不同溫光對溫室番茄不同生長期光合特性的影響

趙玉萍，蔣麗煌

阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 新疆阿克蘇 843000

不同溫光對溫室番茄不同生長期光合特性的影響

趙玉萍，蔣麗煌

阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 新疆阿克蘇 843000

以“金鵬1號”番茄為試材，通過定時加溫和通風(fēng)，定時補光，研究番茄光合特性的變化規(guī)律。隨溫度和光照強度增加，番茄葉片的Gs和Tr呈增加趨勢，但各處理間差異不顯著,胞間CO2濃度減小，不同溫度光照水平處理番茄胞間CO2濃度在開花期、坐果期、果實膨大期差異呈顯著性。

溫光；番茄；光合特性

我國的設(shè)施栽培大多以非加溫的日光溫室和塑料大棚為主，冬春季節(jié)常因低溫弱光影響喜溫蔬菜的品質(zhì)和產(chǎn)量。目前，對番茄光合特性的研究大多集中在低溫弱光對番茄光抑制作用，關(guān)于番茄加溫補光互作效應(yīng)鑒定指標(biāo)的研究較少，成株期加溫補光的研究更少。光合作用是番茄生育和產(chǎn)量形成的基礎(chǔ),適當(dāng)加溫補光可提前上市，增加經(jīng)濟(jì)效益。

苗期與成株期加溫補光的鑒定指標(biāo)存在一定差異，研究成株期番茄溫度和光強的鑒定指標(biāo)更具有現(xiàn)實意義。因此，為了更準(zhǔn)確地反映試驗材料加溫補光對番茄光合作用的影響，本研究結(jié)合日光溫室番茄生產(chǎn)實際，在常規(guī)管理條件下，通過定時加溫和通風(fēng)，定時補光，研究番茄光合特性的變化規(guī)律，旨在為西北地區(qū)日光溫室番茄精準(zhǔn)化管理，以及提高溫室番茄的光合效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效益提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)計

番茄品種：金棚1號。番茄粉果，色澤好，高圓形，表面光滑發(fā)亮，大小均勻，最大可達(dá)500g，口感好，風(fēng)味佳。

本試驗設(shè)空氣溫度和光照強度2個因素，溫度、光照強度設(shè)定3個水平，溫光交互共9個處理，重復(fù)3次。

日光溫室常規(guī)管理的自然溫度（15～20℃）、比自然對照溫度高3～4℃和6～7℃；日光溫室常規(guī)管理的自然光照強度（100～600μmol/(m2·s)）、補光100μmol/(m2·s)和200μmol/(m2·s)。

表1 試驗設(shè)計及其代碼

1.2 試驗方法

試驗在阿克蘇地區(qū)農(nóng)業(yè)科技示范園日光溫室中進(jìn)行，分別于2011年12月營養(yǎng)缽基質(zhì)育苗，待4～5片真葉時定植于直徑（33cm）和高（22cm）的塑料花盆中，每盆1株，共種植270株，栽培基質(zhì)體積之比為土:牛糞:草炭=5:3:2。在60m的日光溫室，用PC板分成三間，每個擋板只留出一個小門人能進(jìn)出，作為三個溫度梯度間，保證溫度梯度相隔4℃左右，每隔間（即每個溫度處理）設(shè)3個光照小區(qū)，各小區(qū)間用2行保護(hù)行隔開。

溫度處理：T1常規(guī)管理的自然溫度（15～20℃）；T2人工采用熱風(fēng)爐加溫和控制通風(fēng)相結(jié)合，控制溫度達(dá)到25℃左右；T3人工采用熱風(fēng)爐加溫和通風(fēng)相結(jié)合，控制溫度達(dá)到30℃左右。

光照處理：L1自然光照（100～600μmol/(m2·s)）；L2自然光照+兩盞補光燈（補光燈均為農(nóng)用鈉燈，每盞燈能補光40～60μmol/(m2·s)，補光面積約15 m2）；L3自然光照+4盞補光燈。

1.3 測定指標(biāo)與時期

光合指標(biāo)的測定用LI-6400型便攜式光合儀在不同時期測定光合，從頂部往下第四片功能葉的凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率。

利用DPS、Excel軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析和作圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫光處理對番茄不同時期光合特性的影響

由圖1可以看出：隨農(nóng)業(yè)鈉燈補光強度增加，日光溫室內(nèi)番茄功能葉片的凈光合速率（Pn）增加，L3＞L2＞L1；隨著熱風(fēng)爐加溫不同程度的升高，番茄的凈光合速率（Pn）在開花期至膨大期降低，T1（自然溫度下）下降尤為明顯，Pn在坐果期至成熟期急劇下降然后又急劇上升。并且隨著處理時間的延長，在T2、T3處理Pn緩慢下降然后又緩慢上升。說明溫度程度加劇雖然限制了番茄的凈光合速率，但番茄在營養(yǎng)生長期由于快速進(jìn)行光合作用將光能轉(zhuǎn)化成果實，所以在果實成熟期利用光能有效速率降低其凈光合速率（Pn）升高。

圖2、圖3蒸騰強度和氣孔導(dǎo)度的結(jié)果表明，在不同加溫或通風(fēng)和農(nóng)業(yè)鈉燈補光條件下，蒸騰速率的高低與氣孔開度的大小是密切聯(lián)系的。蒸騰強度和氣孔導(dǎo)度是植物對周圍生長環(huán)境，比如溫光條件的響應(yīng)。植物葉片蒸騰的水分除葉面蒸散外，大部分以氣孔為通道從葉肉組織中散出，即水分蒸騰是以氣孔蒸騰（而非葉面蒸騰）為主。其在坐果期蒸騰速率降低，除了氣孔導(dǎo)度較小限制了水分蒸騰外，也可能與這種溫度條件下細(xì)胞內(nèi)水分活度較為低下的原因有關(guān)。本研究的Gs、Ci和Pn的總體變化特征證明了這種結(jié)果。

圖1 不同溫度光照強度對溫室番茄凈光合速率（Pn）的影響

圖3 不同溫度光照強度對溫室番茄氣孔導(dǎo)度（Gs）的影響

2.2 不同溫光處理對番茄不同時期胞間CO2濃度（Ci）的影響

由表2可以看出：不同增溫或通風(fēng)溫補光處理環(huán)境下，番茄胞間CO2濃度在開花期、坐果期、果實膨大期差異呈顯著性。隨熱風(fēng)爐對處理區(qū)加熱程度的增加，開花期番茄胞間CO2濃度增大，但是在各相同溫度環(huán)境下，隨農(nóng)業(yè)鈉燈補充光照強度的增加，胞間CO2濃度隨之下降；在番茄果實膨大期，隨增溫和補光強度的增加，胞間CO2濃度增加，并且在果實成熟期，番茄果實胞間CO2濃度在各光溫處理下差異性都不顯著。

表2 不同溫度光照強度處理對溫室番茄胞間CO2濃度（Ci）的影響

3 討論

本文是根據(jù)目前西北地區(qū)日光溫室設(shè)施簡陋，易受自然環(huán)境條件（特別是光照和溫度）影響現(xiàn)狀，探討了不同溫光環(huán)境對冬春茬番茄光合作用和果實品質(zhì)的影響，這對于指導(dǎo)當(dāng)前日光溫室喜溫果菜類的溫度和光照管理具有重要的理論和實際意義。

光合作用是植物生物量的基礎(chǔ)，植物對環(huán)境脅迫的響應(yīng)共同特征是葉片凈光合速率降低。環(huán)境條件光照不足必然會影響植株光合作用,導(dǎo)致光合速率下降（郭泳1998；馬德華1997）,光合產(chǎn)物降低,糖和蛋白質(zhì)含量降低（孫曉勇1998；Gent1996）。孟煥文等（2005)研究了不同溫度脅迫對番茄光合特性的影響，結(jié)果表明，隨著溫度脅迫時間的延長,番茄葉片光合速率和胞間CO2濃度下降。本試驗結(jié)果表明，在同一光照強度下，隨溫度增加凈光合速率增加；氣溫26～30℃時番茄植株光合作用最強,超過30℃后番茄葉片凈光合速率隨溫度上升而逐漸下降,說明當(dāng)溫度達(dá)到30℃以上時，番茄的光合作用會受到抑制，植株生殖生長速率減慢,番茄葉片的Pn、Gs和Tr下降，這與李梅等（2006）的試驗結(jié)果一致。葉溫在20～26℃有利于提高葉片凈光合速率，但在25～35℃番茄葉片凈光合速率變化不大，溫度超過番茄的最適溫度會抑制番茄的光合作用，這與張潔等（2005）的試驗結(jié)果一致。

侯興亮等研究了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光合作用,導(dǎo)致凈光合速率下降。本試驗結(jié)果表明，在同一溫度下，隨光照強度的增加凈光合速率增加。本試驗在對溫室番茄葉片凈光合速率的測定中,使用的是LI-6400便攜式光合作用儀，其葉室溫度不好控制,受溫室溫度影響,晴天時揭苫一段時間后,溫室溫度會上升很快,葉室溫度往往前面和后面處理的測定很難人為控制一致,找到與不同光強相對應(yīng)的最適溫度范圍（羅新蘭2007）。在同一溫度下，無補光條件氣孔開度增大，有利于增加CO2供應(yīng)，提高胞間CO2濃度。

諸多研究都表明，光照強度與CO2濃度對氣孔開閉有密切關(guān)系,因而會改變氣孔阻力和蒸騰速率的大小。一般規(guī)律是隨光強的增加氣孔開度增大,氣孔阻力減小,而氣孔阻力隨CO2濃度的增加而增加,蒸騰速率隨之降低。但由于增加了光合原料(CO2),光合速率仍隨CO2濃度的增加而增加（張振賢1997）。光合特性除因蔬菜種類不同,還受諸多環(huán)境因素的影響,如溫度（徐克章1993）、水分（張振賢1993和2000）不僅影響光合速率的大小,也可以影響其光飽和點和補償點（張振賢2000）,測試時環(huán)境條件的改變,光合與蒸騰特性就會發(fā)生相應(yīng)的變化。

[1]郭泳，李天來，黃廣學(xué)，等.環(huán)境因素對番茄單葉凈光合速率的影響[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1998，29（2）:127-131.

[2]孫治強.CO2施肥對日光溫室西葫蘆光合特性的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1997（4）：18-22.

[3]徐克章，史躍林，許貴民.保護(hù)地黃瓜葉片光合作用溫度特性的研究[J].園藝學(xué)報，1993，20（1）:51-55.

[4]許大全，沈允鋼.光合作用的限制因素[A].植物生理與分子生物學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社，1998:262-276.

[5]張潔，李天來，徐晶.晝間亞高溫對日光溫室番茄光合作用及物質(zhì)積累的影響[J].園藝學(xué)報，2005，32（2）:228-233.

趙玉萍（1982年—），碩士研究生，農(nóng)藝師，現(xiàn)主要從事設(shè)施園藝方面的工作。

2014-02-22