秋冬季延長保護(hù)地光照時(shí)間重要性的理論分析

陳 菲 張 娜 于曉瑩

(河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院,河南 鄭州 450002)

植物的生命活動(dòng)都與光照密不可分，因?yàn)槠滟囈陨娴奈镔|(zhì)基礎(chǔ)是通過光合作用制造出來的。保護(hù)地蔬菜由于有農(nóng)膜或玻璃的覆蓋，使棚內(nèi)透光率受到影響，特別是持續(xù)陰天光照不足，可導(dǎo)致光合作用下降，而在高寒地區(qū)盡管光照強(qiáng)度能滿足要求，但1 d內(nèi)光照時(shí)間太短，不能滿足要求，一些果菜類或花卉很難栽培成功。研究表明,冬季在保護(hù)設(shè)施內(nèi)培育果菜類秧苗,因每天日照時(shí)數(shù)不足8 h,不能滿足秧苗生長發(fā)育的需要,如果每天延長光照時(shí)間2～4 h,可縮短育苗時(shí)間,使幼苗健壯,促進(jìn)早熟。另外,在陰天和雨天適當(dāng)補(bǔ)充光照,可以抑制幼苗病害的發(fā)生[1]。因此，要提高秋冬季作物安全高效生產(chǎn)，關(guān)鍵是要克服秋冬季保護(hù)地生產(chǎn)中遇到的寡照障礙[2]。根據(jù)各種作物的生長習(xí)性，對作物采取延長光照時(shí)間的方式對作物生長發(fā)育的影響進(jìn)行綜述，為保護(hù)地作物提供合理的光照環(huán)境，提高作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)。

1 延長光照時(shí)間的理論依據(jù)

光主要通過影響光合作用、光形態(tài)建成和光周期來調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。而光照時(shí)間對光合作用的影響是通過延長光照時(shí)間，從而影響光合作用的時(shí)間來顯現(xiàn)的。在寒冷的季節(jié)，溫室設(shè)施為了防寒保溫，覆蓋的蒲席、草苫揭蓋時(shí)間直接影響設(shè)施內(nèi)受光時(shí)數(shù)，常會(huì)造成光照強(qiáng)度和光照時(shí)間明顯不足,在秋冬季或早春，一般在日出后才揭苫，而在日落前或剛剛?cè)章渚托枭w上，1 d內(nèi)作物受光時(shí)間不過7～8 h，在高緯度地區(qū)冬季甚至不足6 h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足園藝作物對日照時(shí)數(shù)的需求，使喜強(qiáng)光照的果菜類作物長期生長在弱光逆境中,導(dǎo)致植株?duì)I養(yǎng)體生長不健壯、落花落果嚴(yán)重、果實(shí)發(fā)育緩慢、含糖量降低、產(chǎn)量下降、品質(zhì)變劣,表現(xiàn)為弱光脅迫[3]。

欒征等對冬季增溫和延長光照對茶苗生長的影響進(jìn)行研究，研究表明，在全天溫度不低于0℃ 時(shí)，延長光照時(shí)間能明顯促進(jìn)茶苗的光合和生長。溫度控制在10℃ 延長光照時(shí)間后，茶苗的總生物量、根生物量比以及地下生物量／地上生物量的提高達(dá)到了顯著水平[4]。設(shè)施內(nèi)的光環(huán)境對作物生長發(fā)育有重大影響,調(diào)節(jié)好光環(huán)境是實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的首要條件。

2 延長光照時(shí)間對作物生長發(fā)育的影響

2.1 光照時(shí)間對作物根系的影響

光照充足有利于光合作用，這使地上部所制造的光合產(chǎn)物更多地向根系轉(zhuǎn)移成為可能，從而為培育出健壯的根系打下基礎(chǔ)[5]。有報(bào)道表明，適當(dāng)延長光照的時(shí)間可以利于甜椒的生根[6]；春小麥與春大麥作光處理時(shí)，不遮陰的植株根間長度短，遮陰的根間長度長[7]。而仙人掌在光照不足條件下，不僅生長發(fā)育減慢，生根時(shí)間延長，同時(shí)地上部分也易畸形[8]。另有研究指出，用LED發(fā)光二極管作為光源材料照射作物根系時(shí)，可觀察到植株根／冠比提高，地上部干物重增加[9]。

2.2 光照時(shí)間對作物莖粗及株高的影響

莖是植物的支柱和運(yùn)輸線，它既支撐起植物的繁枝茂葉，又往來輸送來自根部的水分和養(yǎng)料，以及來自葉內(nèi)制造的有機(jī)物質(zhì)。許多植物的莖內(nèi)還貯存了大量的水分和營養(yǎng)物質(zhì)。

楊咪等通過延長光照對甜瓜生長的影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明延長光照時(shí)間有利于增加甜瓜植株高度、莖粗度、節(jié)間長度、葉柄長度，提高其干物質(zhì)的含量、根冠比[10]。而通過延長光照時(shí)間還可增加茄子幼苗的株高、莖粗和生長速率，提高其根冠比、壯苗指數(shù)[11]。梁勇等也通過延長光照時(shí)間對黃瓜幼苗生長影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明延長光照時(shí)間黃瓜幼苗株高明顯高于對照[12]。

2.3 光照時(shí)間對作物葉片生長及葉綠色含量的影響

葉片是進(jìn)行光合作用的重要場所，葉片的大小影響著光合產(chǎn)物的多少。延長光照時(shí)間會(huì)增加光合產(chǎn)物的積累。吳云平利用弱光延長光照時(shí)間可以提高煙苗的光合總量，增加煙苗光合生產(chǎn)能力，并促進(jìn)煙苗的全面生長，提高煙苗的素質(zhì),延長4 h處理的煙苗葉數(shù)顯著增加，葉面積明顯增大，莖高、莖圍、根體積、各部位干物質(zhì)重以及壯苗指數(shù)均得到顯著增加[13]。花妍等就光照時(shí)間對番茄苗期生長發(fā)育的影響做了研究，其中研究表明，番茄的生長初期,在其他因素相同的條件下,不同光照時(shí)數(shù)對番茄幼苗葉片生長速率有很大影響。光照時(shí)間越長,葉片生長速率越大。6 h和14 h光照處理的葉片生長速率分別比10 h的減少15.7%和增加11.24%。番茄的比葉面積受光照時(shí)數(shù)的影響比較明顯,隨光照時(shí)數(shù)的增加番茄的比葉面積逐漸變小,說明隨著光照時(shí)間的延長,番茄單位面積上干物質(zhì)量呈增長的趨勢。而在溫度、濕度、CO2及光強(qiáng)相同的條件下,不同番茄品種經(jīng)過不同光照時(shí)間處理,番茄葉片干物質(zhì)含量隨光照時(shí)間的延長而增加[14]。

2.4 光照時(shí)間對作物葉綠素含量的影響

李愚鶴研究表明,4000～10000 lx范圍內(nèi),隨著補(bǔ)光強(qiáng)度的增大,植株增高,莖粗增加,葉面積變大,明顯促進(jìn)黃瓜幼苗生長,葉綠素含量升高,葉綠素a/b值降低;黃瓜可溶性糖含量上升,可溶性蛋白含量上升;POD活性降低,CAT活性升高,其中耐弱光性差的品種POD和CAT活性均高于耐弱光性強(qiáng)的品種[15]。徐超華延長光照處理顯著提高葉片葉綠素a、b、葉綠素a+b、類胡蘿卜素含量,但1h、3h處理的變化幅度小于2 h處理[16]。

2.5光照時(shí)間對作物抽薹開花的影響

早在川口氏試驗(yàn)中就已經(jīng)指出，低溫長日照處理比低溫短日照處理容易形成花芽，至于對花芽分化后抽薹的影響，日照越長抽薹越早，溫度越高抽薹越快。Clapwijk研究指出,季節(jié)的輻射變化強(qiáng)烈影響番茄的早期產(chǎn)量,給番茄相同的輻射日總量,短光照時(shí)間比長光照時(shí)間更能促進(jìn)開花;光線減小15%,番茄產(chǎn)量將顯著降低[17]。尹守恒等對延長光照時(shí)間對韭菜抽薹開花結(jié)實(shí)的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，延長光照時(shí)間可使韭菜的抽薹期提早3～5 d。整個(gè)抽薹期延長11～16 d；始花期提前 2～4 d，終花期延長 7～12 d，整個(gè)花期延長9～15 d；種子成熟期推遲5～8 d，延長4～7 d；薹莖高度降低2.77～3.87enl；單株抽薹數(shù)增加0.22～0.28 個(gè)，抽薹率提高 32.13%～40.54%[18]。 浦正明等對光照對草莓花芽分化影響的初探中表明，延長光照時(shí)間和光照強(qiáng)度，能促進(jìn)草莓花芽分化，提早開花結(jié)實(shí)[19]。Tinus等建議在日落后或日出前補(bǔ)光4～8 h。一般保護(hù)地內(nèi)光照長度(即光照時(shí)數(shù))要比自然露地光照長度短,因此通常會(huì)影響蔬菜的花芽形成、抽薹、開花和結(jié)實(shí),還會(huì)影響作物的休眠和落葉以及塊根、球莖的形成等[20]。

3 結(jié)論

近年來,溫室栽培在我國迅速發(fā)展,已成為經(jīng)濟(jì)型農(nóng)業(yè)的重要產(chǎn)業(yè),但大棚內(nèi)的光照仍以自然光照為主且利用率較低,尤其在冬季,隨著日照時(shí)間的縮短、日照強(qiáng)度的減弱以及陰雪雨霧等障礙性天氣的增多,對于設(shè)施內(nèi)蔬菜的生長影響很大，是限制作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的主要因素之一。因此，生產(chǎn)上應(yīng)充分利用和合理調(diào)控光照條件保證作物的正常生長。

為了使秧苗多照陽光，培育出健壯的秧苗，在能維持適當(dāng)床溫的前提下，白天應(yīng)盡量揭開覆蓋物，傍晚應(yīng)盡量延遲覆蓋。增加植株下部和棚室后部光照強(qiáng)度，改善設(shè)施內(nèi)的光照條件，使室內(nèi)氣溫、地溫增加，提高植株的光合能力，增加產(chǎn)量。此外，在大棚內(nèi)種植不同種類的蔬菜時(shí)，應(yīng)遵循“北高南低”的原則，使植株高矮錯(cuò)落有序，盡量減少互相遮擋現(xiàn)象。同一種蔬菜移栽時(shí)，力求苗子大小一致，使植株生長整齊，減少植株間遮光。同時(shí)以南北向做畦定植為好。使之盡量接受陽光。保持棚膜潔凈，棚膜上的水滴、塵土等雜物，會(huì)使透光率下降30%左右。減少膜上水滴。防止棚膜結(jié)霧的。搞好植株整理及時(shí)進(jìn)行植株整枝、打杈、綁蔓、打老葉等田間管理，有利于棚室內(nèi)通風(fēng)透光，也是改善光照條件的有益之舉[21,22]。