) 2018 30 楊俊偉 梁婷婷 嚴(yán)露露 等 光質(zhì)對番茄果實品 質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響 J 食品科學(xué) 2019 40 11 55 61 31 孫 娜 光質(zhì)對番茄生長 生理代謝及果實產(chǎn)量品 質(zhì)的影響 D 泰安 山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015 32 吳勁松 姚鳳珍 陸正宇 等 LED株間補光對中 型番茄產(chǎn)量和果實品質(zhì)的影響 J 中國照明電器 2023 2 19 23 33 霍銀亮 曲繼松 張麗娟 等 補光對秋冬茬設(shè)施 番茄生長發(fā)育 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 J 寧夏農(nóng)林科 技 2022 63 7 23 27 34 王麗偉 紅藍光質(zhì)對番茄碳氮代謝和果實品質(zhì)的影響 機制研究與應(yīng)用 D 北京 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2017 35 董 飛 王傳增 孫秀東 等 基于蛋白質(zhì)組學(xué)研 究光質(zhì)對番茄果實揮發(fā)性物質(zhì)的影響機理 J 園藝 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262 55 李 巖 米慶華 史慶華 等 不同工藝轉(zhuǎn)光膜對 日光溫室環(huán)境及番茄生長發(fā)育的影響 J 中國蔬菜 2016 9 34 39 56 高亞新 李恭峰 馬萬成 等 新型稀土轉(zhuǎn)光膜對 日光溫室環(huán)境及番茄生長和果實品質(zhì)的影響 J 中 國瓜菜 2022 35 12 78 84 57 孫士景 周 清 范冰琳 等 散射光薄膜對番茄 生長和果實品質(zhì)的影響 J 中國蔬菜 2016 5 22 26 58 劉保林 張肖凌 王致和 等 光質(zhì)和溫度對日光 溫室番茄生長發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響 J 安徽農(nóng)業(yè) 科學(xué) 2014 42 30 10452 10455 59 于經(jīng)緯 羅博特 岳釘伊 不同CO 2 濃度與LED補 光組合對番茄果實品質(zhì)的影響 J 農(nóng)村經(jīng)濟與科技 2017 28 8 41 42 60 汪曉宇 郭 寧 劉長梅 等 CO 2 加富與LED補 光對櫻桃番茄產(chǎn)量 品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)含量的影響 J 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2022 50 23 146 152 61 岳釘伊 張 靜 趙建濤 等 增施CO 2 與LED補 光對番茄果實品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響 J 食品科 學(xué) 2018 39 1 124 130 62 李慧霞 尚春明 楊 瑞 等 增施CO 2 和補光對 番茄生長和果實品質(zhì)的影響 J 北方園藝 2020 1 1 6 63 蔡 華 不同光質(zhì)和營養(yǎng)液耦合對番茄生長 產(chǎn)量 及品質(zhì)的影響 D 楊凌 西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016 4卷 400