光質和溫度對日光溫室番茄生長發育及產量品質的影響

摘要[目的] 為紅色環照牌光合膜的推廣提供科學依據。[方法] 以兵馬傭超大988F1番茄為供試品種，以紅色環照牌光合膜為試材，白色PE膜為對照，研究了河西地區日光溫室通過紅色環照牌光合膜改善的光質和溫度對冬春茬口栽培膜式下對番茄生長發育、產量、品質的影響。[結果] 紅色環照牌光合膜更有效地調控氣溫，增加根際溫度，提高紅光透過率，延長光合作用，番茄平均產量提高163%，可溶性固溶物提高5.8%，株高平均增加17.8%，主莖蔓增加9.5%，葉片數增加7.4%，花序個數增加13.2%，平均節位數增加85%，結果數增加82%。 [結論]在冬春茬口上，番茄生長的最適氣溫在27 ℃左右。 紅色環照牌光合膜更有效地保證夜間溫度預防冷害。

關鍵詞 光質；番茄；溫度；生長發育

中圖分類號S625.5+2文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）30-10452-04

作者簡介劉保林（1984- ），男，甘肅天水人，研究實習員，碩士，從事園藝作物育種及栽培工作。*通訊作者，研究員，從事園藝作物生物技術及現代農業等方面的研究。

番茄是河西綠洲灌區設施大棚栽培的主要蔬菜之一，是典型的喜光和喜溫作物。光質和溫度是番茄生長發育的主要生態因子。光照不僅是植物光合作用能量的唯一來源，還是保持一定棚內溫度的重要保障。植物最適宜的光照范圍在400～700 nm之間[1]，但不同的光質對不同作物生長發育有差異[2]。研究表明，紅光和紅藍光對蔬菜的生長發育有顯著的促進作用，可以有效地增加紅光，促進植物生長發育[3]、光合特性[4]、產量、品質及衰老[5]； 當日光溫室的最高溫度適宜[6]時，隨著溫度的增加，有利于植物的生長發育[7]、開花及形態構建[8]和坐果率等[9]，但是溫度過高，植物會出現午休甚至衰亡，停止光合作用，過低則會引起番茄冷害[10]；對日光溫室增加紅光和溫度的控制，是提高番茄產量、品質的有效途徑之一[11]。對于日光溫室中紅色光質和溫度對番茄影響的研究，主要集中在試驗小氣候的研究中，而對于河西地區的大氣候和日光溫室的大面積推廣沒有具體的報道。因此，筆者以紅色的環照光合膜為試材，以白色的PE棚膜為對照，在正常的日光溫室管理條件下，研究冬春茬口采用紅色環照牌光合膜和控制溫度對番茄生長發育的主要影響，探索有效的番茄栽培溫度管理模式，為紅色環照牌光合膜的推廣提供科學依據。

1材料與方法

1.1試驗示范時間、地點試驗從2013年5月～2014年5月在武威市涼州區黃羊鎮政府建立的設施農業示范園區（代表河西東部平川灌區）進行。該地區位于 38° N、 101° E，海拔1 740 m，無霜期135～150 d，≥10 ℃的有效積溫 2 985.4 ℃，年平均溫度 7.7 ℃，年日照時數大于2 600 h，年雨量158 mm，年蒸發量2 021 mm，土壤為灌漠土，耕層20 cm。

1.2試驗材料供試品種為番茄兵馬傭超大988F1。種植密度統一采用（50～70）cm×40 cm（70 cm寬行，50 cm窄行）。

1.3試驗設計供試材料由甘肅祥業農業投資開發有限公司統一提供。以紅色環照牌光合棚膜的種類不同，共設2組對比試驗。第1組采用紅色PVC光合棚膜，厚度0.12 mm（12號棚）；第2組采用紅色PE光合膜，厚度0.12 mm（14號棚）；對照統一采用白色PE普通棚膜，厚度0.12 mm（3號、15號棚）。

日光溫室采用第2代日光節能溫室，溫室主體為土木鋼架結構，土墻墻體基部厚度1.00 m，溫室長度100 m，跨度800 m，高度3.80 m，土壤肥力中等。試驗品種、定植時間、扣棚時間、管理條件一致。

1.4試驗方法試驗以番茄為指示作物，配置2027四通道SD卡無紙溫度記錄儀4臺。在保證日光溫室試驗條件一致的前提下，校正核準儀器開始規范化的溫度數據采集。分階段采集試驗棚內24 h氣溫及5、15、20 cm內地溫。

1.5統計分析每個大棚測試面積15 m2，統計株高、花序、主蔓直徑、葉片數、結果數等生物學指標。在進入收獲期后，定點調查小區產量，并且測定番茄的可溶性固形物含量，用EXCEL進行統計分析。

2結果與分析

2.1溫度觀察結果由表1、圖1、圖2可知，在2013年12月～2014年3月，8：00～10：00紅膜光合膜棚比白色PE光合膜棚溫度高出1 ℃左右；隨著白天氣溫的回升，紅色環照牌光合膜的溫度在13：30達到峰值（28.5 ℃），而白色PE膜在14：00達到峰值（30.4 ℃），從13：30開始紅色環照牌光合膜大棚降溫，而白色PE膜大棚隨著外面氣溫的升高而繼續上升，在14：00達到峰值后開始下降，同時紅色環照牌光合膜在10：00左右和18：00左右氣溫有明顯的跳躍式升高；每天13：00～17：00，紅色環照牌光合膜平均溫度比白色PE膜低1.5 ℃，18：00～6：00紅色環照牌光合膜棚平均氣溫為11.1 ℃，早晨8：00氣溫最低（7.7 ℃），白色PE膜棚平均氣溫107 ℃，8：00最低（7 ℃），紅色環照牌光合膜棚高于白色PE光合膜棚0.7 ℃，紅膜更有效地提高溫度，同時氣溫的升高，促進5～20 cm根際溫度的升高，紅色環照牌光合膜棚5、15、25 cm的平均地溫14.7、14.9、14.9 ℃，白色PE光合膜棚5、15、25 cm的平均地溫14.2、14.4、14.6 ℃，分別高出05、05、0.4 ℃（表2），地溫的升高有利于番茄株高、莖粗、花序數、坐果率等地上部分的增長以及干物質的積累，進而改善其品質和提高產量，特別對于冬春茬口大棚，較高的氣溫和地溫有利于番茄根部和地上部分生長，同時能夠預防冬天極端低溫階段夜間溫度過低而引起的凍害。

2.3紅光和溫度對番茄生長發育、產量和品質性狀的影響

2.3.1生長發育。由表4可知，定植30、50、70、90、110 d，紅色環照牌光合膜的所有性狀都高于白色PE膜，株高、主蔓直徑、花序數、葉片數、平均節位長、結果數的變化趨勢一致，在定植30 d時，株高和花序數有顯著差異，分別提高45.6%和25%，在定植50 d結果數明顯增加26.3%，說明紅色光質和高溫促進番茄生理生長和提早結果；在生長發育后期，番茄的生物性狀的增加相對緩慢，株高平均增加178%，主莖蔓增加9.5%，葉片數增加7.4%，花序個數增加13.2%，平均節位數增加8.5%，結果數增加82%。這說明紅色環照牌光合膜通過改善光質，增加了紅光的數量，促進了番茄的生理生長。

2.3.2產量和品質。由圖3、表5可知，12號紅色環照牌光合膜和3號白色PE光合膜大棚面積均為637 m2，14號紅色環照牌光合膜和15白色PE光合膜大棚面積均為611 m2。在2014年2月28日～5月7日期間，間隔2～3 d對成熟的番茄進行收獲。在2月28日～3月6日4次的采摘中，只有紅色環照牌光合膜有成熟的番茄，同比要提早上市7～10 d。在連續的28次采摘中，紅色環照牌光合膜種植的番茄的產量高于白色PE膜，增產15.44%。同時，由于紅色光質和溫度的有效調控，在12號和14號紅色環照牌光合膜的可溶性固形物含量分別高于對照3號和5號白色PE膜，平均增加6.98%。

3結論與討論

3.1光質和溫度對番茄生長發育及產量、品質的影響研究表明，紅色環照牌光合膜有利于改善大棚內光質，調控室內溫度，增加紅光數量，滿足番茄生長發育對紅光的需求，為番茄的產量和品質的提高創造了更有利的環境效應，提高了光合產物，降低了蒸騰速率，增加了干物質的積累，番茄的株高平均增加17.8%，主莖蔓增加9.5%，葉片數增加7.4%，花序個數增加13.2%，平均節位數增加85%，結果數增加8.2%。番茄產量增加16.3%，紅色環照牌光合膜大棚番茄可溶性固溶物提高5.8%。

3.2紅色環照牌光合膜通過調控溫度有利于番茄的生長發育適宜的溫度對番茄的生長發育有促進作用。一些研究表明，在正常條件下，番茄最佳適宜的溫度是白天氣溫范圍20～25 ℃，夜溫13～17 ℃，適合生長的溫度范圍為30 ℃以下[1]；隨著氣溫的改變，根際溫度變化，根際溫度越高，對番茄的株高、莖粗、葉片數、光合速率、蒸騰速率、產量均增加[13]。該試驗結果表明，日光溫室種植番茄適宜的白天最高氣溫在27 ℃，12：00～17：00白膜PE膜大棚的溫度高于紅色環照牌光合膜大棚1.5 ℃，同時隨著氣溫的回升而升高，最高平均氣溫達30.4 ℃，導致大棚內溫度太高，呼吸消耗增加，植株積累的干物質減少，導致輻射能截獲量減少，產量降低，紅色環照牌光合膜棚在13：30時達到最高溫度（285 ℃）且開始降溫，避開每天的最高大氣溫度，為番茄的生長創造有利的溫室環境；夜晚溫度最低不能低于6 ℃，18：00～6：00紅色環照牌光合膜棚平均氣溫為11.1 ℃，最低7.7 ℃，白色PE膜棚平均氣溫10.7 ℃，最低7 ℃，紅色環照牌光合膜棚高于白色PE光合膜棚0.7 ℃，地溫也隨著氣溫的升高而升高，5～20 cm根際溫度平均升高0.47 ℃，促進開花坐果期番茄的株高、莖粗、葉片數、葉面積、產量增加，同時改善品質。這與任志雨[13]的研究相一致。

3.3紅光有效促進光合作用紅膜能更加有效地吸收紅光，促使番茄干物質積累多，葉面積擴展快，葉綠素含量、光合速率、可溶性糖及總糖含量均最高[14]。試驗數據顯示，10：00～11：00紅色環照牌光合膜溫度明顯高于白色PE光合膜1.35 ℃。由于在早晨光照強度較弱，在相同照射強度下單位面積內紅膜有利于吸收更多的紅光，增加數量，改善光質，在相同的大氣溫下棚內溫度提高更快，番茄的生理生長速率加快。在17：30～18：30太陽落下，自然光照基本消失，然而紅膜能吸收大氣中反射的紅光，延長光合作用時間，增加干物質的積累。對于這一方面的研究尚沒有明確的試驗和數據支持，有待進一步的試驗驗證。

參考文獻

[1] 徐師華，王修蘭，吳毅明.不同光質（光譜）對作物生長發育的影響[J].生態學報，2000，8（1）：20-22.

[2] 潘瑞熾，董愚得.植物生理學（上冊）[M].2版.北京：高等教育出版社，1984：73-111.

[3] 欒非時，陳典，崔喜波.大蒜莖尖愈傷組織誘導、植株分化及變異的研究[J].北方園藝，1993（4）：23-24.

[4] 劉高瓊，李式軍，張學平.大蒜試管鱗莖徽繁技術研究[J].南京農業大學學報，1996，19（3）：31-36.

[5] 徐啟江，楊守志，池春玉，等.分縈洋慈試管麟莖徽繁技術研究[J].植物學通報，2003，20（1）：80-83.

[6] 趙玉萍，鄒志榮，白鵬威，等.不同溫度對溫室番茄生長發育及產量的影響[J].西北農業學報，2010，19（2）：133-137.

[7] 曹毅，李春梅.園藝設施中的環境控制技術[J].長江蔬菜，2002（1）：22.

[8] 山東農業大學.蔬菜栽培學各論[M].北京：中國農業出版社，1999：55-59.

[9] DEKONING A N M.Development and day matter distribution in glass house tomato：A quantitative approach[J].Wageningen：Dissertation Wage ningen Agricultural University，1994.

[10] 盧育華，申育梅，陳利平.番茄單個葉片光合特性研究[J].園藝學報，1994，21（1）：54-58.

[11] 蔣燕，趙會杰.低溫弱光處理對番茄幼苗生長的影響[J].河南農業科學，2006（1）：88-92.

[12] 郭建平，高素華.高溫、高 CO2對作物影響的實驗研究[J].中國生態農業學報，2002，10（1）：17-20.

[13] 任志雨.根區溫度對番茄生長和產量的影響[J].天津農業科學，2006，12（13）：15-16.

[14] 蒲高斌，劉世琦，劉磊，等.不同光質對番茄幼苗生長和生理特性的影響[J].園藝學報，2005，32（3）：420-425.