日光溫室溫光環(huán)境對(duì)黃瓜莖葉生長(zhǎng)的影響

張帆洋 王秀峰 黃雪等

作者簡(jiǎn)介：張帆洋（1987-），男，在讀碩士研究生。

摘要：觀察了冬季日光溫室光照和溫度條件對(duì)黃瓜莖葉生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：光輻射量、見(jiàn)光時(shí)段小時(shí)積溫、日均積溫及20 cm地溫能有效反映黃瓜莖葉生長(zhǎng)的動(dòng)態(tài)變化。光輻射量是影響冬季日光溫室黃瓜生長(zhǎng)的主要因素，而見(jiàn)光時(shí)段小時(shí)積溫對(duì)黃瓜莖葉生長(zhǎng)有更為直觀的影響。冬季連陰幾天放晴后，黃瓜植株的生長(zhǎng)有一定的滯后期，與10～20 cm的土壤溫度回升慢有直接的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：光輻射量；見(jiàn)光時(shí)段小時(shí)積溫；日均積溫；地溫；黃瓜；莖葉生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S642.201 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2013）06-0044-05

黃瓜（Cucumis sativus L）是日光溫室冬春栽培的主要蔬菜，在我國(guó)北方地區(qū)種植面積逐年擴(kuò)大，但產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益卻差異很大，其中最主要的原因就是落后的溫室內(nèi)溫光條件的控制和管理。溫光環(huán)境對(duì)黃瓜植株生長(zhǎng)發(fā)育的影響，前人已做過(guò)不少研究，他們認(rèn)為，光是影響黃瓜功能葉光合速率（Pn）最重要的環(huán)境因子。黃瓜光合作用對(duì)光和溫度的反應(yīng)最為敏感[1]。而溫度對(duì)黃瓜光合作用影響最大的是適溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短。光照與溫度，對(duì)黃瓜光合作用影響更大的是光環(huán)境[2]。本試驗(yàn)在實(shí)際生產(chǎn)的條件下，利用物聯(lián)網(wǎng)采集并處理監(jiān)測(cè)到的溫室溫光環(huán)境數(shù)據(jù)，研究溫光條件對(duì)黃瓜生長(zhǎng)和產(chǎn)量的影響，為溫室黃瓜生產(chǎn)的環(huán)境調(diào)控提供依據(jù)，以使溫室環(huán)境調(diào)控更科學(xué)。

1 材料與方法

試驗(yàn)在山東壽光蔬菜產(chǎn)業(yè)集團(tuán)的蔬菜種苗生產(chǎn)基地進(jìn)行，所選溫室為山東Ⅴ型日光溫室。黃瓜選用生產(chǎn)面積較大的品種魯蔬869，于2011年8月29日播種，9月28日定植，2012年1月16日拉秧。按常規(guī)生產(chǎn)進(jìn)行管理。

11 測(cè)量?jī)x器及觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置

本試驗(yàn)所用的儀器：數(shù)據(jù)采集器為本校機(jī)電學(xué)院制作，精度符合測(cè)試要求；太陽(yáng)輻射傳感器為TBQ-2C型，照度計(jì)為RY-G/N型，二者均為河北邯鄲銳研智華電子有限公司生產(chǎn)；溫度傳感器為DS18B20型數(shù)字式輸出型傳感器，精度為±05℃，北京昆侖中科傳感器封裝技術(shù)有限公司。

觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置如圖1：

12 環(huán)境指標(biāo)的測(cè)定

設(shè)定各環(huán)境因子測(cè)量，每10分鐘記錄1次，并通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

121 光照 在距溫室前沿25 m處距地2 m，距溫室前沿50 m處距地面1、2、3 m，以及距溫室前沿75 m處距地2 m，共設(shè)置5個(gè)觀測(cè)點(diǎn)測(cè)量光照強(qiáng)度和單位面積太陽(yáng)輻射量的變化。光照強(qiáng)度記錄的是10 min內(nèi)的平均值，光輻射量記錄的是10 min內(nèi)的積累量。

122 溫度 氣溫：在距溫室前沿25、50、75 m處距地面1、2、3 m的位置，共設(shè)置9個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，測(cè)量氣溫。

地溫：在距溫室前沿5 m處，設(shè)置地表、地下10、20、30、40、50 cm共6個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，測(cè)量地溫。

13 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

隨機(jī)選擇30株黃瓜作為觀測(cè)樣株，并掛編號(hào)標(biāo)簽做標(biāo)記。

131 葉面積的測(cè)定 定期測(cè)定觀測(cè)株的第1片展開(kāi)葉及其下的2片葉，新展開(kāi)葉開(kāi)始測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)：寬×長(zhǎng)≥2 cm×3 cm。利用回歸方程：A=1461-50 L+094 L2+047 W+063 W2-062 L×W，計(jì)算葉面積（L：最大葉長(zhǎng)；W：最大葉寬；A：葉面積）[3]。

132 莖生長(zhǎng)量的測(cè)定 定期測(cè)定觀測(cè)株黃瓜莖上部3節(jié)的長(zhǎng)度，新莖節(jié)開(kāi)始測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)：長(zhǎng)度≥02 cm。

2 結(jié)果與分析

21 黃瓜莖葉生長(zhǎng)與光照的關(guān)系

由于12月3～ 7日是連陰天，一直未開(kāi)棚，7日的生長(zhǎng)量已接近零。

8～20日光輻射量和日均光照強(qiáng)度變化對(duì)黃瓜莖葉生長(zhǎng)的影響。從圖中可以看出，8～10日，雖然光照強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到莖葉生長(zhǎng)的適宜強(qiáng)度，但是莖葉的生長(zhǎng)量并沒(méi)有大幅提高，主要是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間陰雨天后，黃瓜需要一段適應(yīng)期再恢復(fù)生長(zhǎng)。與日均光強(qiáng)相比，光輻射量計(jì)量了黃瓜接受光照時(shí)間的長(zhǎng)短，更能準(zhǔn)確地反映黃瓜莖葉每天的生長(zhǎng)量。11～13日莖葉生長(zhǎng)量快速上升，與日均光照強(qiáng)度和光輻射的變化不同步，可能由于前3天光合物質(zhì)的積累，為黃瓜莖葉的快速生長(zhǎng)打下了基礎(chǔ)。14日以后，黃瓜的莖葉生長(zhǎng)與日均光強(qiáng)和光輻射量的變化趨勢(shì)基本一致。通過(guò)表1的相關(guān)性分析可以得出，日均光強(qiáng)和光輻射量與黃瓜莖葉生長(zhǎng)均有極顯著相關(guān)性。但光輻射量的變化更能有效地解釋黃瓜莖葉生長(zhǎng)的變化，日均光強(qiáng)的變化雖然在一定程度上也能反映黃瓜莖葉生長(zhǎng)的變化，但是其未計(jì)量光照時(shí)間的長(zhǎng)短，無(wú)法有效地解釋光照對(duì)黃瓜莖葉生長(zhǎng)變化的影響。

22 黃瓜莖葉生長(zhǎng)與溫度的關(guān)系

221 黃瓜莖葉生長(zhǎng)與氣溫的關(guān)系 圖6～圖9為12月8～ 20日，見(jiàn)光時(shí)段積溫、見(jiàn)光時(shí)段平均氣溫、日均氣溫和日最低氣溫變化對(duì)莖葉生長(zhǎng)量的影響。從圖中可知，12月10日之前由于連陰天的影響，從8日開(kāi)始黃瓜莖葉在恢復(fù)生長(zhǎng)的適應(yīng)期中，即使見(jiàn)光時(shí)段積溫已經(jīng)達(dá)到生長(zhǎng)適宜的量，莖葉生長(zhǎng)仍然緩慢。11日之后，由于在適應(yīng)期里的光合物質(zhì)積累，同時(shí)在適宜的氣溫條件下，莖葉生長(zhǎng)量快速上升。13日之后，莖葉生長(zhǎng)量則隨積溫的高低而變化。從圖中可以看出，莖葉生長(zhǎng)量的變化趨勢(shì)與溫室的見(jiàn)光時(shí)段小時(shí)積溫變化較為一致，而與日最低氣溫的變化有較大的差異。通過(guò)表2 的相關(guān)性分析可以得出，見(jiàn)光時(shí)段的小時(shí)積溫、見(jiàn)光時(shí)段的平均氣溫和日均氣溫與黃瓜莖葉生長(zhǎng)均有極顯著的相關(guān)性，對(duì)黃瓜的莖葉生長(zhǎng)產(chǎn)生直接的影響。

222 黃瓜莖葉生長(zhǎng)與地溫的關(guān)系 圖10、圖11反映的是地表溫度、10、20、30、40、50 cm地溫變化對(duì)黃瓜莖葉生長(zhǎng)的影響。從圖中可以看出，12月8 ～13日，連陰天后，黃瓜莖葉的生長(zhǎng)隨著地溫的回升而逐漸恢復(fù)，其中10 cm和20 cm地溫的變化與黃瓜莖葉生長(zhǎng)的變化有著密切的關(guān)系。隨著土層深度的增加地溫的變化幅度逐漸變小，并且，當(dāng)土層深度達(dá)到30 cm或更深時(shí)，土溫的變化穩(wěn)定在15～16℃之間。表層地溫受氣溫的影響較大，變化幅度也較大，而隨著土層的加深，地溫的變化趨于平穩(wěn)。這與前人的研究結(jié)果一致[4]。

通過(guò)相關(guān)性分析可知，黃瓜莖葉生長(zhǎng)與0～20 cm的地溫有較為密切的關(guān)系。由于黃瓜是淺根系，其功能根主要分布在距地表20 cm左右的范圍內(nèi)，同時(shí)12～16℃的地溫是黃瓜根系生長(zhǎng)的亞適溫環(huán)境[5]，在亞適溫環(huán)境中，黃瓜根系的活力及其元素吸收能力對(duì)溫度極其敏感，低溫環(huán)境下，會(huì)使黃瓜根系的功能異常，對(duì)礦質(zhì)元素和水分的吸收和代謝出現(xiàn)紊亂，嚴(yán)重影響其正常生長(zhǎng)和發(fā)育[6]。因此，地表下10～20 cm的地溫在很大程度上決定了黃瓜植株的根系活力和營(yíng)養(yǎng)吸收，從而對(duì)黃瓜莖葉的生長(zhǎng)產(chǎn)生較大的影響。

3 小結(jié)

黃瓜的莖葉生長(zhǎng)與其所處的溫光環(huán)境有著密切的聯(lián)系，根據(jù)相關(guān)性分析，光輻射量、見(jiàn)光時(shí)段小時(shí)積溫、日均溫度以及淺層地溫4種環(huán)境因素與黃瓜的莖葉生長(zhǎng)量有極顯著的相關(guān)性。由于冬季普通日光溫室缺乏人工光源和人工供暖，日光溫室內(nèi)的光照和熱量主要由太陽(yáng)輻射提供，因此，光輻射量多少和光照時(shí)間長(zhǎng)短就決定了見(jiàn)光時(shí)段的小時(shí)積溫、日均溫度和淺層地溫等各項(xiàng)溫度條件，因此光輻射量和光照時(shí)間是冬季溫室里影響黃瓜莖葉生長(zhǎng)的主要因素。溫室的保溫性、通風(fēng)時(shí)間的選擇和控制以及日光溫室草苫揭蓋時(shí)間在調(diào)節(jié)溫室溫光環(huán)境中起到極為重要的作用。

目前我國(guó)日光溫室絕大部分還主要依賴自然光照，連陰天仍然是冬季影響日光溫室生產(chǎn)最主要的不利因素。在長(zhǎng)時(shí)間陰雨天之后，黃瓜植株需要一定的適應(yīng)期來(lái)恢復(fù)生長(zhǎng)，在適應(yīng)期里，即使提供適宜的光照和溫度也無(wú)法使黃瓜的生長(zhǎng)立即恢復(fù)正常水平。在恢復(fù)生長(zhǎng)的適應(yīng)期里給黃瓜植株提供適宜的溫光條件，有助于黃瓜植株迅速恢復(fù)生長(zhǎng)，并能有效提高黃瓜生長(zhǎng)量。當(dāng)黃瓜生長(zhǎng)量恢復(fù)到正常水平后，在適宜的溫光范圍內(nèi)黃瓜的生長(zhǎng)會(huì)隨著溫光條件的變化而變化，但過(guò)強(qiáng)的光照會(huì)抑制黃瓜莖的生長(zhǎng)，而對(duì)葉的生長(zhǎng)沒(méi)有太大的影響。

地溫直接作用于黃瓜的根系，地溫的高低直接影響黃瓜根系的發(fā)生和對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收[7]。黃瓜根系主要分布在地下10～25 cm的土層，淺層地溫的變化對(duì)黃瓜根系的發(fā)生和對(duì)水分、養(yǎng)分的吸收有更為直接的影響。冬季連陰幾天放晴后，日光溫室黃瓜植株的生長(zhǎng)有一定的滯后，是與10～20 cm的土壤溫度回升慢有直接的關(guān)系。參 考 文 獻(xiàn)：

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[2] 艾希珍，張振賢，何啟偉，等 日光溫室主要生態(tài)因子變化規(guī)律及其對(duì)黃瓜光合作用的影響[J] 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)， 2002，8（1）：41-46

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