寡照對(duì)大棚草莓的影響

程芳芳（鄭州市氣象局，鄭州450048）

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寡照對(duì)大棚草莓的影響

程芳芳
（鄭州市氣象局，鄭州450048）

以‘紅顏’草莓品種為試驗(yàn)材料，結(jié)合自然天氣條件和人工控制光照進(jìn)行試驗(yàn)，設(shè)計(jì)不同級(jí)別寡照天數(shù)處理，研究寡照脅迫對(duì)草莓光合特性、葉綠素含量、坐果數(shù)、糖分以及外部形態(tài)等的影響。結(jié)果表明：隨著寡照天數(shù)的增加，植株葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率與對(duì)照相比明顯降低，胞間CO2濃度升高；葉綠素含量隨寡照脅迫時(shí)間的延長，呈現(xiàn)出先略有上升后大幅下降的變化特征；寡照7天以上對(duì)草莓正常生長、坐果數(shù)、果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生顯著不良影響。綜合分析試驗(yàn)研究結(jié)果，確定大棚草莓寡照災(zāi)害指標(biāo)：將寡照1～6天劃分為輕度災(zāi)害（Ⅰ級(jí)），寡照7～10天劃分為中度災(zāi)害（Ⅱ級(jí)），寡照10天以上劃分為重度災(zāi)害（Ⅲ級(jí)）。該研究結(jié)果可為指導(dǎo)農(nóng)戶進(jìn)行大棚草莓寡照災(zāi)害防御提供科學(xué)依據(jù)。

寡照；草莓；大棚；生理特性；產(chǎn)量；品質(zhì)

0　引言

草莓屬薔薇科多年生草本植物，以其果實(shí)色彩艷麗、柔軟多汁、營養(yǎng)豐富而著稱，尤其含有大量的維生素，素有“水果皇后”的美稱，因其具有很好的食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，深受廣大消費(fèi)者和種植戶喜愛，一直受國內(nèi)外許多學(xué)者的關(guān)注［1-6］。近幾年來，鄭州市鼓勵(lì)發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)，大棚草莓種植面積連年增加，根據(jù)鄭州市統(tǒng)計(jì)部門數(shù)據(jù)：2014年鄭州市大棚草莓種植面積408 hm2，較2011年增加約1倍。一方面滿足了市場需求，另一方面增加了種植戶經(jīng)濟(jì)效益。在鄭州地區(qū)冬季大棚草莓生產(chǎn)中，寡照是影響其正常生長的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，尤其是近幾年鄭州霧霾嚴(yán)重，寡照災(zāi)害影響更為突出。草莓為喜光植物，在光照不足的情況下，植株生長發(fā)育受阻，果實(shí)色淡、含糖低，嚴(yán)重影響草莓產(chǎn)量和品質(zhì)［7］，嚴(yán)重寡照災(zāi)害天氣會(huì)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，因此，研究寡照對(duì)大棚草莓的影響，可為預(yù)防寡照災(zāi)害的發(fā)生和精細(xì)化氣象服務(wù)提供科學(xué)依據(jù)。

寡照對(duì)果蔬生產(chǎn)的影響已引起國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，并取得了較多的研究成果：陳青君等［8］在人工氣候條件下，將光、溫因子分開和組合設(shè)定，對(duì)不同黃瓜品種苗期的光合性狀進(jìn)行了測定，研究結(jié)果認(rèn)為，不同黃瓜品種對(duì)單一低溫和單一弱光的反應(yīng)存在差異，同一品種對(duì)低溫和弱光的耐受性是不完全協(xié)同的；任華中等［9］研究了番茄初花期低溫弱光逆境對(duì)葉片膜保護(hù)酶（SOD）活性等的影響；黃偉等［10］利用人工生長箱研究了低溫弱光對(duì)不同番茄品種的影響，認(rèn)為低溫弱光處理對(duì)葉片葉綠素含量影響不明顯，但凈光合速率及碳同化活性顯著下降，影響程度取決于品種和低溫弱光強(qiáng)度；朱延姝等［11］利用模擬弱光環(huán)境研究了弱光對(duì)番茄生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響，認(rèn)為弱光使植株株高/莖粗增加，使葉片數(shù)、坐果率、單株產(chǎn)量等性狀降低；張紅梅等［12］研究了低溫弱光對(duì)黃瓜植株生長、光合特性的影響，結(jié)果表明：偏低溫弱光造成黃瓜下胚軸、真葉數(shù)等的生長量減少，葉片的葉綠素含量、凈光合速率和葉綠素光化學(xué)效率降低；姜振升等［13］研究了低溫弱光對(duì)黃瓜幼苗活化酶的影響，認(rèn)為低溫弱光下RCA和Rubisco活性及其基因表達(dá)量下降是黃瓜幼苗光合速率降低的重要原因；朱靜等［14］研究了設(shè)施芹菜光合特性對(duì)寡照脅迫的響應(yīng)，得出寡照12天是芹菜受災(zāi)的臨界指標(biāo)；于紅等［15］研究了低溫寡照對(duì)日光溫室番茄幼苗生長的影響，認(rèn)為低溫寡照持續(xù)5天嚴(yán)重影響溫室蔬菜生產(chǎn)。關(guān)于寡照對(duì)草莓生產(chǎn)的影響研究較少：遲偉［16］從遺傳種質(zhì)的角度出發(fā)，研究了草莓在遮蔭和光氧化逆境條件下草莓的光合特性變化；劉衛(wèi)琴等［17］以盆栽‘豐香'草莓為材料，研究了遮陰處理對(duì)草莓光合作用及葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊懀J(rèn)為‘豐香'草莓對(duì)弱光環(huán)境有一定的適應(yīng)能力，遮陰處理可以減輕強(qiáng)光下的草莓葉片光抑制程度，提高植株對(duì)光能的利用能力；曾祥國等［18-19］主要是設(shè)計(jì)了2種不同遮陰程度研究遮陰對(duì)草莓光合特性的影響；鐘霈霖等［20］通過實(shí)驗(yàn)室的人工環(huán)境，在溫、濕度不變的條件下，研究了光照強(qiáng)度對(duì)草莓品質(zhì)的影響，研究結(jié)果認(rèn)為光照強(qiáng)度的改變可顯著影響草莓品質(zhì)。以上研究多為在人工氣候條件下、或者是從光合特性等某一方面進(jìn)行的研究，而在實(shí)際生產(chǎn)條件下，通過設(shè)計(jì)不同寡照天數(shù)處理，系統(tǒng)分析寡照對(duì)大棚草莓生理特性以及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，進(jìn)而確定寡照災(zāi)害指標(biāo)的研究還少見報(bào)道。

因此，本研究選擇在草莓大棚常規(guī)生產(chǎn)管理?xiàng)l件下，結(jié)合自然天氣條件和人工控制寡照試驗(yàn)，設(shè)計(jì)不同寡照天數(shù)處理，直至對(duì)草莓產(chǎn)生不可恢復(fù)的重度災(zāi)害影響，研究寡照對(duì)大棚草莓生理特性以及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，確定大棚草莓寡照災(zāi)害指標(biāo)，研究結(jié)果可為指導(dǎo)農(nóng)戶進(jìn)行大棚草莓寡照災(zāi)害防御提供科學(xué)依據(jù)，具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)于2015年1—2月草莓開花結(jié)果期在鄭州市惠濟(jì)區(qū)黃河農(nóng)牧場農(nóng)戶李紅鑫草莓生產(chǎn)大棚內(nèi)進(jìn)行。

1.2試驗(yàn)材料

供試材料為惠濟(jì)區(qū)黃河農(nóng)牧場農(nóng)戶李紅鑫大棚內(nèi)種植的草莓。草莓品種‘紅顏'，屬日本系列草莓，該品種生長勢強(qiáng)、植株較高，果實(shí)個(gè)頭較大、糖度較高、口感好、但產(chǎn)量稍低，為當(dāng)前市場上廣受消費(fèi)者歡迎的主流品種。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì) 用黑色遮陽網(wǎng)覆蓋，透光率為20%，使遮陽網(wǎng)下光照強(qiáng)度模擬同期陰天條件下的光照強(qiáng)度，加光處理行每隔70 cm設(shè)置1個(gè)功率為80 W的白熾燈，設(shè)計(jì)寡照天數(shù)為3天、5天、7天、10天、13天、16天、加光處理及自然條件下生長共8個(gè)處理，每個(gè)處理10株重復(fù)。

1.3.2項(xiàng)目測定 上午9:00—11:00，采用便攜式光合-熒光測定系統(tǒng)（LI-6400XT，USA）測定各處理葉片光合參數(shù)：凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）、胞間CO2濃度（Ci）等，設(shè)定光強(qiáng)為500 μmol/（m2·s），每個(gè)處理測5株重復(fù)；采用便攜式葉綠素含量測定儀（SPAD-502Plus）測定葉綠素含量，每個(gè)處理測10株重復(fù)；以從心葉向外的第4葉為測定研究對(duì)象；試驗(yàn)結(jié)束觀測各處理坐果數(shù)；采摘成熟果實(shí)，用MC手持遮光糖度計(jì)對(duì)各處理果實(shí)進(jìn)行糖分測定，每處理測3個(gè)重復(fù)。

1.3.3統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖，運(yùn)用LSD多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析。

2　結(jié)果與分析

2.1寡照對(duì)大棚草莓生理特性的影響

2.1.1寡照對(duì)大棚草莓植株葉片光合特性的影響 不同寡照天數(shù)處理、自然天氣條件及加光處理對(duì)凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率及胞間CO2濃度的影響，見圖1。由圖1a～c可以看出，寡照處理植株葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率明顯低于加光處理及自然天氣條件植株葉片的各參數(shù)值，且隨著寡照天數(shù)的增加，以上各參數(shù)值的下降幅度變大，說明氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率與凈光合速率關(guān)系密切，且呈正相關(guān)關(guān)系，寡照脅迫下，蒸騰速率下降，氣孔導(dǎo)度降低，凈光合速率下降，植株積累的光合產(chǎn)物就少，直接影響其營養(yǎng)生長和產(chǎn)量。從圖1d可以看出，除寡照第7天外，其余時(shí)間段寡照處理胞間CO2濃度均高于加光處理及自然天氣條件下胞間CO2濃度，推測其原因，可能是由于寡照脅迫條件下，葉肉細(xì)胞對(duì)CO2的吸收利用能力變?nèi)酢?/p>

從圖1還可以看出，處理第3天、13天、16天時(shí)加光處理與自然天氣條件下的處理相比影響效果不明顯，而第5天、7天、10天時(shí)影響效果較為明顯，分析其原因，可能是因?yàn)閺牡?天開始到第10天，這段時(shí)間多為陰、雨、雪寡照天氣，期間的加光效果會(huì)突顯。

2.1.2寡照對(duì)大棚草莓葉綠素含量的影響 葉綠素是植物光合作用中吸收光的主要色素，在光合作用過程中參與把捕獲的光能轉(zhuǎn)換為生物能［21］，因此葉綠素含量與光合速率關(guān)系密切，脅迫作用下葉綠素含量的變化可反映出植物光合強(qiáng)度的強(qiáng)弱，常被用作植物對(duì)脅迫反應(yīng)的指標(biāo)。

從圖2可以看出：寡照3天、5天，葉片葉綠素含量略有增加，與自然天氣條件植株葉片相比，從50.0 mg/g分別上升到51.9 mg/g和53.0 mg/g；寡照7天時(shí)，葉綠素含量開始下降，從53.0 mg/g下降至52.6 mg/g；寡照10天后，葉綠素含量呈急劇下降趨勢，寡照10、13、16天，葉綠素含量分別下降至45.1、44.5、44.0 mg/g。

本試驗(yàn)研究結(jié)果中，葉綠素含量隨寡照脅迫時(shí)間的延長呈現(xiàn)出先略有上升后大幅下降的變化特征。分析其原因，可能是由于光照強(qiáng)度減弱后，對(duì)葉綠素的合成有促進(jìn)作用，葉綠素含量增加，有利于其提高吸收利用弱光及散射光的能力，從而彌補(bǔ)外界光照的不足，這是植物對(duì)弱光的適應(yīng)反應(yīng)［22-24］，但是經(jīng)過長時(shí)間的遮光后，光合產(chǎn)物減少，呼吸消耗又居高不下，逆境傷害程度加深，造成細(xì)胞受損，正常的生理生化代謝途徑受阻，其葉綠素含量就會(huì)明顯下降。

2.2寡照對(duì)大棚草莓產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

2.2.1寡照對(duì)大棚草莓坐果數(shù)的影響 由表1可以看出，加光處理對(duì)草莓坐果數(shù)影響效果不明顯。寡照處理后，各處理坐果數(shù)均明顯小于自然生長，寡照3、5、7、10、13、16天處理后坐果數(shù)分別為17.0、16.6、16.5、13.8、7.2、3.1個(gè)，與自然生長相比減少幅度分別達(dá)到7.1%、9.3%、9.8%、24.6%、60.7%和83.1%。用LSD法進(jìn)行多重比較發(fā)現(xiàn)，寡照10、13、16天處理較自然生長坐果數(shù)差異達(dá)到顯著水平，三者之間的差異也達(dá)到顯著水平；而寡照3、5、7天及加光處理與自然生長之間的差異不顯著，這表明寡照7天以上對(duì)大棚草莓坐果數(shù)產(chǎn)生顯著影響。

2.2.2寡照對(duì)大棚草莓果實(shí)糖分的影響 由表2可以看出，加光處理對(duì)草莓果實(shí)糖分有一定的影響，但效果不顯著。寡照處理后，除寡照3天對(duì)草莓果實(shí)糖分無影響外，其余寡照處理可溶性糖含量均低于自然生長，寡照5、7、10、13天處理的果實(shí)可溶性糖平均含量分別為12.1%、11.4%、9.4%和7.5%，與自然生長相比減少幅度分別為3.2%、8.8%、24.8%和40.0%，寡照16天無成熟果實(shí)。用LSD法進(jìn)行多重比較發(fā)現(xiàn)，寡照7、10、13天處理較自然生長糖分差異達(dá)到顯著水平，三者之間的差異也達(dá)到顯著水平；而寡照3、5天及加光處理與自然生長之間的差異不顯著，這表明寡照7天以上對(duì)大棚草莓果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響。

圖2　寡照對(duì)葉綠素含量的影響

表1　不同處理對(duì)草莓坐果數(shù)的影響

表2　不同寡照天數(shù)處理對(duì)草莓糖分的影響

2.3寡照對(duì)大棚草莓生長外部形態(tài)的影響

根據(jù)草莓外部形態(tài)生長情況觀測調(diào)查結(jié)果：寡照1～6天，對(duì)草莓生長稍有影響，但影響不是很大，恢復(fù)正常光照后植株可恢復(fù)正常生長；寡照7～10天，對(duì)草莓生長有影響，但影響稍輕，表現(xiàn)為葉片發(fā)黃、果實(shí)成熟較少；寡照11～13天，葉片發(fā)黃比較嚴(yán)重，開花、結(jié)果少，莖、葉、果實(shí)均有霉?fàn)€現(xiàn)象；寡照14～16天，草莓莖葉干、黃、枯嚴(yán)重，甚至發(fā)生霉?fàn)€，無花，無果，給草莓造成了不可恢復(fù)的傷害。

2.4大棚草莓寡照氣象災(zāi)害等級(jí)指標(biāo)的劃分

根據(jù)本試驗(yàn)研究結(jié)果，綜合分析寡照對(duì)光合參數(shù)、葉綠素含量、坐果數(shù)、果實(shí)糖分以及外部形態(tài)等的影響，可以把大棚草莓寡照災(zāi)害指標(biāo)初步劃分為：寡照1～6天為輕度災(zāi)害（Ⅰ級(jí)），寡照7～10天為中度災(zāi)害（Ⅱ級(jí)），寡照10天以上為重度災(zāi)害（Ⅲ級(jí)）。

3　結(jié)論

（1）隨著寡照天數(shù)的增加，植株葉片的光合參數(shù)凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率與對(duì)照相比明顯降低，胞間CO2濃度升高；葉綠素含量隨寡照脅迫時(shí)間的延長呈現(xiàn)出先略有上升后大幅下降的變化特征；寡照處理后，大棚草莓植株坐果數(shù)減少，寡照7天以上對(duì)坐果數(shù)產(chǎn)生顯著影響；寡照處理后，草莓果實(shí)可溶性糖含量下降，寡照7天以上對(duì)大棚草莓果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響。

（2）持續(xù)的寡照脅迫條件下，植株的光合參數(shù)、葉綠素含量、坐果數(shù)及糖分等各項(xiàng)指標(biāo)均受到較大影響，根據(jù)本試驗(yàn)研究結(jié)果，當(dāng)天氣預(yù)報(bào)有7天以上的寡照天氣時(shí)，需及時(shí)采取加光措施，以抵消寡照天氣的不良影響、避免或降低由寡照災(zāi)害造成的損失。

4　討論

（1）光照是影響大棚草莓產(chǎn)量及品質(zhì)的重要因子，大棚果蔬對(duì)寡照脅迫響應(yīng)的共同生理特征是葉片凈光合速率的變化。于紅等［15，25-27］認(rèn)為，隨著光照強(qiáng)度的減弱，凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率降低，蔬菜生長受到抑制，本試驗(yàn)也驗(yàn)證了這些研究結(jié)果。在寡照處理?xiàng)l件下，本試驗(yàn)中，胞間CO2濃度增加，與華勁松等［22，25，27］的研究結(jié)果一致，但朱靜等［14，28］認(rèn)為，在寡照處理?xiàng)l件下胞間CO2濃度是減少的，于紅等［15］認(rèn)為低溫寡照處理下胞間CO2濃度與對(duì)照比較變化不明顯。

（2）有關(guān)遮光對(duì)葉綠素含量的影響，前人研究結(jié)果也存在差異，這些差異可能是由于研究對(duì)象的不同以及試驗(yàn)處理方法的不同所導(dǎo)致。本試驗(yàn)中葉綠素含量隨寡照脅迫時(shí)間的延長呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，這與華勁松等［22］、孫治強(qiáng)等［29］的研究結(jié)果部分一致。

（3）由于本研究是在大田生產(chǎn)條件下進(jìn)行的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)僅考慮了寡照對(duì)大棚草莓的影響，然而由于遮光的影響，溫度、濕度等要素相應(yīng)的也會(huì)受到影響，因此研究結(jié)果在精度上不如在人工氣候箱里研究的數(shù)據(jù)更接近于實(shí)際理論數(shù)據(jù)，但本研究的優(yōu)勢在于更能代表實(shí)際生產(chǎn)條件，研究結(jié)果可以直接在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行推廣應(yīng)用，指導(dǎo)生產(chǎn)的應(yīng)用價(jià)值更高。

（4）本研究的試驗(yàn)數(shù)據(jù)僅為1個(gè)冬季的試驗(yàn)觀測結(jié)果，數(shù)據(jù)量較小。2015—2016年冬季將對(duì)試驗(yàn)方案進(jìn)一步完善，繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)，研究寡照對(duì)大棚草莓生長的影響，對(duì)前期研究結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)證和補(bǔ)充。

（5）本試驗(yàn)中所采用的加光處理有一定的效果，但效果不夠顯著，在下一步的試驗(yàn)中將采取植物專用生長燈、增加太陽光反光幕等多種方法來改進(jìn)加光措施，以取得更為理想的效果，同時(shí)考慮成本，便于在生產(chǎn)實(shí)際中推廣應(yīng)用。

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致謝：陳懷亮、劉榮花、王運(yùn)行、余衛(wèi)東、楊光仙、李紅衛(wèi)、張志紅、胡程達(dá)等多位專家老師在試驗(yàn)研究、論文撰寫中提供了幫助指導(dǎo)，在此一并致謝。

Scant Light on Strawberry in Greenhouse

Cheng Fangfang
（Meteorological Bureau of Zhengzhou，Zhengzhou 450048，Henan，China）

Strawberry cultivar‘hongyan'was chosen to undergo a scant light experiment of artificial control light combining with natural weather conditions，and the photosynthesis parameters，chlorophyll content，fruit number，fruit sugar content and external form of strawberry were measured under different sunlight shortage treatments.The results showed that:the net photosynthetic rate，stomatal conductance and the transpiration rate of strawberry leaves were significantly lower than that under the natural sunlight，but the intercellular CO2concentration changed oppositely.The behavior of chlorophyll content slightly increased initially then sharply decreased as the scant light time went on.The strawberry growth，fruit number and fruit quality would be significantly affected if the scant light continued for more than 7 days.The scant light disaster indicators of strawberry in greenhouse were identified on the basis of comprehensively analyzing the experimental results: the duration of 1-6 days'scant light could be regarded as mild disaster（gradeⅠ），the duration of 7-10 days' scant light could be regarded as moderate hazard（gradeⅡ），and 10 days or more as severe disaster（gradeⅢ）. The results can provide scientific basis for guiding the farmers to prevent the scant light disaster on strawberry production in greenhouse.

Scant Light；Strawberry；Greenhouse；Physiological Characteristic；Yield；Quality

S627

A論文編號(hào)：cjas16020009

公益性行業(yè)（氣象）科研專項(xiàng)“設(shè)施農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警及防御關(guān)鍵技術(shù)”（GYHY201006028）；河南省氣象局2015年度科研計(jì)劃項(xiàng)目“寡照對(duì)大棚草莓的影響”（Z201518）。

程芳芳，女，1982年出生，河南開封人，工程師，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)氣象研究。通信地址：450048河南省鄭州市中州大道與南三環(huán)交叉口西北角鄭州市氣象局，Tel：0371-66822978，E-mail：chengmang2004@163.com，58494270@qq.com。

2016-02-24，

2016-04-05。