外源補光對溫室遮光部位黃瓜生長的影響

劉思宇

摘要：為研究外源補光對溫室遮光部位黃瓜生長的影響，以‘綠劍旱黃瓜為試驗材料，在冬季對模擬溫室墻下的植株分別進行補光，并以未補光植株作為對照，分別測定了在不同光照條件下，植株生長過程中的營養(yǎng)生長情況、相關生理生化指標以及光合作用中相關生化指標的變化情況。結(jié)果表明：處理W1較WCK的產(chǎn)量提高了146.96%，處理E1較ECK的產(chǎn)量提高了245.15%，說明通過一定的外源補光，能夠有效地提高受到遮擋植株的各方面生理指標，最終達到提高產(chǎn)量的目的。

關鍵詞：黃瓜；溫室；遮擋部位；生長；外源補光

Effects of artificial light on shading part of greenhouse cucumber growth

LIU Siyu

（Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Harbin 150030，Heilongjiang， China）

Abstract： In order to study the effect of artificial light on cucumber which plant in greenhouse shading part， we used‘Han？ huangguaas material， took supplemental lighting treatment to the plant in shading part. The nutrient growth， changes of re？ lated biochemical indexes and physiological and biochemical indexes of photosynthesis were measured under different light conditions. The results showed that the yield of treatment W1 increased 146.96% contrasted to treatment WCK， the yield of treatment E1 increased 245.15% contrasted to treatment ECK. We could made conclusion that the biochemical indexes of shaded cucumber could be enhanced by artificial light， and the yield of cucumber could be improved.

Key words： Cucumber；Greenhouse；Shading part；Growth；Artificial light

黃瓜（Cucumis sativus L.）是我國各地普遍栽培的一種蔬菜，屬于冷敏感和喜光植物。目前日光溫室是我國冬春季節(jié)用于黃瓜栽培的主要設施，但由于日光溫室存在東西兩側(cè)墻體，對附近植株造成弱光脅迫，因此阻礙了鄰近植株的生長；這一現(xiàn)象在冬春季節(jié)尤為明顯。弱光不僅影響黃瓜的光合作用，也影響光合產(chǎn)物的運輸和分配[1]，同時造成碳同化酶活性的降低[2]，是影響日光溫室墻體附近黃瓜光合作用和產(chǎn)量的重要因素，國內(nèi)外許多學者均對溫室光照及溫度環(huán)境對黃瓜光合作用的影響做過研究[3-6]。本試驗根據(jù)冬春季節(jié)溫室黃瓜生產(chǎn)情況以及溫室內(nèi)光照分布特點，分析弱光脅迫對黃瓜生長的影響，分別在溫室東西兩側(cè)墻體附近補光，并進行相關生理指標的測定，以期進一步探索冬春季節(jié)黃瓜生產(chǎn)栽培以及補光技術(shù)，為黃瓜冬春季節(jié)生產(chǎn)提供可靠的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試材料

試驗用‘綠劍旱黃瓜由黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院園藝分院旱黃瓜研究室提供。

1.2試驗設備

補光設備為“便攜式傘形補光設備”，設備由以下幾部分構(gòu)成：①傘形補光燈罩；②LED 80 W植物生長燈；③補光燈支架；④銀色反光膜。

1.3試驗方法

于2013年12月30日播種于溫室中，共分為4組，每組3次重復共24株，完全隨機排列，每組建造一個遮光布構(gòu)成的遮光墻模擬墻體，建造地點位于溫室的中間位置，目的是消除溫度對補光試驗的影響。在模擬墻體兩側(cè)分別種植旱黃瓜材料，并于出苗后在其中一組模擬墻體兩側(cè)進行補光，另外一組墻體兩側(cè)不補光，以作為對照。并設3次重復（具體分組情況見表1）。在植株生長至3片真葉

后，當植株受到溫室墻體遮擋而使得周圍光照低于黃瓜的光補償點51.0μmol·m-2·s-1時[7]，用補光燈補光，發(fā)光強度為48 Lumen。當植株不受墻體遮擋時利用凸面反光膜補光，可提高光照強度30%。通過1個月的補光后開始進行各項生理指標的測定：莖粗度利用游標卡尺測定，測定位置是自黃瓜頂端生長點起第4～5片葉之間的莖粗度；植株高度測定指從地面到植株最頂端的垂直高度；相對葉綠素含量利用SPAD-502型手提式葉綠素含量儀進行測定；細胞間隙CO2體積分數(shù)利用手持式光合作用測量系統(tǒng)CI-340測定植株干質(zhì)量利用烘干法測定。以上測定在每個處理中隨機選取10株長勢均勻的植株進行，黃瓜產(chǎn)量為每個處理24株黃瓜的總質(zhì)量。

2結(jié)果與分析

2.1外源補光對溫室遮光部位黃瓜生長的影響

通過1個月的測量可明顯看出，經(jīng)過補光處理后的植株各方面長勢均優(yōu)于未經(jīng)補光的植株（圖1、圖2），處理W1和WCK植株平均高度分別為219 cm和176.33 cm，補光后提高24.20%；平均莖粗度分別為5.29 mm和4.53 mm，補光后提高了16.78%；處理E1和ECK植株平均高度分別為240.83 cm和167.33 cm，補光后提高43.43%；平均莖粗度分別為4.9 mm和3.51 mm，補光后提高了39.6%；且整個生長過程中，經(jīng)過補光的各組處理的植株高度和莖粗度均優(yōu)于未補光的處理，且較為接近甚至高于未受到遮擋的植株。

2.2外源補光對溫室遮光部位黃瓜光合作用的影響

如表2所示，處理W1與WCK平均干鮮比分別為0.57和0.38，經(jīng)過補光后西側(cè)墻體下植株干鮮比提高了40.00%；處理E1和ECK平均干鮮比分別為0.59和0.42，補光后提高40.48%；如圖3所示，處理W1和WCK，平均葉綠素相對含量分別為45.52和48.20，補光后降低了5.9%；處理E1和ECK植株平均葉綠素相對含量分別為42.78和39.35，補光后提高了8.72%；如圖4所示，處理W1和WCK植株平均細胞間隙CO2體積分數(shù)經(jīng)過補光處理后有所提高，證明光合速率亦有所提高。東側(cè)模擬墻體下植株細胞間隙CO2體積分數(shù)經(jīng)過補光處理后提高不顯著。

2.3外源補光對溫室遮光部位黃瓜產(chǎn)量的影響

如表3所示，W1比WCK的產(chǎn)量提高了146.96%且差異顯著，E1比ECK的產(chǎn)量提高了245.15%且差異顯著。

3討論與結(jié)論

1）研究表明，不同光質(zhì)LED側(cè)面補光有效提高了溫室黃瓜葉片的光合速率[8]。在冬季光照強度較低且受到溫室墻體遮擋而減少了光照時間的情況下，墻體附近植株受到弱光脅迫，其生長速度和生長量會隨之降低。然而通過一定的外源補光能夠適當?shù)馗纳剖苋豕饷{迫黃瓜的光照環(huán)境，提高生長速率。

2）黃瓜經(jīng)過弱光處理后，會出現(xiàn)葉綠體發(fā)育不良、排列紊亂，基粒發(fā)育不正常，從而導致黃瓜葉片光合速率降低[9]。而在不同的細胞間隙CO2體積分數(shù)下，黃瓜葉片RUBP羧化酶活性隨著CO2體積分數(shù)的增加而提高，RUBP加氧酶活性降低；當CO2體積分數(shù)超過500μL·L-1后RUBP羧化酶活性變緩，葉片下表皮氣孔關閉數(shù)量隨CO2體積分數(shù)的增加而增多，氣孔開度變小，氣孔阻力加大，光合速率亦顯著提高。而本試驗中，通過一定的外源補光在一定程度上提高了植株相對葉綠素的含量，提高了細胞間隙CO2體積分數(shù)，因此也提高了光合速率。

3）世界上最早將LED用于植物栽培的是日本三菱公司，此后在波蘭和美國等國家均相繼應用到植物栽培中，同時LED光源也被寄希望成為太空植物栽培的光源[9]，本試驗利用LED人造光源并結(jié)合反光傘形補光燈罩，對溫室內(nèi)受到弱光脅迫的黃瓜植株進行外源補光，使該范圍內(nèi)周圍光照強度超過該作物的光補償點，以提高最終產(chǎn)量。

參考文獻

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