不同红蓝LED光照强度和灌溉量交互作用对番茄幼苗生长的影响.pdf

浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis， 2019， 31( 5) : 737 745 http: / /www zjnyxb cn杨亚娜 ， 樊小雪 ， 徐刚 ， 等 不同红蓝 LED 光照强度和灌溉量交互作用对番茄幼苗生长的影响 J 浙江农业学报 ，2019， 31( 5) : 737 745DOI: 10. 3969/j issn1004-1524. 2019. 05. 09收稿日期 : 2018-11-09基金项目 : 国家重点研发计划 ( 2017YFB0403903)作者简介 : 杨亚娜 ( 1994) ， 女 ， 山西吕梁人 ， 硕士研究生 ， 主要从事蔬菜栽培生理研究 。E-mail: 1415434373 qq com* 通信作者 ， 李亚灵 ， E-mail: yalingli1998163 com不同红蓝 LED光照强度和灌溉量交互作用对番茄幼苗生长的影响杨亚娜1， 樊小雪2， 徐 刚2， 张 宇1， 李亚灵1， *， 温祥珍1( 1 山西农业大学 园艺学院 ， 山西 太谷 030801; 2 江苏省农业科学院 蔬菜研究所 ， 江苏 南京 210014)摘 要 : 以红蓝 LED 光为基本光源 ， 研究了光照强度和灌溉量互作对千禧番茄幼苗生长发育和光及地上合作用等的影响 。结果表明 : 不同光照强度和灌溉量对番茄幼苗生长的影响差异显著 。随着灌溉量的减少 ， 番茄幼苗株高降低 、茎粗变小 、节间缩短 、叶面积减少 ， 植株鲜样质量和地上部干质量的生物量分配逐渐降低 ， 光合作用降低 。试验发现 ， 影响叶绿素含量的主要因子为光照条件 ， 水分表现为次要影响因子 。相同灌溉量下 ， 当光照强度超过 3 540 lx 后 ， 光照增强对植株的生物量没有显著影响 。试验中所有处理组合的最大光化学效率 Fv/Fm均稳定在 0. 8 左右 ， 表明植株生长均处于健康状态 。在各处理中 ， 以 3 540 lx 的光照强度和150 mL株1的灌溉量 ( L2W1) 处理植株生长状况最好 。关键词 : 番茄幼苗 ; 红蓝光 ; 光照强度 ; 灌溉量 ; 光合特性中图分类号 : S641. 2 文献标志码 : A 文章编号 : 1004-1524( 2019) 05-0737-09Effects of different red and blue LED light intensity and irrigation and their interactions ongrowth of tomato seedlingsYANG Yana1， FAN Xiaoxue2， XU Gang2， ZHANG Yu1， LI Yaling1， *， WEN Xiangzhen1( 1 College of Horticulture， Shanxi Agricultural University， Taigu 030801， China; 2 Institute of Vegetables， Jiang-su Academy of Agriculture Sciences， Nanjing 210014， China)Abstract: In this study， the growth and photosynthesis of tomato seedlings under different light intensity and irriga-tion were investigated by using red and blue light as the basic light source The results showed that different light in-tensity and irrigation had significant effects on the growth of tomato seedlings Plant height was decreased， stem diam-eter became smaller， internode was shortened， leaf area was decreased， fresh weight of the plant and dry weight ofthe shoot was decreased， and photosynthesis of tomato seedlings was decreased with the reduction of irrigation Themain factors affecting chlorophyll content were light conditions， and water was a secondary influence factor Whenthe light intensity exceeded 3 540 lx， the increase of light intensity had no significant effect on biomass of the plantThe maximal photochemical efficiency Fv/Fmof all treatment combinations in the experiment were stable at around0. 8， indicating that plant growth was in a healthy state Among all the treatment， tomato plants with 3 540 lx lightdensity and 150 mLplant1irrigation ( L2W1) presented the most strong growth vigorKey words: tomato seedlings; red and blue light; light intensity; irrigation; photosynthetic characteristics设施栽培过程中容易形成弱光环境 ， 对植株幼苗的生长十分不利 。因此 ， 通过人工光源实现设施内光环境调控具有重要意义 。相关研究表明 ， 光质和光强对植物的生长发育 1 2、物质代谢和基因表达等均有调控作用 1。红光和蓝光是植物生长必需的 2 种光谱 ， 是光合色素吸收的主要光谱 3。在蔬菜设施栽培的 LED 光质筛选试验中 ， 单色红光 、单色蓝光和红蓝不同比例光源已成为研究热点 4。红蓝组合光有利于樱桃番茄幼苗的生长发育并能降低能耗成本 5， 当红蓝光比例为 11时植株发育健壮 6。水分是影响蔬菜作物生长发育的重要环境因子之一 ， 对蔬菜产量和品质影响较大 。我国农业灌溉水的利用率较低 ， 水资源浪费严重 7。现阶段 ， 蔬菜生产中盲目的灌溉 ， 不仅未能提高产量 、保证番茄等蔬菜幼苗的健康生长 ， 反而造成水资源浪费 8。因此 ， 合理的苗期灌溉量对蔬菜生长起着关键作用 ， 且对我国节水农业的发展有重要意义 。目前 ， 国内外的相关研究大多是在自然光照下 ， 研究水分与光照的交互作用对植株生长发育 、生理和光合特性等的影响 9 12; 在人工LED 光源下 ， 红蓝光不同光照强度与水分耦合对作物生长发育的影响鲜有报道 。本研究以番茄为材料 ， 红蓝组合光 ( 11) 为光源 ， 探讨灌溉量和LED 红蓝光照强度对番茄幼苗生长的影响 ， 旨在为今后番茄的设施育苗提供可行的补光和灌溉方案 。1 材料与方法11 试验材料试验于 2018 年 79 月在江苏省农业科学院蔬菜研究所光环境实验室中进行 。供试材料为千禧番茄 ( Solanum lycopersicum) ， 是设施栽培主要品种之一 。7 月 10 日将长势一致的 4 叶 1心期幼苗定植在放有防漏带的黑色营养钵中 ( 18cm 14 cm) ， 营养钵中有 0. 7 L 的复合基质 ( 草炭 : 珍珠岩 : 蛭石体积比 311) ， 每个处理 10 盆 。12 试验设计将不同红蓝光强与灌溉量处理进行组合 ， 共9 个处理 ( 表 1) 。红蓝组合光的比例为 11， 光照强度设置 3 个水平 ， 分别为 4 130( L1) 、3 540( L2)和 2 950 lx( L3) ( 其光通量子密度分别为 350、300和 250 molm2s1) 。灌溉量设置 3 个水平 ，分别为 150( W1) 、100( W2) 和 50 mL( W3) 。试验同时在 3 个型号一致的 LED 灯光架上进行 。该 LED 灯光由南京植生照明有限公司提供 。待植株根系稳定后 ， 于 7 月 17 日移到不同光处理下进行试验 。处理时间为 30 d， 每隔 4 d灌溉 1 次 。实验室的环境设定为白天温度为 ( 262) ， 夜间温度为 ( 18 2) ， 光周期设置为12 hd1。13 测定指标和方法处理后 30 d， 每个处理随机选取 3 株幼苗 ，用游标卡尺于番茄第 1 片真叶下 1 cm 处测量茎粗 。用卷尺从子叶至最高生长点量取株高 。使用直尺测量植株上最大叶长 ( L) 和叶宽 ( W) ， 采用相关系数法计算最大叶面积 ( S) ， 计算公式为S = 14. 61 5. 00( L) + 0. 94( L2) + 0. 47( W) +0. 63( W2) 0. 62( L W) 13。全株干鲜质量 : 处理 30 d 后 ， 采用电子天平称量全株鲜质量 ， 以子叶为界 ， 分为地上 、地下鲜质量 ; 将鲜样在 105 干燥箱中杀青 30 min 后放置于 75 恒温烘箱烘干至恒质量 ， 然后用天平分别称量地上 、地下干质量 。每个处理 3 次重复 。计算壮苗指数和根冠比 ， 壮苗指数 = ( 茎粗 /株高 + 地下部干质量 /地上部干质量 ) 全株干质量 14， 根冠比 = 地下部干质量 /地上部干质量 。光合指标 ( 净光合速率 Pn、气孔导度 Gs、胞间 CO2浓度 Ci、蒸腾速率 E) 采用 LI-6400XT 光合测定仪 JZ-04 进行测定 。叶绿素荧光参数 : 于上午 9: 0011: 00， 采用MINI-PAM-超便携式叶绿素荧光仪测定 ， 取番茄叶片从上至下第 3 4 节位成熟的功能叶进行测定 。光合色素 : 采用 95% 乙醇提取法测定 ， 选取3 株幼苗同一位置的叶片 ， 重复 3 次 。参考 植物生理学试验指导 方法计算光合色素含量 15。14 数据分析试验数据采用 Excel 进行图表的绘制 ， SPSS20 进行差异显著性分析 。2 结果与分析837 浙江农业学报 第 31 卷 第 5 期21 番茄幼苗长势21. 1 植株干物质分配由表 1 可见 ， 光照强度和灌溉量对番茄植株生物量的影响差异显著 。在同一光照条件下 ， 植株鲜质量和地下部干质量的分配随着灌水量的减少逐渐递减 ， 且各处理间差异显著 ( L3W1与L3W2除外 ) ; 植株根冠比则随着灌溉量的减少呈现先减少后增加的现象 。灌溉量为 W1( 150 mL株1) 时 ， L1( 光照强度 4 130 lx) 处理下的植株物质分配显著高于 L2( 光照强度 3 540 lx) 和 L3( 光照强度 2 950 lx) ， 而 L2与 L3处理间无显著差异 ;灌溉量为 W2( 100 mL株1) 时 ， 随着光照强度的减弱 ， 植株生物量分配先减少后增加 ， L2处理显著低于 L1和 L3; 灌溉量为 W3( 50 mL株1) 时 ，光照强度的减少对植株生物量分配无显著影响 ，且各处理间差异不显著 ， 说明植株生物量分配在较高灌水量下比低灌水量下更容易受到光照的影响 。处理 L1W1、L1W2、L2W1、L3W1和 L3W2的壮苗指数显著高于其他处理 ， 而其他各处理间无显著差异 。在 3 个光照处理下 ， 当灌溉量最少时 ， 植株的根冠比高于其他 2 个处理 ， 表明适当减少植株供水量 ， 会增加植株的绝对根质量 。21. 2 植株形态指标不同红蓝光照强度和灌溉量对番茄植株生长发育有显著影响 ( 图 1) 。试验发现 ， 减少供水量会抑制番茄植株生长 。相同光照强度下 ， 随着灌溉量的减少 ， 番茄幼苗株高降低 、茎粗变小 、节间缩短和叶面积减小 ( L3W2除外 ) 。不同灌溉量处理下 ， 光照强度对植株生长发育的影响不同 。在 W1灌溉水平下 ， L1和 L2光照水平下的株高和节间长无显著差异 ， 但显著高于 L3， 表明适当增加光照强度可促进植株的生长 ， 超过 3 540 lx 后 ，增加光照强度对植株生长的影响不大 ; 在 W2和W3灌溉水平下 ， 光照强度的减少对植株的株高 、茎粗 、节间长和叶面积 ( 除 L3W2的茎粗和 L2W2的节间长外 ) 无显著影响 。从植株生长状况来看 ，在光照强度为 3 540 lx、灌溉量为 150 mL株1时植株生长最好 。22 番茄叶片光合色素含量由表 2 和图 2 可见 : 光照强度和灌溉量及其耦合作用显著影响番茄叶片光合色素含量 。相同灌溉量水平下 ， 叶片中的叶绿素 a( Chla) 和叶绿素 b( Chlb) 含量随着光照强度的减弱呈现先增加后减少的趋势 ， 且各处理间差异显著 。Chla 含量与总叶绿素 Chl( a +b) 含量的变化相似 。在 W1和 W3的灌溉水平下类胡萝卜素 ( Car) 含量变化与 Chla和 Chlb 相同 ， 但在 W2水分条件下 ， 光照强度的减弱对 Car 含量的变化无显著影响 。在 L3光照水平下 ， Chla 的含量随着供水量的减少逐渐增加 ， Chlb和 Chl( a + b) 含量的变化与 Chla 的变化趋势相同 。在 L1光照水平下 ， 随着灌溉量的减少 ， 所有的色素含量变化均呈现先增加后减少的趋势 。在所有处理中 ， L2W3的 Chla、Chlb、car 和 Chl( a + b) 含量最高 ， 其次为 L2W1处理 。表 1 LED 光照强度和灌溉量对植株干 、鲜质量的影响Table 1 Effects of LED light intensity and irrigation on fresh and dry weight of plant处理Treatment鲜质量 Fresh weight per plant/g地上部 Shoot 地下部 Root干质量 Dry weight per plant/g地上部 Shoot 地下部 Root壮苗指数Healthy index根冠比Root-shoot ratioL1W137. 23 a 5. 84 a 4. 40 a 0. 74 a 1. 56 a 0. 17 bcL1W226. 72 c 4. 44 b 3. 56 b 0. 56 b 1. 30 a 0. 16 cL1W313. 22 e 2. 19 c 1. 70 d 0. 31 c 0. 70 b 0. 18 abL2W133. 23 b 5. 79 a 3. 56 b 0. 57 b 1. 26 a 0. 16 cL2W221. 05 d 2. 80 c 2. 60 c 0. 37 c 0. 88 b 0. 14 dL2W315. 18 e 2. 14 c 1. 72 d 0. 32 c 0. 75b 0. 19 abL3W131. 75 b 5. 86 a 3. 16 bc 0. 64 ab 1. 42 a 0. 20 aL3W227. 25 c 4. 72 ab 3. 57 b 0. 61 b 1. 52 a 0. 17 bcL3W314. 00 e 2. 21 c 1. 66 d 0. 33 c 0. 76 b 0. 20 a同列数据后无相同字母表示差异显著 ( P 0. 05) ; L1、L2和 L3分别为 4 130、3 540和 2 950 lx 的红蓝 LED 光 ; W1、W2和 W3分别为 150、100和 50 mL株1的灌溉量 。下同 。Data in the same column marked without the same letter indicated significant differences at P 0. 05; L1， L2and L3meant that light intensity of redand blue LED light were 4 130， 3 540 and 2 950 lx， respectively; W1， W2and W3meant that water irrigation were 150， 100 and 50 mL per plant，respectively The same as below937杨亚娜 ， 等 不同红蓝 LED 光照强度和灌溉量交互作用对番茄幼苗生长的影响柱上无相同字母表示差异显著 ( P 0. 05) 。下同 。Data on the bars marked without the same letter indicated significant differences at P 0. 05 The same as below图 1 光照强度和灌溉量对番茄株高 、茎粗 、平均节间距和叶面积的影响Fig1 Effects of light intensity and irrigation on plant height， stem diameter， average internode and leaf area of tomato表 2 光照强度和灌溉量对番茄叶片光合色素含量的影响Table 2 Effects of light intensity and irrigation on photosynthetic pigments of tomato leaves处理Treatment叶绿素 aChla/( mgg1)叶绿素 bChlb/( mgg1)叶绿素 ( a +b)Chl( a +b) /( mgg1)叶绿素 a/bChl( a/b)类胡萝卜素Car/( mgg1)L1W12. 83 f 1. 13 d 3. 97 e 2. 50 bc 0. 36 eL1W23. 03 d 1. 18 c 4. 20 d 2. 57 ab 0. 41 cL1W32. 40 i 0. 97 f 3. 36 h 2. 47 c 0. 29 fL2W13. 14 b 1. 23 b 4. 37 b 2. 57 ab 0. 44 bL2W23. 07 c 1. 22 b 4. 28 c 2. 52 cd 0. 43 cL2W33. 34 a 1. 35 a 4. 69 a 2. 47 c 0. 49 aL3W12. 70 h 1. 05 e 3. 74 g 2. 56 abc 0. 39 dL3W22. 77 g 1. 05 e 3. 82 f 2. 63 a 0. 42 cL3W32. 88 e 1. 12 d 4. 00 e 2. 58 ab 0. 39 dChla、Chlb、Chl( a +b) 、Chl( a/b) 和 Car 分别为叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿素 ( a +b) 、叶绿素 ( a/b) 和类胡萝卜素 。Chla， Chlb， Chl( a +b) ， Chl ( a/b) and Car represent chlorophyll a， chlorophyll b， chlorophyll ( a + b) ， chlorophyll ( a/b) and carotenoid， re-spectively图 2 光照强度和灌溉量处理 30 d 后植株叶片的形态与叶色图Fig2 Leaf appearance and color under different light intensity and irrigation for 30 days047 浙江农业学报 第 31 卷 第 5 期23 番茄叶片光合参数由表 3 可见 ， 在 L2光照条件下 ， 均以灌溉量为150 mL株1( W1) 的净光合速率 ( Pn) 、气孔导度( Gs) 、蒸腾速率 ( Tr) 和胞间 CO2浓度 ( Ci) 最高 ， 显著高于 W2和 W3处理 ; 在 L1光照水平下 ， W1和W2灌溉量的 Tr和 Gs差异不显著 ， 但均显著高于W3处理 ， 3 个灌溉量处理下 Pn和 Ci均存在显著差异 ， W2处理下 Pn最高 ， W1处理下 Ci最高 ; 在L3光照强度下 ， Pn、Tr和 Ci均随着灌溉量的减少逐渐减少 ， Gs 无显著变化 。在 W1灌溉水平下 ，Pn、Gs和 Tr均随着光照强度的减弱呈现先增加后减少的趋势 ; 在 W2处理中 ， 随着光照的减弱 ， Pn、Gs和 Tr的变化相似 ， 均出现下降的趋势 ， 且 L1光照处理显著高于 L2和 L3; 在 W3水平下 ， 除 Pn外 ，其余均随着光照强度的减弱逐渐增加 。从植株的光合作用情况来看 ， 在光照强度为 3 540 lx、灌溉量为 150 mL株1时 ， 植株生长状况最好 。24 番茄叶片叶绿素荧光参数24. 1 初始荧光 ( Fo) 和最大光化学效率 ( Fv/Fm)在 L1和 L3光照水平下 ， 随着灌溉量的减少 ，表 3 光照强度和灌溉量对番茄叶片光合参数的影响Table 3 Effects of light intensity and irrigation on photosynthesis of tomato leaves处理Treatment净光合速率Pn/( molm2s1)气孔导度Gs/( molm2s1)蒸腾速率Tr/( mmolm2s1)胞间 CO2浓度Ci/( molmol1)L1W19. 09 b 0. 062 a 1. 073 b 572. 79 bL1W211. 95 a 0. 057 a 1. 101 ab 472. 23 cL1W34. 78 e 0. 010 c 0. 214 e 171. 88 dL2W19. 47 b 0. 070 a 1. 284 a 633. 18 aL2W27. 35 c 0. 032 b 0. 700 a 445. 62 cL2W36. 06 d 0. 026 b 0. 540 d 455. 62 cL3W16. 31 d 0. 039 b 0. 862 c 649. 02 aL3W25. 69 de 0. 039 b 0. 754 c 588. 02 bL3W33. 13 f 0. 028 b 0. 508 d 555. 63 bPn、Gs、Tr和 Ci分别为净光合速率 、气孔导度 、蒸腾速率和胞间 CO2浓度 。Pn， Gs， Tr和 Cimean that photosynthesis were net photosynthetic rate， stomatal conductance， transpiration rate and intercellular CO2Concentra-tion， respectively初始荧光量 ( Fo) 变化不显著 ; 在 L2光照水平下 ，W1 处理的初始荧光量 ( Fo) 显著高于 W2和 W3处理 。在 W1灌溉水平下 ， 随着光照强度的减弱 ，Fo先增加后减少 ， 以 L2最高 ; 而在 W2处理下 ，光照强度减弱对 Fo的影响不显著 ; 在 W3处理下 ， L3处理的 Fo显著高于 L1处理 。通过试验发现 ， L1W2、L2W1和 L3W1处理下最大光化学效率( Fv/Fm) 均较高 ( 图 3) 。所有处理的 Fv/Fm均在0. 8 左右 ， 处于正常范围 ， 说明试验设置的环境条件处理未造成光强和水分胁迫 。在 L3光照条件下 ， 灌溉量对 Fv/Fm的影响差异不显著 ， 而在 L2光照条件下 ， 随着灌溉量的减少 ， Fv/Fm显著降低 ， 且各处理间存在显著差异 。24. 2 光化学淬灭系数 ( qL) 和非光化学淬灭系数 ( NPQ)由图 4 可见 : 光照强度和水分处理对光化学淬灭系数 ( qL) 和非光化学淬灭系数 ( NPQ) 两者的影响不同 。在 W1灌溉条件下 ， 随着光照强度的图 3 光照强度和灌溉量对番茄叶片 Fo和 Fv/Fm的影响Fig3 Effects of light intensity and irrigation on FoandFv/Fmof tomato seedling leaves147杨亚娜 ， 等 不同红蓝 LED 光照强度和灌溉量交互作用对番茄幼苗生长的影响图 4 光照强度和灌溉量对番茄 qL 和 NPQ 的影响Fig4 Effects of light intensity and irrigation on qLand NPQ of tomato seedling leaves降低 ， qL 显著减少 ; 而在 W2和 W3水分条件下 ，光照增强对 qL 的影响差异不显著 。在 L1和 L3光照强度下 ， 供水量减少 ， qL 变化不显著 ; 在 L2光照强度下 ， 随着灌水量的减少 ， qL 先升高后降低 ， 表明适当减少供水量 ， 会使植物的光合活性增加 ， 供水量减少过多则会引起植物光合活性的降低 。所有处理组合中以 L1W1和 L2W2植株的光合活性最高 。NPQ 反映了植株的光保护能力 。光照条件不同 ， 灌溉量对植物 NPQ 的影响不同 ，在 L1光照条件下 ， NPQ 随着灌溉量的减少先增加后减少 ; L2光照强度下 ， NPQ 随着灌溉量的减少呈现先减少后增加的趋势 ， 表明供水量减少会激发植物的光保护能力 ; 而在较低的光照强度( L3) 下 ， 灌溉量的减少对 NPQ 的影响不显著 。24. 3 植物光系统 的实际光合效率 ( PS)和电子传递速率 ( ETR)光照和水分对植物 PSII 和 ETR 的影响相同 ( 图 5) 。在 L1和 L3光照下 ， 灌溉量的减少对植物 PS和 ETR 的影响不显著 ， 表明在此光照强度下灌溉量的多少对植株的光能转化效率和电子传递速率影响作用不大 。在 L2光照条件下 ， PS和 ETR 随着灌溉量的减少先增加后降低 ， 表明植物的实际光能转化效率先增加后减图 5 光照强度和灌溉量对番茄 PS和 ETR 的影响Fig5 Effects of light intensity and irrigation on PSand ETR of tomato seedling leaves少 。在较高 ( W1) 灌溉量水平下 ， 随着光照强度的增加 ， PS和 ETR 出现先减少后增加的现象 ， 而在 W2和 W3水分处理下 ， PS和 ETR 变化不显著 。表明在适当减少水分的供应量的情况下 ， 光照强度降低对植株的光能转化效率和电子传递速率无显著影响 。3 结论与讨论植株的形态差异是对生长环境的直观反映 ，环境适宜 ， 植株长势良好 ， 反之植株生长则会受到抑制 。研究指出 ， 灌水量过多过少都会影响植株生长 16， 适当增加植株的供水量 ， 植株株高和茎粗呈现增加的趋势 17。本研究发现 ， 在较高光照强度下 ， 充足的灌溉量对番茄幼苗的质量增加有明显促进作用 ， 显著高于其他处理 ， 这反映了光照和水分之间正向的相互影响 。一般来说 ，光照强度增加 ， 会促进植物进行光合作用和蒸腾作用 ， 利于植物生长 。夏秀波等 18研究发现 ， 适宜番茄生长的土壤相对含水量为 80% 左右 。本试验研究发现 ， 相同光照强度下 ， 随着灌溉量的减少番茄幼苗出现株高降低 、茎粗变小 、节间缩短和叶面积减小的情况 。灌溉量在 50 mL 时 ， 幼247 浙江农业学报 第 31 卷 第 5 期苗处于一定程度的水分亏缺状态 ， 导致植株变矮 、茎粗减少 ， 鲜质量和干质量下降 ， 叶面积大幅缩小 。在灌溉条件下 ， 番茄植株的根冠比保持了较高的数值 ， 说明水分亏缺对植物根系有正向的刺激作用 ， 这与高志奎等 19和齐红岩等 20的研究结果相似 。总体来看 ， 光照条件与灌溉量是 2 个需要相互配合的环境因素 ， 在灌溉量充足时 ， 较高的光照条件明显促进番茄生长 ; 而在低灌溉量条件下 ， 光照强度不宜过高 ， 较低的光照条件反而有利于番茄生长 。叶绿素是植物进行光合作用的重要色素 ， 其含量是反应植物光合能力的重要指标 21。叶片是接受光照的直接器官 ， 光照条件可以直接调控叶绿素的含量 。本研究发现 ， 光照条件对叶绿素的影响是最主要的因素 ， 光照强度偏高或者偏低都不利于叶绿素的合成 ， 中等强度的光照条件有利于叶绿素合成 。刘晓英等 22发现 ， 适当范围内增加 LED 光照强度 ， 番茄的株高 、茎粗 、干鲜质量和叶绿素含量等均呈增加的趋势 ， 超过 3 540 lx后 ， 光照强度的增加对植株的株高无显著影响 ，而叶绿素含量则逐渐减少 。在本研究中 ， 与光照相比 ， 水分对叶绿素的影响差异不大 ， 水分表现为次要影响因子 。但是在低灌溉量条件下 ， 水分亏缺状态 ， 叶绿素含量有下降的现象 ， 这与牛云慧等 23的研究也类似 。光合作用是植物生长过程中最重要的生理进程 ， 光合产物的积累量直接影响各器官的生长发育 ， 而植株的光合作用受到光照强度和水分的影响 。研究指出 ， 灌水量对番茄光合特性指标( 净光合速率 Pn、气孔导度 Gs、胞间 CO2浓度 Ci和蒸腾速率 Tr) 的影响效果是正向的 17， 本试验得到的试验结果与此相同 。净光合速率与光照强度和灌溉量关系密切 ， 较高的光照强度和高灌溉量可以提高番茄净光合速率 ， 水分亏缺和低光照强度都会抑制番茄光合作用 。植物吸收的水分对植物蒸腾速率和气孔导度具有重要影响 ， 本试验中番茄的气孔导度和蒸腾速率随着灌溉量的减少出现显著下降 ， 光照增强会加剧这种现象 ， 降低光照强度可以使其在一定程度上得到缓解 。郭艳波 24和高方胜 25研究发现 ， 水分亏缺处理会降低植株的光合速率 ， 抑制蒸腾耗水 。刘晓英等 22研究发现 ， Pn、Gs和 Tr均随着光照强度的增大呈现台阶式递增 ， 而 Ci则无显著变化 ，本试验的研究结果与此不太一致 ， 主要原因是本试验为双因子试验设置 ， 这反映了光照强度与灌溉量的耦合作用对植株光合作用的影响比单一试验因子更加复杂 。当前叶绿素荧光测定已逐渐成为农业领域的热门技术 ， 广泛应用于农业生产和科研方面 26。初始荧光量 Fo可用来判断光系统 反应中心的运转情况 ， 可根据其变化来推测反应中心出现可逆的失活或破坏 ， 其升高表示光系统 反应中心受到破坏或失活 27 28。本研究结果显示 ， Fo随着灌溉量的减少出现先增加后减少的趋势 ， 表明植株的光系统 反应中心出现可逆失活 。这与冯胜利等 29和祁娟霞等 17的研究结果存在差异 ， 可能是由于试验光源对植物的荧光参数有直接的影响 。本试验的 Fv/Fm均稳定在 0. 8左右 ， 表明植株处于健康状态 30。试验发现 ， 光照强度和灌溉量的交互作用对叶绿素荧光参数的影响差异显著 ， 但主要影响因子为光照条件 。综上所述 ， 番茄植株的生长与光照强度和水分有密切联系 ， 但是双环境因素的许多响应机理目前尚不清楚 。在设施农业生产中 ， 通过控制光照强度和水分之间的相互调节有利于实现生产的最大效益化 。本试验的研究结果表明 : 在所有处理组合中 ， 综合考虑番茄幼苗生长的情况和经济效益 ， 3 540 lx 的光照强度 ( L2) 和 150 mL株1( W1) 的灌溉量最适宜番茄植株的生长 。参考文献 ( References) : 1 LI Q， KUBOTA C Effects of supplemental light quality ongrowth and phytochemicals of baby leaf lettuce J Environ-mental and Experimental Botany， 2009， 67( 1) : 59 64 2 AVERCHEVA O V， BERKOVICH Y A， EROKHIN A N， etal Growth and photosynthesis of Chinese cabbage plantsgrown under light-emitting diode-based light source J Rus-sian Journal of Plant Physiology， 2009， 56( 1) : 14 21 3 FAN X X， XU Z G， LIU X Y， et al Effects of light intensityon the growth and leaf development of young tomato plantsgrown under a combination of red and blue light J ScientiaHorticulturae， 2013， 153: 50 55 4 刘振威 ， 孙丽 ， 方婷婷 ， 等 不同光质及组合对番茄幼苗生长及生理特性的影响 J 华北农学报 ， 2015， 30( 5) :141 145347杨亚娜 ， 等 不同红蓝 LED 光照强度和灌溉量交互作用对番茄幼苗生长的影响LIU Z W， SUN L， FANG T T， et al Effects of different lightqualities on growth and physiological characteristics of tomatoseedlings J Acta Agriculturae Boreali-Sinica， 2015， 30( 5) : 141 145 ( in Chinese with English abstract) 5 常涛涛 ， 刘晓英 ， 徐志刚 ， 等 不同光谱能量分布对番茄幼苗生长发育的影响 J 中国农业科学 ， 2010， 43( 8) :1748 1756CHANG T T， LIU X Y， XU Z G， et al Effects of light spec-tral energy distribution on growth and development of tomatoseedlings J Scientia Agricultura Sinica， 2010， 43 ( 8) :1748 1756 ( in Chinese with English abstract) 6 常涛涛 不同光谱能量分布对番茄生长发育及其果实品质的影响 D 南京 : 南京农业大学 ， 2010CHANG T T Effects of different light spectral distribution ongrowth and qualities of tomato D Nanjing: Nanjing Agricul-tural University， 2010 ( in Chinese w