冬季溫室延長(zhǎng)光照時(shí)間對(duì)‘西州密25號(hào)’生長(zhǎng)發(fā)育的影響

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摘 要： 為了明確延長(zhǎng)光照時(shí)間對(duì)厚皮甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響，采用光通量密度為72 μmol·m-2·s-1的人工光源對(duì)‘西州密25號(hào)甜瓜植株進(jìn)行不同時(shí)長(zhǎng)的補(bǔ)光，研究了不同光照時(shí)間對(duì)甜瓜植株高度、莖粗度、葉片、節(jié)間長(zhǎng)度、葉柄長(zhǎng)度、葉綠素、保護(hù)酶、可溶性糖、果實(shí)的影響。結(jié)果表明延長(zhǎng)光照時(shí)間有利于增加甜瓜植株高度、葉面積、莖粗度、節(jié)間長(zhǎng)度、葉柄長(zhǎng)度，提高其干物質(zhì)的含量、根冠比、葉綠素含量，有利于保護(hù)酶POD、CAT活性的增加，促使可溶性糖含量減少，單果質(zhì)量、可溶性固形物含量、果肉厚度增加，對(duì)果形指數(shù)影響不顯著。延長(zhǎng)光照時(shí)長(zhǎng)4 h以上有利于‘西州密25號(hào)植株的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)光照8 h‘西州密25號(hào)果實(shí)單果質(zhì)量可達(dá)380.83 g，果實(shí)中可溶性固形物含量達(dá)到 16.2%。

關(guān)鍵詞： 延長(zhǎng)光照時(shí)間； 甜瓜； 生長(zhǎng)發(fā)育

Abstract： Effects of prolonged light duration on plant height，stem diameter，leaf size，internode and petiole length，Chlorophyll，Peroxidation（POD），catalase（CAT），soluble protein and fruit of ‘Xizhoumi No. 25grown in greenhouse during winter. Additional lighting was provided by artificial light source with intensity of 72 μmol·m-2·s-1 for different hours daily before sunrise or after sunset. Results showed the plant height，leaf size，stem diameter，internode and petiole length were increase with the additional lighting. Additional lighting also increased plant dry weight，the ratio of root to shoot，content of chlorophyll，peroxidation（POD） and catalase（CAT） activity，and decrease total soluble solids in the plant. Prolong light periods increased fruit weight，soluble solid，and flesh thickness. No change for fruit shape index was observed. Added four hour light was beneficial to plant growth of‘Xizhoumi No. 25. The fruit weight of‘Xizhoumi No. 25was 380.83 g and brix was 16.2% additional 8 hour lighting.

Key words： Prolonged light duration： Melon： Growth and development

新疆甜瓜（厚皮甜瓜）（Cucumis melo L）， 亦稱哈密瓜，已有兩千多年的栽培歷史。 新疆夏季太陽(yáng)輻射量大、日照時(shí)間長(zhǎng)、日溫差較大等氣候特點(diǎn)是形成新疆甜瓜味甜色美、 品質(zhì)獨(dú)特的首要因素，在國(guó)內(nèi)外享有盛譽(yù)。近年來(lái)，隨著我國(guó)設(shè)施園藝技術(shù)的發(fā)展，截至 2010 年 9 月，新疆 2010 年新增設(shè)施農(nóng)業(yè)面積0.67 萬(wàn)hm2，總面積達(dá)到 6.53 萬(wàn)hm2。新疆設(shè)施甜瓜種植區(qū)域和面積逐年擴(kuò)大的同時(shí)，甜瓜春提早和秋延晚栽培也已成規(guī)模，但適合作為深冬設(shè)施甜瓜栽培的專用品種少，且品種單一。新疆冬季低溫、弱光、光照時(shí)間等影響甜瓜植株生長(zhǎng)、開(kāi)花、坐果、果實(shí)品質(zhì)，是制約新疆設(shè)施甜瓜深冬生產(chǎn)的重要原因。夏季長(zhǎng)日照有利于甜瓜植株生長(zhǎng)、雌花和側(cè)蔓的形成，冬季短日照影響甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成，不利于植株光合和果實(shí)發(fā)育。因此如何調(diào)控冬季設(shè)施環(huán)境短日照條件是深冬設(shè)施甜瓜栽培的關(guān)鍵。本試驗(yàn)選用新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果開(kāi)發(fā)研究中心選育出的適宜設(shè)施栽培的新品種‘西州密25號(hào)為試材，研究延長(zhǎng)不同光照時(shí)間甜瓜生長(zhǎng)發(fā)育的影響，以明確延長(zhǎng)光照時(shí)間在甜瓜冬季設(shè)施生產(chǎn)中的作用，為實(shí)現(xiàn)甜瓜冬季設(shè)施生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以‘西州密25號(hào)甜瓜為試材。該品種為中熟哈密瓜類，全生育期115～125 d（新疆鄯善露地直播75～80 d），果實(shí)發(fā)育期53～58 d，果實(shí)橢圓形，麻綠底，果面密布細(xì)密全網(wǎng)紋，果形指數(shù)約為1.1，平均單果質(zhì)量2.0 kg；果肉橘紅色，肉質(zhì)細(xì)、松脆，蜜甜、風(fēng)味好，肉厚3.1～4.8 cm，中心可溶性固形物含量15.6%～18%，品質(zhì)穩(wěn)定；抗蚜蟲(chóng)，抗病性較強(qiáng)。適合我國(guó)南北方保護(hù)地或西北露地栽培[1]。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2012年10月至2013年2月在新疆鄯善縣新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果開(kāi)發(fā)研究中心加溫日光溫室內(nèi)進(jìn)行，2012年10月12日播種，人工挑選整齊、飽滿的厚皮甜瓜種子按常規(guī)方法直播于溫室內(nèi)，每穴2粒。種植株距為0.7 m，行距1.0 m，采用吊蔓栽培，單蔓整枝，主蔓6節(jié)開(kāi)始留子蔓坐果。單株留單果，按常規(guī)方法進(jìn)行生產(chǎn)管理。待甜瓜幼苗4葉1心后（11月6日）開(kāi)始進(jìn)行延長(zhǎng)光照處理，直至果實(shí)成熟，并觀察統(tǒng)計(jì)日光溫室內(nèi)每天的最高及最低氣溫。以當(dāng)?shù)刈匀还庹諘r(shí)長(zhǎng)（約8 h）為對(duì)照，設(shè)置5種不同補(bǔ)光處理，每個(gè)處理設(shè)置3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)種植20株。處理光源選用129 W節(jié)能燈（光通量密度為72 μmol·m-2·s-1），栽培畦面平均每3.5 m2吊一盞燈，燈源距離幼苗生長(zhǎng)頂端保持20 cm距離，且根據(jù)甜瓜植株生長(zhǎng)狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)，延長(zhǎng)光照時(shí)各處理間分別用遮光布遮蓋，白天自然光照條件時(shí)移除遮光布。補(bǔ)光時(shí)間處理如表1。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定 主要進(jìn)行以下幾項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。

1）形態(tài)指標(biāo)的測(cè)定：植株長(zhǎng)至4葉1心開(kāi)始處理，每個(gè)處理選取長(zhǎng)勢(shì)均一的甜瓜植株進(jìn)行標(biāo)記，每處理間隔3 d測(cè)量1次植株高度。處理30 d后測(cè)量標(biāo)記植株基部子葉節(jié)莖粗度（莖粗度Ⅰ）、第6節(jié)莖粗度（莖粗度Ⅱ）、第5～6葉節(jié)間長(zhǎng)度和第6葉葉柄長(zhǎng)度，第3葉和第6葉的葉身長(zhǎng)度和寬度，葉面積y=0.743 86 x+11.588（x=葉片長(zhǎng)度×葉片寬度）。

處理10 d后每個(gè)處理隨機(jī)選取6棵植株，將植株的根系小心挖出，用清水洗去根部的土壤，將地下根系、地上莖蔓及葉片（不帶葉柄）分別放入鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)105 ℃ 殺青15 min，再調(diào)至80 ℃ 烘36 h至恒重，用精度為0.01 g天平分別稱量葉片干物質(zhì)量、根干質(zhì)量和莖干質(zhì)量。

2）生理指標(biāo)測(cè)定：處理后待第5片真葉葉齡達(dá)到20 d，分別測(cè)定植株葉片的過(guò)氧化物酶（POD）活性、過(guò)氧化氫酶 （CAT）活性、可溶性糖含量、葉綠素含量。每個(gè)處理隨機(jī)選取9株，在選取植株第5葉上用打孔器均勻打孔采樣。過(guò)氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定[2]；過(guò)氧化氫酶（CAT）活性測(cè)定方法參照張志良[3]紫外吸收法進(jìn)行改良，可溶性糖含量采用苯酚法[2]測(cè)定；葉綠素含量采用比色法[2]測(cè)定。

3）果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定：果實(shí)成熟后每個(gè)處理隨機(jī)選取6個(gè)果實(shí)，測(cè)定果實(shí)的單果質(zhì)量、縱徑橫徑、果肉厚度、可溶性固形物含量。

試驗(yàn)測(cè)定及統(tǒng)計(jì)各指標(biāo)的數(shù)據(jù)分別利用SPSS、Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 日光溫室氣溫變化

試驗(yàn)于2012年10月13日開(kāi)始處理至結(jié)束（137 d），處理期間有效積溫為1 670 ℃，連續(xù)記錄溫室日最高及最低氣溫變化，從溫室日最高及最低氣溫變化可以看出，溫度變化均能達(dá)到和滿足甜瓜正常生長(zhǎng)所需溫度；溫室日最高氣溫變化隨外界天氣氣溫變化幅度較大，溫室日最低氣溫則變化不大。晴天時(shí)溫室日平均氣溫能達(dá)到40.82 ℃，日最低平均氣溫為14.13 ℃（圖1）。

2.2 不同補(bǔ)光處理對(duì)植株高度的影響

通過(guò)人工補(bǔ)光5個(gè)處理間植株高度的比較，可以看出各補(bǔ)光處理均有利于植株高度的增加（圖2）。處理4 d后，處理5平均株高開(kāi)始明顯高于其他處理和CK，處理12 d后至36 d時(shí)，處理5平均植株高度均顯著高于其他處理和CK，隨著植株生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，處理5平均植株高度始終保持最大，其他處理植株高度與CK差異不顯著。處理36 d時(shí)，處理3平均株高低于CK，但差異不顯著，處理2、處理4植株高度顯著高于處理3。

2.3 不同補(bǔ)光處理對(duì)葉面積的影響

人工補(bǔ)光處理30 d后，各處理對(duì)主蔓第3葉和第6葉的葉面積影響表現(xiàn)不同，由圖3可以看出，處理5 第6葉的葉面積最大，且顯著大于處理3和處理4；但與處理1、處理2和CK差異不顯著；處理3、處理4 第6葉面積與處理1、處理2和CK差異不顯著。對(duì)于第3葉葉面積而言，處理5 最大，但各處理間差異不顯著，說(shuō)明補(bǔ)光處理時(shí)對(duì)已經(jīng)展葉的第3葉葉面積影響不顯著，但對(duì)處理時(shí)未充分展葉的第6 葉葉面積有增加作用。

2.4 不同補(bǔ)光處理對(duì)植株莖粗度、節(jié)間長(zhǎng)度、葉柄長(zhǎng)度的影響

不同補(bǔ)光時(shí)間處理30 d后測(cè)定各處理植株莖粗度、節(jié)間長(zhǎng)度、葉柄長(zhǎng)度的結(jié)果可知（表2），延長(zhǎng)光照時(shí)間對(duì)植株節(jié)間、葉柄的伸長(zhǎng)以及莖的增粗有不同程度的促進(jìn)作用。處理5莖粗度Ⅰ、莖粗度Ⅱ最大，處理3和處理4莖粗度Ⅰ、莖粗度Ⅱ小于CK，各處理和CK莖粗度Ⅰ差異不顯著，處理3、處理4莖粗度Ⅱ極顯著小于CK；處理5 節(jié)間最長(zhǎng)，極顯著長(zhǎng)于處理1和處理3的節(jié)間，CK節(jié)間比處理5短，但長(zhǎng)于其他處理組，與處理3差異極顯著；處理2葉柄最長(zhǎng)，處理3和處理4葉柄較CK短，各處理與CK差異不顯著。

2.5 不同補(bǔ)光處理對(duì)植株干質(zhì)量的影響

不同時(shí)長(zhǎng)補(bǔ)光處理10 d后測(cè)定葉干質(zhì)量、根干質(zhì)量結(jié)果可知（表3），延長(zhǎng)光照時(shí)間有利于植株干質(zhì)量的增加，隨著補(bǔ)光時(shí)間的增加，地上部分干質(zhì)量、根干質(zhì)量均明顯增加。處理5 地上部分干質(zhì)量顯著大于處理3、處理4和CK，處理1和處理2地上部分干質(zhì)量顯著大于CK，處理3、處理4與CK差異不顯著；處理5根干質(zhì)量極顯著高于處理4和CK；處理5根冠比高于CK但低于其他處理，處理2根冠比顯著大于CK，說(shuō)明延長(zhǎng)光照時(shí)間地上部分干物質(zhì)累積量大于地下部分的累積量。

2.6 不同補(bǔ)光處理對(duì)葉片POD、CAT酶活性、可溶性糖含量以及葉綠素含量的影響

由試驗(yàn)結(jié)果（表4）可知，甜瓜植株第5片真葉20 d葉齡時(shí)處理3的植株葉片POD活性最高，處理3、處理5葉片POD酶活性比CK分別高30.83%和24.81%，CK的POD活性極顯著小于處理的，說(shuō)明隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)，甜瓜植株葉片POD活性增高，即長(zhǎng)光照有利于提高POD活性；補(bǔ)光處理的葉片CAT酶活性比CK分別高51.92%、14.76%、86.28%、16.55%和70.15%，補(bǔ)光處理的葉片CAT酶活性顯著高于CK，其他處理間差異不顯著，說(shuō)明延長(zhǎng)光照時(shí)間有利于CAT酶活性的提高；隨著光照時(shí)間的增加，甜瓜植株可溶性糖含量逐漸降低，CK可溶性糖含量最高，顯著高于其他處理；補(bǔ)光處理和葉綠素含量極顯著高于CK，說(shuō)明延長(zhǎng)光照時(shí)間有利于提高葉綠素含量。 處理組POD酶活性極顯著高于CK，說(shuō)明延長(zhǎng)光照有利于葉片組織的成熟，葉片呼吸作用增強(qiáng)，葉綠素含量增加，從而提高葉片光合作用，加速葉片可溶性糖轉(zhuǎn)化。

2.7 不同補(bǔ)光處理對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響

由試驗(yàn)結(jié)果（表5）可知，處理5平均單果質(zhì)量最大，極顯著大于處理3，但各處理與CK單果質(zhì)量差異不顯著；處理5可溶性固形物含量極顯著高于處理3和CK，其他處理與CK差異不顯著；處理5、處理4果肉厚極顯著大于處理3，但各處理與CK差異不顯著；各處理果形指數(shù)與CK差異不顯著。

3 討 論

在吐魯番地區(qū)冬季溫室加溫條件下，不同補(bǔ)光處理對(duì)‘西州密25號(hào)甜瓜植株莖葉和果實(shí)生長(zhǎng)的影響結(jié)果表明，隨著人工補(bǔ)光時(shí)間的增加，植株高度、根部干物質(zhì)質(zhì)量、葉綠素含量、葉片POD酶活性、果實(shí)可溶性固形物含量也不斷增加，葉片可溶性糖含量降低，說(shuō)明人工補(bǔ)光可以顯著增加植株高度、根部干物質(zhì)質(zhì)量、葉綠素含量、葉片POD酶活性和果實(shí)可溶性固形物含量，促進(jìn)甜瓜植株進(jìn)行光合作用，增加干物質(zhì)的累積，促進(jìn)酶活性的增加；葉片可溶性糖含量的降低與光合產(chǎn)物的分配有關(guān)，處理采樣時(shí)期已經(jīng)形成雌花，CK 還未形成雌花，光合產(chǎn)物由源轉(zhuǎn)移到庫(kù)，由葉片轉(zhuǎn)移到了花器官上。

從不同補(bǔ)光處理對(duì)‘西州密25號(hào)植株的影響可以看出，弱光延長(zhǎng)光照時(shí)間對(duì)植株莖粗度Ⅰ和第3葉面積的增加影響不顯著，處理3、處理4的莖粗度Ⅱ和第6葉面積顯著小于其他處理和CK，其他處理和CK差異不顯著，說(shuō)明延長(zhǎng)光照4 h以上對(duì)莖粗度和第6葉面積的增加有一定促進(jìn)作用；延長(zhǎng)光照4 h處理植株葉柄長(zhǎng)最大，延長(zhǎng)光照2小時(shí)葉柄長(zhǎng)最小，CK與處理差異不顯著，說(shuō)明延長(zhǎng)光照4 h有利于葉柄的生長(zhǎng)；處理5地上部分干物質(zhì)質(zhì)量顯著高于處理3、處理4和CK，說(shuō)明延長(zhǎng)光照4 h以上有利于植株地上部分干物質(zhì)的累積；處理5果實(shí)單果質(zhì)量和果肉厚度顯著高于CK，在相同光照時(shí)間的處理中，早上處理（處理2和處理4）果實(shí)單果質(zhì)量、果肉厚度分別高于下午處理的（處理1和處理3），說(shuō)明延長(zhǎng)4 h以上光照時(shí)間，有利于果實(shí)單果質(zhì)量和果肉厚度的增加，相同光照時(shí)間早上延長(zhǎng)光照有利于果實(shí)物質(zhì)的累積；處理 CAT酶活性均高于CK，但沒(méi)有明顯規(guī)律，這可能與光照強(qiáng)度有關(guān)。

弱光延長(zhǎng)光照時(shí)間有利于‘西州密25號(hào)植株高度的增加、干物質(zhì)的累積、葉綠素含量的增加、酶活性的增加與梁勇等[4] 在黃瓜上、李進(jìn)等[5] 在甜椒上和花妍等[6] 在番茄上、陳敏等[7] 在茄子上的研究結(jié)果一致。冬季溫室加溫以提高空氣溫度，但是在甜瓜生長(zhǎng)期（137 d）內(nèi)有效積溫較低，在果實(shí)發(fā)育的90 d時(shí)間內(nèi)有效積溫不能達(dá)到‘西州密25號(hào)正常生長(zhǎng)所需溫度。溫室光照強(qiáng)度較弱，也是影響鄯善地區(qū)冬季生產(chǎn)的重要因素之一，低溫弱光條件導(dǎo)致‘西州密25號(hào)果實(shí)較小，不能達(dá)到商品瓜標(biāo)準(zhǔn)。

該試驗(yàn)初步研究了延長(zhǎng)光照時(shí)間對(duì)甜瓜植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響，表明延長(zhǎng)光照時(shí)長(zhǎng)4 h以上有利于‘西州密25號(hào)植株高度、莖粗度的增加，促進(jìn)干物質(zhì)的累積，增加果實(shí)可溶性固形物含量。

參考文獻(xiàn)

[1] 張 瑞，廖新福，楊 軍，等. 優(yōu)質(zhì)哈密瓜新品種西州密25號(hào)的選育品種選育[J]. 中國(guó)瓜菜，2012，25（3）： 20-23.

[2] 李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000： 165-169.

[3] 張志良，瞿偉菁. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 3版. 北京：高等教育出版社，2003.

[4] 梁 勇，周志疆，姚永康，等. 延長(zhǎng)光照時(shí)間對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 園藝與種苗，2012（10）： 4-5.

[5] 李 進(jìn)，顧 繪，許逢美. 環(huán)境因子對(duì)甜椒組培生根培養(yǎng)的影響[J]. 辣椒雜志，2004（4）：36-37.

[6] 花 妍，羅新蘭，李天來(lái)，等. 光照時(shí)間對(duì)番茄苗期生長(zhǎng)發(fā)育的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（8）： 108-111.

[7] 陳 敏，李海云. 不同光周期對(duì)茄子幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 北方園藝，2010（16）： 53-55.