不同顏色棚膜對甜椒生物量積累及養(yǎng)分吸收分配的影響

田發(fā)明,米慶華,孫娜,魏珉*,王秀峰,楊鳳娟,李巖

1.山東農業(yè)大學園藝科學與工程學院,山東泰安2710182.山東農業(yè)大學科技處,山東泰安271018

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不同顏色棚膜對甜椒生物量積累及養(yǎng)分吸收分配的影響

田發(fā)明1,米慶華2,孫娜1,魏珉1*,王秀峰1,楊鳳娟1,李巖1

1.山東農業(yè)大學園藝科學與工程學院,山東泰安271018
2.山東農業(yè)大學科技處,山東泰安271018

摘要:分別以紫色、藍色、紅色和無色（對照）棚膜覆蓋拱棚，在相近光強條件下，研究光質對甜椒生物量積累及養(yǎng)分吸收分配的影響。結果表明，紅膜提高了甜椒干重，藍膜則使之降低，紫膜和對照無差異；果實占總干物重的比例以紅膜最高，根、莖和葉片比例則以藍膜最高；甜椒植株各器官氮含量均以藍膜最高，磷含量以紫膜最高，有色膜覆蓋提高莖中鉀含量，但對果實中磷、鉀含量影響不大；紅膜顯著提高甜椒植株氮、磷、鉀吸收總量，藍膜降低了根系、葉片和果實中氮、磷、鉀吸收總量以及果實的分配率，但增加了其在葉片中的分配率。

關鍵詞:甜椒;有色薄膜;干物質;礦質營養(yǎng)

光是植物生長發(fā)育不可缺少的環(huán)境因子，它不僅是光合作用的能源，還以環(huán)境信號的形式作用于植物，調節(jié)其生長發(fā)育和形態(tài)建成[1,2]。不同光質對植物的光合作用、物質積累和運轉分配有較大影響。王紹輝等[3]研究表明，補充紅光能提高黃瓜葉片光合速率，并促進碳同化，加速光合產物向其它器官轉運。張瑞華等[4]研究表明，與藍光相比，紅光可增加生姜葉片葉綠素含量，提高光合速率和干物質積累。與此同時，光質還影響植物對礦質元素的吸收和分配。楊曉健[5]研究發(fā)現，藍光提高了青蒜苗葉片和假莖中氮、磷和鉀含量；Aphalo和Lehto研究發(fā)現[6]，遠紅光可促進松樹幼苗針葉中氮、鉀的積累和莖中氮的積累。

設施栽培中的光質調控可以通過兩種途徑，人工補光和透明覆蓋材料[7-9]，通過透明覆蓋材料調節(jié)光環(huán)境是簡單而有效的途徑。不同顏色塑料薄膜可以改變設施內的光強和光譜構成，對作物生長發(fā)育產生影響[10-12]。徐師華等[13]研究表明，不同有色膜的光輻射以黃膜較高，藍膜較低，黃膜提高了紅橙光透過率，增加黃瓜產量，藍膜則降低了紅橙光透過率，造成減產；胡陽等[14]研究表明，和無色膜相比，有色膜降低了總透光率，改變了膜下光譜組成，紅膜增加草莓單株產量和單果重，藍膜則降低單株產量。甜椒是我國和世界設施栽培的主要蔬菜之一，不同光質對甜椒生長發(fā)育和產量品質有較大影響[15-18]。然而，關于光質對甜椒生物量積累及養(yǎng)分吸收分配影響的研究報道較少。為此，本試驗通過覆蓋不同顏色棚膜探討光質對甜椒生物量積累和養(yǎng)分吸收分配的影響，以期為設施光質調控和甜椒優(yōu)質高產栽培提供理論依據，并為甜椒專用膜研制奠定基礎。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試甜椒品種為‘紅羅丹’。

1.2試驗處理

試驗于2012年9～12月在山東農業(yè)大學園藝實驗站進行。采用有機基質槽栽（槽間距80 cm，寬40 cm，深20 cm），基質由發(fā)酵腐熟的稻殼、牛糞和雞糞混配而成，采用滴灌進行澆水和施肥。選取6片真葉的甜椒幼苗于9月5日定植，行距30 cm，株距35 cm。

試驗共設4個處理，分別用紅色膜（R）、藍色膜（B）、紫色膜（P）及無色膜（CK）覆蓋拱棚（南北走向，跨度5.3 m，長度6.5 m，脊高2.0 m），薄膜由濟南永發(fā)塑料廠生產（原料為PE，厚度0.1 mm）。利用不同目數的透明紗網調節(jié)拱棚內光強到相近水平。其他田間管理一致。

1.3測定項目與方法

1.3.1光譜特性測定不同薄膜的透射光譜采用UnispecTM光譜分析儀測定，測定波長300～100 nm，采樣間隔3.3 nm，掃描集成時間4 ms。

1.3.2甜椒生物量測定于11月30日，每處理隨機選取3株處于結果期的植株，分解各器官，105℃下殺青20 min，70℃烘干至恒重，稱量干重。

1.3.3植株N、P、K含量測定取甜椒各器官干樣，研磨，過60目篩，濃硫酸和過氧化氫消化，用凱氏定氮法測定氮含量，用鉬銻抗比色法測定磷含量，用火焰光度法測定鉀含量[19]。

1.3.4數據處理應用DPS7.05軟件進行數據分析，用Excel2010軟件作圖。

2　結果與分析

2.1不同顏色棚膜的透射光譜

圖1　不同顏色棚膜的透過光譜Fig.1 The permeation spectrum of different color films

由圖1可以看出，不同顏色棚膜的透過光譜在400～800 nm波段有較大差異，小于400 nm或大于800 nm區(qū)域，透過光譜曲線基本重合，無明顯差異。對不同顏色棚膜透過光譜進行分析可以看出（表1），紫膜、藍膜和紅膜在紫光、藍光和紅光區(qū)段的透射比率分別比對照均有提高，且差異顯著；

表1　不同顏色棚膜透射光譜比率（%）Table 2 Ratio of representative irradiance spectrum of different color films

三種有色膜均提高了近紫外線的透過率；藍膜提高了紫光到綠光波段的透射率，降低了黃光到遠紅光波段的透射率；紫膜提高了藍光和遠紅光的透射率，降低了綠光到橙光波段的透射率；紅膜提高了橙光到遠紅光波段的透射率，降低了藍光和綠光的透射率。

2.2不同顏色棚膜對甜椒生物量積累和分配的影響

圖2　不同顏色薄棚膜對甜椒各器官物質積累和分配的影響Fig.2 Effectsofdifferentcolorfilmsonthebiomassaccumulationanddistributionindifferentorgansofsweetpepper

由圖2可知，紅膜覆蓋下甜椒植株的干重以及各器官的干重均為最大，紫膜與無色膜無顯著差異，藍膜覆蓋下干物質積累最少；紅膜覆蓋下的植株干重比無色膜增加23.08%，藍膜覆蓋則降低了33.07%。紅膜覆蓋提高了果實占植株干重的比例，分配比率高達39.56%，但降低了根部所占比例；藍膜處理則降低了果實占植株干重的比例，只有32.52%。

2.3不同顏色棚膜對甜椒養(yǎng)分吸收和分配的影響

2.3.1對養(yǎng)分含量的影響由表2看出，不同顏色棚膜對甜椒各器官中養(yǎng)分含量的影響較大。根、莖、葉和果實中的氮含量均以藍膜覆蓋最高，其次是紫膜；與對照相比，紅膜顯著提高了莖中氮含量，但降低了果實中氮含量。植株各器官的磷含量均以紫膜最高，藍膜次之，無色膜最少，但與紅膜差異不顯著；不同顏色棚膜對果實中磷含量的影響較小。有色棚膜提高了甜椒莖中鉀含量，紅膜提高了葉片中鉀含量，紫膜則降低了根系中鉀含量；不同顏色棚膜對果實中鉀含量的影響較小。

表2　不同顏色棚膜對甜椒各器官氮、磷、鉀含量的影響Table 2 Effects of different color films on N, P and K contents in different organs of sweet pepper

圖3　不同顏色棚膜對甜椒各器官氮、磷、鉀吸收總量及分配的影響Fig.3 Effects of different color films on N, P and K uptake amount and distribution in different organs of sweet pepper

2.3.2對養(yǎng)分吸收總量及器官分配的影響圖3所示，不同顏色棚膜覆蓋下甜椒單株的氮、磷、鉀吸收總量均以紅膜最高，紫膜次之，藍膜最??；紅膜下甜椒植株的氮、磷、鉀吸收總量分別達到1325.33mg、380.15 mg和1792.34 mg，分別比無色膜增加19.08%、23.15%和30.80%，藍膜處理則分別比無色膜減少19.05%、30.58%和32.97%。紅膜顯著增加了甜椒各器官的養(yǎng)分吸收量，紫膜下各器官養(yǎng)分吸收量也高于對照，藍膜則顯著降低了各器官的養(yǎng)分吸收量。

與無色膜相比，紅膜和藍膜增加了莖和葉片中氮的分配率，降低了果實中的分配率，紫膜則影響較小；有色棚膜對根系氮分配率無顯著影響。藍膜提高了葉片中磷的分配率，降低了果實中的分配率；紅膜和紫膜對各器官中磷的分配比例無明顯影響。紫膜和紅膜降低了根部鉀的分配率，對地上部鉀的分配率影響較小；藍膜提高了葉片中的比例，但降低了果實中的比例。

3　結論與討論

不同光質對植物生長、干物質積累和分配的影響較大。杜洪濤等[16]研究表明，黃光和紅光下彩椒干物質積累量較多，綠光和藍光下較少；張立偉等[17]研究表明，紅光增加了香椿幼苗的干物重，藍光下則減少；王紹輝等[3]研究表明，補充紅光和藍光增加黃瓜光合產物積累，紅光促進光合產物向根和果實的分配，藍光增加了莖和葉的分配。本試驗亦得到相近的結果：藍膜促使甜椒將更多的同化物質分配到營養(yǎng)器官，不利于產量形成，而紅膜則有利于增加產量。

光質影響作物對礦質營養(yǎng)的吸收，目前研究較多的是光質對氮吸收和同化的影響。藍光可提高煙草葉片總氮含量[18, 19]，提高水稻黃化幼苗的硝態(tài)氮含量，而紅光下則降低[20]。本試驗中，藍膜顯著提高了甜椒各器官中氮含量，而紅膜則使之降低，這可能與藍膜提高了藍光的透射率而紅膜則使之降低有關；也可能是藍膜下甜椒生長量小而造成的“濃縮效應”。關于光質對植物磷、鉀吸收和分配的影響研究較少。本試驗結果表明：紫膜和藍膜提高了根、莖和葉片的磷含量，有色棚膜提高了甜椒莖中鉀含量，紅膜提高了葉片中鉀含量，紫膜則降低了根系中鉀含量，這是否與不同光質影響磷、鉀同化過程中相關酶的活性有關尚需進一步探討。雖然藍膜和紫膜提高了甜椒各器官氮和磷的含量，但由于植株干物質積累量較紅膜少，所以氮、磷、鉀的吸收量仍以紅膜最高。

綜上所述，紅膜覆蓋可促進甜椒干物質積累及向果實的分配，提高了對氮、磷、鉀養(yǎng)分的吸收，為提高產量奠定了基礎。紅膜可作為甜椒設施栽培光環(huán)境調控的一種手段，但紅色深淺是否會產生不同影響有待進一步探討。

參考文獻

[1]李德全,趙會杰,高輝遠.植物生理學[M].北京:中國農業(yè)科技出版社,1999:168-169

[2]洪宇,童哲.光敏色素在植物個體發(fā)育中的作用[J].植物生理學通訊,1998,34(6):417-422

[3]王紹輝,孔云,程繼鴻,等.補充單色光對日光溫室黃瓜光合特性及光合產物分配的影響[J].農業(yè)工程報,2008,24(9):203-206

[4]張瑞華,徐坤,董燦興,等.光質對姜生長及光利用特性的影響[J].園藝學報,2008,33(5):673-781

[5]楊曉健.不同光質對青蒜苗生理特性及品質的影響[D].泰安:山東農業(yè)大學,2011

[6] AphaloPJ,LehtoT.Effectsoflightqualityongrowthand Naccumulationinbirchseedlings[J].TreePhysiology,1997,17:125-132

[7]劉立功,徐志剛,崔瑾,等.光環(huán)境調控及LED在蔬菜設施栽培中的應用和前景[J].中國蔬菜,2009,14:1-5

[8]蘇娜娜,鄔奇,崔瑾.光環(huán)境調控技術在蔬菜工廠化育苗中的應用及前景[J].中國蔬菜,2013,4:14-19

[9]李加利,劉繼展,李萍萍.溫室光環(huán)境及其在立柱栽培中的應用[J].江蘇農業(yè)科學,2013,41(1):383-386

[10]李書民.光質調控薄膜在設施園藝生產中的應用[J].中國蔬菜,2000(增刊):54-57

[11]孫克威,楊春玲,姜戈,等.紫光膜在設施園藝生產上應用效果的研究[J].農業(yè)與技術,2002,22(3):86-93

[12]劉壽東,楊再強,蘇天星,等.不同光質對溫室甜椒光合特性的影響[J].大氣科學學報,2010,33(5):600-605

[13]徐師華,王修蘭,吳毅明.不同光質(光譜)對作物生長發(fā)育的影響[J].生態(tài)農業(yè)研究, 2000, 8(1): 18-20

[14]胡陽,古松,江莎,等.不同光質對‘達賽萊克特’草莓果實品質的影響[J].四川農業(yè)大學學報,2010,28(2):164-168

[15]鮑士旦.土壤農化分析[M].北京:中國農業(yè)出版社,2000

[16]杜洪濤,劉世琦,蒲高斌,等.光質對彩色甜椒幼苗生長及葉綠素熒光特性的影響[J].西北農業(yè)學報,2005,14(1):41-45

[17]張立偉,劉世琦,張自坤,等.不同光質下香椿苗的生長動態(tài)[J].西北農業(yè)學報,2010,19(6):115-119

[18]史宏志,韓錦峰,官春云,等.紅光和藍光對煙葉生長?碳氮代謝和品質的影響[J].植物學報,1999,25(2):215-220

[19]史宏志,韓錦峰,張國顯.單色藍光和紅光對煙苗葉片生長和碳氮代謝的影響[J].河南農業(yè)大學學報,1998,32(3):258-262

[20]鄧江明,賓金華,潘瑞熾.光質對水稻幼苗初級氮同化的影響[J].植物學報,2000,42(3):234-238

Effects of Different Color Films on BiomassAccumulation, Nutrient Uptake and Distribution of Sweet Pepper

TIANFa-Ming1,MIQing-Hua2,SUNNa1,WEIMin1*,WANGXiu-Feng1,YANGFeng-Juan1,LIYan1

1. College of Horticultural Science and Engineering/Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China
2. Science and Technology Department/Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China

Abstract:Purple film, blue film, red film and colorless film (control) were used to study the biomass accumulation, nutrient uptake and distribution of sweet pepper. The results showed that red color film could increase the dry weight of sweet pepper while blue film made it decreased, the purple film and control treatment showed no difference; fruit accounted for the proportion of the dry biomass was highest under red film while the proportion of root, stem and leaf were largest under blue film; the nitrogen content in different organs of sweet pepper were the highest under blue films，phosphorus content in purple film was highest, different color films increased the potassium content in stem while showed no different of the phosphorus and potassium content in fruit; the total uptake quantity of nitrogen, phosphorus and potassium in different organs of sweet pepper were increased by red film and decreased the amount in root, leaf and fruit by blue film; blue film increased the fruit accounted for the proportion of the total uptake quantity of nitrogen, phosphorus and potassium in fruit while decreased it in leaf.

Keywords:Sweet pepper; color film; dry matter; mineral nutrition

*通訊作者:Author for correspondence. E-mail:minwei@sdau.edu.cn

作者簡介:田發(fā)明(1988-),男,碩士,主要從事設施光環(huán)境調控及蔬菜無土栽培研究. E-mail:xiaotian0918@163.com

基金項目:國家“十二五”科技支撐計劃課題(2012BAD11B01);國家現代農業(yè)產業(yè)體系建設專項(CARS-25-D-03);山東省現代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項(SDARS-2010-2-3-1)

收稿日期:2014-07-11修回日期: 2014-10-22

中圖法分類號:S641.3

文獻標識碼:A

文章編號:1000-2324(2015)04-0487-04