不同補光時間對溫室番茄生長發(fā)育的影響

祁娟霞+韋峰+董艷+張亞紅

摘要：以LED植物生長燈為補光材料，在日光溫室中對試驗材料番茄進行整個生育期的補光處理。結(jié)果顯示，不同補光時間處理對番茄生長指標、開花坐果、果實品質(zhì)以及產(chǎn)量都有不同的影響，具體表現(xiàn)為：（1）補光9 h對株高影響最大，比CK高16.1%；補光8h對莖粗的促進作用最大，比CK高15.2%；補光10 h對葉綠素含量影響最大，且對果實生長促進作用最明顯，與CK相比，葉綠素含量、果實橫縱徑分別增加了6.0%、29.2%、14.0%；（2）補光8 h對促進提前開花效果最明顯，使其提前2 d開花，補光8、9 h均使番茄提前5 d坐果，補光8、10 h使果始收期提前15 d，補光9、10 h均使坐果率提高了0.5百分點；（3）補光10 h對果實品質(zhì)影響最大，分別使維生素C含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量增加20.5%、31.9%、56.5%，使有機酸含量降低了32.4%；（4）補光10 h處理下單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量最大，單果質(zhì)量增加25.7%，單株產(chǎn)量增加了37.66%。綜合評價表明，補光7 h條件下生長最好，補光10 h條件下品質(zhì)最佳、產(chǎn)量最大。

關(guān)鍵詞：植物生長燈；補光時間；番茄；品質(zhì)；產(chǎn)量；日光溫室

中圖分類號： S641.204文獻標志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0245-03

植物生長過程中最重要的環(huán)境因子為光照，它不僅對植物的光周期反應(yīng)、形態(tài)建成、生理代謝、果實品質(zhì)有重要的調(diào)節(jié)作用，還與激素信號、糖信號一同調(diào)節(jié)植物的一些代謝過程[1-2]。荷蘭學者研究發(fā)現(xiàn)，1%的光照可帶來1%的增產(chǎn)，由此可以看出光照在植物生產(chǎn)中的重要性。我國北方地區(qū)冬春季節(jié)主要生產(chǎn)設(shè)施類型為日光溫室，在日光溫室內(nèi)影響光照的因素很多，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，所以與露地光照相比，其光照度僅為露地的30%～70%[3-7]。光照度、光照時間不足，容易造成苗徒長、果花脫落嚴重、果實發(fā)育緩慢、病蟲害情況增加等，從而導致作物減產(chǎn)[8-10]。

番茄（Lycopersicone sculentum Mill）別稱西紅柿，源于南美洲熱帶地區(qū)，是全球廣泛栽植的茄果類蔬菜[11]。番茄生長過程中除了受自身品種、遺傳特性影響外，還與外界環(huán)境條件密切相關(guān)[12]。番茄為喜光植物，由于西北地區(qū)春秋時節(jié)多為陰雨天氣，所以一般都使植物的光照時間縮短，即便是露地種植，也會因為光照的原因影響到產(chǎn)量。有學者研究發(fā)現(xiàn)，光照度與植物葉片數(shù)的多少有密切關(guān)系，弱光下植株同化作用會下降，葉的生長速度減慢。若光照度在植物的光補償點以下，就會停至生長。光周期對植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)有很大影響，植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)又能直接或間接影響植物根系對營養(yǎng)元素的吸收與利用[13]。在適宜的光周期內(nèi)，延長光照有利于洋蔥中過氧化物酶（POD）活性、蛋白質(zhì)含量的提高[14]。李進等通過組培試驗發(fā)現(xiàn)，合理延長光周期可以促進甜椒生根[15]。

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展步伐的加快，溫室人工補光技術(shù)日趨成熟，這是改善溫室光照環(huán)境的重要措施之一。雖然關(guān)于溫室補光技術(shù)的研究越來越多，研究范圍也在不斷擴大，但是多以苗期不同光質(zhì)補光對作物影響的研究較多。關(guān)于補光時間對作物影響的研究較少，尤其是關(guān)于補光時間對作物整個生育期影響的研究更少。本試驗以番茄為材料，通過植物生長燈設(shè)置不同梯度的補光時間，研究不同光周期對番茄整個生育期的影響，以期為日光溫室番茄生產(chǎn)中補光技術(shù)的研究提供理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗設(shè)備

植物生長燈，由上海合鳴照明電器有限公司生產(chǎn)，為一種外形呈傘形的LED特種植物生長燈，電壓220 V，功率40 W，具有壽命長、耐潮濕、光效好、價格低廉的特點，適于廣大農(nóng)戶。

時間控制器使用的電壓范圍為160～265 V（交流電），負載最大電流為15 A。將需要補光的光照時間輸入計算機，通過可編程邏輯控制器（PLC）控制植物生長燈的通斷來控制補光時間，補光時間由PLC內(nèi)部的計時器控制，達到設(shè)定的補光時間時，PLC控制斷開植物生長燈，停止補光。

1.2試驗材料

試驗番茄品種為佳源大粉，于2013年11月20日以行距70 cm、株距33 cm的密度定植于賀蘭新平園區(qū)293號日光溫室，采用膜下滴管栽培。

1.3試驗設(shè)計

試驗采用單因素完全隨機設(shè)計，分別設(shè)日補光時間為7、8、9、10 h，共4個處理，以不進行補光為對照（CK），每個處理4次重復，[JP3]各處理光源互不干擾，按日常栽培方法管理。每個處理隨機選擇10株植株掛上標簽，作為測量對象。定植緩苗后開始測量相關(guān)指標，以后10 d測定1次指標，花期、坐果期2 d觀察并記錄1次開花數(shù)、坐果數(shù)。各處理補光時間安排見表1。

2結(jié)果與分析

2.1不同補光時間處理對番茄開花坐果的影響

從表2可以看出：（1）各處理對開花期的影響表現(xiàn)為補光處理7、9 h可促使番茄提前1 d開花，補光處理8 h可促使番茄提前2 d開花，補光處理10 h對番茄提前開花沒有促進作用；（2）各處理對坐果期的影響表現(xiàn)為補光處理7 h使番茄提前2 d坐果，補光處理8、9 h可使番茄提前5 d坐果，補光處理10 h可使番茄坐果期提前4 d；（3）各處理對果實采收期的影響表現(xiàn)為補光處理7 h可使番茄始收期提前13 d，補光處理8、10 h可使始收期提前15 d，補光處理9 h可使始收期提前14 d；（4）各處理對單株花數(shù)、單株果數(shù)的影響不大，各處理間在5%水平上無顯著差異；（5）各處理對坐果率的影響表現(xiàn)為各補光處理均提高了坐果率，補光處理7 h使坐果率提高了0.1百分點，補光處理8 h使坐果率提高了0.4百分點，補光處理9、10 h均使坐果率提高了0.5百分點。

3討論與結(jié)論

在番茄生長發(fā)育過程中，光環(huán)境是影響番茄光合作用、果實品質(zhì)的關(guān)鍵因子。李進等認為，植物接收的光照時間越長，進行光合作用的時間相對越長，光合產(chǎn)物的積累量越多，越有利于植物的生長，同時也有利于根系生長[15]?；ㄥ妊芯坎煌庹諘r間對番茄幼苗生長的影響，結(jié)果表明：隨著光照時間的延長，番茄開花時間縮短，株高、比葉面積均下降，但是葉片生長速度、根和葉片的干物質(zhì)積累量均上升，而對番茄展幅、葉面積的影響較小[18]。侯興亮等研究弱光對番茄生長的影響，結(jié)果表明：光照不足必然會影響植株的光合作用，導致凈光合速率下降[19]。姚悅梅等研究播種期、光照時間互作對波斯菊生長發(fā)育的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者對其均有較大影響，且互作效應(yīng)明顯，光照時間以10 h/d處理效果較好[20]。王惠珍等以海濱雀稗為材料研究光照時間對可溶性糖含量的影響，結(jié)果表明：光照時間縮短可引起海濱雀稗光合產(chǎn)物中可溶性糖含量的降低[21]。本試驗結(jié)果顯示，在補光處理下，番茄株高、莖粗與對照相比都有所提高，這與張紅艷的研究結(jié)果[22]相同，即補光栽培可以促進番茄植株生長，使植株健壯生長。趙玉萍等研究不同溫度與光照對番茄果實品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示：在同一溫度條件下，可溶性糖含量、糖酸比隨著光照度的增加而升高，有機酸含量隨著光照度的增加而降低。本試驗結(jié)果表明，在不同補光時間下，番茄果實可溶性糖含量、可溶性固形物含量、維生素C含量都高于對照[23]，這與王洪安的研究結(jié)論[9]相一致。本試驗結(jié)果還顯示，8 h補光處理對番茄始花期、始果期影響最大；隨著補光時間的延長，番茄單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量都隨之增加。使用隸屬函數(shù)綜合評價得出：7 h補光處理下番茄生長最優(yōu)，品質(zhì)產(chǎn)量其次；10 h補光處理下品質(zhì)最佳、產(chǎn)量最大。因此，根據(jù)本試驗結(jié)果，建議日光溫室冬季番茄栽培在開花前補光7 h、開花坐果期補光8 h、果實生長后期補光10 h為佳。

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