你不知道的玻璃温室番茄转色不均问题，竟然是这个原因！
陈同强等
番茄是一种重要的蔬菜作物，其果实的颜色是影响果实外观品质的关键指标。在现代番茄育种过程中，增加果实大小和硬度是两个主要目标，而转色障碍的发生可能是由于育种计划而间接改变的性状。通常番茄果实转色障碍主要分为转色不均（Blochyripening）、青肩、日灼、金斑、转色失败等异常（图 1）。
图 1 番茄转色障碍
不均匀分布在果实表面，无明显界限分布，果实切开后，绿色果皮部位中维管束呈现青色或棕色。与烟草花叶病毒等病毒引起的转色不均不同的是，病毒所导致的转色异常，其果实呈花脸状，且在叶片会有所表现。
中国在 20 世纪 90 年代开始引进 Venlo 型玻璃温室，2020—2022 年期间，国内大型连栋温室新建设面积累计 1288 hm 2 ，且仍在不断扩大中 ，而转色不均是温室夏季中常见的生理性病害之一，严重影响了企业的经济效益。研究发现，番茄转色不均主要与高温、钾肥不足 、（钾 + 镁）/ 钙与钾钙比的失衡 相关，在果实成熟前 2 ～ 5 天过度蒸腾对果实水分的抽取、授粉不良、盛果期高氮肥、连续弱光照等因素也会加剧转色不均的出现。本文总结了玻璃温室夏季常见转色不均的发病原因，并基于实际的生产环境下展开的相关试验，总结了玻璃温室番茄转色不均的主要预防与应对措施，为实际生产提供参考。
1 果实转色的影响因素
番茄果实由绿色变为粉红色是果实成熟的标志之一，其主要是叶绿素的降解与胡萝卜素的合成的综合代谢过程。在类胡萝素家族中，主要体现果实呈色的是红色的番茄红素、橙色的 β -类胡萝卜素，以及黄色的叶黄素和绿色的叶绿素。对于转色不均的果实，其绿色部位主要是因为番茄红素的合成与叶绿素的降解被抑制，导致果实呈现红色、绿色的斑块。
1.1 植株因素
番茄果实的转色过程与坐果负载、冠层遮阳相关。国外的一项小型研究中，种植者将植株负载下降 50%，1 个月后，相比于对照，降低负载的植株果实其转色不均发生率基本为 0，这与有限的钾元素分配可以满足果实发育需求相关。冠层的遮阳可能会导致果实出现转色不均，这可能与不同部位的果实生长速率和代谢活性不同，导致果实内色素的分布不均，从而表现为转色不均的现象，这一类转色不均后期可以实现完全转色，其机理可能是不同果实温度下，叶绿素的代谢与番茄红素的合成速率存在差异。而在高辐射高温的季节和地区，阳光的直射会导致果实温度明显高于空气温度，而通过果实遮阳可以明显改善转色，即表明果实遮阳有利于改善转色不均。
1.2 环境因素
环境因素如过高或过低的温度、弱光或强光胁迫、湿度胁迫都会影响果实转色，导致转色不均的出现。当果实温度超过30℃，番茄红素合成受限，果实容易出现转色不均与青肩，且强光胁迫会抑制番茄红素的合成。如果番茄果实温度进一步升高，会出现因果实组织高温导致细胞坏死的日灼，其症状为中间呈白色，边缘为橙色，主要是因为番茄红素合成受限，果实积累较多β - 胡萝卜素所致。
温室内较高的湿度环境可能会影响转色不均的形成，国外种植值有发现，在连续阴雨天情况下，虽然土壤 K 含量充足，但果实组织 K 浓度偏低，这可能与高湿度下植株弱蒸腾对钾元素的吸收与果实K元素分配不足相关。此外，美国大田种植者发现，连续的多云天气下是转色不均发生的重要因素，这可能与弱光照相关，番茄红素的合成依赖于葡萄糖经 EMP 途径生成底物异戊烯焦磷酸（IPP），后者是番茄红素合成的底物，研究发现，弱光下会降低番茄红素的积累。
1.3 水肥因素
严重的转色不均和青肩通常与果实钾肥供应不足有关，其与基质含水量过低、营养液中钾离子偏低、钾钙比偏低相关。番茄定植后第 8 周，相对于钙和镁，番茄植株对钾的吸收显著增加，钾元素的充足会促进番茄红素的合成，其与转色不均发生呈负相关，钾钙比的提高与转色不均、金斑发生呈负相关，与脐腐病的发生呈正相关。为控制转色不均的发生，有研究建议易感脐腐病品种的钾钙比控制在 2.0，中抗品种控制在 2.0 ～ 3.0，而高抗品种则建议 4.0 。盛果期配方中氮肥偏多，也会导致转色不均的发生。研究发现，高氮浓度会对果实颜色产生负面影响，导致延迟成熟与成熟不均匀，果实可溶性固体含量降低。
根际 EC 值也是影响转色的因素，研究发现，增加根际 EC 值（2.5～5.2 dS/m）会增加果实颜色指数，并降低转色不均。果实成熟前 2 ～ 5 天植株过度蒸腾对果实水分的抽取会导致转色不均的出现，这与连续阴雨天气后的曝晴导致果实转色不均的机理可能一致，即曝晴后植株蒸腾过度，根系对水的吸收无法满足叶片蒸腾需求，叶片进而会抽取果实中的水用于蒸腾，表现为果皮中维管束周围细胞的坏死，继而呈现维管束灰褐色的转色不均。
2 转色不均预防措施
2.1 合理的环控环境
在果实成熟期间，需要注意避免极端的温度和湿度条件。一般温室最高温度不高于 28℃，果实温度不高于 30℃，可以有效避免因高温导致的转色不均。在较高的日间高均温后配以正常的夜间均温，有助于转色不均的状态可逆。大果番茄采收盛期，室内夜间均温应控制在 15 ～ 17℃，温度的高低与日间辐射积累量正相关。
日间湿度应基于湿度亏损（humidity deficit, HD）或者水蒸气压差（vapour pressure difference,VPD）进行调控，不能单纯依赖于相对湿度（relative humidity, RH），其不同温度下湿度调控范围见表 1 深色区域，湿度的控制主要依赖于通风除湿和喷雾增湿，喷雾增湿一般以日出前后 2 h，温室温度高于 26℃，湿度低于 65% 作为启动条件。在不影响温室温度情况下，降低迎风窗最大开启角度、增加叶片数量以及极端情况下展开幕布（预留5% ～ 10% 开口）保湿，避免高频率空气交换导致湿度极端波动。
在温度可控的季节与地区，通过风机 - 湿帘降温、遮阳、增加叶片数的措施降低果实温度，有利于番茄转色。一般大果番茄冬季 8 ～ 10 片叶（持续打顶叶），并漏出 3 ～ 4 穗果，春季 10 ～ 12 片叶（间歇打顶叶），并漏出 2 ～ 4 穗果，夏季12 ～ 14 片叶，并漏出 2 ～ 3 穗果，对于行头、侧墙等的边界行作物，对比行内应多保留叶片数量，漏出 1 ～ 2 穗果，避免高辐射强度光照对果实的直射。
在日间温度持续失控的季节与地区，在采取上述措施的同时，应通过降低果实采收成熟度，将提前采收的番茄置于日间均温 20 ～ 21℃，夜间均温 15 ～ 17℃的低温环境下，覆盖保鲜膜保湿，可以促进果实后熟转色，并避免果实失水变软，或将采收的果实置于冷库（18℃），但会延迟果实完全转色，以上措施的实施需要较大的冷库或者果实存放区域。对于高温导致的已经出现严重转色不均的果实（果皮肉眼可见青筋、黑筋），后熟处理虽能促进果实转色，但严重的转色不均部位最终转变为橙红色。
表 1 番茄生产中不同温度下建议湿度范围
2.2 优化水肥供应
钾肥的充足有助于减少转色不均的出现，定植初期，钾钙比维持（0.8 ～ 1.0） : 1 的比例，随着每完成一穗坐果，钾钙比提高 0.2，在采收盛期，对于大果抗脐腐病番茄品种，一般钾钙比2.0 ～ 2.6，进液营养液中钾离子浓度 11 ～ 14 mmol/L，钙离子浓度 5.0 ～ 6.0 mmol/L。进入夏季后，为避免高钾钙比导致的脐腐病发生，应降低钾钙比到 1.6 ～ 2.0，回液钾钙比不应低于 1 : 1。氯离子可缓解钾离子与钙离子拮抗，提高果实中钙离子浓度，但过高的氯离子浓度反而会导致金斑的发生，其外观特征为果皮上金色的小斑点（图 1），系草酸钙结晶所致，会降低果实的货架期。因此，进液中氯离 子 浓度应随着钾钙比的升高而升高。
采收盛果期，一般大果番茄其进液总氮浓度不应超过18 mmol/L，合理范围是 15 ～ 17 mmol/L，实际生产中，在进液EC 值为 3.0 dS/m 时，将进液总氮降低到 13 mmol/L，发现叶片有明显的变小趋势，考虑到高温高辐射低湿度环境下，维持合适氮肥浓度与叶片大小，促进作物蒸腾，避免低湿度胁迫。考虑到钾肥、钙肥均有含硝酸根的肥料供应，为控制总氮浓度在合理范围内，可用氯化钙或者氯化钾肥取代硝酸钙和硝酸钾肥，对于番茄作物，一般进液营养液中氯离子最高可以控制在 5 ～ 6 mmol/L。提高根际EC 值，可能与提高根系周围钾离子浓度和根系对钾肥的吸收相关，通常大果番茄冬季回液 EC 控制范围是 5 ～ 7 dS/m，春季EC 值为 4 ～ 6 dS/m，夏季为 EC 值 3 ～ 5 dS/m，这主要要不同季节作物蒸腾量、湿度与光照辐射、根系对水肥吸收比例相关。
3 果实转色改进建议
3.1 激素处理建议
采后成熟主要是应对未来出现的高温胁迫，降低成熟度提前采收并加以后熟，番茄为呼吸跃变性，即乙烯有助于果实的成熟和转色，在采后低温处理后熟时，可以提高环境中乙烯气体浓度加快转色。为促进冬季果实番茄转色，在荷兰、英国、比利时等国家种植者，已经开始乙烯发生器引入温室（图 2），其释放浓度最大 2 μmol/mol，目前在国内尚未有应用案例。除乙烯外，外源脱落酸（ABA）100 mg/L 处理绿熟期番茄果实，能促进果实番茄红素的合成，并加快成熟，研究还发现，外源 ABA 处理同时能促进乙烯的合成，参与果实成熟调控。此外，ABA 也是胁迫激素，即作物收到胁迫后，ABA 合成增加，以提高作物对胁迫的抗性。
图 2 Restrain 乙烯发生器
3.2 作物管理
作物方面影响果实转色不均的主要用植株坐果负载、叶面积指数（Leaf area index, LAI）以及采后成熟。降低植株坐果负载是一种以牺牲产量为代价的调节转色不均的措施，因此未展开试验。对于 LAI 及功能叶数量的管理，一般冬季维持 LAI 为2.0 ～ 2.5、春季 2.5 ～ 3.0、夏季 3.0 ～ 4.0，LAI 的高低与当地室外辐射相关。考虑到转色不均与果实钾含量不足相关，在转色不均发生前后，对果实中钾钙含量做动态检测，但应注意叶片中钾钙含量不能用于判断果实中钾钙含量，基于数据分析，大果番茄正常果实中钾含量不应低于 45 g/kg，考虑因品种而异，应提前对果实元素做含量检测，以统一各元素含量标准范围。
