不同顏色薄膜對(duì)設(shè)施環(huán)境及甜椒生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響

收稿日期：2013-05-27

基金項(xiàng)目：國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃課題（2012BAD11B01），山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)（SDARS-2010-2-3-1）

作者簡(jiǎn)介： 田發(fā)明（1988-），男，碩士研究生，主要從事設(shè)施環(huán)境調(diào)控與蔬菜無(wú)土栽培研究。E-mail：xiaotian0918@163com

*通訊作者：魏珉（1968-），男，博士，教授，主要研究領(lǐng)域?yàn)樵O(shè)施蔬菜與無(wú)土栽培。E-mail：minwei@sdaueducn

摘要：以無(wú)色透明膜為對(duì)照（CK），在相近光照強(qiáng)度下，研究了紫色膜、藍(lán)色膜和紅色膜覆蓋對(duì)設(shè)施環(huán)境及甜椒生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：不同顏色薄膜覆蓋對(duì)設(shè)施內(nèi)環(huán)境因子的影響不大；紅色膜覆蓋甜椒莖粗最大，株高較小，而藍(lán)色膜覆蓋甜椒莖粗最小，株高較大；藍(lán)色膜覆蓋延遲了甜椒開(kāi)花時(shí)間，紅色膜覆蓋則使甜椒開(kāi)花期提前；甜椒單株產(chǎn)量和單株果數(shù)均以藍(lán)色膜覆蓋最低，紅色膜覆蓋最高，單果重以紫色膜處理最高；藍(lán)色膜覆蓋提高了甜椒果實(shí)VC和可溶性蛋白含量，果實(shí)可溶性糖和游離氨基酸含量則以紅色膜處理最高。

關(guān)鍵詞：甜椒；有色膜；光質(zhì)；生長(zhǎng)；產(chǎn)量；品質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào)：S6413：S626.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2013）12-0035-05

甜椒（Capsicum annuum L）是我國(guó)和世界設(shè)施栽培的主要蔬菜之一，具有耐儲(chǔ)藏、產(chǎn)量高、品質(zhì)好以及種植經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)。研究不同顏色薄膜及光質(zhì)對(duì)提高甜椒產(chǎn)量和改善品質(zhì)有重要意義。

光是植物生長(zhǎng)發(fā)育不可缺少的環(huán)境因子，不僅是光合作用的能源，同時(shí)還以環(huán)境信號(hào)的形式作用于植物，調(diào)節(jié)其生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程。光質(zhì)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)有較大影響^[1～8]。研究表明，紫色膜具有更好的保溫、防霧性能，可促進(jìn)蔬菜（番茄、黃瓜和茄子）、果樹(shù)（油桃和葡萄）生長(zhǎng)發(fā)育，提早開(kāi)花結(jié)實(shí)，并提高產(chǎn)量和品質(zhì)^[9]。生姜苗期用綠色膜遮光，可增強(qiáng)葉片光合作用，促進(jìn)植株生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量^[10]。紅色膜覆蓋的甜椒光合速率和光能利用率最高^[11]。藍(lán)色膜雖可增加草莓果實(shí)可溶性蛋白、抗壞血酸（VC）和可滴定酸含量，但不利于提高產(chǎn)量；紅色膜覆蓋下草莓的產(chǎn)量和單果重較高^[12]。然而，由于有色膜覆蓋會(huì)對(duì)設(shè)施內(nèi)的光強(qiáng)和光質(zhì)產(chǎn)生雙重影響，上述試驗(yàn)結(jié)果主要源于光質(zhì)還是光強(qiáng)有待深入探討。

本試驗(yàn)以甜椒為試材，利用不同顏色薄膜覆蓋拱棚，在相近的光照強(qiáng)度下，研究了不同顏色薄膜覆蓋對(duì)設(shè)施小氣候及甜椒生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)的影響，以期為設(shè)施栽培中的光質(zhì)調(diào)控提供理論依據(jù)，同時(shí)為甜椒專(zhuān)用膜研制奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1供試材料與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2012年4～7月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝實(shí)驗(yàn)站進(jìn)行。共設(shè)4個(gè)處理，即紅色膜（R）、藍(lán)色膜（B）、紫色膜（P）及無(wú)色透明膜（CK）。膜材質(zhì)為PE，厚度0.1 mm，由濟(jì)南永發(fā)塑料廠生產(chǎn)。每種薄膜覆蓋1個(gè)拱棚（南北走向，跨度5.3 m，長(zhǎng)度6.5 m，脊高2.0 m），利用不同目數(shù)的透明紗網(wǎng)調(diào)節(jié)拱棚內(nèi)光強(qiáng)到相近水平。甜椒品種為 ‘世紀(jì)紅’（商品果為紅色）和‘世紀(jì)星’（商品果為綠色），采用有機(jī)基質(zhì)（稻殼、雞糞和牛糞）槽栽。槽間距80 cm，寬40cm，深20cm。每個(gè)品種定植45株，行距30 cm，株距35 cm。采用“四干”整枝，田間管理措施一致。

1.2測(cè)定方法

1.2.1光譜特性測(cè)定不同顏色薄膜的透射光譜采用Unispec^TM光譜分析儀測(cè)定。測(cè)定波長(zhǎng)為300～1 100 nm，采樣間隔3.3 nm，掃描集成時(shí)間4ms。

1.2.2環(huán)境因子測(cè)定拱棚內(nèi)光強(qiáng)采用日本TD公司的Photo Recorder PHR-51型光照度記錄儀測(cè)定，測(cè)定地點(diǎn)為拱棚中央、距地面1.2 m處，光照探頭水平放置，記錄間隔30min，每隔20天連續(xù)測(cè)定3天，計(jì)算平均值。氣溫、空氣相對(duì)濕度和基質(zhì)溫度采用美國(guó)ONSET公司的HOBO U12-012型數(shù)據(jù)記錄儀測(cè)定，記錄間隔30 min，計(jì)算旬平均值。氣溫和相對(duì)濕度測(cè)定位點(diǎn)為拱棚中央、距地面1.2 m高處，基質(zhì)溫度測(cè)定為槽中部15cm深處。

1.2.3植株生長(zhǎng)和產(chǎn)量測(cè)定每處理每品種隨機(jī)選取8株長(zhǎng)勢(shì)一致的植株掛牌標(biāo)記，每15天測(cè)定株高和莖粗，將“門(mén)椒”花抹掉，記錄“對(duì)椒”、“四母斗”、“八面風(fēng)”三層的開(kāi)花時(shí)間及達(dá)到商品成熟果實(shí)的個(gè)數(shù)和重量，計(jì)算單株產(chǎn)量和單株果數(shù)，選取8個(gè)果實(shí)計(jì)算單果重。

1.2.4果實(shí)品質(zhì)測(cè)定VC含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定^[13]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法測(cè)定^[13]；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)比色法測(cè)定^[13]；游離氨基酸含量采用茚三酮比色法測(cè)定^[13]。

1.3數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用DPS7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用Microsoft Excel 2003作圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同顏色薄膜的透射光譜分析

由圖1可以看出，不同顏色薄膜的透射光譜在400～800 nm波段有較大差異，小于400 nm或大于800 nm區(qū)域，透射光譜曲線基本重合，無(wú)明顯差異。對(duì)不同顏色薄膜的透射光譜（表1）進(jìn)行分析可以看出 ，紫色膜、藍(lán)色膜和紅色膜在紫光、藍(lán)光和紅光區(qū)域的透射比率分別比對(duì)照均有提高，且差異顯著；藍(lán)色膜提高了紫光、藍(lán)光和綠光的透射率，降低了近紫外、黃、橙、紅光和遠(yuǎn)紅光的透射率；紫色膜提高了近紫外和遠(yuǎn)紅光的透射率，降低了黃光和綠光的透射率；紅色膜提高了近紫外、橙、紅光和遠(yuǎn)紅光的透射率，降低了藍(lán)光、綠光的透射率。

2.2不同顏色薄膜對(duì)設(shè)施內(nèi)環(huán)境條件的影響

由圖2可以看出，由于將光強(qiáng)調(diào)節(jié)至相近水平，不同顏色薄膜覆蓋下拱棚內(nèi)環(huán)境因子無(wú)明顯差異。不同處理拱棚內(nèi)氣溫基本一致；空氣相對(duì)濕度以紅色膜處理較低，但差異不顯著；基質(zhì)溫度6月份之前以紅色膜處理的較低，6月份以后與其它處理無(wú)顯著差異。

2.3不同顏色薄膜對(duì)甜椒生長(zhǎng)發(fā)育的影響

由圖3可看出，不同處理下 ‘世紀(jì)紅’甜椒的株高以藍(lán)色膜最高，與其它處理間差異不明顯；‘世紀(jì)星’甜椒以紫色膜和藍(lán)色膜處理較高，紅色膜最低。

不同處理下的甜椒莖粗均以紅色膜處理最高，藍(lán)色膜處理最低（圖3）。

由表2可以看出，與無(wú)色透明膜相比，紫色膜和紅色膜都提早了‘世紀(jì)紅’開(kāi)花時(shí)間，尤以‘對(duì)花’和‘八面風(fēng)’時(shí)期較為明顯，藍(lán)色膜處理則使各時(shí)期開(kāi)花時(shí)間延遲，與其它處理差異達(dá)顯著水平；‘世紀(jì)星’各時(shí)期的開(kāi)花時(shí)間均被延遲，以藍(lán)色膜處理最晚，與其它處理間差異顯著，紫色膜延遲了‘對(duì)花’和‘四母斗’時(shí)期的開(kāi)花時(shí)間，紅色膜處理與對(duì)照差異不顯著。

2.4不同顏色薄膜對(duì)甜椒產(chǎn)量的影響

由表3可以看出，不同處理的單株產(chǎn)量均以藍(lán)色膜處理最低，‘世紀(jì)紅’和‘世紀(jì)星’分別比對(duì)照低55.22%和52.30%；紅色膜、紫色膜處理與對(duì)照無(wú)顯著差異，但以紅色膜處理最高，‘世紀(jì)紅’和‘世紀(jì)星’分別比對(duì)照增加3.32%和11.23%。單株果數(shù)也呈現(xiàn)相近趨勢(shì)。單果重則是紫色膜處理最高，藍(lán)色膜處理最低。

2.5不同顏色薄膜對(duì)甜椒品質(zhì)的影響

由表4可以看出，不同顏色薄膜對(duì)甜椒果實(shí)品質(zhì)的影響不同。藍(lán)色膜顯著提高了果實(shí)VC和可溶性蛋白含量，紅色膜則顯著降低了VC和可溶性蛋白含量，紫色膜與對(duì)照差異不顯著；可溶性糖含量以紅色膜最高，藍(lán)色膜和紫色膜較低；游離氨基酸含量以紅色膜和對(duì)照較高，紫色膜和藍(lán)色膜較低。

3結(jié)論與討論

太陽(yáng)輻射中能被綠色植物用來(lái)進(jìn)行光合作用的那部分能量稱(chēng)為光合有效輻射（PAR，400～700 nm），其中以紅橙光和藍(lán)紫光最有效。而對(duì)植物的形態(tài)建成而言，320～800 nm 波長(zhǎng)范圍的光都起作用，尤以紫外線（波長(zhǎng)< 380 nm）、藍(lán)光（450～500 nm）、紅光（620～700 nm）及遠(yuǎn)紅光（700～760 nm）更重要。波長(zhǎng)大于800 nm的紅外線不能被植物所利用，但對(duì)調(diào)節(jié)環(huán)境溫度有重要作用。本試驗(yàn)中，不同棚膜透過(guò)的光譜差異主要集中在光合有效輻射范圍內(nèi)，紅外線區(qū)域并無(wú)差異，這可能是造成不同處理環(huán)境因子相近的原因。

前人研究表明，長(zhǎng)波段光促進(jìn)植物莖伸長(zhǎng)，短波段光則抑制莖伸長(zhǎng)^[15，16]。杜洪濤等（2005）^[17]研究了不同光質(zhì)對(duì)彩椒幼苗的影響，發(fā)現(xiàn)紅光和黃光下幼苗生長(zhǎng)健壯，綠光下徒長(zhǎng)。本試驗(yàn)中藍(lán)色膜覆蓋的甜椒植株細(xì)弱，可能與藍(lán)色膜提高了綠光的透射率有關(guān)。不同波段的光可能通過(guò)影響植物體內(nèi)源激素的代謝水平來(lái)調(diào)節(jié)莖的生長(zhǎng)。藍(lán)紫光提高吲哚乙酸氧化酶的活性，降低生長(zhǎng)素（IAA）水平，抑制植物的生長(zhǎng)^[18]。紅光降低了綠豆下胚軸的伸長(zhǎng)速率，但外源施加IAA卻可以完全逆轉(zhuǎn)紅光的作用^[19]。本試驗(yàn)中甜椒植株生長(zhǎng)發(fā)育與激素代謝的關(guān)系有待進(jìn)一步探討。

不同光質(zhì)對(duì)果實(shí)可溶性糖含量有較大影響。陳強(qiáng)等（2009）^[5]研究表明，紅光顯著提高番茄可溶性糖含量。采用紅色LED處理的葉用萵苣可溶性糖尤其是蔗糖含量顯著升高^[19]。本試驗(yàn)研究結(jié)果與之相似。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，藍(lán)色膜處理的甜椒果實(shí)中VC含量最高，紅色膜處理最低。前人在草莓、番茄中有類(lèi)似報(bào)道^[4，5]。不同光質(zhì)對(duì)VC含量的影響與其分解合成酶的活性有關(guān)^[20]。半乳糖內(nèi)酯脫氫酶（GalLDH）是VC合成途徑最后一步的關(guān)鍵酶，抗壞血酸氧化酶（AAO）和抗壞血酸過(guò)氧化物酶（AAP）是VC氧化過(guò)程的關(guān)鍵酶，三者均對(duì)光敏感。對(duì)甜椒體內(nèi)三種酶代謝活性的作用亟待深入研究。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，紅色膜覆蓋有利于促進(jìn)甜椒生長(zhǎng)發(fā)育，提前開(kāi)花，提早收獲，產(chǎn)量較對(duì)照提高，且提高了果實(shí)中可溶性糖及游離氨基酸含量。因此，紅色膜覆蓋可作為甜椒設(shè)施栽培光環(huán)境調(diào)控的一種手段，但相關(guān)技術(shù)需要通過(guò)試驗(yàn)研究不斷完善。

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