增施CO2和補(bǔ)光對番茄生長和果實(shí)品質(zhì)的影響.pdf

書書書北方園藝（）： 研究論文 第一作者簡介 ：李慧霞 （），女 ，博士 ，助理研究員 ，現(xiàn)主要從事設(shè)施無土栽培等研究工作 。：責(zé)任作者 ：張志強(qiáng) （），男 ，本科 ，農(nóng)藝師 ，現(xiàn)主要從事蔬菜栽培等研究工作 。：基金項(xiàng)目 ：內(nèi)蒙古自治區(qū)科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目（）；內(nèi)蒙古自治區(qū)科技計(jì)劃資助項(xiàng)目（，）。收稿日期 ：增施和補(bǔ)光對番茄生長和果實(shí)品質(zhì)的影響李 慧 霞 ，尚 春 明 ，楊瑞 ，呂 福 虎 ，高 振 江 ，張 志 強(qiáng)（包頭市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院 ，內(nèi)蒙古 包頭）摘要 ：以大果番茄 “”為試驗(yàn)材料 ，設(shè)人工增施至 （ ）、補(bǔ)光、以及增施和補(bǔ)光 （增施（ ）和補(bǔ)光）互作個(gè)處理 ，以自然條件下為對照 ，研究設(shè)施內(nèi)增施和補(bǔ)光對番茄生長 、光合特性 、產(chǎn)量和果實(shí)品質(zhì)的影響 ，以期為北方冬春季設(shè)施栽培高產(chǎn) 、高品質(zhì)番茄提供技術(shù)參考 。結(jié)果表明 ：補(bǔ)光 （）、增施（）和補(bǔ)光增施處理 （）下株高 、莖粗和葉片數(shù)均大于對照 。處理下凈光合速率 （）、番茄單果質(zhì)量 、果實(shí)橫縱莖最大 ，產(chǎn)量顯著高于其它處理 。各處理對番茄可溶性固形物含量影響不顯著 ，但補(bǔ)光處理顯著降低番茄果實(shí)的含酸量 ，增加糖酸比 。綜上所述 ，補(bǔ)光和增施同時(shí)處理可顯著促進(jìn)番茄生長和凈光合速率的提高 ，提高產(chǎn)量和改善品質(zhì) 。關(guān)鍵詞 ：；補(bǔ)光 ；生長 ；光合特性 ；品質(zhì)中圖分類號 ： 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 ： 文章編號 ：（）番茄 （ ）是世界上栽培面積最廣的設(shè)施蔬菜之一，其在設(shè)施內(nèi)的生長和產(chǎn)量對環(huán)境有很強(qiáng)的依賴性 。在北方設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中 ，一般是在秋冬或是冬春季節(jié) ，此時(shí)光照時(shí)間較短 、光線較弱 ，同時(shí)植株間和葉片間的相互遮掩也使其處于相對的弱光環(huán)境；此外 ，由于設(shè)施自身密閉性的特點(diǎn) ，作物經(jīng)常處于嚴(yán)重的虧缺狀態(tài) ，這些因素都成為作物光合作用和產(chǎn)量提高的主要限制因素。光和是作物進(jìn)行物質(zhì)代謝和能量代謝的基礎(chǔ) ，影響著光合產(chǎn)物的積累及產(chǎn)量和品質(zhì)的形成 。在設(shè)施內(nèi)利用人工光源和增施是保證植株正常生長和促進(jìn)高產(chǎn)的有效途徑 。針對如何改善設(shè)施環(huán)境中的弱光和虧缺條件 ，促進(jìn)植物生長 、產(chǎn)量和品質(zhì)的提高 ，前人進(jìn)行了大量研究。研究表明增施能夠提高葉片的光合速率和抑制光呼吸作用 ，張振花等發(fā)現(xiàn)增加提高了番茄葉片光合色素含量 、凈光合速率 ，提高胞間利用能力 ，有利于番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的提高及減少病蟲害的發(fā)生 。黃丹丹等和李寧等研究發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)番茄等果菜類蔬菜的花芽分化 ，降低雌花節(jié)位 ，提高坐果率 ，加快果實(shí)生長速度 。光敏感與光環(huán)境中的光質(zhì) 、光強(qiáng) 、光向及光周期 ，通過存在于植物體中的光受體 ，對作物產(chǎn)生一系列的影響 ，并最終影響其生長代謝。關(guān)于補(bǔ)光對作物生長和產(chǎn)量品質(zhì)的影響 ，以及提高其抗逆性等方面的研究國內(nèi)外已有許多報(bào)道 ，研究表明補(bǔ)光在番茄、黃瓜、草莓等蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的提高上起到了積極作用 。但也有研究表明補(bǔ)光對作物沒有顯著的影響或只是季節(jié)性的影響 ，說明通過人工補(bǔ)光或是自然光所獲得的日累積光量 （ ，）受作物品種 、光源 、光密度等的影響 ，此外 ，環(huán)境因素如溫度 、濕度 、等也起到一定作用 。補(bǔ)光的條件下 ，增施促進(jìn)光合作用能進(jìn)一步提高干物質(zhì)量 ，這可能是增施與補(bǔ)光互相作用的結(jié)果。以往大部分試驗(yàn)只針對補(bǔ)充不同濃度或不同光強(qiáng) 光質(zhì)補(bǔ)光等單因素進(jìn)行試驗(yàn) ，少部分試驗(yàn)雖然針對增施和補(bǔ)光復(fù)合處理試驗(yàn) ，也僅局限在培養(yǎng)箱或是人工氣候室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)處理 。但是環(huán)境因素是一個(gè)相對復(fù)雜的外界條件 ，受設(shè)施內(nèi) 、外環(huán)境如自然光照 、溫度 、濕度等的影響 。該試驗(yàn)在溫室自然環(huán)境下同時(shí)增施和補(bǔ)光 ，研究不同處理對番茄生長 、產(chǎn)量 、品質(zhì)等影響 ，為今后設(shè)施實(shí)踐生產(chǎn)提供更精準(zhǔn) 、合理的補(bǔ)光和補(bǔ)充的理論依據(jù)和技術(shù)支持 。 材料與方法 試驗(yàn)材料試驗(yàn)選用番茄品種 “”，種子由南京金盛達(dá)有限公司提供 。施用采用液化鋼瓶補(bǔ)充 ；補(bǔ)光燈采用紅藍(lán)比的植物生長燈 （由內(nèi)蒙古德盛禾光電科技有限公司提供 ，額定功率）進(jìn)行補(bǔ)光 。試驗(yàn)于年月底開始 ，番茄幼苗選擇生長健壯且一致的植株定植于溫室內(nèi) ，高壟單行栽培 ，行距為，株距。每個(gè)小區(qū)面積為（），定植株番茄 。利用水肥一體化滴灌設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一水肥管理 ，每處理均采用常規(guī)栽培管理措施 ，雙干整枝 ，定植緩苗時(shí) ，開始補(bǔ)光和 或增施處理 。試驗(yàn)于包頭市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究院院內(nèi)溫室進(jìn)行 。 試驗(yàn)方法試驗(yàn)共設(shè)個(gè)處理 ：增施至 （ ）（）、補(bǔ) 光（）、增 施（ ）和補(bǔ)光互作 （）、對照 （），每 處 理個(gè) 重 復(fù) 。試 驗(yàn) 開 始 時(shí) ，每 天：使用氣瓶補(bǔ)充至設(shè)定濃度 （補(bǔ)充在：以后開始 ，因?yàn)槭┓攀莻€(gè)緩慢的過程 ，且設(shè)施內(nèi)空間較大 ，到達(dá)設(shè)定濃度需要一定時(shí)間 ），其余時(shí)間不補(bǔ)充 ；補(bǔ)光處理為每天：和：，每天補(bǔ)光時(shí)間為。每小區(qū)用透明塑料布隔開 ，補(bǔ)光處理用黑色無紡布遮擋 ，避免補(bǔ)光和增施對各個(gè)小區(qū)的影響 。施用時(shí)關(guān)閉溫室 ，使用高精度傳感器監(jiān)測溫室含量 ，結(jié)合電磁閥和流量計(jì)實(shí)時(shí)控制氣瓶的開閉和流速 ，使各處理的含量達(dá)到設(shè)定值 。補(bǔ)光燈安裝距地面處 ，安裝間距為。 項(xiàng)目測定 日光溫室環(huán)境參數(shù)測定于晴天：，在試驗(yàn)地水平面上按“”字型均勻選取個(gè)點(diǎn) ，垂直面上取、個(gè)高度 ，共個(gè)點(diǎn) ，使用便攜式氣體檢測儀 （型號）測量溫室濃度變化 。 生長指標(biāo)測定試驗(yàn)于年月開始測定 ，每處理隨機(jī)標(biāo)記株生長一致的番茄 ，測定株高 、莖粗 、葉片數(shù) ，每隔測定次取最后一次測量結(jié)果作為試驗(yàn)數(shù)據(jù) 。記錄每處理始花期 。 光合特性指標(biāo)測定使用（）便攜式光合儀 ，采用紅藍(lán)光葉室 ，設(shè)定光照強(qiáng)度為 ，流速為，各處理在晴天：測定番茄葉片的凈光合速率 （）、胞間二氧化碳濃度 （）、氣孔導(dǎo)度 （）、蒸騰速率 （）。每小區(qū)隨機(jī)挑選株健壯植株的功能葉測定 ，并計(jì)算葉片水分利用率。 結(jié)果期指標(biāo)測定番茄從開始采收到結(jié)束 ，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)選取株植株統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量 ，對單果質(zhì)量和產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì) 。每小區(qū)隨機(jī)選取個(gè)成熟度一致的番茄 ，用游標(biāo)卡尺測定果實(shí)橫 、縱徑 ；平均單果質(zhì)量 ：在第穗果實(shí)達(dá)到成熟期 ，每個(gè)小區(qū)隨機(jī)抽樣株 ，從其上取個(gè)達(dá)到商品成熟的正常果實(shí) ，計(jì)算平均質(zhì)量 ，單位為；前期商品果產(chǎn)量 ：始熟期后之內(nèi)的商品果產(chǎn)量 ；商品果總產(chǎn)量 ：各處理實(shí)際收獲的 商 品 果 產(chǎn) 量 總 和 ，最 后 換 算 成 單 位 為（）。 果實(shí)品質(zhì)測定在果實(shí)成熟期 ，第穗商品成熟果實(shí) ，選擇各處理中發(fā)育狀況一致的果實(shí) ，取次測定的平均值作為最終品質(zhì) 。其中可溶性固形物含量采用北方園藝月 （上 ）型號手持折射儀測定 ；果實(shí)酸度總酸含量及糖酸比采用型號手持式糖酸測定儀測定 。 數(shù)據(jù)分析采用 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析 ，利用法進(jìn)行單因素方差分析 。圖 表 中不同字母表示水平下差異顯著 ，采用 軟件作圖 。 結(jié)果與分析 設(shè)施內(nèi)各環(huán)境要素變化溫室 內(nèi) 不 同 處 理 各濃 度 變 化 見 圖。：之前各處理濃度變化不大 ，：和處理開始增施至設(shè)定值 ，并維持在 左右 ，隨著番茄葉片光合作用的加強(qiáng) ，濃度逐漸降低 。和處理下濃度在：以后開始下降到正常大氣濃 度 以 下 ，最 低 達(dá) 到和，：以后各處理濃度緩慢升高 。圖 溫室內(nèi)不同處理 濃度變化 增施和補(bǔ)光對溫室番茄生長的影響各處理株高 、莖粗和葉片數(shù)均大于對照 （表）。其中 ，和處理株高顯著大于處理 ，表明補(bǔ)光處理促進(jìn)番茄株高增加 。和處理下 ，莖粗最大 ，說明增施促進(jìn)莖粗的增加 ，但是補(bǔ)光條件下莖粗增加不明顯 。補(bǔ)光和增施各處理顯著增加葉片數(shù) 。和處理下始花期提前 ，增施可促進(jìn)番茄提早開花周 。表 增施 和補(bǔ)光對溫室番茄生長的影響 處理株高莖粗 葉片數(shù) 始花期 （月日 ） 注 ：同列不同字母表示處理間差異顯著 （），下同 。： ， 增施和補(bǔ)光對生長變化的影響見圖，株高和葉片數(shù)各處理前期變化不明顯 ，各處理后期顯著大于對照 。處理后期株高變化表現(xiàn)為，且和處理顯著大于對照 ；補(bǔ)光和增施各處理前期葉片數(shù)變化不明顯 ，后期各處理顯著大于對照 ，但是處理之間變化不顯著 ；處理開始后各處理莖粗均大于對照 ，且隨著處理時(shí)間的延長增加明顯 ，但是補(bǔ)光和增施處理之間變化不明顯 。 增施和補(bǔ)光對溫室番茄光合作用的影響增施和補(bǔ)光對溫室番茄光合速率的影響見表。處理下凈光合速率 （）最大 ，在不增施條件下補(bǔ)光對凈光合速率和胞間濃度 （）影響不顯著 。補(bǔ)光條件下 ，降低了番茄的氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率 ，增施處理最大 ，顯著高于其它處理 。 第 期北方園藝圖 增施 和補(bǔ)光對溫室番茄生長變化的影響 表 增施 和補(bǔ)光對溫室番茄光合作用的影響 處理凈光合速率 （） （）氣孔導(dǎo)度 （） （）胞間 濃度 （） （）蒸騰速率 （） （）水分利用率 （） （） 增施和補(bǔ)光對溫室番茄產(chǎn)量的影響增施和補(bǔ)光對溫室番茄產(chǎn)量的影響見表，增施和補(bǔ)光處理 （）顯著增加番茄單果質(zhì)量 、果實(shí)橫縱徑 ，且前期產(chǎn)量和總產(chǎn)量最大 ，前期產(chǎn)量和總產(chǎn)量分別比對照增加和。和處理前期產(chǎn)量和總產(chǎn)量之間差異不顯著 。表 增施 和補(bǔ)光對溫室番茄產(chǎn)量的影響 處理單果質(zhì)量 橫徑 縱徑 前期商品果產(chǎn)量 （）商品果總產(chǎn)量 （） 增施和補(bǔ)光對溫室番茄果實(shí)品質(zhì)的影響各處理對番茄可溶性固形物含量影響不顯著（圖），但是補(bǔ)光處理 （）顯著降低番茄果實(shí)的含酸量 ，從而增加糖酸比 ，提高番茄口感 。 討論和光照是植物光合作用必不可少的原料 ，合理的補(bǔ)光配合恰當(dāng)?shù)臐舛仁蔷徑獗狈奖狈綀@藝月 （上 ）圖 增施 和補(bǔ)光對溫室番茄果實(shí)品質(zhì)的影響 冬季因霧霾和雨雪天造成的光照不足 、作物產(chǎn)量和品質(zhì)降低的重要途徑 。研究表明 ，增施和補(bǔ)充能顯著提高番茄的株高 、莖粗 、干鮮質(zhì)量 ，促進(jìn)營養(yǎng)元素的吸收 ，進(jìn)而促進(jìn)作物產(chǎn)量的提高，。該試驗(yàn)中增施和補(bǔ)光互作條件下 ，株高 、莖粗 、葉片數(shù)和產(chǎn)量均顯著高于對照 ，始花期提前 。增施比補(bǔ)光處理始花期提前周 ，而補(bǔ)光比處理顯著增加番茄株高 ，說明增施有利于加快果實(shí)的開花速度 ，提高番茄前期產(chǎn)量 ，且增施補(bǔ)光處理互作的效果更加明顯 。但也有研究表明補(bǔ)光處理對番茄生長和產(chǎn)量影響不顯著 ，且光合產(chǎn)物積累量和果實(shí)發(fā)育并不隨光強(qiáng)的增強(qiáng)而增加 ，這可能是不同作物光吸收峰所對應(yīng)的波長 、補(bǔ)光燈安裝的位置 、補(bǔ)光時(shí)間及環(huán)境因子之間互相作用的結(jié)果。此外 ，通過延長補(bǔ)光時(shí)間 ，適當(dāng)降低補(bǔ)光光照強(qiáng)度 ，以獲取更經(jīng)濟(jì)節(jié)能的日光照量 ，是降低補(bǔ)光成本 、提高光效 、推進(jìn)現(xiàn)代補(bǔ)光應(yīng)用技術(shù)的重要途徑。大部分研究表明濃度升高使植物凈光合速率 、胞間濃度和水分利用率增加 ，葉片氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率降低 ，進(jìn)而提高產(chǎn)量。該試驗(yàn)增施提高了番茄葉片凈光合速率 、胞間濃度和水分利用率 ，且與補(bǔ)光互作下 ，凈光合速率和水分利用率增加作用更顯著 。但該試驗(yàn)補(bǔ)光處理下沒有提高番茄凈光合速率 、胞間濃度和蒸騰速率 ，也許是低光強(qiáng)補(bǔ)光下 ，光合有效輻射日積累量不足導(dǎo)致 。番茄果實(shí)的糖酸比被認(rèn)為是決定番茄果實(shí)口感好壞的關(guān)鍵指標(biāo)之一，通常紅光下生長的植物碳水化合物含量較高 ，有利于轉(zhuǎn)色期番茄果實(shí)的可溶性糖及有機(jī)酸含量的提高 ，可能是由于光質(zhì)的改變誘導(dǎo)了光敏色素對蔗糖代謝酶的調(diào)控 ，促進(jìn)了與蔗糖代謝相關(guān)酶活性的提高 ，使光合產(chǎn)物更多地分配到番茄果實(shí)中。該試驗(yàn)在補(bǔ)光和 或增施處理下 ，可溶性固形物含量變化均不顯著 ，但是補(bǔ)光顯著降低了番茄果實(shí)的含酸量 ，從而增加了糖酸比 ，提高番茄品質(zhì) 。由于作物生長受外界因素 （作物 、溫度 、光照等 ）的影響較大 ，且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程人為因素影響較為復(fù)雜 ，所以針對番茄在不同生長季節(jié)下補(bǔ)光和增施對其產(chǎn)量和品質(zhì)的研究需要進(jìn)一步深入試驗(yàn) 。參考文獻(xiàn) ， ， ， （ ） ，（）：孫治強(qiáng) ，張強(qiáng) ，張惠梅 低溫弱光對番茄葉綠素含量變化的影響 華北農(nóng)學(xué)報(bào) ，（）：謝景 ，劉厚誠 ，宋世威 ，等 光源及光質(zhì)調(diào)控在溫室蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進(jìn)展 中國蔬菜 ，（）：尚春明 ，董曉菲 ，王玉靜 ，等 增施 對溫室番茄產(chǎn)量 、品質(zhì)及病害的影響 北方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) ，（）： ， ， ， ，（）：于經(jīng)緯 ，羅博特 ，岳釘伊 不同 濃度與 補(bǔ)光組合對番茄果實(shí)品質(zhì)的影響 農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技 ，（）： ， ， ， ，（）：岳釘伊 ，張靜 ，趙建濤 ，等 增施 與 補(bǔ)光對番茄果實(shí)品質(zhì)及揮發(fā)性物質(zhì)的影響 食 品 科 學(xué) ，（）： ， ，（）：張振花 ，袁宏霞 ，劉洋 ，等溫室番茄對增施不同濃度 的光合響應(yīng) 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào) ，（）：黃丹丹 ，張士秀 ，賈淑霞 ，等補(bǔ)光對番茄光合特性的影響 中國農(nóng)學(xué)通報(bào) ，（）：李寧 ，王龍昌 ，郭文忠 ，等不同二氧化碳濃度與栽培方式對番茄生長的影響 北方園藝 ，（）： ，（）： 第 期北方園藝 ， ， ，：丁小濤 ，姜玉萍 ，王虹 ，等株間補(bǔ)光對番茄生長和果實(shí)品質(zhì)的影響 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) ，（）：劉文科補(bǔ)光對日光溫室番茄生長和產(chǎn)量的影響農(nóng)業(yè)工程技術(shù) ，（）： ， ， ，（）：楊瑞 ，池建義 ，尚春明 ，等稀土農(nóng)用光源補(bǔ)光對黃瓜幼苗生長的影響 吉林蔬菜 ，（）：錢舒婷 ，李建明補(bǔ)光燈類型對設(shè)施草莓光合特性與產(chǎn)量的影響 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版 ），（）：陳靜不同補(bǔ)光時(shí)長對保護(hù)地草莓生長發(fā)育的影響林業(yè)科技通訊 ，（）： ， ， ， ，（）：黃丹丹 ，張士秀 ，賈淑霞 ，等補(bǔ)光對番茄光合特性的影響 中國農(nóng)學(xué)通報(bào) ，（）：郭銳 ，華明艷 ，仝雅娜 ，等基于葉位和時(shí)段光合特性的番茄補(bǔ)光技術(shù)研究 北方園藝 ，（）： ， ， ， ， ： ，王建林燕麥葉片光合速率、氣孔導(dǎo)度對光強(qiáng)和 的響應(yīng)與模擬 華北農(nóng)學(xué)報(bào) ，（）：王全智 ，馮英娜 ，蔡善亞 ，等苗期 加富對設(shè)施甜瓜生長發(fā)育特性的影響 北方園藝 ，（）：霍建勇 ，劉靜 ，馮輝 ，等番茄果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)研究進(jìn)展中國蔬菜 ，（）：趙建濤 ，張靜 ，張雅婷 ，等紅色和粉色櫻桃番茄與大果番茄果實(shí)品質(zhì)特性分析 食品科學(xué) ，（）：蒲高斌 ，劉世琦 ，杜洪濤 ，等光質(zhì)對番茄果實(shí)轉(zhuǎn)色期品質(zhì)變化的影響 中國農(nóng)學(xué)通報(bào) ，（）：，劉林 ，許雪峰 ，王憶 ，等不同反光膜對設(shè)施葡萄果實(shí)糖分代謝與品質(zhì)的影響 果樹學(xué)報(bào) ，（）： ， ， ， ， ， （ ， ）： ， ， ， （ ）， ， （ （ ） ） ， （），（） （） （）， ， ， ， ， ， ：； ；北方園藝月 （上 ）