散射光薄膜對番茄生長和果實品質(zhì)的影響

孫士景　周　清　范冰琳　趙淑梅　王平智　曲英華

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點實驗室，北京 100083）

散射光薄膜對番茄生長和果實品質(zhì)的影響

孫士景周清*范冰琳趙淑梅王平智曲英華

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點實驗室，北京 100083）

以番茄品種博粉為試材，以普通薄膜為對照，研究散射光薄膜對番茄生長與果實品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：相對于普通薄膜，在散射光薄膜溫室中生長的番茄長勢更強(qiáng)，葉綠素含量更高，番茄果實數(shù)量和平均單果質(zhì)量分別增加12.52%和7.71%，產(chǎn)量提高21.19%；果實的體積顯著增大，果形更接近于該品種特征果形（果形指數(shù)為0.8～0.9）；在果實品質(zhì)方面，番茄的可溶性固形物含量及VC含量都有顯著提高。表明散射光薄膜不僅有助于番茄植株的生長，對果實的品質(zhì)也有一定的改善。

番茄；散射光薄膜；日光溫室；生長；品質(zhì)

近年來，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，設(shè)施蔬持的面積也在逐年擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計，21世紀(jì)我國蔬持種植面積的年均增長率為3.5%，2014年的蔬持種植面積達(dá)到了2 140.5萬hm2（中華人民共和國農(nóng)業(yè)部，2015）。在植物生長發(fā)育過程中，光照作為重要的環(huán)境因子之一，不僅是植物光合作用的能源，同時還以環(huán)境信號的形式作用于植物并調(diào)節(jié)其生長發(fā)育的過程（胡陽等，2009；李漢生和徐永，2014）。所以，在植物整個生命周期中如果能夠給予合理的光環(huán)境，不僅可以促進(jìn)作物生長，提高產(chǎn)量，還可以改變作物的品質(zhì)（Durieux，1997；Kitaya et al.，1998；蘇娜娜等，2013；余新等，2014）。

在設(shè)施栽培中，設(shè)施薄膜是影響設(shè)施內(nèi)光環(huán)境的重要因素。它通過影響設(shè)施內(nèi)作物的光合作用進(jìn)而影響作物的營養(yǎng)生長與生殖生長（CoCkshull et al.，1992；馬光恕等，2002）。溫室內(nèi)散射光是由外界光通過溫室的散射光覆蓋材料時，其中部分光偏離主要的傳播方向形成的。目前，溫室中散射光的應(yīng)用在赤道附近國家已經(jīng)非常普遍，而且有研究表明，散射光對植物的生長具有一定的促進(jìn)作用（Hemming et al.，2007）。

在普通薄膜材料覆蓋下的溫室中，由于植株等各方面的遮擋，植株的中下部葉片獲得的光照強(qiáng)度不能滿足其生長發(fā)育的需要，而散射光薄膜覆蓋下的溫室內(nèi)的光照更加均勻，植株的中下部葉片可以獲得更多的光，提高植株的光合作用，為植株的生長發(fā)育奠定基礎(chǔ)（Hemming et al.，2006）。目前，我國對散射光在設(shè)施栽培中的應(yīng)用研究較少，本試驗研究散射光薄膜下的光環(huán)境對番茄生長性狀與品質(zhì)的影響，旨在為我國設(shè)施栽培散射光的利用提供一定的參考。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試番茄（Solanum lycopersicum L.）品種為博粉，采用穴盤育苗，2015年2月2日幼苗于四葉一心時定植于溫室中。供試薄膜為聚乙烯流滴耐老化膜，編號A3.6和B3.6，由博祿貿(mào)易（上海）有限公司提供。其中A3.6為普通對照薄膜，B3.6為散射光試驗薄膜。經(jīng)農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點實驗室檢測，試驗用A3.6和B3.6薄膜的實測厚度分別為0.053mm和0.054mm，平均透光率為92.1%和91.8%，平均霧度為16.8%和36.2%。

1.2試驗設(shè)計

試驗于2015年2月2日至6月11日在山東省壽光市趙旺鋪村的兩棟同等規(guī)模（長度55m，跨度13.2m）、位置相鄰的日光溫室內(nèi)進(jìn)行。分別覆蓋編號為B3.6的散射光棚膜（試驗溫室）和編號為A3.6的普通棚膜（對照溫室）。

溫室內(nèi)番茄采用槽式栽培方法，每個溫室中共設(shè)置29個南北方向的槽，每個槽內(nèi)栽植2行，每行栽植24株。在試驗溫室內(nèi)中間區(qū)域隨機(jī)選取24株番茄苗，對照溫室在相同位置選取24株。在試驗期間，兩棟日光溫室內(nèi)番茄的管理方式完全一致。

1.3測定項目及方法

1.3.1溫室內(nèi)的光合有效光子密度（PPF） 用光合有效輻射傳感器測定溫室內(nèi)植株冠層和根際的光合有效光子密度，設(shè)定每10min記錄1個均值，自定植30d起開始測定，直至番茄拔秧。

1.3.2株高、莖粗 用卷尺測量定植后番茄的株高，株高為土壤至植株心葉頂端的距離，自定植15d起開始測量，每隔15d左右測量1次；用游標(biāo)卡尺測量定植后番茄的莖粗，測量點為植株第1、2、3花序下方2Cm處，并取3處平均值作為該株番茄的莖粗。每個處理測量24株，取平均值作為該處理下番茄的株高和莖粗。

1.3.3葉片葉綠素含量（SPAD值） 采用葉綠素計SPAD_502（KONICAmINOLTA，Japan），從植株最上部的生長點算起，選取完全展開的第3片葉進(jìn)行測定，測定3次取平均值作為本株番茄葉片的葉綠素含量，每隔15d左右測定1次，每個處理測定24株，取平均值作為該處理下番茄植株葉片的葉綠素含量。

1.3.4坐果數(shù) 記錄從番茄開始坐果到摘心期間內(nèi)，不同處理番茄在同一時間的坐果數(shù)，從3月5日開始調(diào)查，每隔15d左右記錄1次，每個處理調(diào)查24株，取平均值作為該處理下番茄在此時間之前的坐果數(shù)。

1.3.5產(chǎn)量 對每個處理溫室中，番茄從開始收獲到拔秧期間所有果實進(jìn)行計數(shù)與稱重。每個處理記錄144株番茄產(chǎn)量。

1.3.6果實品質(zhì)指標(biāo) 果實成熟后，從每個處理的同一穗果中隨機(jī)選取8個果實，進(jìn)行果實的品質(zhì)測定。在整個試驗期間進(jìn)行3次果實品質(zhì)檢測，果實分別取自第1、第3、第5穗果。

采用手持式數(shù)顯糖度計（PAL_1，日本Atago公司）測定番茄果實中的可溶性固形物含量，每個果實測量3次，取平均值作為該果實的可溶性固形物含量，將8個果實的可溶性固形物取平均值作為該處理區(qū)番茄可溶性固形物含量的測量值；用2，6_二氯靛酚滴定法（李合生，2000）、蒽酮比色法（李合生，2000）、酸堿中和滴定法（張志良等，2009）分別測定番茄果實中VC、可溶性糖、可滴定酸含量；用果實硬度計（FT_02，意大利Fruit Test公司）測定番茄果實的硬度；用游標(biāo)卡尺測量果實的橫徑、縱徑；用排水法測定果實的體積。

1.4數(shù)據(jù)處理

采用MiCrosoft ExCel 2003 軟件進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的整理與作圖，采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行方差分析，并用T檢驗（P≤0.05）檢驗各處理平均數(shù)之間的差異顯著性。

2　結(jié)果與分析

2.1散射光薄膜對溫室內(nèi)光合有效光子密度（PPF）的影響

以2015年4月24日（晴天）溫室內(nèi)植株冠層和根際的PPF為例，探討溫室內(nèi)PPF的分布。由圖1可以看出，7：00～13：00散射光溫室內(nèi)植株冠層PPF高于對照，而13：00～17：00散射光溫室內(nèi)植株冠層PPF低于對照，但二者之間均不存在顯著性差異；由圖2可以看出，7：00～17：00散射光溫室內(nèi)植株根際PPF一直高于對照，且差異顯著。

圖1　2015年4月24日溫室內(nèi)植株冠層PPF變化趨勢

由此可以認(rèn)為，散射光溫室內(nèi)的光照更加均勻，散射光薄膜將室外的直射光轉(zhuǎn)變?yōu)樯⑸涔夂螅瑴厥覂?nèi)植株根際可以獲得更多的光合有效輻射（PAR），從而提高植株中下部葉片的光合作用，為植物后期果實發(fā)育奠定基礎(chǔ)。這與Hemming等（2006）的研究結(jié)果相同。

2.2散射光薄膜對番茄株高和莖粗的影響

由圖3可以看出，在整個試驗期間試驗溫室和對照溫室番茄的生長趨勢一致，散射光溫室中的番茄株高一直顯著高于對照，且二者的差距隨生長時間延長逐漸加大。其中，2015年4月23日的株高數(shù)據(jù)屬于番茄摘心后的數(shù)據(jù)，所以會出現(xiàn)對照溫室番茄株高在4月23日低于4月9日的現(xiàn)象。由圖4可以看出，在整個試驗期間試驗溫室和對照溫室番茄的莖粗變化趨勢一致，散射光溫室中的番茄莖粗一直大于對照溫室番茄的莖粗，在番茄定植2個月后二者差異顯著。試驗結(jié)果表明，散射光薄膜下的溫室內(nèi)環(huán)境可以促進(jìn)番茄的生長，提高植株的健壯程度，但對后者的影響需要較長的時間。

2.3散射光薄膜對番茄葉片葉綠素含量（SPAD值）的影響

由圖5可以看出，在整個試驗期間處理溫室和對照溫室中番茄葉片的葉綠素含量的變化趨勢基本一致，散射光薄膜下的番茄葉片葉綠素含量一直顯著高于對照。而且，二者之間的差距有逐漸增大的趨勢，并能一直持續(xù)到葉片內(nèi)葉綠素含量下降。由此可以說明：溫室覆蓋散射光薄膜可以促進(jìn)葉片葉綠素的合成，從而為植物后期果實的發(fā)育奠定有利的基礎(chǔ)。

圖2　2015年4月24日溫室內(nèi)植株根際PPF變化趨勢

圖3　不同薄膜覆蓋處理對番茄株高的影響

圖4　不同薄膜覆蓋處理對番茄莖粗的影響

圖5　不同薄膜覆蓋處理對葉片葉綠素含量的影響

2.4散射光薄膜對番茄坐果狀況及產(chǎn)量的影響

分析表1數(shù)據(jù)可以看出，自番茄開始坐果到摘心期間，散射光溫室的番茄坐果數(shù)一直顯著高于對照溫室。由于生產(chǎn)中番茄需進(jìn)行摘心，不能判斷不同處理番茄最終坐果數(shù)的多少。試驗結(jié)果表明，溫室覆蓋散射光薄膜時，可以使番茄的坐果期提前。試驗溫室番茄于2015年4月17日開始采收，一直持續(xù)到5月23日。如表1所示，散射光溫室的果實數(shù)量、平均單果質(zhì)量分別比對照高12.52%和7.71%，果實產(chǎn)量比對照增加21.19%。

2.5散射光薄膜對番茄果實品質(zhì)的影響

分析表2中數(shù)據(jù)，在果實單果質(zhì)量和單果體積方面，散射光溫室的番茄果實都顯著高于對照；果實的比重是反映番茄果實成熟度和品質(zhì)的重要指標(biāo)，只有散射光溫室的第3穗果實的果實比重與對照存在顯著性差異，由此可見，散射光薄膜下的溫室環(huán)境對番茄的果實比重影響不大。番茄的果形指數(shù)為0.8～0.9時果實通常為圓形或近圓形，0.6～0.8則為扁圓形，分析表2中數(shù)據(jù)，第1穗果和第3穗果為扁圓形，第5穗果為圓形或近圓形，散射光溫室的第3穗果和第5穗果的果形指數(shù)與對照之間存在顯著性差異，由此可以推斷，散射光薄膜下的溫室環(huán)境有利于番茄果實向圓形或近圓形生長，更接近博粉的特征果形。

分析表3中數(shù)據(jù)，散射光溫室3穗番茄果實中的可溶性固形物含量依次比對照提高0.25、0.24和0.23個百分點，VC含量增加11.07%、23.28%和22.55%，可溶性糖、有機(jī)酸、糖酸比與對照差異不顯著（第1穗果有機(jī)酸含量除外）。由此可以推測，散射光薄膜下的光環(huán)境有助于提高果實中的可溶性固形物和VC含量，但對于提高果實內(nèi)的糖酸比效果不明顯。

表1　不同薄膜下番茄的坐果狀況及產(chǎn)量

表2　不同薄膜下番茄的感官品質(zhì)

表3　不同薄膜下番茄的營養(yǎng)品質(zhì)

3　結(jié)論

本試驗通過研究散射光薄膜下溫室內(nèi)環(huán)境對番茄生長性狀及產(chǎn)量品質(zhì)的影響，得出以下主要結(jié)論：

①散射光薄膜下的溫室環(huán)境可以促進(jìn)番茄植株的生長，提高葉綠素含量，而且隨著生長進(jìn)程，株高和莖粗的增長效果愈加明顯，葉綠素含量也顯著高于對照，為后期番茄的生殖生長提供了一定的基礎(chǔ)。

②散射光薄膜下的溫室環(huán)境可以使番茄的坐果期提前，果實數(shù)量比對照增加12.52%，產(chǎn)量增加21.19%。這與Li（2015）研究的散射光可以提高番茄的產(chǎn)量結(jié)果大體一致。

③與普通薄膜下溫室環(huán)境中的番茄果實相比，散射光薄膜下溫室環(huán)境中的番茄不僅果實偏大（平均單果質(zhì)量比對照高7.71%），果實更加接近圓形或近圓形，而且果實內(nèi)可溶性固形物、VC含量均顯著高于對照，在一定程度上可以改善番茄果實的商品性和品質(zhì)。

由于散射光薄膜下溫室中光照更加均勻，使得植株中下部葉片可以獲得更多的散射光，進(jìn)而積累更多的營養(yǎng)物質(zhì)（Hemming，2006），而且葉片灼傷少，植株不易早衰。

綜合以上分析可知，相對于普通薄膜，散射光薄膜下的番茄植株健壯、長勢強(qiáng)，葉片內(nèi)葉綠素含量高；坐果期提前，增產(chǎn)效果明顯；果實單果質(zhì)量高、體積大，可溶性固形物及VC含量也顯著提高。由此可見，散射光薄膜對植株中下部葉片光環(huán)境的改善可以在一定程度上影響植株的生長發(fā)育，在日光溫室中將有較好的應(yīng)用前景。

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Effect ofdiffuse Light Thin Film on Tomatogrowth and Fruit Quality

SUN Shi_jing，ZHOU Qing*，F(xiàn)AN Bing_lin，ZHAO Shu_mei，WANG Ping_zhi，QU Ying_hua
（College of Water Resources and Civil Engineering，China Agricultural University，Key Laboratory of Agricultural Engineering in Structure and Environment，Ministry of Agriculture，Beijing 100083，China）

Taking tomato variety ‘bofen’ as experimentalmaterial and ordinary film as the Contrast，this paper studied the effeCt ofdiffuse light thin film on tomatogrowth and fruit quality. The results showed that tomato had stronggrowth vigor underdiffuse light thin film，the Content of Chlorophyll was higher，the fruit setting number and average single fruit weight were inCreased by 12.52% and 7.71%，respeCtively. Its yield was also promoted by 21.19%. Besides，the fruit volume was signifiCantly enlarged. The fruit shape index was 0.8_ 0.9. Furthermore，its fruit quality was improved. The Contents of soluble solid Content and VC were remarkably inCreased，indiCating thediffuse light thin film was not only helpful for promoting tomato plantgrowth，but also for improving its fruit quality.

Tomato；Diffuse light thin film；Sunlightgreenhouse；Growth；Quailty

孫士景，女，碩士研究生，專業(yè)方向：設(shè)施園藝環(huán)境工程，E_mail：sunshijing@Cau.edu.Cn

（Correspoding author）：周清，女，副教授，碩士生導(dǎo)師，專業(yè)方向：生物環(huán)境控制與能源工程，E_mail：Cauzhou@Cau.edu.Cn

2015_11_12；接受日期：2016_01_20

國際合作項目（201404810910617）