新型功能棚膜對日光溫室環(huán)境及番茄生長發(fā)育的影響

李巖，孫娜，趙海榕，魏珉*，米慶華，王秀峰，史慶華，楊鳳娟

1.山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院/作物生物學國家重點實驗室/農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，山東泰安271018

2.農(nóng)業(yè)部黃淮海設施農(nóng)業(yè)工程科學觀測實驗站，山東泰安271018

3.山東農(nóng)業(yè)大學科技處，山東泰安271018

新型功能棚膜對日光溫室環(huán)境及番茄生長發(fā)育的影響

李巖1，2，孫娜1，趙海榕1，魏珉1，2*，米慶華2，3，王秀峰1，史慶華1，2，楊鳳娟1

1.山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院/作物生物學國家重點實驗室/農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，山東泰安271018

2.農(nóng)業(yè)部黃淮海設施農(nóng)業(yè)工程科學觀測實驗站，山東泰安271018

3.山東農(nóng)業(yè)大學科技處，山東泰安271018

本文以番茄品種‘金棚榮耀'為試材，研究了加入轉(zhuǎn)光劑后涂覆型和內(nèi)添加型消霧無滴膜的透光性、保溫性及對番茄植株生長、果實品質(zhì)和產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明：與內(nèi)添加型消霧無滴膜相比，涂覆型消霧無滴膜的透光性及保溫性均有所提高，明顯促進番茄植株生長，有利于提高番茄每667 m2產(chǎn)量。轉(zhuǎn)光劑種類不同，對果實成熟期和品質(zhì)具有較大影響。新研發(fā)的34號涂覆轉(zhuǎn)光膜可明顯促進番茄生長，每667 m2產(chǎn)量顯著高于對照，且番茄紅素含量和糖酸比顯著提高。總體來看，加入轉(zhuǎn)光劑后涂覆型消霧無滴膜更有利于提高番茄果實的綜合品質(zhì)。

消霧無滴膜；涂覆型；內(nèi)添加型；番茄；生長發(fā)育

影響日光溫室、塑料大棚等設施蔬菜生產(chǎn)的因素很多，除了適合當?shù)厥褂玫拇笈铩厥医Y(jié)構(gòu)和配套栽培技術(shù)外，覆蓋材料在棚室蔬菜生產(chǎn)過程中也起著舉足輕重的作用［1］，可以實現(xiàn)作物的反季節(jié)上市，而且能提高其品質(zhì)和產(chǎn)量［2］。其中，塑料薄膜由于具有質(zhì)地柔韌、經(jīng)濟、便于安裝、透光能力強等優(yōu)點而被廣泛應用，成為當今溫室、塑料大棚等園藝設施的主要覆蓋材料［3-5］。在設施蔬菜生產(chǎn)上選用透光率高、保溫性能好、耐用、防塵、防霧效果好的透明覆蓋物是實現(xiàn)節(jié)能、高效生產(chǎn)的重要途徑［6］。而且，隨著優(yōu)質(zhì)、高效、配套設施栽培技術(shù)的不斷完善，新型覆蓋材料的研制與應用迅速發(fā)展，一批具有改善透光性、提高保溫性、延長使用期、降低造價的多功能塑料薄膜不斷推向市場，極大地改善了溫室、大棚中溫、光、水、氣等栽培條件。

涂覆型消霧無滴轉(zhuǎn)光膜作為一種新型功能棚膜，近幾年得到了迅速推廣應用，其突出特點是持久流滴性和消霧性，并能把日光中的部分紫外線轉(zhuǎn)換成紅光。近年來，國內(nèi)外對于不同棚膜對番茄生長發(fā)育的影響效應已有較多研究［7］，但關(guān)于新型功能棚膜對日光溫室內(nèi)主要環(huán)境因子及對番茄生育和果實品質(zhì)綜合影響的研究還鮮有報道。因此，本試驗以內(nèi)添加型未加轉(zhuǎn)光劑及涂覆型未加轉(zhuǎn)光劑棚膜為對照，研究了涂覆型和內(nèi)添加型消霧無滴轉(zhuǎn)光膜覆蓋條件下日光溫室內(nèi)光溫環(huán)境及番茄生長發(fā)育的變化，旨在探討新型覆蓋材料對日光溫室內(nèi)主要環(huán)境條件和果實品質(zhì)的影響，并為該棚膜的研制開發(fā)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試材與處理

試驗于2012年10月～2013年5月在山東省萊蕪市方下鎮(zhèn)盧家莊山東農(nóng)業(yè)大學農(nóng)膜試驗示范基地日光溫室內(nèi)進行。溫室長度62 m，高度4.8 m，跨度12 m，透明覆蓋材料由編號28（內(nèi)添加型消霧無滴膜不加轉(zhuǎn)光劑，對照1）、31（涂覆型消霧無滴膜不加轉(zhuǎn)光劑，對照2）、30（內(nèi)添加型消霧無滴膜加轉(zhuǎn)光劑，轉(zhuǎn)光劑種類：L9-1）、33（涂覆型消霧無滴膜加轉(zhuǎn)光劑，轉(zhuǎn)光劑種類：SS-1）、34（涂覆型消霧無滴膜加轉(zhuǎn)光劑，轉(zhuǎn)光劑種類：L9-1）共5塊棚膜等距離拼接而成，2012年10月10日扣膜。棚膜由山東天鶴塑膠股份有限公司生產(chǎn)，厚度均為0.08 mm。

供試番茄品種為‘金棚榮耀'（大果型紅果，商品苗由萊蕪市農(nóng)科院提供），2012年10月15日定植，行距65 cm，株距36 cm，單干整枝。每處理設一個小區(qū)，從中選取10株定期觀察測定。田間肥水管理按常規(guī)進行。

1.2測定項目與方法

1.2.1光譜不同棚膜覆蓋下各光譜采用美國產(chǎn)UnispecTM光譜分析系統(tǒng)測定。各光質(zhì)光譜見表1。

1.2.2光強采用PPsystem公司的TPS-2便攜式光合儀測定光強，在距地面1 m處分別測定溫室外及溫室內(nèi)的光照強度，從9：00～16：00，每個整點采集1次數(shù)據(jù)。

透光率計算公式：T=Ri/R0×100%，式中Ri、R0分別是在溫室內(nèi)和溫室外距地面1 m處水平面所測的光照強度，單位為KLux［8］。

1.2.3溫度采用TR-52S溫度記錄儀記錄溫室內(nèi)全天的土壤溫度。記錄地溫的探頭在地下10 cm。每10 min采集1次數(shù)據(jù)，取每個月每天地溫總和的平均值作為月平均地溫。

1.2.4番茄生長指標定植后24 d起開始測定各處理15株番茄株高、莖粗、葉片數(shù)，株高使用卷尺測量，莖粗使用游標卡尺測定。以后每隔30 d左右測量1次，直到打頂為止。

1.2.5番茄果實品質(zhì)果實采收期選取第2穗商品成熟果實用于品質(zhì)測定。蒽酮比色法測定可溶性糖含量［9］；2，6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C含量［10］；滴定法測有機酸含量［9］；國標法測番茄紅素含量［11］。1.2.6番茄產(chǎn)量自番茄第2穗果實成熟采收時記錄產(chǎn)量。

表1　不同棚膜覆蓋的光譜組成Table 1 Spectrum of different films in solar greenhouse

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

采用Microsoft Excel 2007以及Origin 7.5軟件進行數(shù)據(jù)整理和作圖，并用SPSS 19.0軟件進行方差分析，顯著性由Duncan's新復極差法檢驗。

2　結(jié)果與分析

2.1不同消霧無滴膜覆蓋對日光溫室內(nèi)光照條件的影響

由表1可知，透射光中的各種光譜成分，34號薄膜在紫外光、綠光區(qū)比例均顯著低于CK1和CK2，在紅橙光、遠紅光區(qū)的比例較CK1、CK2和其它棚膜均顯著提高，其中透射光譜在紅橙光區(qū)較CK1和CK2分別提高42.15%和6.91%。30和33號棚膜分別在近紅光和紫光區(qū)的光譜比例較CK顯著提高。

由圖1可以看出，五種棚膜的透光率月變化趨勢基本一致，均呈現(xiàn)先降低后升高再降低趨勢。涂覆型消霧無滴膜（31、33、34號）的透光率高于內(nèi)添加型消霧無滴膜（28、30號），28號（CK1）棚膜的透光率始終最低。

各棚膜透光率日變化如圖2所示。中午光照最強時，棚膜的透光率最高。不同類型薄膜下，涂覆型的透光率高于內(nèi)添加型，但早晚彼此差異不顯著。

圖1　不同棚膜透光率月變化Fig.1Monthly variation of transmittance of different films

圖2　不同棚膜透光率日變化Fig.2Diurnal variation of transmittance of different films

2.2不同消霧無滴膜對日光溫室土壤溫度的影響

由圖3可以看出，不同棚膜覆蓋下月平均地溫的變化趨勢基本相同，涂覆型棚膜下的月平均地溫高于內(nèi)添加型棚膜，但差異不明顯。不同棚膜覆蓋下室內(nèi)地溫的日變化，12～16時差異明顯，涂覆型棚膜覆蓋的地溫較高，內(nèi)添加型棚膜覆蓋地溫較低；夜間不同棚膜覆蓋下的地溫差異不顯著。

圖3　不同棚膜覆蓋下月平均地溫的變化（A）和地溫日變化（B）Fig.3 Monthly（A）and diurnal variation（B）of soil temperature under different films

2.3不同消霧無滴膜覆蓋對番茄生長的影響

與對照CK1、CK2及其它處理相比，34號棚膜顯著促進了番茄生長，株高和節(jié)間長度增加，葉片增多，但莖粗與對照差異不顯著（表2）；而33號棚膜則抑制了番茄株高增長，但莖粗增加；30號、33號棚膜覆蓋下番茄植株葉片數(shù)較少。綜合比較，34號棚膜最有利于促進番茄生長。

表2　不同棚膜對日光溫室番茄生長的影響Table 2 Effects of different films on plant growth of tomato in solar greenhouse

2.4不同消霧無滴膜覆蓋對番茄開花和果實轉(zhuǎn)色期的影響

由表3可見，相比于對照和其它處理，34號棚膜覆蓋下的番茄第二穗花開花較早，30號棚膜覆蓋開花則較晚；34號棚膜覆蓋下第二穗果實轉(zhuǎn)色期提前2～3 d，30號棚膜覆蓋則使轉(zhuǎn)色期延后1～2 d。

2.5不同消霧無滴膜覆蓋對番茄產(chǎn)量的影響

34號棚膜顯著增加了番茄單株結(jié)果數(shù)，且平均單果重及每667 m2產(chǎn)量均明顯高于其它處理及對照（表4）；CK1覆蓋下的番茄單株果數(shù)、平均單果重以及每667 m2產(chǎn)量則明顯較低。34號棚膜下番茄每667 m2產(chǎn)量較CK1和CK2分別增加59.53%和20.23%。

表3　不同棚膜對日光溫室番茄開花和果實轉(zhuǎn)色的影響Table 3 Effects of different films on flowering and color-changing period of tomato in solar greenhouse

表4　不同棚膜對日光溫室內(nèi)番茄產(chǎn)量的影響Table 4 Effect of different films on yield of tomato in solar greenhouse

2.6不同消霧無滴膜覆蓋對番茄品質(zhì)的影響

由表5可以看出，與其它棚膜相比，34號棚膜明顯提高了番茄果實中番茄紅素、可溶性糖含量，同時降低了有機酸含量，使果實糖酸比增加；34號棚膜覆蓋的果實中Vc含量低于CK2，但明顯高于其它棚膜。

表5　不同棚膜對日光溫室內(nèi)番茄果實品質(zhì)的影響Table 5 Effect of different films on fruit quality of tomato in solar greenhouse

3　討論

設施環(huán)境是影響設施內(nèi)蔬菜生長發(fā)育的重要條件［12］。目前，影響保護地栽培的障礙因素日益突出，如低溫、高濕、弱光、營養(yǎng)元素單一等［13］，尤其在種植越冬蔬菜時，設施內(nèi)的低溫弱光更是限制設施蔬菜生長發(fā)育的主要因子之一，因此提高冬季設施內(nèi)的光照、溫度顯得尤為重要［8］。馬光恕等利用普通塑料薄膜和光生態(tài)塑料薄膜兩種覆蓋材料為試驗材料，研究了不同覆蓋材料對大棚內(nèi)番茄生長發(fā)育的影響，結(jié)果表明，光生態(tài)塑料薄膜比普通塑料薄膜具有更好的透光性和增溫性［14］。本試驗中，與對照相比，34號棚膜增加了紅橙光和遠紅光比率，降低了紫外光及綠光比率。說明在400～700 nm可見光區(qū)，34號棚膜透射光譜中較長波長光質(zhì)比率提高。此外，未加轉(zhuǎn)光劑（CK2）和加轉(zhuǎn)光劑（33、34號）的涂覆型消霧無滴棚膜其透光率均高于未加轉(zhuǎn)光劑（CK1）和加轉(zhuǎn)光劑（30）的內(nèi)添加型消霧無滴棚膜（圖2和3），說明在低溫弱光的冬季，涂覆型消霧無滴膜可通過提高透光率來改善光照不足的問題。

設施蔬菜栽培生產(chǎn)要求棚膜具有較高的保溫性能，以減少冬春能源消耗［5］，且不同材料及制作工藝的棚膜保溫性能不同。由不同棚膜覆蓋下的地溫變化可知，新研制的34號涂覆型消霧無滴轉(zhuǎn)光膜的保溫性要好于其它棚膜。

前蘇聯(lián)科學院季米利亞捷夫植物生理研究所進行了多種人工光源照射對黃瓜、番茄、菠菜、西葫蘆、花椰菜、洋蔥、冬油菜等的栽培實驗，結(jié)果證明，在同樣的輻射強度和適宜的日照長度下，植物的發(fā)育在紅橙光下完成最快［15］。馬光恕等研究發(fā)現(xiàn)，光生態(tài)塑料薄膜能夠促進番茄株高和株幅的生長，提高番茄的產(chǎn)量［14］。廉華等研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)塑料薄膜能夠促進黃瓜和甜瓜的產(chǎn)量［7］。本研究結(jié)果顯示，通過對五種棚膜覆蓋下番茄生長、產(chǎn)量及品質(zhì)指標的分析表明，與內(nèi)添加型消霧無滴膜（28、30號）相比，涂覆型消霧無滴膜（31、33、34號）有利于提高番茄每667 m2產(chǎn)量。轉(zhuǎn)光劑種類不同，對果實成熟期和品質(zhì)具有較大影響。新研發(fā)的34號涂覆轉(zhuǎn)光膜可明顯促進番茄生長，果實轉(zhuǎn)色期比CK1和CK2提前2～3 d，每667 m2產(chǎn)量分別比兩個對照增加59.53%和20.23%，且番茄紅素含量和糖酸比顯著提高，這與34號棚膜的保溫和透光性提高有關(guān)，且34號棚膜中加入新型轉(zhuǎn)光劑，能夠?qū)⒆贤夤夂途G光等短波長的光轉(zhuǎn)換成對植物生長有利的紅橙光，從而促進番茄植株生長、提高果實品質(zhì)。

4　結(jié)論

與內(nèi)添加型消霧無滴膜相比，涂覆型消霧無滴膜的透光性及保溫性均有所提高，明顯促進番茄植株生長，提高番茄單位面積產(chǎn)量。轉(zhuǎn)光劑種類不同，對果實成熟期和品質(zhì)具有較大影響。34號涂覆轉(zhuǎn)光膜可明顯促進番茄植株生長和果實成熟，單位面積產(chǎn)量顯著高于對照，且番茄紅素含量和糖酸比顯著提高。

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Effects of Neotype Multi-functional Plastic Films on Environmental Condition，Growth and Development of Tomatoin Solar Greenhouse

LI Yan1，2，SUN Na1，ZHAO Hai-rong1，WEI Min1，2*，MI Qing-hua2，3，WANG Xiu-feng1，SHI Qing-hua1，2，YANG Feng-juan1
1.College of Horticulture Science and Engineering/Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology /Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops（Huanghuai Region），Ministry of Agriculture，Tai'an 271018，China
2.Scientific Observing and Experimental Station of Environment Controlled Agricultural Engineering in Huang-Huai-Hai Region，Ministry of Agriculture，Tai'an 271018，China
3.Technology Department/Shandong Agricultural University，Tai'an 271018，China

The light transmittance and heat retaining property of coating-anti-fog film and inner-added anti-fog film both adding light conversion agent and their effects on the growth，quality and yield of tomato were studied with the tomato cultivar‘Jinpengrongyao' as test material.As the results，the light transmittance and heat retaining property were increased and the growth and yield per 667 m2of tomato were also improved by using the coating-anti-fog film greenhouse film. Moreover，the maturity stage and fruit quality of tomato were greatly influenced by different kinds of light conversion agent. Compared with control，the growth and yield per 667 m2of tomato were evidently enhanced by the newly developed coating-light-conversion film of No.34；meanwhile，lycopene content and acid-sugar ratio in fruit were significantly improved as well.In a word，coating-anti-fog film was more conducive to improve the comprehensive quality of tomato.

Anti-fog film；coating；inner-added；tomato；growth and development

S626.9

A

1000-2324（2016）02-0161-05

2013-12-19

2014-04-09

國際科技合作項目（S2011GR0454）；“十二五”國家科技支撐計劃課題（2012BAD11B01）；山東省科技成果轉(zhuǎn)化項目（魯科農(nóng)字＜2013＞56）

李巖（1983-），男，講師，博士，現(xiàn)主要從事設施蔬菜與無土栽培的研究.E-mail：edmonlee@163.com

Author for correspondence.E-mail：minwei@sdau.edu.cn