祁娟霞+韋峰+董艷+張亞紅

摘要：以LED植物生長燈為補(bǔ)光材料，在日光溫室中對試驗(yàn)材料番茄進(jìn)行整個生育期的補(bǔ)光處理。結(jié)果顯示，不同補(bǔ)光時間處理對番茄生長指標(biāo)、開花坐果、果實(shí)品質(zhì)以及產(chǎn)量都有不同的影響，具體表現(xiàn)為：（1）補(bǔ)光9 h對株高影響最大，比CK高16.1%；補(bǔ)光8h對莖粗的促進(jìn)作用最大，比CK高15.2%；補(bǔ)光10 h對葉綠素含量影響最大，且對果實(shí)生長促進(jìn)作用最明顯，與CK相比，葉綠素含量、果實(shí)橫縱徑分別增加了6.0%、29.2%、14.0%；（2）補(bǔ)光8 h對促進(jìn)提前開花效果最明顯，使其提前2 d開花，補(bǔ)光8、9 h均使番茄提前5 d坐果，補(bǔ)光8、10 h使果始收期提前15 d，補(bǔ)光9、10 h均使坐果率提高了0.5百分點(diǎn)；（3）補(bǔ)光10 h對果實(shí)品質(zhì)影響最大，分別使維生素C含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量增加20.5%、31.9%、56.5%，使有機(jī)酸含量降低了32.4%；（4）補(bǔ)光10 h處理下單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量最大，單果質(zhì)量增加25.7%，單株產(chǎn)量增加了37.66%。綜合評價表明，補(bǔ)光7 h條件下生長最好，補(bǔ)光10 h條件下品質(zhì)最佳、產(chǎn)量最大。

關(guān)鍵詞：植物生長燈；補(bǔ)光時間；番茄；品質(zhì)；產(chǎn)量；日光溫室

中圖分類號： S641.204文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0245-03

植物生長過程中最重要的環(huán)境因子為光照，它不僅對植物的光周期反應(yīng)、形態(tài)建成、生理代謝、果實(shí)品質(zhì)有重要的調(diào)節(jié)作用，還與激素信號、糖信號一同調(diào)節(jié)植物的一些代謝過程[1-2]。荷蘭學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，1%的光照可帶來1%的增產(chǎn)，由此可以看出光照在植物生產(chǎn)中的重要性。我國北方地區(qū)冬春季節(jié)主要生產(chǎn)設(shè)施類型為日光溫室，在日光溫室內(nèi)影響光照的因素很多，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，所以與露地光照相比，其光照度僅為露地的30%～70%[3-7]。光照度、光照時間不足，容易造成苗徒長、果花脫落嚴(yán)重、果實(shí)發(fā)育緩慢、病蟲害情況增加等，從而導(dǎo)致作物減產(chǎn)[8-10]。

番茄（Lycopersicone sculentum Mill）別稱西紅柿，源于南美洲熱帶地區(qū)，是全球廣泛栽植的茄果類蔬菜[11]。番茄生長過程中除了受自身品種、遺傳特性影響外，還與外界環(huán)境條件密切相關(guān)[12]。番茄為喜光植物，由于西北地區(qū)春秋時節(jié)多為陰雨天氣，所以一般都使植物的光照時間縮短，即便是露地種植，也會因?yàn)楣庹盏脑蛴绊懙疆a(chǎn)量。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，光照度與植物葉片數(shù)的多少有密切關(guān)系，弱光下植株同化作用會下降，葉的生長速度減慢。若光照度在植物的光補(bǔ)償點(diǎn)以下，就會停至生長。光周期對植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)有很大影響，植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)又能直接或間接影響植物根系對營養(yǎng)元素的吸收與利用[13]。在適宜的光周期內(nèi)，延長光照有利于洋蔥中過氧化物酶（POD）活性、蛋白質(zhì)含量的提高[14]。李進(jìn)等通過組培試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，合理延長光周期可以促進(jìn)甜椒生根[15]。

隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展步伐的加快，溫室人工補(bǔ)光技術(shù)日趨成熟，這是改善溫室光照環(huán)境的重要措施之一。雖然關(guān)于溫室補(bǔ)光技術(shù)的研究越來越多，研究范圍也在不斷擴(kuò)大，但是多以苗期不同光質(zhì)補(bǔ)光對作物影響的研究較多。關(guān)于補(bǔ)光時間對作物影響的研究較少，尤其是關(guān)于補(bǔ)光時間對作物整個生育期影響的研究更少。本試驗(yàn)以番茄為材料，通過植物生長燈設(shè)置不同梯度的補(bǔ)光時間，研究不同光周期對番茄整個生育期的影響，以期為日光溫室番茄生產(chǎn)中補(bǔ)光技術(shù)的研究提供理論基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)備

植物生長燈，由上海合鳴照明電器有限公司生產(chǎn)，為一種外形呈傘形的LED特種植物生長燈，電壓220 V，功率40 W，具有壽命長、耐潮濕、光效好、價格低廉的特點(diǎn)，適于廣大農(nóng)戶。

時間控制器使用的電壓范圍為160～265 V（交流電），負(fù)載最大電流為15 A。將需要補(bǔ)光的光照時間輸入計(jì)算機(jī)，通過可編程邏輯控制器（PLC）控制植物生長燈的通斷來控制補(bǔ)光時間，補(bǔ)光時間由PLC內(nèi)部的計(jì)時器控制，達(dá)到設(shè)定的補(bǔ)光時間時，PLC控制斷開植物生長燈，停止補(bǔ)光。

1.2試驗(yàn)材料

試驗(yàn)番茄品種為佳源大粉，于2013年11月20日以行距70 cm、株距33 cm的密度定植于賀蘭新平園區(qū)293號日光溫室，采用膜下滴管栽培。

1.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，分別設(shè)日補(bǔ)光時間為7、8、9、10 h，共4個處理，以不進(jìn)行補(bǔ)光為對照（CK），每個處理4次重復(fù)，[JP3]各處理光源互不干擾，按日常栽培方法管理。每個處理隨機(jī)選擇10株植株掛上標(biāo)簽，作為測量對象。定植緩苗后開始測量相關(guān)指標(biāo)，以后10 d測定1次指標(biāo)，花期、坐果期2 d觀察并記錄1次開花數(shù)、坐果數(shù)。各處理補(bǔ)光時間安排見表1。

2結(jié)果與分析

2.1不同補(bǔ)光時間處理對番茄開花坐果的影響

從表2可以看出：（1）各處理對開花期的影響表現(xiàn)為補(bǔ)光處理7、9 h可促使番茄提前1 d開花，補(bǔ)光處理8 h可促使番茄提前2 d開花，補(bǔ)光處理10 h對番茄提前開花沒有促進(jìn)作用；（2）各處理對坐果期的影響表現(xiàn)為補(bǔ)光處理7 h使番茄提前2 d坐果，補(bǔ)光處理8、9 h可使番茄提前5 d坐果，補(bǔ)光處理10 h可使番茄坐果期提前4 d；（3）各處理對果實(shí)采收期的影響表現(xiàn)為補(bǔ)光處理7 h可使番茄始收期提前13 d，補(bǔ)光處理8、10 h可使始收期提前15 d，補(bǔ)光處理9 h可使始收期提前14 d；（4）各處理對單株花數(shù)、單株果數(shù)的影響不大，各處理間在5%水平上無顯著差異；（5）各處理對坐果率的影響表現(xiàn)為各補(bǔ)光處理均提高了坐果率，補(bǔ)光處理7 h使坐果率提高了0.1百分點(diǎn)，補(bǔ)光處理8 h使坐果率提高了0.4百分點(diǎn)，補(bǔ)光處理9、10 h均使坐果率提高了0.5百分點(diǎn)。

3討論與結(jié)論

在番茄生長發(fā)育過程中，光環(huán)境是影響番茄光合作用、果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵因子。李進(jìn)等認(rèn)為，植物接收的光照時間越長，進(jìn)行光合作用的時間相對越長，光合產(chǎn)物的積累量越多，越有利于植物的生長，同時也有利于根系生長[15]。花妍等研究不同光照時間對番茄幼苗生長的影響，結(jié)果表明：隨著光照時間的延長，番茄開花時間縮短，株高、比葉面積均下降，但是葉片生長速度、根和葉片的干物質(zhì)積累量均上升，而對番茄展幅、葉面積的影響較小[18]。侯興亮等研究弱光對番茄生長的影響，結(jié)果表明：光照不足必然會影響植株的光合作用，導(dǎo)致凈光合速率下降[19]。姚悅梅等研究播種期、光照時間互作對波斯菊生長發(fā)育的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)二者對其均有較大影響，且互作效應(yīng)明顯，光照時間以10 h/d處理效果較好[20]。王惠珍等以海濱雀稗為材料研究光照時間對可溶性糖含量的影響，結(jié)果表明：光照時間縮短可引起海濱雀稗光合產(chǎn)物中可溶性糖含量的降低[21]。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，在補(bǔ)光處理下，番茄株高、莖粗與對照相比都有所提高，這與張紅艷的研究結(jié)果[22]相同，即補(bǔ)光栽培可以促進(jìn)番茄植株生長，使植株健壯生長。趙玉萍等研究不同溫度與光照對番茄果實(shí)品質(zhì)的影響，結(jié)果顯示：在同一溫度條件下，可溶性糖含量、糖酸比隨著光照度的增加而升高，有機(jī)酸含量隨著光照度的增加而降低。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在不同補(bǔ)光時間下，番茄果實(shí)可溶性糖含量、可溶性固形物含量、維生素C含量都高于對照[23]，這與王洪安的研究結(jié)論[9]相一致。本試驗(yàn)結(jié)果還顯示，8 h補(bǔ)光處理對番茄始花期、始果期影響最大；隨著補(bǔ)光時間的延長，番茄單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量都隨之增加。使用隸屬函數(shù)綜合評價得出：7 h補(bǔ)光處理下番茄生長最優(yōu)，品質(zhì)產(chǎn)量其次；10 h補(bǔ)光處理下品質(zhì)最佳、產(chǎn)量最大。因此，根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果，建議日光溫室冬季番茄栽培在開花前補(bǔ)光7 h、開花坐果期補(bǔ)光8 h、果實(shí)生長后期補(bǔ)光10 h為佳。

參考文獻(xiàn)：

[1]李承志，廉世勛，張華京，等. 光合仿生農(nóng)膜的作物栽培試驗(yàn)[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001，18（5）：22-23.

[2]Chory J，Wu D Y. Weaving the complex web of signal transduction[J]. Plant Physiology，2001，125（1）：77-80.

[3]馬承偉，苗香雯. 農(nóng)業(yè)生物環(huán)境工程[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2005：90-230.

[4]中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所.中國煙草栽培學(xué)[M]. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，2005：273-298，368.

[5]楊懷千，周冀衡，黃勇，等. 中國現(xiàn)階段烤煙生產(chǎn)中主要育苗技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 中國農(nóng)學(xué)通報，2009，25（17）：84-88.

[6]吳毅明，徐師華. 溫室塑料棚環(huán)境管理[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1990：4-6，20-23.

[7]朱靜嫻. 人工補(bǔ)光對植物生長發(fā)育的影響[J]. 作物研究，2012，26（1）：74-78.

[8]郝東川，司雨. LED 燈對設(shè)施栽培瓜果類蔬菜產(chǎn)量的影響[J]. 長江蔬菜，2012（18）：58-60.

[9]王洪安. 北方溫室人工補(bǔ)光光源特性及優(yōu)化配置研究[J]. 吉林農(nóng)業(yè)，2011（1）：33-34.[ZK）]

[10]趙根，潘月，楊鈺，等. LED 光源在設(shè)施園藝生產(chǎn)中的應(yīng)用與前景[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（9）：1110-1112.

[11]廖興其. 世界番茄的生產(chǎn)與消費(fèi)[J]. 中國果菜，2000（5）：42.

[12]Bavre O A. Effects of light on flowering and fruiting in the tomato[J]. Norwegian Journal of Agricultural Sciences，1990，4（3）：225-232.

〖FQ（12*2。54，ZX，DY-W〗[KH*4D]

[13]任永哲，陳彥惠，庫麗霞，等. 玉米光周期反應(yīng)及一個相關(guān)基因的克隆[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，39（7）：1487-1494.

[14][JP3]劉磊，劉世琦，許莉，等. 光周期及春化處理對洋蔥蛋白質(zhì)合成代謝與POD活性的影響[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2005，14（6）：90-95.

[15]李進(jìn)，顧繪，許逢美. 環(huán)境因子對甜椒組培生根培養(yǎng)的影響[J]. 辣椒雜志，2004（4）：36-37.

[16]高俊鳳. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M]. 西安：興界圖書出版公司，2000：167-169.

[17]趙世杰，劉華山，董新純. 植物生理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社，1998：68-72.

[18]花妍，羅新蘭，李天來，等. 光照時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.

[19]侯興亮，李景富，許向陽. 弱光處理對番茄不同生育期形態(tài)和生理指標(biāo)的影響[J]. 園藝學(xué)報，2002，29（2）：123-127.

[20]姚悅梅，潘躍平，毛忠良，等. 播種期和光照時間對波斯菊生長發(fā)育的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（1）：123-125.

[21]王惠珍，喻敏，蕭洪東，等. 施硅對硅細(xì)胞的發(fā)育及不同光照時間處理海濱雀稗可溶性糖含量的影響[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007，26（4）：482-485.

[22]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.

[23]趙玉萍，鄒志榮，楊振超，等. 不同溫度和光照對溫室番茄光合作用及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，38（5）：125-130.