光周期对黄瓜幼苗形态、光合特性及碳水化合物含量的影响.pdf

中国农业大学学报 2024 29 4 164 172 Journal of China Agricultural University http 光周期对黄瓜幼苗形态 光合特性及碳水化合物含量的影响 李 雪 1 赵士文 1 包星星 1 武永军 2 杨振超 1 1 西北农林科技大学 园艺学院 陕西 杨凌 712100 2 西北农林科技大学 生命科学学院 陕西 杨凌 712100 摘 要 为探究光周期对黄瓜幼苗形态 光合特性及碳水化合物含量的影响 在光强为250 mol m 2 s 的白光 下 设置光周期为8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h和20 h 4 h共4个处理 比较各处理对黄瓜幼苗的影响 结果表明 不同光周期处理后的黄瓜幼苗形态差异较大 其株高 茎粗 鲜重 干重与叶面积均发生显著性差异 12 h 12 h处理 下株高 茎粗和总叶面积均显著优于其余处理 随着光周期的增加 叶片各组织厚度增加 Rubisco酶活性呈现下降 趋势 8 h 16 h处理较16 h 8 h与20 h 4 h处理显著增加66 23 和82 86 黄瓜幼苗总氮含量随着光周期的增加 呈现显著下降趋势 12 h 12 h处理下总碳含量显著高于8 h 16 h和20 h 4 h 12 h 12 h和16 h 8 h处理的淀粉含量 显著高于其余处理 综上 12 h 12 h处理为黄瓜幼苗生长的最适宜光照周期 该研究结果可为植物工厂化育苗及 设施内补光提供依据和参考 关键词 黄瓜 光周期 光合 碳水化合物含量 中图分类号 S642 2 文章编号 1007 4333 2024 04 0164 09 文献标志码 A Effects of photoperiods on morphology photosynthetic characters and carbohydrate of cucumber seedlings LI Xue 1 ZHAO Shiwen 1 BAO Xingxing 1 WU Yongjun 2 YANG Zhenchao 1 1 College of Horticulture Northwest A F University Yangling 712100 China 2 College of Life Science Northwest A F University Yangling 712100 China Abstract The study was to investigate the effect of photoperiod on morphology photosynthetic characteristics and carbohydrate content of cucumber seedlings Under a light intensity of 250 mol m 2 s four treatments of photoperiods of 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h and 20 h 4 h were set to compare the effects of each treatment on cucumber seedlings The results showed that The morphological differences of cucumber seedlings after different photoperiod treatments were significant Their plant height stem thickness fresh weight dry weight and leaf area were all significantly different and the plant height stem thickness and total leaf area under the 12 h 12 h treatment were significantly better than the other treatments As the photoperiod increases the thickness of various tissues in the leaves increased and the activity of Rubisco showed a decreasing trend The 8 h 16 h treatment significantly increased by 66 23 and 82 86 compared to the 20 h 4 h treatments The total nitrogen content of cucumber seedlings showed a significant decreasing trend with the increase of photoperiod The total carbon content under 12 h 李雪 赵士文 包星星 武永军 杨振超 光周期对黄瓜幼苗形态 光合特性及碳水化合物含量的影响 J 中国农业大学学报 2024 29 04 164 172 LI Xue ZHAO Shiwen BAO Xingxing WU Yongjun Yang Zhenchao Effects of photoperiods on morphology photosynthetic characters and carbohydrate of cucumber seedlings J Journal of China Agricultural University 2024 29 04 164 172 DOI 10 11841 j issn 1007 4333 2024 04 14 收稿日期 2023 06 25 基金项目 陕西省技术创新引导专项 2021QFY08 02 西藏高原设施蔬菜关键技术创新与集成项目 XZ202202YD0002C 设施蔬菜瓜果名优品种引进与标准化示范 基地建设项目 QYXTZX AL2023 07 2021年陕西省千亿级设施农业专项 K3030821094 第一作者 李雪 ORCID 0009 0003 4096 4605 硕士研究生 E mail lixue5891 foxmail com 通讯作者 杨振超 ORCID 0000 0002 0017 4348 副教授 主要从事设施农业环境工程的研究 E mail yangzhenchao mail nwsuaf edu cn 第 4 期 李雪等 光周期对黄瓜幼苗形态 光合特性及碳水化合物含量的影响 12 h treatment was significantly higher than that under 8 h 16 h and 20 h 4 h treatments The starch content in 12 h 12 h and 16 h 8 h treatments was significantly higher than the other treatments Taken together the 12 h 12 h treatment was the optimum photoperiod for cucumber seedling growth The study can provide a basis and reference for plant factory nursery and supplemental light in facilities Keywords cucumber photoperiod photosynthesis carbohydrate content 发光二极管 LED 由于对植物光合作用影响 效率显著 1 且可优化光质以满足作物特定光照要 求等多项优点 广泛用于植物生产中 光合作用是 植物积累生物量的主要过程 植物生长发育与光合 密不可分 2 植物的形态和生理变化显示出对光环 境的适应 其中光质 光强及光周期均为重要的环 境影响因子 植物对于不同波长的光质有着不同的形态及 生理反应 多种植物对于红光和蓝光的反应比其余 波长的光更加敏感 3 4 主要因为其特异的光感受器 光敏色素 PHYA 和 PHYB 和隐色素 CRY1 CRY2和CRY3 介导 5 光敏色素对红光敏感 而 隐色素对蓝光敏感 有研究表明适当添加红蓝光 可提高黄瓜和生菜叶的叶绿素含量 净光合速率 气孔导度及光合能力 3 5 适宜的红蓝光处理能显 著提高电子转移速率 光化学效率系数 PS 光 化学猝灭 QP 和捕获能量效率 Fv Fm 并促进光 系统 PS 反应中心的开放 6 光照强度影响植物光合反应中心的结构与系 统活性 7 在一定程度内增加光强可以增加植物碳 水化合物积累并促进光合作用 8 使得植物比叶面 积 9 及叶片厚度增加 10 而弱光下将会降低卡尔文 循环相关酶活性 11 使得作物光合速率降低 光周期是调节植物生长发育的重要因素之一 植物的形态和生理发育可通过改变光周期进行调 整 12 14 故而当植物光照时间较短时 人为延长补 光时间可增加植物生物量 提高营养品质并促进其 生长发育 Soffe等 15 证明适当延长光周期可以增 加生菜 芹菜和菠菜的植株干重 Ali等 16 发现 5种蔬菜的叶绿素 抗氧化物质和总多酚等多种营养 物质均在12 h 12 h光周期下达到最高 在24 h 0 h 下最低 且有研究表明 延长光周期可以扩大西葫 芦幼苗子叶面积 17 李世栋 18 研究发现在光周期 为16 h 8 h的条件下 甜瓜幼苗的叶面积 干质量和 鲜质量达到最大值 在对厚皮甜瓜 18 生菜 19 和茄 子幼苗 20 的研究中均发现延长光周期可以提高幼 苗的色素含量 因此可通过改变植物光周期以影 响其生长发育 黄瓜 Cucumis sativus L 对于光环境敏感程度 高于其他温室作物 其生长发育受到光周期变化的 显著影响 且目前光周期对植物光合特性的影响研 究较少 故本研究以黄瓜为试验材料 探究不同光 周期对黄瓜幼苗形态 光合性状及碳水化合物含量 的影响 以期为植物工厂化育苗提供参考 1 材料与方法 1 1 试验材料 本试验于2022年10 12月在西北农林科技大 学园艺学院设施农业生物与环境工程实验室进行 供试材料为黄瓜 新津优1号 种子购置于山东泰 安华益种业有限责任公司 光源采用西安因变光 电科技有限公司生产的LED灯板和LED控制系统 V1 0 可调节LED光质配比及光照强度 将黄瓜种子催芽后播于10 cm 10 cm营养钵中 在人工气候箱内生长 设置光强150 mol m 2 s 昼 夜温度28 25 光周期12 h 12 h 相对湿度 60 适量浇灌水分 在生长至约3 d子叶完全展开 时 移植到装有LED光源的栽培架中 浇灌1 4 Hoagland黄瓜营养液 pH为6 5 0 1 EC值为 2 2 2 5 ms cm 其中昼夜温度28 25 相对 湿度40 50 长至25 d约4叶1心时测定相关 指标 1 2 试验设计 控制试验光合有效辐射强度 400 700 nm 为 250 mol m 2 s 光周期设置为8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h和20 h 4 h 各处理光谱图如图1所示 1 3 项目测定 1 3 1 形态指标 在黄瓜幼苗生长至4叶1心时随机选取6株 使用刻度尺测定其地上部高度 使用游标卡尺测 定茎粗 使用叶面积仪 AM350便携式叶面积仪 英国 测定各叶片面积 用电子天平测定其地上部 鲜重 放置烘箱短暂杀青 60 烘至恒重后测其 干重 165 中 国 农 业 大 学 学 报 2024 年 第 29 卷 1 3 2 气孔特征 每个处理随机选取3株黄瓜幼苗 取第3片叶 的相同叶位制作临时装片 将所取叶片放置于透 明胶带上 轻压使之结合紧密后用刀片轻刮去叶肉 组织 将装片粘贴至载玻片 切片于显微镜下 奥林 巴斯BX63 日本 观察 于20 观察测定气孔密度 于40 下观察测定气孔大小 每个装片选取10个 视野 每个视野选取20个气孔 通过ImageJ软件测 量气孔长 气孔宽 孔隙长及孔隙宽 孔隙面积 孔隙长 2 孔隙宽 2 每叶气孔面积 孔隙面 积 气孔密度 21 1 3 3 叶片结构参数测定 选取各处理中的3株黄瓜幼苗的第3片真叶 在避开主叶脉的相同叶位取10 mm 10 mm的叶 片 放入甲醛 乙酸 乙醇 FAA 固定液中 再经乙 醇脱水 二甲苯透明 番红 固绿染色和石蜡包埋切 片等步骤 最终制成石蜡切片 置于显微镜下 奥林 巴斯BX63 日本 观察 每个装片选取10个视野 通过ImageJ软件测量叶片厚度 上下表皮厚度 栅 栏组织厚度和海绵组织厚度 1 3 4 光合色素及光合特性测定 选取各处理中的3株黄瓜幼苗的第1片真叶 使 用植物光合测定仪6800 LI 6800 美国 测定光响应 曲线 设置叶室温度为24 CO 2 水平为400 mol mol 相对湿度为60 测定光源为R90B10 光强为 1 500 1 000 800 600 400 200 150 100 50和 0 mol m 2 s 测定其净光合速率 胞间CO 2 浓度 及气孔导度 1 3 5 Rubisco活性测定 使用植物1 5 二磷酸核酮糖羧化酶ELISA检 测试剂盒 江苏酶免实业有限公司 测定各处理植 株中的Rubisco活性 1 3 6 叶绿素荧光测定 使用双通道调制叶绿素荧光仪 DUAL PAM 100 德国 测定叶绿素荧光相关参数 每个处理随 机选3株黄瓜幼苗 选取第3片真叶测定 测量前 植株叶片需暗适应30 min 然后打开测量光 记录暗 适应后的最小荧光Fo 紧接着打开1个持续时间 0 3 s的饱和脉冲光 测量并记录暗适应后的最大荧 光Fm 饱和脉冲光关闭后荧光迅速回到Fo附近 然后打开光化光 记录叶绿素荧光从黑暗转到光照 的响应过程 待荧光曲线达到稳态后关闭光化光 结束整个测量过程 记录并保存荧光数据 1 3 7 总碳 总氮含量测定 将烘干后的植株整株打碎研磨 过0 15 mm筛 后 称取0 2 g置于全自动碳氮分析仪 Primacs SNC100 IC E 荷兰 测定总碳和总氮含量 1 3 8 碳水化合物含量测定 选取各处理中的3株黄瓜幼苗的第2片真叶 取样后充分研磨进行测定 可溶性糖含量的测定 采用蒽酮比色法 22 淀粉含量的测定采用淀粉含量 检测试剂盒 北京索莱宝生物科技有限公司 2 结果与分析 2 1 不同光周期对黄瓜幼苗形态指标的影响 不同光周期下黄瓜幼苗的株高 鲜重 干重及 总叶面积测定数据如表1所示 12 h 12 h处理下株 高 茎粗 鲜重及总叶面积均优于其余3个处理 16 h 8 h处理下干重较8 h 16 h及12 h 12 h处理显 著增加239 77 和40 31 2 2 不同光周期对黄瓜幼苗气孔特征的影响 观察各处理下气孔结构并测定数据 表2 16 h 8 h处理下孔隙宽及气孔宽显著高于其他处 理 12 h 12 h处理下孔隙长 气孔长及孔隙面积显 著高于其余处理 孔隙面积分别高于8 h 16 h 16 h 8 h及20 h 4 h处理27 52 18 63 和27 21 2 3 不同光周期对黄瓜幼苗叶片结构的影响 对不同处理叶片石蜡切片进行观察发现 不同光 周期处理后的黄瓜幼苗叶片结构差异较大 表3 8 h 16 h处理上表皮厚度较12 h 12 h 16 h 8 h和 20 h 4 h处理显著下降18 50 28 48 和19 48 8 h 16 h处理栅栏组织厚度较12 h 12 h和16 h 8 h处 理显著上升11 06 和10 92 16 h 8 h处理海绵组 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 光照强度 mol m 2 s Light intensity 波长 nm Wavelength 图1 不同光周期处理光谱图 Fig 1 Different photoperiods treatment spectra 166 第 4 期 李雪等 光周期对黄瓜幼苗形态 光合特性及碳水化合物含量的影响 织厚度较20 h 4 h处理显著上升18 21 随着光周 期的增加 下表皮厚度呈现上升趋势 2 4 不同光周期对黄瓜幼苗光合特性的影响 对不同光周期下幼苗光合相关指标进行测定 结果如图2所示 随着光周期的增加 各处理下的 黄瓜幼苗在高光强下 光强 600 mol m 2 s 的 光合能力随之下降 图2 a 胞间CO 2 浓度无显著 差异 但光周期较短的处理胞间CO 2 浓度高于长光 周期处理 图2 b 12 h 12 h处理的气孔导度在 200 800 mol m 2 s 光合有效辐射下优于其余处 理 图2 c 2 5 不同光周期对黄瓜幼苗Rubisco活性的影响 对于各处理下黄瓜幼苗Rubisco酶活性进行测 定 图3 随着光周期的增加 Rubisco活性呈现下 降趋势 8 h 16 h处理较16 h 8 h和20 h 4 h显著增 加66 23 和82 86 12 h 12 h处理较其余2个处 理Rubisco酶活性显著增加 2 6 不同光周期对黄瓜幼苗叶绿素荧光参数的 影响 对于各处理下黄瓜幼苗叶绿素荧光参数进行 表1 不同光周期对黄瓜幼苗形态指标的影响 Table 1 Effects of different photoperiod on morphological indices of cucumber seedlings 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h 株高 cm Plant height 15 803 0 699 c 28 313 2 442 a 23 560 1 140 b 14 575 0 075 c 茎粗 mm Tem diameter 5 237 0 361 c 7 117 0 197 a 6 555 0 175 b 5 695 0 225 c 鲜重 g Fresh weight 10 670 0 920 b 27 274 2 522 a 21 737 1 055 a 19 484 0 579 a 干重 g Dry weight 0 797 0 092 c 1 930 0 518 b 2 708 0 266 a 2 229 0 093 ab 总叶面积 cm 2 Total leaf area 327 620 17 425 c 727 790 34 366 a 509 415 30 485 b 432 435 30 615 bc 注 同列数据不同字母表示差异显著 P 0 05 8 h 16 h代表光照8 h 黑暗16 h 以此类推 下同 Note Data in the same column with different letters indicate significant differences P 0 05 8 h 16 h represents 8 h of photoperiod and 16 h of darkness and so on The same below 表2 不同光周期对黄瓜幼苗气孔特性的影响 Table 2 Effects of different photoperiod on stomatal characteristics of cucumber seedlings 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h 孔隙宽 m Pore width 3 635 0 686 b 3 694 0 685 b 3 860 0 630 a 3 466 0 525 c 孔隙长 m Pore length 7 877 1 418 c 9 933 1 859 a 8 015 1 289 c 8 343 1 266 b 气孔宽 m Stomatal width 15 541 1 504 b 15 800 1 309 b 15 870 1 106 a 15 193 1 093 c 气孔长 m Stomatal length 18 272 1 859 c 21 089 2 416 a 18 633 1 709 c 19 027 1 716 b 气孔密度 N mm 2 Stomatal density 156 808 27 454 a 133 964 18 087 bc 139 749 15 741 b 122 835 15 237 c 孔隙面积 m 2 Pore area 22 860 5 463 c 29 151 8 959 a 24 573 6 919 b 22 916 6 013 c 表3 不同光周期对黄瓜幼苗叶片结构的影响 Table 3 Effects of different photoperiod on structural parameters of cucumber seedling leaves 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h 上表皮厚度 m Upper epidermis thickness 11 727 3 193 b 13 897 2 181 a 15 067 3 086 a 14 011 1 710 a 栅栏组织厚度 m Palisade tissue thickness 58 765 5 211 a 52 915 3 819 b 52 978 6 659 b 54 929 3 819 ab 海绵组织厚度 m Spongy tissue thickness 96 741 19 193 a 88 148 16 98 ab 101 00 14 462 a 85 441 9 803 b 下表皮厚度 m Inferior epidermis thickness 7 143 2 179 b 7 946 1 959 ab 8 044 2 553 ab 9 511 2 093 a 167 中 国 农 业 大 学 学 报 2024 年 第 29 卷 测定 表4 随着光周期的增加 Fv Fm NO及 NPQ均呈下降趋势 8 h 16 h处理下 NO较 12 h 12 h 16 h 8 h及 20 h 4 h处理显著上升 48 71 60 56 和76 75 2 7 不同光周期对黄瓜幼苗总碳和总氮含量的影响 不同光周期对黄瓜幼苗总碳和总氮含量的影 响如表5所示 12 h 12 h和16 h 8 h处理总碳含量 显著高于其他处理 随着光周期的增加 总氮含量 碳氮比均呈下降趋势 8 h 16 h处理下总氮含量较12 h 12 h 16 h 8 h和20 h 4 h处理显著上升48 24 134 95 和158 84 8 h 16 h处理下碳氮比较12 h 12 h 16 h 8 h和20 h 4 h处理显著上升56 36 145 71 和164 62 2 8 不同光周期对黄瓜幼苗碳水化合物含量的 影响 不同处理对黄瓜幼苗碳水化合物含量的影响 如表6所示 各处理间可溶性糖含量无显著性差 异 12 h 12 h和16 h 8 h处理淀粉含量显著优于其 余处理 8 h 16 h表示光照8 h 黑暗16 h 以此类推 下同 8 h 16 h represents 8 h of photoperiod and 16 h of darkness The same below 图2 不同光周期对黄瓜幼苗光合特性的影响 Fig 2 Effects of different photoperiod on photosynthetic characteristics of cucumber seedlings a a b b 0 20 40 60 80 100 120 140 160 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h Rubisco 酶活 U L Rubisco enzyme activity 光周期 Photoperiod 图3 不同光周期对黄瓜幼苗Rubisco活性的影响 Fig 3 Effects of different photoperiod on the activity of Rubisco enzyme in cucumber seedlings 168 第 4 期 李雪等 光周期对黄瓜幼苗形态 光合特性及碳水化合物含量的影响 3 讨 论 光是影响植物生长发育过程的重要因素 不 同植物对光周期的反应不同 毛金柱等 23 研究显 示 当光周期为20 h d时 生菜的株高 地上部分干 鲜重和根部鲜重最高 Soffe等 15 证明适当延长光 周期可以增加生菜 芹菜和菠菜的植株干重 何 蔚 24 研究结果显示 红蓝光下光周期为14 h 10 h 时 可以提高番茄苗的生长发育 因此 延长适宜 的光照时间能促进植物生长 本试验中各光周期 处理后对黄瓜幼苗形态影响显著 其中12 h 12 h 处理下株高 茎粗和总叶面积显著优于其余3个处 理 这与李海云等 17 的结果一致 过短及过长日照 均不利于黄瓜幼苗生长 本试验结果表明16 h 8 h 处理干重较8 h 16 h 12 h 12 h和20 h 4 h处理显 著增加 这与李海云等 17 结果不一致 推测由于黄 表5 不同光周期对黄瓜幼苗总碳和总氮的影响 Table 5 Effects of different photoperiod on total carbon and nitrogen of cucumber seedlings 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h 总碳含量 Total carbon content 35 695 0 209 c 37 570 0 217 a 37 280 0 061 a 36 396 0 209 b 总氮含量 Total nitrogen content 12 274 0 158 a 8 280 0 318 b 5 224 0 175 c 4 742 0 108 d 碳氮比 C N 0 344 0 006 a 0 220 0 007 b 0 140 0 004 c 0 130 0 004 c 表6 不同光周期对黄瓜幼苗碳水化合物含量的影响 Table 6 Effects of different photoperiod on carbohydrate of cucumber seedlings 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h 可溶性糖质量分数 mg 100 g Soluble sugar mass fraction 7 048 0 116 a 7 055 0 887 a 7 306 0 587 a 7 601 0 431 a 淀粉质量分数 mg g Starch mass fraction 3 094 0 882 c 9 431 2 344 a 10 601 2 385 a 8 898 1 311 b 表4 不同光周期对黄瓜叶绿素荧光参数的影响 Table 4 Effects of different photoperiod on chlorophyll fluorescence parameters of cucumber 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h Fv Fm 0 859 0 012 a 0 858 0 001 a 0 844 0 030 a 0 811 0 013 b PS 0 314 0 037 a 0 294 0 006 a 0 294 0 055 a 0 252 0 056 a ETR 114 200 14 100 a 110 800 2 300 a 102 650 8 600 a 97 900 7 750 a NO 0 403 0 003 a 0 271 0 031 b 0 251 0 065 b 0 228 0 037 b NPQ 0 478 0 003 a 0 454 0 031 a 0 415 0 065 a 0 345 0 037 b qL 0 222 0 001 a 0 199 0 008 a 0 146 0 071 a 0 141 0 057 a NPQ 2 093 0 117 a 1 830 0 159 ab 1 590 0 395 b 0 869 0 210 c 注 Fv Fm为PS 最大光量子效率 PS 为PS 实际光化学量子产额 ETR为PS 光合电子传递速率 NO为PS 非调节性能量耗散的 量子产额 NPQ为PS 调节性能量耗散的量子产额 NPQ为非光化学淬灭 qL为光化学淬灭 Note Fv Fm is the maximum photometric quantum efficiency of PS PS is the actual photochemical quantum yield of PS ETR is the photosynthetic electron transfer rate of PS NO is the quantum yield of unregulated energy dissipation of PS NPQ is the quantum yield of regulated energy dissipation of PS NPQ is non photochemical quenching qL is photochemical quenching 169 中 国 农 业 大 学 学 报 2024 年 第 29 卷 瓜幼苗品种及处理时光强不同 故而所得结果不 一致 随着光周期的改变 黄瓜幼苗叶片的孔隙面积 和每叶孔隙面积均发生变化 薛欢等 25 研究表明 随着光照时间的缩短 金银花叶片气孔导度降低 可见光照周期将会影响植物叶片气孔开闭 早期 研究表明 叶片结构受到环境因素的影响 较高的 光强度主要会增加叶片厚度 栅栏组织厚度和海绵 组织厚度 26 本试验结果表明 不同光周期处理后 黄瓜幼苗叶片结构差异较大 随着光照周期的增 加 其下表皮厚度呈现显著上升趋势 适宜光周期 会增大叶片上表皮 栅栏组织及海绵组织厚度 过 长光周期将会导致其厚度下降 这与刘奇华等 27 对 于烟叶 生菜及水稻的研究结果一致 随着光周期的增加 黄瓜幼苗的光饱和点随之 降低 光合能力也随之下降 故而推测过长光周期 会降低黄瓜幼苗的光合能力 PS 最大光量子效率 Fv Fm 可评价植物受到非生物胁迫的水平 28 当 Fv Fm低于0 83时 表示植物受到胁迫而使得光 合能力下降 29 本研究表明 随着光照周期的增 加 Fv Fm呈下降趋势 且20 h 4 h处理下Fv Fm 值小于0 83 说明过高光周期对于黄瓜光合造成一 定胁迫 随着光照周期的增加 NO NPQ和 NPQ呈现下降趋势 其中8 h 16 h处理下的各值均 显著高于20 h 4 h处理 这与Matsuda等 30 31 研究结 果一致 过长光照时间降低了叶片的光捕获和电子 传输能力 故而过高光周期将会降低电子传递链效 率 NPQ表示通过调节性的光保护机制耗散为 热的能量 32 33 本试验结果表明随着光周期的增加 NPQ和NPQ随之降低即能量耗散的效率随之 降低 随着光周期的增加 黄瓜幼苗叶片的Rubisco 活性呈现下降趋势 8 h 16 h处理较16 h 8 h和 20 h 4 h显著增加66 23 和82 86 随着光周 期的增加 各处理间可溶性糖含量呈现上升趋势但 各组间无显著性差异 淀粉含量在16 h 8 h处理下 达到最大后下降 这与张欢等 34 对油葵芽苗菜的 研究结果一致 本试验结果显示 20 h 4 h处理下 的淀粉含量显著低于8 h 16 h和16 h 8 h处理 这 与Liu等 35 对于莴苣的研究结果一致 过长光周期 将会导致昼夜节律紊乱从而致使叶片损伤 不利于 碳水化合物的积累 4 结 论 不同光周期处理后的黄瓜幼苗形态差异较大 12 h 12 h处理下植物的株高 茎粗 鲜重及叶面积 均优于其余3个处理 随着光周期的增加叶片各组 织厚度逐渐增厚 12 h 12 h处理下Rubisco酶活性 显著高于16 h 8 h及20 h 4 h处理 与8 h 16 h处理 无显著差异 适宜的光周期培养有利于气孔开放 在12 h 12 h处理下叶片孔隙面积显著高于其余处 理 过长光周期对于黄瓜光合影响不利 故以12 h 12 h光照为佳 参考文献 References 1 van Iersel M W Bugbee B A multiple chamber semicontinuous crop carbon dioxide exchange system Design calibration and data interpretation J Journal of the American Society for Horticultural Science 2000 125 1 86 92 2 Zelitch I The close relationship between net photosynthesis and crop yield J BioScience 1982 32 10 796 802 3 Wang J Lu W Tong Y X Yang Q C Leaf morphology photosynthetic performance chlorophyll fluorescence stomatal development of lettuce Lactuca sativa L exposed to different ratios of red light to blue light J Frontiers in Plant Science 2016 7 250 4 Yang Z C He W Mou S T Wang X X Chen D Y Hu X T Chen L H Bai J Y Plant growth and development of pepper seedlings under different photoperiods and photon flux ratios of red and blue LEDs J Editorial Office of Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2017 33 17 173 180 5 Hogewoning S W Trouwborst G Maljaars H Poorter H van Ieperen W Harbinson J Blue light dose responses of leaf photosynthesis morphology and chemical composition of Cucumis sativus grown under different combinations of red and blue light J Journal of Experimental Botany 2010 61 11 3107 3117 6 Liu X Y Regulation of the growth and photosynthesis of cherry tom