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不同時段補(bǔ)光對日光溫室番茄果實(shí)中礦質(zhì)元素積累的影響

2020-12-09 09:13王瑞馬姣艷吳倩王文會石院平金寧金莉肖雪梅郁繼華
江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2020年19期
關(guān)鍵詞:日光溫室番茄

王瑞 馬姣艷 吳倩 王文會 石院平 金寧 金莉 肖雪梅 郁繼華

摘要:通過LED補(bǔ)光技術(shù),分別設(shè)置不同的時段進(jìn)行補(bǔ)光,檢測番茄果實(shí)中礦質(zhì)元素積累的變化,以期明確最佳的補(bǔ)光時段,為日光溫室番茄的光照管理提供理論依據(jù)。以粉太郎番茄為試驗(yàn)材料,在日光溫室中采用LED燈(紅藍(lán)光配比7 ∶2)對定植后的番茄進(jìn)行補(bǔ)光,共設(shè)4個處理:揭簾前補(bǔ)光5 h(T1)、蓋簾后補(bǔ)光5 h(T2)、揭簾前和蓋簾后各補(bǔ)光2.5 h(T3),以不補(bǔ)光為對照(CK)。結(jié)果表明,與CK相比,番茄果實(shí)中Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn的含量在揭簾前補(bǔ)光5 h(T1)處理下均顯著增加,其中番茄果實(shí)中Cu含量增幅最大,為74.57%;番茄果實(shí)中K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn的含量在蓋簾后補(bǔ)光5 h(T2)處理下均增加,其中番茄果實(shí)中Ca的含量增幅最大,為52.97%;番茄果實(shí)中P、Ca、Cu、Fe、Zn在揭簾前和蓋簾后各補(bǔ)光2.5 h(T3)處理下均增加,其中番茄果實(shí)中Cu含量增幅最大,為44.99%;T1、T2和T3處理均增加了番茄果實(shí)中Ca、Cu、Fe的含量。綜上所述,不同補(bǔ)光時段均不同程度提高番茄果實(shí)中礦質(zhì)元素的含量,且大多元素在揭簾前補(bǔ)光5 h(T1)的條件下明顯增加。因此,揭簾前補(bǔ)光技術(shù)可在日光溫室番茄生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:番茄;LED補(bǔ)光;礦質(zhì)元素積累;日光溫室;光照管理

中圖分類號: S641.201? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A

文章編號:1002-1302(2020)19-0125-04

收稿日期:2019-11-15

基金項(xiàng)目:甘肅省教育廳高??蒲许?xiàng)目(編號:2018A-036);甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃(編號:201912040);甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)盛彤笙科技創(chuàng)新基金(編號:GSAU-STS-1745)。

作者簡介:王 瑞(1996—),女,甘肅定西人,從事蔬菜生理方面研究。E-mail:2389186401@qq.com。

通信作者:肖雪梅,博士,講師,主要從事設(shè)施蔬菜栽培生理方面的研究,E-mail:xiaoxm@gsau.edu.cn;郁繼華,博士,教授,主要從事蔬菜生理與設(shè)施栽培方面的研究,E-mail:yujihuagg@163.com。

番茄(Solanum lycopersicum)別稱西紅柿,屬于茄科茄屬草本植物[1],其生長發(fā)育的最適溫度為20~24 ℃[2]。它是我國栽培的主要蔬菜之一,因其果實(shí)營養(yǎng)價值豐富、風(fēng)味的特殊性及其多種食用方式而受到廣大消費(fèi)者的青睞。為滿足番茄的周年供應(yīng),在設(shè)施內(nèi)種植番茄的技術(shù)不斷推廣。但是設(shè)施內(nèi),棚膜的透光性、覆蓋材料的連年使用、溫室內(nèi)鋼架結(jié)構(gòu)及不同季節(jié)氣候條件的影響,常使得番茄因受光不足而生長不良[3]。

光是影響植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因素之一,尤其是對于設(shè)施栽培的蔬菜,光作為物質(zhì)和能量代謝的基礎(chǔ),對于光合產(chǎn)物的積累及產(chǎn)量的形成尤為重要[4]。前人在光周期對生菜的影響研究中發(fā)現(xiàn),隨著光周期的延長,生菜可溶性糖和維生素C的含量不斷增加。當(dāng)光照時間分別為12、16、20 h時,氮素的吸收量隨著光照時間的延長顯著提高[5]。李蔚等研究表明,補(bǔ)光7 h對番茄株高、果實(shí)縱莖及坐果率影響最大,與對照相比,分別提高5.8%、6.1%及7.5%;補(bǔ)光9 h對果實(shí)品質(zhì)提升及增產(chǎn)效果明顯,可提前6 d采收,產(chǎn)量比對照提高3.6%[6]。大量研究發(fā)現(xiàn),適宜的紅藍(lán)光配比可以提高蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)[7]。有試驗(yàn)證實(shí),紅藍(lán)光配比為3 ∶1和4.9 ∶1的LED燈可提高番茄果實(shí)的產(chǎn)量,改善其品質(zhì)[8]。因此,推薦3 ∶1至4.9 ∶1紅藍(lán)光配比的LED燈作為冬春季節(jié)寡日照地區(qū)大棚番茄的補(bǔ)光方式。本試驗(yàn)采用的紅藍(lán)光配比正是在此范圍,并經(jīng)過預(yù)試驗(yàn)證實(shí)了其補(bǔ)光效果。然而,關(guān)于不同時間段補(bǔ)光對作物礦質(zhì)元素含量積累的影響報道較少。

番茄果實(shí)中礦質(zhì)元素含量豐富,包括金屬元素Cu、Fe、Mn、Zn、Ca、Mg及非金屬元素P和K,在番茄的不同部位其營養(yǎng)成分及濃度不同[9],若缺乏這些元素可產(chǎn)生特有的缺素癥,如生長速率下降、根冠比改變、根的活力及物質(zhì)合成和積累受阻等。研究表明,中度以上弱光脅迫嚴(yán)重抑制番茄植株對Mg、K的吸收和積累,而對N、P、Ca的積累影響較小[10-11]。因此,光照對礦物質(zhì)的積累具有至關(guān)重要的作用。本試驗(yàn)以番茄為材料,在日光溫室條件下,利用LED燈(紅藍(lán)光配比7 ∶2),設(shè)置不同時間段的補(bǔ)光處理,研究不同時段補(bǔ)光對番茄礦質(zhì)元素含量的影響,以期初步確定番茄果實(shí)的礦質(zhì)營養(yǎng)積累對不同時段補(bǔ)光的響應(yīng)特性,進(jìn)而為補(bǔ)光提高番茄營養(yǎng)品質(zhì)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在蘭州市榆中縣李家莊的2號棚中進(jìn)行,番茄品種為粉太郎,2018年10月8日播種,育苗所用基質(zhì)為綠能瑞奇,待植株長至4葉1心時定植,定植時間為2018年11月24日。栽培方式為槽式栽培(長9 m,寬0.4 m,深0.25 m),栽培基質(zhì)購買于甘肅綠能農(nóng)業(yè)科技股份有限公司。除補(bǔ)光處理外,其他栽培管理保持一致。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),采用LED人工光源進(jìn)行補(bǔ)光,光質(zhì)為紅藍(lán)光配比7 ∶2。分別設(shè)置如下4個處理:揭簾前補(bǔ)光5 h(T1)、蓋簾后補(bǔ)光5 h(T2)、揭簾前和蓋簾后各補(bǔ)光2.5 h(T3),以不補(bǔ)光為對照(CK)。每處理3個小區(qū),每小區(qū)定植番茄36株。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

各處理于補(bǔ)光結(jié)束后第2天取樣,取樣標(biāo)準(zhǔn)為果實(shí)紅熟期且著紅面80%~100%的第一穗果實(shí),采摘后用周轉(zhuǎn)箱轉(zhuǎn)運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室并儲藏于8 ℃冰箱中備用。每處理隨機(jī)選取6個番茄果實(shí),將其切為小塊,105 ℃殺青30 min后,在80 ℃下烘干至恒質(zhì)量。分別稱量番茄果實(shí)干物質(zhì)質(zhì)量后,用研缽研磨,將粉末過網(wǎng)孔直徑為0.25 mm的土壤篩,置于密封袋內(nèi)標(biāo)記儲存,備用。

本研究結(jié)果表明,番茄在不同時段補(bǔ)光情況下,其果實(shí)中礦質(zhì)元素的含量存在明顯差異。揭簾前補(bǔ)光5 h,番茄果實(shí)中P、Cu、Fe、Mn、Ca、Zn的含量均增加;蓋簾后補(bǔ)光5 h,番茄果實(shí)中P、K含量無顯著變化,Zn含量降低,Cu、Fe、Mn的含量增加;揭簾前和蓋簾后各補(bǔ)光2.5 h,番茄果實(shí)中P、Ca、Zn的含量無顯著變化,K和Mn的含量降低,Cu和Fe的含量增加。綜合來看,在補(bǔ)光條件下,果實(shí)中礦質(zhì)元素的含量都有所增加。在生產(chǎn)過程中通過補(bǔ)光可以有效增加番茄果實(shí)中礦質(zhì)元素的吸收與積累,從而改善果實(shí)品質(zhì)。而對于番茄果實(shí)中礦質(zhì)營養(yǎng)元素的積累機(jī)理與不同時間段補(bǔ)光的關(guān)系還有待于進(jìn)一步研究。

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