不同補(bǔ)光強(qiáng)度對(duì)冬季溫室茄子生長(zhǎng)的影響

由泉，董然，于錫宏，蔣欣梅，吳鳳芝，劉佳遙

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)/農(nóng)業(yè)部東北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱，150030）

黑龍江省冬季的蔬菜產(chǎn)量，常常滿足不了當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)的需求。冬季溫室生產(chǎn)中不僅光照強(qiáng)度較弱，而且由于覆蓋保溫被導(dǎo)致光照時(shí)間縮短，這種光照的不足造成了蔬菜生長(zhǎng)不良、產(chǎn)量低等現(xiàn)象。北方各地的溫室蔬菜生產(chǎn)中普遍利用補(bǔ)光燈進(jìn)行補(bǔ)光，以彌補(bǔ)在栽培管理中冬季光照顯著不足的缺陷。人工補(bǔ)光是冬季改善溫室內(nèi)光照條件（主要是光照強(qiáng)度和光照時(shí)數(shù)）最有效的辦法[1]。采用人工補(bǔ)光，可以改善溫室栽培的光照不足情況，促進(jìn)作物生長(zhǎng)[2]。目前，生產(chǎn)上常用的人工補(bǔ)光光源有熒光燈、白熾燈、高壓鈉燈、高壓汞燈等，但這些補(bǔ)光燈均存在光效低、能耗大、熱效應(yīng)高等缺點(diǎn)。雖然也有使用耗能低、壽命長(zhǎng)、低發(fā)熱的LED燈作為補(bǔ)光光源[3]，但LED燈的波長(zhǎng)固定，一般只有紅光和藍(lán)光的配比（一般紅、藍(lán)光比例為 5∶1），缺乏紫外線，植株易出現(xiàn)徒長(zhǎng)現(xiàn)象。為此，本試驗(yàn)研究了光質(zhì)成分多樣的新型植物補(bǔ)光燈的不同補(bǔ)光強(qiáng)度對(duì)冬季溫室茄子的影響，為該類(lèi)型補(bǔ)光燈的合理使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

茄子品種為布利塔，由荷蘭瑞克斯旺種子有限公司提供。

補(bǔ)光燈為上海合鳴照明電器有限公司生產(chǎn)的HMZ40型植物補(bǔ)光燈（果菜用），該型號(hào)補(bǔ)光燈光質(zhì)成分為藍(lán)光占30%、紫光及長(zhǎng)波紫外線占7%、近紅外線占3%、綠光占5%、黃光占5%、高效紅光占50%，每個(gè)補(bǔ)光燈功率為40 W，1 W光效42 lm。

1.2 試驗(yàn)方法

于2013-2014年在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)江北基地節(jié)能日光溫室和蔬菜生產(chǎn)設(shè)施工程與環(huán)境調(diào)控實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了2 a重復(fù)試驗(yàn)。

茄子于7月29日播種育苗，2片真葉期分苗于8 cm×8 cm營(yíng)養(yǎng)缽中，9月16日定植于日光節(jié)能溫室內(nèi)。定植密度為2 200株/667 m2，每小區(qū)48株，隨機(jī)區(qū)組排列，為了防止不同處理的小區(qū)之間相互影響，各小區(qū)之間間隔3.3 m（即間隔3個(gè)高畦）。

采取高畦雙行膜下滴灌的方式，整枝方式均為雙稈整枝，其他常規(guī)管理。

在植株上方1 m處安置補(bǔ)光燈，補(bǔ)光燈根據(jù)植株的生長(zhǎng)可以上下調(diào)整。將植株冠層的補(bǔ)光強(qiáng)度設(shè)置為2個(gè)水平，即480 lx和600 lx，代碼分別為T(mén)480和T600，以不補(bǔ)光處理作為對(duì)照（CK）。補(bǔ)光從12月開(kāi)始，每天在覆蓋棉被后補(bǔ)光2 h。

在每個(gè)小區(qū)中隨機(jī)選取15株進(jìn)行掛牌標(biāo)記，在植株生長(zhǎng)過(guò)程中測(cè)定株高、莖粗和葉面積的相對(duì)生長(zhǎng)量，同時(shí)對(duì)葉片的葉綠素含量和光合指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，對(duì)果實(shí)坐果情況（坐果率、果實(shí)膨大速度）進(jìn)行調(diào)查。其中葉綠素含量測(cè)定采用乙醇法[4]，光合指標(biāo)（凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度）利用LI-6400光合儀測(cè)定。

差異顯著性分析采用Duncan's新復(fù)極差法（SSR 法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 補(bǔ)光強(qiáng)度對(duì)茄子植株形態(tài)指標(biāo)的影響

從表1可以看出，補(bǔ)光后顯著提高了茄子株高、莖粗和葉面積的相對(duì)生長(zhǎng)量，隨著補(bǔ)光強(qiáng)度的增加，茄子株高、莖粗和葉面積的相對(duì)生長(zhǎng)量均顯著增加。

2.2 補(bǔ)光強(qiáng)度對(duì)茄子果實(shí)生長(zhǎng)的影響

從表2可以看出，補(bǔ)光有利于冬季溫室茄子果實(shí)的發(fā)育，隨著補(bǔ)光強(qiáng)度的增加，茄子坐果率以及果實(shí)縱徑、橫徑的生長(zhǎng)速度均顯著增加。

2.3 補(bǔ)光強(qiáng)度對(duì)茄子葉片光合特性指標(biāo)的影響

從表3可以看出，補(bǔ)光顯著提高了冬季溫室茄子的光合能力，隨著補(bǔ)光強(qiáng)度的增加，茄子葉片葉綠素含量、凈光合速率、胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度均顯著增加。

表1 補(bǔ)光強(qiáng)度對(duì)茄子植株形態(tài)指標(biāo)的影響

表2 補(bǔ)光強(qiáng)度對(duì)茄子果實(shí)生長(zhǎng)的影響

表3 補(bǔ)光強(qiáng)度對(duì)茄子葉片光合特性指標(biāo)的影響

3 小結(jié)與討論

增強(qiáng)光合作用是促進(jìn)蔬菜植株生長(zhǎng)的有效途徑。補(bǔ)光能明顯促進(jìn)黃瓜幼苗的生長(zhǎng)，隨著補(bǔ)光強(qiáng)度的增大，幼苗的生長(zhǎng)速度加快[5]；當(dāng)外源光強(qiáng)增大時(shí)，葉片的氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度有較小幅度的增大，有利于光合速率的提高[6，7]。本試驗(yàn)結(jié)果也表明，補(bǔ)光促進(jìn)了茄子果實(shí)的發(fā)育，這主要是由于補(bǔ)光促進(jìn)了植株的光合作用，使葉綠體合成有機(jī)物的速度加快，植株生長(zhǎng)勢(shì)增強(qiáng)。隨著補(bǔ)光強(qiáng)度的增加，氣孔導(dǎo)度顯著增加，有利于CO2供應(yīng)，表現(xiàn)在茄子葉片胞間CO2濃度提高，進(jìn)而使葉片的葉綠素含量和凈光合速率增加。

茄子的光補(bǔ)償點(diǎn)是2 000 lx，光飽和點(diǎn)是40 000 lx，雖然本試驗(yàn)中所用補(bǔ)光燈的補(bǔ)光強(qiáng)度只為600 lx和480 lx，但對(duì)茄子生長(zhǎng)的促進(jìn)效果明顯，這說(shuō)明植株的生長(zhǎng)發(fā)育除了受光照強(qiáng)度的影響外，光質(zhì)的影響也至關(guān)重要。人工補(bǔ)光不僅僅取決于光照強(qiáng)度的大小，還取決于光源生理輻射特征[8]，段奇珍等[9]在黃瓜苗補(bǔ)光試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，紅藍(lán)光比例為5∶1的LED光源有利于根冠比的提高，紅藍(lán)光比例為3∶1的LED光源有利于葉綠素a/b比值的增大。曲溪等[10]在LED燈在植物補(bǔ)光領(lǐng)域的效用探究中指出，紅藍(lán)光強(qiáng)度比值為5∶1～10∶1有利于植株生長(zhǎng)。本試驗(yàn)中所用的HMZ40型植物補(bǔ)光燈（果菜用）的光質(zhì)組成為高效紅光占50%、藍(lán)光占30%、紫光及長(zhǎng)波紫外線占7%、近紅外線占3%、綠光占5%、黃光占5%。其中，紅橙光是葉綠素吸收最強(qiáng)的光譜帶，在這條波譜帶作用下，植物的光合作用、植物開(kāi)花過(guò)程和光周期過(guò)程都以最快速度完成。藍(lán)紫光是一個(gè)強(qiáng)的葉綠素吸收帶和黃色素吸收帶，其效率雖只及紅橙光的一半，但對(duì)植物營(yíng)養(yǎng)成分合成有強(qiáng)烈的影響，能促進(jìn)蛋白質(zhì)和脂肪的合成和含量的增加，對(duì)葉片和質(zhì)體的運(yùn)動(dòng)起主要作用。紫光及長(zhǎng)波紫外線對(duì)植物的生長(zhǎng)有刺激作用，可以增加作物產(chǎn)量，促進(jìn)蛋白質(zhì)、糖、酸的合成；近紅外線、綠光和黃光對(duì)植物的作用很小。有關(guān)補(bǔ)光強(qiáng)度與光質(zhì)對(duì)冬季茄子生長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率還有待于進(jìn)一步研究。

總之，冬季溫室使用HMZ40型植物補(bǔ)光燈補(bǔ)光，促進(jìn)了茄子的光合作用，茄子葉片葉綠素含量、凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度均隨著光照強(qiáng)度的增加而顯著增加；補(bǔ)光增強(qiáng)了茄子植株的長(zhǎng)勢(shì)，促進(jìn)了果實(shí)的發(fā)育，隨著光照強(qiáng)度的增加，株高、莖粗、葉面積的相對(duì)生長(zhǎng)量顯著增加，坐果率、果實(shí)縱徑與橫徑的生長(zhǎng)速度均顯著增加。

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