冬季設(shè)施補(bǔ)光對(duì)蘇州地區(qū)巖棉培番茄生長(zhǎng)的影響

黃志午， 俞亦章， 徐志剛， 朱為民， 錢(qián)春花

(1.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，上海 201106； 2.昆山市城區(qū)農(nóng)副產(chǎn)品實(shí)業(yè)有限公司，江蘇 昆山 215300； 3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210000； 4.蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215008)

番茄，又稱西紅柿、番柿，起源于熱帶、亞熱帶地區(qū)，屬茄科茄屬，是中國(guó)設(shè)施溫室中的主栽作物之一，同時(shí)番茄還是一種世界性經(jīng)濟(jì)作物。番茄產(chǎn)量影響著地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，番茄作為一種肉質(zhì)性果實(shí)，也被認(rèn)為是研究果實(shí)發(fā)育、成熟的理想材料。為了周年供應(yīng)優(yōu)質(zhì)果菜，部分地區(qū)的栽培技術(shù)和栽培設(shè)施發(fā)展得較快，也面臨著諸多客觀問(wèn)題，從而影響番茄產(chǎn)量和品質(zhì)等。例如：冬季和早春季節(jié)的霧霾、連續(xù)陰雨等造成溫室光照環(huán)境惡化。另外，棚室的材料老化、骨架結(jié)構(gòu)、補(bǔ)光燈位置和不斷生長(zhǎng)的番茄間和葉片間相互遮掩都使得喜光作物番茄長(zhǎng)期生長(zhǎng)在弱光環(huán)境中，使番茄植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)過(guò)快，出現(xiàn)避陰反應(yīng)；此外，番茄生殖生長(zhǎng)不良，表現(xiàn)為落花落果、果實(shí)發(fā)育緩慢、產(chǎn)量下降、品質(zhì)變低等[1]。要高效生產(chǎn)番茄等果菜類(lèi)作物，就必須克服冬季低溫弱光和高濕度傳播病蟲(chóng)害等問(wèn)題。

巖棉栽培番茄可以有效解決土壤酸堿化、板結(jié)等不利于種植的問(wèn)題，并可杜絕土傳病害的傳播、節(jié)約空間、有效降低空氣濕度、減少病蟲(chóng)害。在荷蘭無(wú)土栽培的設(shè)施溫室中，90%以上是用巖棉栽培[2]。美國(guó)在無(wú)土栽培技術(shù)領(lǐng)域早已轉(zhuǎn)向太空，并走在世界的前列[3]。

人工補(bǔ)光是改善設(shè)施光環(huán)境的最有效手段，為當(dāng)前設(shè)施園藝高產(chǎn)、提質(zhì)增效的關(guān)鍵措施之一，在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用前景[4]。在設(shè)施溫室內(nèi)應(yīng)用人工補(bǔ)光配合采用巖棉培技術(shù)能夠有效彌補(bǔ)溫室環(huán)境中的光照不足，降低溫室濕度，減少病蟲(chóng)害等，提高抗病性。林婧等[5]研究發(fā)現(xiàn)，增加補(bǔ)光強(qiáng)度和延長(zhǎng)光照時(shí)間，可以增加番茄的株高、節(jié)間距和莖粗，提高番茄幼苗抗病蟲(chóng)害的能力。劉曉英等[6]的研究結(jié)果表明，不同光質(zhì)配比可以增加番茄苗期葉綠素含量、提高光合作用等。Xu等[7]發(fā)現(xiàn)，發(fā)光二極管(LED)紅光會(huì)增加棉鈴蟲(chóng)對(duì)番茄的危害，同時(shí)LED藍(lán)光降低了番茄的病情指數(shù)。目前，大多數(shù)研究集中在室內(nèi)補(bǔ)光對(duì)番茄苗期的影響，如在北方設(shè)施溫室內(nèi)番茄全生育期的補(bǔ)光，較少涉及長(zhǎng)江流域冬季設(shè)施巖棉培番茄補(bǔ)光技術(shù)的應(yīng)用。因此本研究以番茄品種152為試驗(yàn)材料，設(shè)置3組不同位置補(bǔ)光處理，在雙層拱棚的連棟設(shè)施大棚內(nèi)應(yīng)用巖棉栽培技術(shù)，研究人工補(bǔ)光對(duì)冬季番茄產(chǎn)量、生長(zhǎng)及光合作用的影響，為反季節(jié)種植番茄的補(bǔ)光技術(shù)提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 光源的選擇

冠層補(bǔ)光采用點(diǎn)形大功率植物光源(以下簡(jiǎn)稱點(diǎn)光源，功率250 W，由南京植生譜光電科技有限公司提供)，叢間補(bǔ)光采用線形LED植物光源(以下簡(jiǎn)稱線光源，功率18 W，由南京植生譜光電科技有限公司提供)。

1.2 試驗(yàn)材料

由廈門(mén)百利現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技有限公司提供番茄品種152的種子。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)昆山蔬菜研究院的雙層拱棚連棟溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。2018年8月27日催芽，9月22日定植，各處理設(shè)72株番茄，株距25 cm。雙層拱棚保溫，覆蓋地布，用水肥一體化技術(shù)降低空氣濕度、減少病蟲(chóng)害。設(shè)置3個(gè)處理組和1個(gè)對(duì)照組：C1處理，兩壟的冠層分別用間隔120 cm的5盞點(diǎn)光源共10盞+兩壟的各側(cè)面用5根線光源共20根；C2處理，橫向五壟的巖棉塊正上方放置3根線光源共15根；C3處理，兩壟的冠層分別用間隔120 cm的5盞點(diǎn)光源共10盞；CK，一個(gè)不補(bǔ)光的單間。各處理之間使用遮光板隔開(kāi)，防止光源干擾。點(diǎn)光源固定于巖棉塊正上方212 cm處。C1處理的線光源放置于壟的兩側(cè)，最開(kāi)始距離巖棉塊的距離為50 cm，其高度隨番茄生長(zhǎng)及采收狀況進(jìn)行調(diào)整；C2處理的線光源固定于壟的中間，距離巖棉塊正上方125 cm處(圖 1)。補(bǔ)光時(shí)間根據(jù)當(dāng)天的天氣狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)。11月3日開(kāi)始補(bǔ)光。白天最高溫度高于27 ℃時(shí)放風(fēng)降溫除濕，夜間最低溫度低于12 ℃時(shí)采取臨時(shí)加溫措施增溫。雙稈整枝，不封頂，每穗留10～12個(gè)果，各農(nóng)事操作統(tǒng)一進(jìn)行。

C1處理：點(diǎn)光源冠層補(bǔ)光+線光源叢間補(bǔ)光；C2處理：線光源叢間補(bǔ)光；C3處理：點(diǎn)光源冠層補(bǔ)光；CK：未補(bǔ)光的單間對(duì)照。圖1 冬季設(shè)施巖棉培番茄各處理補(bǔ)光方式示意Fig.1 Schematic diagram of the light supplement method for stone wool cultivated tomato under each treatment in winter

1.4 測(cè)定項(xiàng)目和方法

1.4.1 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 從每個(gè)處理中隨機(jī)選取燈下長(zhǎng)勢(shì)一致的4株番茄，分別于開(kāi)花后30 d、37 d、44 d、51 d和58 d，用布條尺測(cè)量株高、第3穗花上兩節(jié)的節(jié)間距，用電子游標(biāo)卡尺測(cè)量第3穗花上兩節(jié)的節(jié)間莖粗，用計(jì)數(shù)法目測(cè)花穗數(shù)。

1.4.2 葉片中色素含量的測(cè)定 分別在果實(shí)的綠熟期、轉(zhuǎn)色期和成熟期，摘取各處理選取的4株番茄相同部位的果實(shí)，用植物破壁研磨機(jī)進(jìn)行研磨，放入超低溫冰箱中保存待用。取對(duì)應(yīng)的番茄葉片，放入液氮罐中后用超低溫冰箱保存待測(cè)，共取樣3次。葉綠素含量的測(cè)定采用乙醇-丙酮混合提取法[8]。

1.4.3 光合熒光參數(shù)、光響應(yīng)曲線的確定 在果實(shí)成熟期，用光合儀 LI-6400XT(USA)測(cè)量各光合指標(biāo)。測(cè)量光響應(yīng)曲線時(shí)，光照度梯度設(shè)置為2 000 μmol/(m2·s)、1 800 μmol/(m2·s)、1 600 μmol/(m2·s)、1 400 μmol/(m2·s)、1 200 μmol/(m2·s)、1 000 μmol/(m2·s)、800 μmol/(m2·s)、600 μmol/(m2·s)、400 μmol/(m2·s)、200 μmol/(m2·s)、150 μmol/(m2·s)、100 μmol/(m2·s)、75 μmol/(m2·s)、50 μmol/(m2·s)、25 μmol/(m2·s)、0 μmol/(m2·s)，CO2濃度設(shè)置為(390±10) μmol/mol，重復(fù)測(cè)定3次。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析

采用Excel 2010處理數(shù)據(jù)和繪圖，采用SPSS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并用Duncan’s法分析差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄產(chǎn)量的影響

2.1.1 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄各采摘節(jié)點(diǎn)產(chǎn)量的影響 2018年11月3日開(kāi)始隨天氣狀況間斷補(bǔ)光，補(bǔ)光后3 d C1和C3處理果實(shí)最先開(kāi)始轉(zhuǎn)色，補(bǔ)光后26 d各補(bǔ)光處理開(kāi)始采收，而CK延遲6 d后才達(dá)到采收程度，說(shuō)明冠層應(yīng)用點(diǎn)光源進(jìn)行補(bǔ)光能夠促進(jìn)番茄果實(shí)提前轉(zhuǎn)色，且補(bǔ)充光照使得番茄提前成熟，提早上市，增加了經(jīng)濟(jì)效益。除第4次采摘外，CK在各次采收中的產(chǎn)量都較低。補(bǔ)光處理能夠增加番茄產(chǎn)量，且C1處理的產(chǎn)量最高，補(bǔ)光效果最佳(表1)。

表1 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄各采摘節(jié)點(diǎn)產(chǎn)量的影響

2.1.2 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響 如表2所示，不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響存在差異。對(duì)照的總產(chǎn)量最低，為36 587.52 g。C1處理的72株總產(chǎn)量最高，為51 076.08 g，與對(duì)照相比提高39.60%。C1處理的實(shí)際單株產(chǎn)量最高，其次是C3處理，兩者顯著高于CK，而各補(bǔ)光處理之間沒(méi)有顯著差異，這與單穗果質(zhì)量的差異顯著性相同。不同處理下番茄單果質(zhì)量的順序?yàn)镃1處理>C3處理>C2處理>CK，這與72株總產(chǎn)量、實(shí)際單株產(chǎn)量和單穗果質(zhì)量的順序相同。C1處理的單果質(zhì)量顯著大于C2處理和對(duì)照。上述結(jié)果說(shuō)明，C1處理相比于C2處理和C3處理在各產(chǎn)量構(gòu)成因素中表現(xiàn)最好，試驗(yàn)產(chǎn)量最高。

表2 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄產(chǎn)量及構(gòu)成因素的影響

2.1.3 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄花穗數(shù)的影響 如表3所示，在開(kāi)花后30 d、37 d和51 d，不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄花穗數(shù)沒(méi)有顯著影響。開(kāi)花后30 d，C2處理的花穗數(shù)低于對(duì)照。開(kāi)花后37 d，C3處理的花穗數(shù)高于對(duì)照和其他處理。C1和C3處理的花穗數(shù)平均每周增長(zhǎng)1穗以上，C2處理每周增長(zhǎng)1穗，而CK每周增長(zhǎng)1穗左右。C1和C3處理的花穗數(shù)增量大于C2處理，明顯大于CK，說(shuō)明補(bǔ)光處理能促進(jìn)花芽分化，同時(shí)，冠層應(yīng)用點(diǎn)光源的效果更顯著。開(kāi)花后44 d和58 d，C1和C3處理花穗數(shù)高于對(duì)照和C2處理。最終到花后58 d，C1處理的花穗數(shù)最多，其次為C3處理，說(shuō)明冠層點(diǎn)光源+叢間線光源的補(bǔ)光效果最好。花穗數(shù)是重要的番茄產(chǎn)量構(gòu)成因素之一，它直接影響了產(chǎn)量的高低。

表3 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄花穗數(shù)的影響

2.2 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄生長(zhǎng)的影響

2.2.1 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄節(jié)間距和莖粗的影響 如表4所示，不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄節(jié)間距存在一定影響?；ê?7 d和58 d，CK的節(jié)間距顯著高于C2處理，與C1和C3處理無(wú)顯著差異。花后44 d CK的節(jié)間距顯著高于C2和C3處理，與C1處理沒(méi)有顯著差異。花后51 d不同補(bǔ)光處理和CK的節(jié)間距沒(méi)有顯著差異，對(duì)照一直保持最高的節(jié)間距。由此可見(jiàn)，C1和C3處理比C2處理更能促進(jìn)冬季設(shè)施巖棉培番茄的生長(zhǎng)發(fā)育，兩者的各產(chǎn)量構(gòu)成因素表現(xiàn)最好，產(chǎn)量也高于C2處理和CK。比較各補(bǔ)光處理與CK，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)光處理能抑制冬季設(shè)施巖棉培番茄徒長(zhǎng)。

表4 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄第3穗花上兩節(jié)節(jié)間距和莖粗的影響

不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄莖粗的影響也存在顯著差異。花后37 d、44 d各補(bǔ)光處理番茄莖粗都顯著大于CK?；ê?1 d、58 d，C1處理的番茄莖粗最大且顯著大于CK，與C2、C3處理沒(méi)有顯著差異。綜合比較得出，各補(bǔ)光處理植株表現(xiàn)更粗壯且C1處理最健壯，與CK形成鮮明對(duì)比，說(shuō)明補(bǔ)光促進(jìn)了冬季設(shè)施巖棉培番茄生長(zhǎng)發(fā)育，降低了冬季惡劣環(huán)境條件的影響。

2.2.2 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄株高的影響 如表5所示，不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄花后30 d到51 d的株高沒(méi)有顯著影響。而在花后58 d，不同補(bǔ)光方法處理的番茄株高存在顯著差異，C1處理的株高顯著高于C3處理，兩者與對(duì)照、C2處理沒(méi)有顯著差異。C1處理的番茄生長(zhǎng)得最快，最終各處理株高的順序?yàn)镃1處理>CK處理>C2處理>C3。

表5 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季巖棉培番茄株高的影響

2.3 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄光合作用的影響

2.3.1 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄葉片光合色素含量的影響 由圖 2可知，不同補(bǔ)光方法下冬季設(shè)施巖棉培番茄果實(shí)各發(fā)育時(shí)期植株葉片中色素含量存在差異。在果實(shí)綠熟期，對(duì)照的Chl.a含量、Chl.b含量、Chl.a/Chl.b比值、類(lèi)胡蘿卜素含量和葉綠素總含量都是最高的，且對(duì)照的Chl.a含量和Chl.a/Chl.b比值均顯著高于C2處理，與C1和C3處理沒(méi)有顯著差異，其他各色素含量在轉(zhuǎn)色期和完熟期均沒(méi)有顯著差異。在果實(shí)完熟期，對(duì)照的各光合色素含量與各補(bǔ)光處理之間沒(méi)有顯著差異，但對(duì)照的各色素含量都是最低的。比較各補(bǔ)光處理，發(fā)現(xiàn)C2處理的葉綠素總含量高于C1和C3處理，這可能是由于C2處理光照度較低以及與其他處理在同一間棚室內(nèi)溫度有所增加的情況下，應(yīng)對(duì)低溫寡照的適應(yīng)性反應(yīng)。C3處理的葉綠素含量相對(duì)高于C1 處理，可能由于南面溫度稍高。果實(shí)從轉(zhuǎn)色期到完熟期對(duì)養(yǎng)分和能量需求增加，可溶性離子濃度(EC)也達(dá)到5.0以上，同時(shí)，補(bǔ)光促進(jìn)果實(shí)完熟期葉片中色素的積累，促進(jìn)光合作用對(duì)光能和CO2的吸收，形成更多碳水化合物輸送到果實(shí)中。

各處理見(jiàn)圖1注。同一時(shí)期不同處理間標(biāo)有不同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)。圖2 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄光合色素各相關(guān)指標(biāo)的影響Fig.2 Effect of different light supplement methods on chlorophyll related indicators of stone wool cultivated tomato in winter

2.3.2 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄光合特征的影響 如表6所示，不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄植株氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率沒(méi)有顯著影響，但C2處理在各處理和對(duì)照中是最低的。不同補(bǔ)光方法對(duì)番茄光合速率和胞間二氧化碳濃度有顯著影響，C2處理的光合速率顯著低于對(duì)照、C1和C3處理，大小順序?yàn)镃3處理>C1處理>對(duì)照>C2處理。而C2處理和對(duì)照的胞間二氧化碳濃度顯著高于C1和C3處理。盡管C2處理的葉綠素總含量高于對(duì)照和其他各補(bǔ)光處理，但C2處理的光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均低于對(duì)照，這可能是由于棚室內(nèi)補(bǔ)光燈、設(shè)施設(shè)備(如：棚室骨架結(jié)構(gòu)、臭氧發(fā)生器)等遮擋及較弱的自然光造成的。這也進(jìn)一步說(shuō)明在沒(méi)有充足光照的情況下，植物光合作用的強(qiáng)弱不僅與補(bǔ)光強(qiáng)度相關(guān)，還跟設(shè)施內(nèi)溫度、自然光強(qiáng)度等有關(guān)。C3處理的光合速率、蒸騰速率高于對(duì)照、C1和C2處理，可能由于C3處理處于溫度稍高的南面，再加上冠層應(yīng)用大功率植物光源，其氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率和光合速率也相應(yīng)上升。

表6 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄光合特征的影響

2.3.3 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄光響應(yīng)曲線的影響 如圖3所示，不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄光響應(yīng)的影響存在明顯差異。在光照度為0～400 μmol/(m2·s)的范圍內(nèi)，各補(bǔ)光處理下番茄植株的凈光合速率都高于對(duì)照。同時(shí)在此范圍內(nèi)，對(duì)照及各處理的番茄植株光合速率增速都較快，在光照度達(dá)到500 μmol/(m2·s)之后，增速趨于平緩，但C1處理的光合速率較對(duì)照和其他處理高出4～6 μmol/(m2·s)。且在光照度為400 μmol/(m2·s)之后，C2處理的光合速率低于對(duì)照，這與C2處理的光合特征相對(duì)應(yīng)(表6)。

各處理見(jiàn)圖1注。圖3 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄光響應(yīng)曲線的影響Fig.3 Effects of different light supplement methods on light response curve of stone wool cultivated tomato in winter

如表7所示，由光響應(yīng)曲線得到的參數(shù)值在不同補(bǔ)光方法下差異明顯。C3處理的光補(bǔ)償點(diǎn)最低，為4.075 μmol/(m2·s)，與C1處理的差異較小，兩者明顯小于C2處理和對(duì)照。說(shuō)明C1和C3處理對(duì)冬季弱光的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)于CK和C2處理，兩者光合速率也高于CK和C2處理。同時(shí)C1和C3處理在形態(tài)建成(表4、表5)和產(chǎn)量構(gòu)成(表2)方面表現(xiàn)較好。正常的光照環(huán)境中，春秋茬番茄的光飽和點(diǎn)為1 200～1 300 μmol/(m2·s)，但本試驗(yàn)番茄為反季節(jié)番茄，低溫寡照、濕度較高等惡劣的環(huán)境導(dǎo)致番茄的光飽和點(diǎn)普遍降低一半以上。對(duì)照的光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)都高于各補(bǔ)光處理，而C2處理的光飽和點(diǎn)與對(duì)照不相同，說(shuō)明C2處理叢間應(yīng)用線形LED植物光源有一定的補(bǔ)光效果，起到抵御冬季不良環(huán)境因素的作用，這也是C2處理的總產(chǎn)量稍高于CK的原因之一。

表7 不同補(bǔ)光方法對(duì)冬季設(shè)施巖棉培番茄光響應(yīng)曲線參數(shù)的影響

C1處理的最大凈光合速率明顯大于對(duì)照、C2和C3處理，對(duì)照的最大凈光合速率最小，但與C2和C3處理的最大凈光合速率差異不大。在弱光階段光響應(yīng)曲線的斜率即為表觀量子效率。對(duì)照的表觀量子效率較小，各處理的大小順序?yàn)镃2處理>C1處理>C3處理>對(duì)照。各處理之間光呼吸速率相差較大，C2處理最大，為0.855 μmol/(m2·s)，高于對(duì)照，是C3處理的3.35倍。

3 討論與結(jié)論

補(bǔ)光能顯著提高番茄的產(chǎn)量，這是由于植株生長(zhǎng)處于源限制時(shí)，補(bǔ)光顯著影響番茄的形態(tài)特征，對(duì)作物生物量的積累有促進(jìn)作用。葉片光合作用的強(qiáng)弱影響著果實(shí)碳同化物轉(zhuǎn)運(yùn)，弱光環(huán)境下補(bǔ)光可以提高光合同化率、果實(shí)生長(zhǎng)速率和作物產(chǎn)量[9]。戰(zhàn)吉宬等[10]認(rèn)為弱光下植株會(huì)出現(xiàn)徒長(zhǎng)、莖稈瘦長(zhǎng)、葉片變大變薄和顏色變淡等避陰癥狀。強(qiáng)光下植株會(huì)出現(xiàn)葉片變厚、葉色變黃等不良癥狀[11]。本研究中對(duì)照的節(jié)間距均高于補(bǔ)光處理，且對(duì)照的莖粗最小。在花后58 d，對(duì)照的株高除小于C1處理外，均大于另外2個(gè)補(bǔ)光處理。根據(jù)朗伯比爾定律，隨著冠層深度的增加，葉面積指數(shù)為1時(shí)叢間光照強(qiáng)度只有冠層頂部的40%，且隨著葉面積指數(shù)增加，中下部光照強(qiáng)度呈指數(shù)關(guān)系下降。株間補(bǔ)光能夠提高番茄中下部的光照強(qiáng)度，增加葉片凈光合速率，利于番茄植株生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量。在只有雙層拱棚保溫的情況下，通過(guò)補(bǔ)光可以提前6 d采收，且C1處理的產(chǎn)量最高，補(bǔ)光效果最佳。研究中發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)光處理可顯著提高番茄的單株產(chǎn)量和單果質(zhì)量，對(duì)照的花穗數(shù)整體上少于C1和C3處理，但個(gè)別指標(biāo)卻比C2處理更好。層間LED補(bǔ)光與環(huán)境光照強(qiáng)度相比較弱，對(duì)番茄植株光合作用沒(méi)有太大影響，這與閆文凱等[12]研究結(jié)果一致。Marcelis[13]研究結(jié)果表明光照強(qiáng)度每增加1%，其產(chǎn)量也增加1%。Gajcwolska等[14]研究認(rèn)為點(diǎn)狀高壓鈉燈相比于LED燈更有利于增加番茄的產(chǎn)量。

大多數(shù)葉綠素a和全部的葉綠素b都參與光能的吸收和傳遞，另有一部分葉綠素a起光反應(yīng)中心作用，推動(dòng)光化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，分別稱為天線色素和反應(yīng)中心色素，類(lèi)胡蘿卜素也有天線色素的作用，同時(shí)它還起到光保護(hù)的作用。本試驗(yàn)中，在果實(shí)發(fā)育的轉(zhuǎn)色期和完熟期，補(bǔ)光處理對(duì)葉綠素各指標(biāo)無(wú)顯著影響，但補(bǔ)光處理下葉綠素含量增加而對(duì)照是下降的。葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素分配比例的改變，使得植株更加高效地利用光能，從而提高植株抵抗逆境和病蟲(chóng)害的能力。

光合作用是植物形成產(chǎn)量的基礎(chǔ)[15-17]，葉片凈光合速率下降是植物對(duì)環(huán)境脅迫的共同特征。光合作用受光照和溫度等環(huán)境條件的影響，又容易受到氣孔限制和非氣孔限制。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，C2處理的光合速率顯著低于對(duì)照、C1處理和C3處理，其氣孔導(dǎo)度較低而胞間二氧化碳濃度顯著高于其他處理，說(shuō)明C2的凈光合速率主要受非氣孔限制的影響。趙玉萍等[18]研究發(fā)現(xiàn)，在相同溫度下，增加光照強(qiáng)度，番茄的凈光合速率上升，對(duì)照的氣孔導(dǎo)度增大，胞間二氧化碳濃度提高，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。植物光補(bǔ)償點(diǎn)與對(duì)弱光的利用效率成反比，本試驗(yàn)中，對(duì)照和C2處理的光補(bǔ)償點(diǎn)相同，明顯高于C1和C3處理，C3處理和對(duì)照的光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn)的數(shù)值大小呈正相關(guān)，而C2處理的光飽和點(diǎn)并不是最高，且C1處理要高于C2處理，這與李佳帥等[19]研究結(jié)果不一致，可能與補(bǔ)光方法和針對(duì)不同植物產(chǎn)生的效果差異有關(guān)。與對(duì)照和其他各處理相比，C2處理的表觀量子效率和光呼吸速率最高，因此，C2處理下的番茄更多地消耗葉片中光合作用所產(chǎn)生的碳水化合物，以彌補(bǔ)弱光的影響。光飽和點(diǎn)能夠反映植物對(duì)光能利用區(qū)間的大小。本研究中，C1處理的光飽和點(diǎn)高于C2和C3處理，且C1處理的最大凈光合速率明顯高于對(duì)照和其他處理，其表觀量子效率明顯高于對(duì)照和C3處理，光呼吸速率則只高于C3處理。點(diǎn)光源冠層補(bǔ)光+線光源叢間補(bǔ)光(C1)處理的番茄具有更大的光能利用區(qū)間和光合潛力。