補(bǔ)光燈類型對日光溫室迷你型黃瓜生長及光合特性的影響

摘 要：【目的】研究不同類型補(bǔ)光燈對迷你型黃瓜植株光合特性、生長指標(biāo)、果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影響，為冬季日光溫室迷你型黃瓜栽培補(bǔ)光燈的選擇提供參考?！痉椒ā恳悦阅阈忘S瓜“托尼”為供試材料，在日光溫室內(nèi)進(jìn)行冬季補(bǔ)光試驗(yàn)，共設(shè)2個(gè)類型的補(bǔ)光燈處理，分別為三基色補(bǔ)光燈（T1）、激光植物生長燈（T2），以不補(bǔ)光為對照（CK），測定不同處理迷你型黃瓜植株的光合參數(shù)、形態(tài)指標(biāo)及果實(shí)的品質(zhì)和產(chǎn)量?！窘Y(jié)果】與自然光照相比，冬季適當(dāng)補(bǔ)光可以顯著增加植株的生長與產(chǎn)量，T1、T2處理產(chǎn)量分別比CK增加71.7%和40.3%，T1處理產(chǎn)量比T2增加22.4%。三基色補(bǔ)光燈更有利于提高迷你型黃瓜植株的光合性能、形態(tài)指標(biāo)及產(chǎn)量，T1處理的蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和凈光合速率均顯著高于T2處理和CK；T1、T2處理迷你型黃瓜果實(shí)Vc含量與CK間差異不顯著，硝酸鹽、可滴定酸含量顯著低于對照，T1、T2處理果實(shí)的硝酸鹽含量和可滴定酸含量分別比CK低36.4%、25.4%和27.5%、30.0%?！窘Y(jié)論】三基色補(bǔ)光燈較適于在實(shí)際生產(chǎn)中為植物補(bǔ)光，可有效解決因光照不足、溫度低而影響冬季日光溫室蔬菜生長的問題，尤其是對溫度和光照敏感的迷你型黃瓜植株的生長有明顯的促進(jìn)作用，并可顯著提高果實(shí)產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：補(bǔ)光燈； 日光溫室； 迷你型黃瓜； 光合特性

中圖分類號(hào)：S642.2" " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " "文章編號(hào)：1002-204X（2023）10-0030-05

doi：10.3969/j.issn.1002-204x.2023.10.008

Effect of Different Types Supplement Light on Growth， Photosynthetic Characteristics and Yield of Mini Cucumber in Greenhouse

Huang Lingdan1， Zhang Lijuan2， Zhu Qiannan2， Qu Jisong2*

（1.Xingqing District Agriculture Technology and Popularization Center， Yinchuan Ningxia 750000;

2.Horticultural Institute， Ningxia Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Yinchuan， Ningxia 750002）

Abstract[Objective] The study investigated the effects of different supplemental lighting types on growth， photosynthesis， quality and yield of mini cucumber to provide reference for selecting supplemental lighting for mini cucumber in winter in greenhouse. [Method] Taking 'Tuoni' cucumber variety as experimental material， different supplemental lighting types were tested to examine the effects on morphology， photosynthetic parameter， quality and yield of mini cucumber in winter in greenhouse. Two treatments were set including three primary colors light lamp （T1）， plant laser light （T2） and without lamp （CK）. [Result] The results showed that compared with CK in winter in greenhouse， supplemental lighting can significantly increase plant growth and yield， which was T1＞T2＞CK. Compared with CK， the yields of T1 and T2 treatments increased by 71.7% and 40.3%， respectively; The yield of T1 was 22.4% higher than that of T2. Three primary colors light lamp was the best to improve the morphology， photosynthetic parameter and yield of cucumber; The Tr， Gs and Pn of T1 treatment were significantly higher than that those of T2 and CK treatments; Compared with the CK treatment， there was no significant difference in Vc content， but Nitrate and Organic acid were significantly lower than CK treatment. [Conclusion] Three primary colors light lamp is a more suitable supplemental lighting for production can effectively solve the problem of insufficient light and low temperature， which affects the production of vegetables in winter in greenhouse. Especially for temperature and light sensitive mini cucumber have has greater influence.

Key words Supplement lights; Greenhouse; Mini cucumber; Photosynthetic characteristics

人工補(bǔ)光是改善冬季設(shè)施內(nèi)光照條件的有效措施。研究表明，通過延長補(bǔ)光時(shí)間，可提高植株的光合作用和葉片的光合色素含量，進(jìn)而增加植株生物量，培育壯苗[1-3]。黃瓜是喜光作物，多數(shù)品種在8～11 h的短日照條件下生長良好，補(bǔ)光燈對設(shè)施蔬菜增產(chǎn)增收有巨大的促進(jìn)作用[4]。延長補(bǔ)光時(shí)間是否更有利于培育壯苗，并提高經(jīng)濟(jì)收入，值得深入研究[1]。

關(guān)于不同類型補(bǔ)光燈對植物生長影響的研究也有不少報(bào)道，研究表明LED燈和紅光熒光燈更有利于提高植物植株的光合參數(shù)，高壓鈉燈雖然有利于提高草莓果實(shí)品質(zhì)，但由于耗電量大，經(jīng)濟(jì)效益不及LED燈[2]。目前，有關(guān)迷你型黃瓜在冬季設(shè)施栽培條件下用不同類型的補(bǔ)光燈補(bǔ)光的比較研究報(bào)道不多[1-2，4]。基于此，本試驗(yàn)以迷你型黃瓜為供試材料，探究在實(shí)際生產(chǎn)上不同類型的植物生長燈對迷你型黃瓜植株生長、光合特性、果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，從而綜合分析不同類型植物生長燈的補(bǔ)光效果，為寧夏地區(qū)冬春季日光溫室栽培迷你型黃瓜的補(bǔ)光燈選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用迷你型黃瓜品種“托尼”作為供試材料，在寧夏吳忠國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)設(shè)施基地的一座新型大跨度日光溫室內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)溫室寬15 m，長80 m，栽培面積1 050 m2，溫室后墻底寬8 m，溫室脊高7.5 m。

2021年10月19日定植，采用桶裝基質(zhì)栽培（蛭石、珍珠巖及草炭灰按體積比 1∶1∶1配制無土基質(zhì)），每桶定植2株（栽培桶高0.4 m，直徑0.4 m）。于2021年11月7日至2022年3月20日期間補(bǔ)光，補(bǔ)光日數(shù)共計(jì)134 d。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)處理，分別為三基色補(bǔ)光燈（T1）、激光植物生長燈（T2），以不補(bǔ)光為對照處理（CK）。每個(gè)處理小區(qū)面積為100 m2（8.0 m×12.5 m），3次重復(fù)，各處理的田間管理措施均相同。

T1處理用的三基色補(bǔ)光燈，每盞燈功率為36 W，耗電量為0.036 kW/h，輻射面積20 m2。安裝時(shí)燈頭線距離地面2.0～2.5 m，有條件的可隨植物生長升降，燈離植物生長點(diǎn)不能小于40～50 cm，燈與燈間距4 m，試驗(yàn)區(qū)內(nèi)共安裝了15盞果菜植物生長燈。T2處理用的激光植物生長燈，每臺(tái)功率為50 W，耗電量為0.05 kW/h，有效照射面積約為400 m2，試驗(yàn)區(qū)使用1個(gè)即可。T1、T2處理安裝時(shí)將燈具放置在試驗(yàn)區(qū)域中央，安裝高度保持照射空間覆蓋植物生長點(diǎn)層，當(dāng)植物長高時(shí)，適當(dāng)升高生長燈位置。用自動(dòng)定時(shí)器控制補(bǔ)光燈開啟，揭苫前開啟3 h，落苫后開啟3 h。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

1.3.1 生長指標(biāo)

在補(bǔ)光處理1個(gè)月后，進(jìn)入盛果期時(shí)，即從定植第50 d開始，每個(gè)處理選定6株植株，測量植株生長指標(biāo)，每14 d測量1次，共測量5次。株高：用卷尺從植株基部到新葉最高點(diǎn)處測量，莖粗：使用游標(biāo)卡尺測量栽培基質(zhì)上1 cm處。測定地上單株鮮重，并在烘箱中于105 ℃殺青30 min，在75 ℃條件下烘至恒重，稱量地上單株干重。

1.3.2 葉綠素相對含量（SPAD值）測定

利用SPAD-502葉綠素儀測定，每個(gè)處理選取6株，每株選取3片功能葉片，測定部位位于葉片中間位置，其值為相同位置連續(xù)測定3次的平均值。

1.3.3 光合指標(biāo)

使用Li-6800便攜式光合儀測定植株葉片的光合參數(shù)，包括凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci），于09：00—12：00，在每個(gè)小區(qū)選取代表株6株，每株選取3片功能葉片進(jìn)行測定，每個(gè)葉片連續(xù)讀取3組數(shù)據(jù)，取平均值。

1.3.4 果實(shí)品質(zhì)

果實(shí)可溶性固形物含量用手持式固形物含量測試儀測定，果實(shí)可溶性糖含量用蒽酮比色法[5]測定，果實(shí)可滴定酸含量用NaOH滴定法[5]測定，果實(shí)Vc含量用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定[6]，果實(shí)硝酸鹽含量用紫外分光光度法測定[7]，重復(fù)3次，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2007與SPSS 22.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，利用Excel 2007軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對迷你型黃瓜植株生長特性的影響

2.1.1 不同處理對迷你型黃瓜植株株高的影響

由圖1可知，T1、T2處理迷你型黃瓜植株的株高均明顯高于CK處理。其中：T1、T2處理迷你型黃瓜植株株高接近，在定植第50天至定植第64天期間，各處理植株株高均呈現(xiàn)快速增長趨勢；到定植第78天，T1、T2處理植株株高仍明顯增加；此后植株株高增長緩慢，并趨于停止生長。對照處理植株株高從定植第64天起生長緩慢，直至停止生長。在定植第50、64、78、92、106天，T1、T2處理植株株高分別比對照增加31.7%、32.5%、38.6%、38.9%、40.3%和27.1%、31.8%、39.4%、40.2%、41.0%。

2.1.2 不同處理對迷你型黃瓜植株莖粗的影響

由圖2可知，T1、T2處理迷你型黃瓜植株的莖粗均明顯高于CK處理，且T2處理的莖粗大于T1處理。在定植第50天至定植第64天，各處理的植株莖粗均呈現(xiàn)快速增長趨勢；到定植第78天，T1處理植株莖粗仍明顯增加；此后莖粗增長緩慢。T2處理和對照處理的植株莖粗在定植第64天到定植第92天期間莖粗增長緩慢；在定植第92天至定植第106天，植株莖粗又有明顯增加。在定植第50、64、78、92、106天，T1、T2莖粗分別比對照莖粗增加13.1%、15.3%、17.0%、16.6%、11.7%和20.9%、19.4%、18.5%、18.9%、17.8%。

2.1.3 不同處理對迷你型黃瓜果實(shí)及植株生長特性的影響

由表1可知，不同處理迷你型黃瓜果實(shí)的橫、縱徑無顯著差異。但是，不同補(bǔ)光燈對迷你型黃瓜植株的生長有明顯影響，T1、T2處理單株地上鮮重和單株地上干重與CK間差異顯著，T1、T2處理單株地上鮮重分別比CK高36.5%和30.6%，T1、T2處理單株地上干重分別比CK高30.2%和9.4%。

2.2 不同處理對植株葉片光合特性和葉綠素相對含量的影響

由表2可知，T1處理蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和凈光合速率均顯著高于T2、CK處理，T2處理與CK處理的蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和凈光合速率間差異不顯著。T1、T2處理胞間CO2濃度和SPAD值間差異不顯著，但均顯著高于CK處理，分別比CK處理高35.0%、24.4%和17.98%、17.09%。

2.3 不同處理對迷你型黃瓜果實(shí)品質(zhì)的影響

由表3可知，不同處理對迷你型黃瓜果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)的影響不同，3個(gè)處理迷你型黃瓜果實(shí)Vc含量間差異不顯著。T1、T2處理迷你型黃瓜果實(shí)的硝酸鹽含量和可滴定酸含量間差異不顯著，但均顯著低于CK處理，分別比CK處理低36.4%、25.4%和27.5%、30.0%。T1處理可溶性糖含量均顯著高于T2處理和CK處理51.4%和44.7%。T2處理可溶性固形物均顯著低于T1處理和CK處理4.7%。

2.4 不同處理對迷你型黃瓜產(chǎn)量的影響

由表4看出，不同處理迷你型黃瓜的單果質(zhì)量間差異不顯著。T1、T2處理的單株結(jié)果數(shù)、單位面積結(jié)果數(shù)和產(chǎn)量均顯著高于對照，3個(gè)處理單株結(jié)果數(shù)、單位面積結(jié)果數(shù)和產(chǎn)量由大到小依次為T1、T2、CK；其中：T1處理的單株結(jié)果數(shù)、單位面積結(jié)果數(shù)和產(chǎn)量分別比對照增加61.5%、65.8%和71.7%，T2處理的單株結(jié)果數(shù)、單位面積結(jié)果數(shù)和產(chǎn)量分別比對照增加38.5%、42.1%和40.3%。與T2處理相比，T1處理的單株結(jié)果數(shù)、單位面積結(jié)果數(shù)和產(chǎn)量均顯著高于T2，分別比T2增加16.7%、16.7%和22.4%。

3 討論

北方地區(qū)冬季設(shè)施蔬菜生產(chǎn)不僅受環(huán)境溫度影響，光照時(shí)間和光照強(qiáng)度嚴(yán)重不足時(shí)，也會(huì)影響作物的光合作用，從而會(huì)導(dǎo)致蔬菜生長不良，進(jìn)而影響產(chǎn)量和品質(zhì)[1，8-9]。有研究表明，通過人工補(bǔ)光延長光照時(shí)間可明顯提高番茄的光合特性及生長速率，促進(jìn)光合產(chǎn)物積累，進(jìn)而提高蔬菜產(chǎn)量[10-11]。在本試驗(yàn)中，冬季溫室種植迷你型黃瓜時(shí)，在上午揭開保溫被前和下午覆蓋保溫被后，用兩種類型植物補(bǔ)光燈各補(bǔ)光3 h后可明顯提高迷你型黃瓜株高、莖粗、地上干鮮質(zhì)量及產(chǎn)量。這與崔瑾等[12-14]的研究結(jié)果相似，適當(dāng)延長光照時(shí)間能有效促進(jìn)黃瓜幼苗的生長和干物質(zhì)積累。株高和地上干鮮質(zhì)量是評價(jià)作物生長質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，本試驗(yàn)中兩種補(bǔ)光處理可以顯著提高迷你型黃瓜植株生長指數(shù)。同樣生產(chǎn)管理?xiàng)l件，在低光照強(qiáng)度下，果實(shí)體內(nèi)的硝酸還原酶活性降低，導(dǎo)致果實(shí)體內(nèi)硝酸鹽累計(jì)增加，本試驗(yàn)結(jié)果與錢舒婷等[2]的研究結(jié)果相似。因此，在迷你型黃瓜生產(chǎn)中，尤其是冬季，要通過合理起苫、增加棚膜透光度、人工補(bǔ)光等措施增加光照強(qiáng)度，既可解決冬季溫室生產(chǎn)光照不足問題，又可彌補(bǔ)溫度低導(dǎo)致花打頂而影響冬季迷你型黃瓜生產(chǎn)。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)分析了不同類型補(bǔ)光燈對冬季設(shè)施生產(chǎn)迷你型黃瓜的生長指標(biāo)、光合特性、果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，人工補(bǔ)光可以顯著增加植株的生長與果實(shí)產(chǎn)量，T1處理效果最好，其次為T2處理，CK處理居第三位。T1處理的蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和凈光合速率均顯著高于T2處理和CK，T1處理的產(chǎn)量比T2處理增加22.4%。T1、T2處理迷你型黃瓜果實(shí)Vc含量與對照間差異不顯著，硝酸鹽和可滴定酸含量顯著低于對照處理。因此，三基色補(bǔ)光燈更有利于提高迷你型黃瓜植株的光合性能、形態(tài)指標(biāo)及產(chǎn)量。使用適于實(shí)際生產(chǎn)的植物補(bǔ)光燈，可有效解決因光照不足、溫度低而影響冬季日光溫室蔬菜生產(chǎn)的問題，尤其是對溫度和光照敏感的黃瓜、迷你型黃瓜生產(chǎn)影響較大。綜上所述，提高冬季設(shè)施蔬菜產(chǎn)量可以通過人工補(bǔ)光來實(shí)現(xiàn)，為保證在實(shí)際生產(chǎn)中作物受光均勻，可以根據(jù)種植面積，均勻安裝植物補(bǔ)光燈，從而達(dá)到增加冬季日光溫室蔬菜產(chǎn)量目的。由于激光植物生長燈價(jià)格高于三基色補(bǔ)光燈，且增產(chǎn)效果不及三基色補(bǔ)光燈，所以在冬季日光溫室蔬菜生產(chǎn)中，推薦使用三基色補(bǔ)光燈來延長冬季光照時(shí)間，特別是在陰雪天，可極大地解決光照不足的問題，為冬季“菜籃子”供給提供技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 文蓮蓮，李巖，張聃丘，等. 冬季溫室補(bǔ)光時(shí)長對番茄幼苗生長、光合特性及碳代謝的影響[J]. 植物生理學(xué)報(bào)，2018，54（9）：1490-1498.

[2] 錢舒婷，李建明. 補(bǔ)光燈類型對設(shè)施草莓光合特性與產(chǎn)量的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，47（4）：41-48.

[3] 張紅艷. 植物生長燈在溫室番茄生產(chǎn)中應(yīng)用效果初探[J]. 遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（1）：72-73.

[4] 王項(xiàng)羽，郝東生，王虹. 植物補(bǔ)光燈在設(shè)施反季節(jié)番茄生產(chǎn)中的增產(chǎn)試驗(yàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程，2015，5（S2）：66-69.

[5] 高俊鳳. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京：高等教育出

版社，2006.

[6] 曹建康，姜微波，趙玉梅. 果蔬采后生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2007.

[7] 中華人民共和國國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)，國家食品藥品監(jiān)督管理總局. 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定：GB 5009.33—2016[S]. 北京：中國

標(biāo)準(zhǔn)出版社，2017.

[8] 許莉，劉世琦，齊連東，等. 不同光質(zhì)對葉用萵苣光合作用及葉綠素?zé)晒獾挠绊慬J]. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，23（1）：96-100.

[9] 陽圣瑩，白勝，蔣浩宏，等. 不同補(bǔ)光處理對設(shè)施草莓光合特性及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（9）：1298-1303.

[10] KIM S J， HAHN E J， HEO J W， et al. Effect of LEDs on net photosynthetic rate， growth and leaf stomata of chrysanthemum plantlets in vitro[J]. Scientia Horticulturae， 2004，101（1-2）：143-151.

[11] 花妍，羅新蘭，李天來，等. 光照時(shí)間對番茄苗期生長發(fā)育的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（8）：108-111.

[12] 崔瑾，馬志虎，徐志剛，等. 不同光質(zhì)補(bǔ)光對黃瓜、辣椒和番茄幼苗生長及生理特性的影響[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2009，36（5）：663-670.

[13] 陳頤，楊虹琦，肖春生，等. 補(bǔ)充光照及微量元素對煙苗生長的影響[J]. 中國煙草學(xué)報(bào)，2012，18（6）：48-52.

[14] 王冰華，孫風(fēng)清，李娟起，等. 不同時(shí)段補(bǔ)光對日光溫室冬春茬黃瓜幼苗質(zhì)量的影響[J]. 中國蔬菜，2017（12）：23-29.

責(zé)任編輯：達(dá)海莉

基金項(xiàng)目：寧夏農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)保護(hù)科技創(chuàng)新示范項(xiàng)目（NGSB2021803）、寧夏重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022BBF02023）。

作者簡介：黃靈丹（1983—），女，河南鄢陵人，農(nóng)藝師，從事設(shè)施蔬菜栽培研究。

*通信作者：曲繼松，男，副研究員，主要從事設(shè)施園藝工程技術(shù)與蔬菜栽培生理研究。

收稿日期：2022-10-08" 修回日期：2023-03-03