增施CO2和补光对番茄生长和果实品质的影响.pdf

书书书北方园艺（）： 研究论文 第一作者简介 ：李慧霞 （），女 ，博士 ，助理研究员 ，现主要从事设施无土栽培等研究工作 。：责任作者 ：张志强 （），男 ，本科 ，农艺师 ，现主要从事蔬菜栽培等研究工作 。：基金项目 ：内蒙古自治区科技重大专项资助项目（）；内蒙古自治区科技计划资助项目（，）。收稿日期 ：增施和补光对番茄生长和果实品质的影响李 慧 霞 ，尚 春 明 ，杨瑞 ，吕 福 虎 ，高 振 江 ，张 志 强（包头市农牧业科学研究院 ，内蒙古 包头）摘要 ：以大果番茄 “”为试验材料 ，设人工增施至 （ ）、补光、以及增施和补光 （增施（ ）和补光）互作个处理 ，以自然条件下为对照 ，研究设施内增施和补光对番茄生长 、光合特性 、产量和果实品质的影响 ，以期为北方冬春季设施栽培高产 、高品质番茄提供技术参考 。结果表明 ：补光 （）、增施（）和补光增施处理 （）下株高 、茎粗和叶片数均大于对照 。处理下净光合速率 （）、番茄单果质量 、果实横纵茎最大 ，产量显著高于其它处理 。各处理对番茄可溶性固形物含量影响不显著 ，但补光处理显著降低番茄果实的含酸量 ，增加糖酸比 。综上所述 ，补光和增施同时处理可显著促进番茄生长和净光合速率的提高 ，提高产量和改善品质 。关键词 ：；补光 ；生长 ；光合特性 ；品质中图分类号 ： 文献标识码 ： 文章编号 ：（）番茄 （ ）是世界上栽培面积最广的设施蔬菜之一，其在设施内的生长和产量对环境有很强的依赖性 。在北方设施蔬菜生产中 ，一般是在秋冬或是冬春季节 ，此时光照时间较短 、光线较弱 ，同时植株间和叶片间的相互遮掩也使其处于相对的弱光环境；此外 ，由于设施自身密闭性的特点 ，作物经常处于严重的亏缺状态 ，这些因素都成为作物光合作用和产量提高的主要限制因素。光和是作物进行物质代谢和能量代谢的基础 ，影响着光合产物的积累及产量和品质的形成 。在设施内利用人工光源和增施是保证植株正常生长和促进高产的有效途径 。针对如何改善设施环境中的弱光和亏缺条件 ，促进植物生长 、产量和品质的提高 ，前人进行了大量研究。研究表明增施能够提高叶片的光合速率和抑制光呼吸作用 ，张振花等发现增加提高了番茄叶片光合色素含量 、净光合速率 ，提高胞间利用能力 ，有利于番茄产量和品质的提高及减少病虫害的发生 。黄丹丹等和李宁等研究发现可以促进番茄等果菜类蔬菜的花芽分化 ，降低雌花节位 ，提高坐果率 ，加快果实生长速度 。光敏感与光环境中的光质 、光强 、光向及光周期 ，通过存在于植物体中的光受体 ，对作物产生一系列的影响 ，并最终影响其生长代谢。关于补光对作物生长和产量品质的影响 ，以及提高其抗逆性等方面的研究国内外已有许多报道 ，研究表明补光在番茄、黄瓜、草莓等蔬菜产量和品质的提高上起到了积极作用 。但也有研究表明补光对作物没有显著的影响或只是季节性的影响 ，说明通过人工补光或是自然光所获得的日累积光量 （ ，）受作物品种 、光源 、光密度等的影响 ，此外 ，环境因素如温度 、湿度 、等也起到一定作用 。补光的条件下 ，增施促进光合作用能进一步提高干物质量 ，这可能是增施与补光互相作用的结果。以往大部分试验只针对补充不同浓度或不同光强 光质补光等单因素进行试验 ，少部分试验虽然针对增施和补光复合处理试验 ，也仅局限在培养箱或是人工气候室内进行试验处理 。但是环境因素是一个相对复杂的外界条件 ，受设施内 、外环境如自然光照 、温度 、湿度等的影响 。该试验在温室自然环境下同时增施和补光 ，研究不同处理对番茄生长 、产量 、品质等影响 ，为今后设施实践生产提供更精准 、合理的补光和补充的理论依据和技术支持 。 材料与方法 试验材料试验选用番茄品种 “”，种子由南京金盛达有限公司提供 。施用采用液化钢瓶补充 ；补光灯采用红蓝比的植物生长灯 （由内蒙古德盛禾光电科技有限公司提供 ，额定功率）进行补光 。试验于年月底开始 ，番茄幼苗选择生长健壮且一致的植株定植于温室内 ，高垄单行栽培 ，行距为，株距。每个小区面积为（），定植株番茄 。利用水肥一体化滴灌设备进行统一水肥管理 ，每处理均采用常规栽培管理措施 ，双干整枝 ，定植缓苗时 ，开始补光和 或增施处理 。试验于包头市农牧业科学研究院院内温室进行 。 试验方法试验共设个处理 ：增施至 （ ）（）、补 光（）、增 施（ ）和补光互作 （）、对照 （），每 处 理个 重 复 。试 验 开 始 时 ，每 天：使用气瓶补充至设定浓度 （补充在：以后开始 ，因为施放是个缓慢的过程 ，且设施内空间较大 ，到达设定浓度需要一定时间 ），其余时间不补充 ；补光处理为每天：和：，每天补光时间为。每小区用透明塑料布隔开 ，补光处理用黑色无纺布遮挡 ，避免补光和增施对各个小区的影响 。施用时关闭温室 ，使用高精度传感器监测温室含量 ，结合电磁阀和流量计实时控制气瓶的开闭和流速 ，使各处理的含量达到设定值 。补光灯安装距地面处 ，安装间距为。 项目测定 日光温室环境参数测定于晴天：，在试验地水平面上按“”字型均匀选取个点 ，垂直面上取、个高度 ，共个点 ，使用便携式气体检测仪 （型号）测量温室浓度变化 。 生长指标测定试验于年月开始测定 ，每处理随机标记株生长一致的番茄 ，测定株高 、茎粗 、叶片数 ，每隔测定次取最后一次测量结果作为试验数据 。记录每处理始花期 。 光合特性指标测定使用（）便携式光合仪 ，采用红蓝光叶室 ，设定光照强度为 ，流速为，各处理在晴天：测定番茄叶片的净光合速率 （）、胞间二氧化碳浓度 （）、气孔导度 （）、蒸腾速率 （）。每小区随机挑选株健壮植株的功能叶测定 ，并计算叶片水分利用率。 结果期指标测定番茄从开始采收到结束 ，每个小区随机选取株植株统计产量 ，对单果质量和产量进行统计 。每小区随机选取个成熟度一致的番茄 ，用游标卡尺测定果实横 、纵径 ；平均单果质量 ：在第穗果实达到成熟期 ，每个小区随机抽样株 ，从其上取个达到商品成熟的正常果实 ，计算平均质量 ，单位为；前期商品果产量 ：始熟期后之内的商品果产量 ；商品果总产量 ：各处理实际收获的 商 品 果 产 量 总 和 ，最 后 换 算 成 单 位 为（）。 果实品质测定在果实成熟期 ，第穗商品成熟果实 ，选择各处理中发育状况一致的果实 ，取次测定的平均值作为最终品质 。其中可溶性固形物含量采用北方园艺月 （上 ）型号手持折射仪测定 ；果实酸度总酸含量及糖酸比采用型号手持式糖酸测定仪测定 。 数据分析采用 软件对数据进行方差分析 ，利用法进行单因素方差分析 。图 表 中不同字母表示水平下差异显著 ，采用 软件作图 。 结果与分析 设施内各环境要素变化温室 内 不 同 处 理 各浓 度 变 化 见 图。：之前各处理浓度变化不大 ，：和处理开始增施至设定值 ，并维持在 左右 ，随着番茄叶片光合作用的加强 ，浓度逐渐降低 。和处理下浓度在：以后开始下降到正常大气浓 度 以 下 ，最 低 达 到和，：以后各处理浓度缓慢升高 。图 温室内不同处理 浓度变化 增施和补光对温室番茄生长的影响各处理株高 、茎粗和叶片数均大于对照 （表）。其中 ，和处理株高显著大于处理 ，表明补光处理促进番茄株高增加 。和处理下 ，茎粗最大 ，说明增施促进茎粗的增加 ，但是补光条件下茎粗增加不明显 。补光和增施各处理显著增加叶片数 。和处理下始花期提前 ，增施可促进番茄提早开花周 。表 增施 和补光对温室番茄生长的影响 处理株高茎粗 叶片数 始花期 （月日 ） 注 ：同列不同字母表示处理间差异显著 （），下同 。： ， 增施和补光对生长变化的影响见图，株高和叶片数各处理前期变化不明显 ，各处理后期显著大于对照 。处理后期株高变化表现为，且和处理显著大于对照 ；补光和增施各处理前期叶片数变化不明显 ，后期各处理显著大于对照 ，但是处理之间变化不显著 ；处理开始后各处理茎粗均大于对照 ，且随着处理时间的延长增加明显 ，但是补光和增施处理之间变化不明显 。 增施和补光对温室番茄光合作用的影响增施和补光对温室番茄光合速率的影响见表。处理下净光合速率 （）最大 ，在不增施条件下补光对净光合速率和胞间浓度 （）影响不显著 。补光条件下 ，降低了番茄的气孔导度和蒸腾速率 ，增施处理最大 ，显著高于其它处理 。 第 期北方园艺图 增施 和补光对温室番茄生长变化的影响 表 增施 和补光对温室番茄光合作用的影响 处理净光合速率 （） （）气孔导度 （） （）胞间 浓度 （） （）蒸腾速率 （） （）水分利用率 （） （） 增施和补光对温室番茄产量的影响增施和补光对温室番茄产量的影响见表，增施和补光处理 （）显著增加番茄单果质量 、果实横纵径 ，且前期产量和总产量最大 ，前期产量和总产量分别比对照增加和。和处理前期产量和总产量之间差异不显著 。表 增施 和补光对温室番茄产量的影响 处理单果质量 横径 纵径 前期商品果产量 （）商品果总产量 （） 增施和补光对温室番茄果实品质的影响各处理对番茄可溶性固形物含量影响不显著（图），但是补光处理 （）显著降低番茄果实的含酸量 ，从而增加糖酸比 ，提高番茄口感 。 讨论和光照是植物光合作用必不可少的原料 ，合理的补光配合恰当的浓度是缓解北方北方园艺月 （上 ）图 增施 和补光对温室番茄果实品质的影响 冬季因雾霾和雨雪天造成的光照不足 、作物产量和品质降低的重要途径 。研究表明 ，增施和补充能显著提高番茄的株高 、茎粗 、干鲜质量 ，促进营养元素的吸收 ，进而促进作物产量的提高，。该试验中增施和补光互作条件下 ，株高 、茎粗 、叶片数和产量均显著高于对照 ，始花期提前 。增施比补光处理始花期提前周 ，而补光比处理显著增加番茄株高 ，说明增施有利于加快果实的开花速度 ，提高番茄前期产量 ，且增施补光处理互作的效果更加明显 。但也有研究表明补光处理对番茄生长和产量影响不显著 ，且光合产物积累量和果实发育并不随光强的增强而增加 ，这可能是不同作物光吸收峰所对应的波长 、补光灯安装的位置 、补光时间及环境因子之间互相作用的结果。此外 ，通过延长补光时间 ，适当降低补光光照强度 ，以获取更经济节能的日光照量 ，是降低补光成本 、提高光效 、推进现代补光应用技术的重要途径。大部分研究表明浓度升高使植物净光合速率 、胞间浓度和水分利用率增加 ，叶片气孔导度和蒸腾速率降低 ，进而提高产量。该试验增施提高了番茄叶片净光合速率 、胞间浓度和水分利用率 ，且与补光互作下 ，净光合速率和水分利用率增加作用更显著 。但该试验补光处理下没有提高番茄净光合速率 、胞间浓度和蒸腾速率 ，也许是低光强补光下 ，光合有效辐射日积累量不足导致 。番茄果实的糖酸比被认为是决定番茄果实口感好坏的关键指标之一，通常红光下生长的植物碳水化合物含量较高 ，有利于转色期番茄果实的可溶性糖及有机酸含量的提高 ，可能是由于光质的改变诱导了光敏色素对蔗糖代谢酶的调控 ，促进了与蔗糖代谢相关酶活性的提高 ，使光合产物更多地分配到番茄果实中。该试验在补光和 或增施处理下 ，可溶性固形物含量变化均不显著 ，但是补光显著降低了番茄果实的含酸量 ，从而增加了糖酸比 ，提高番茄品质 。由于作物生长受外界因素 （作物 、温度 、光照等 ）的影响较大 ，且农业生产过程人为因素影响较为复杂 ，所以针对番茄在不同生长季节下补光和增施对其产量和品质的研究需要进一步深入试验 。参考文献 ， ， ， （ ） ，（）：孙治强 ，张强 ，张惠梅 低温弱光对番茄叶绿素含量变化的影响 华北农学报 ，（）：谢景 ，刘厚诚 ，宋世威 ，等 光源及光质调控在温室蔬菜生产中的应用研究进展 中国蔬菜 ，（）：尚春明 ，董晓菲 ，王玉静 ，等 增施 对温室番茄产量 、品质及病害的影响 北方农业学报 ，（）： ， ， ， ，（）：于经纬 ，罗博特 ，岳钉伊 不同 浓度与 补光组合对番茄果实品质的影响 农村经济与科技 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