不同補光時間對溫室番茄生長發育的影響

祁娟霞+韋峰+董艷+張亞紅

摘要：以LED植物生長燈為補光材料，在日光溫室中對試驗材料番茄進行整個生育期的補光處理。結果顯示，不同補光時間處理對番茄生長指標、開花坐果、果實品質以及產量都有不同的影響，具體表現為：（1）補光9 h對株高影響最大，比CK高16.1%；補光8h對莖粗的促進作用最大，比CK高15.2%；補光10 h對葉綠素含量影響最大，且對果實生長促進作用最明顯，與CK相比，葉綠素含量、果實橫縱徑分別增加了6.0%、29.2%、14.0%；（2）補光8 h對促進提前開花效果最明顯，使其提前2 d開花，補光8、9 h均使番茄提前5 d坐果，補光8、10 h使果始收期提前15 d，補光9、10 h均使坐果率提高了0.5百分點；（3）補光10 h對果實品質影響最大，分別使維生素C含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量增加20.5%、31.9%、56.5%，使有機酸含量降低了32.4%；（4）補光10 h處理下單果質量、單株產量最大，單果質量增加25.7%，單株產量增加了37.66%。綜合評價表明，補光7 h條件下生長最好，補光10 h條件下品質最佳、產量最大。

關鍵詞：植物生長燈；補光時間；番茄；品質；產量；日光溫室

中圖分類號： S641.204文獻標志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0245-03

植物生長過程中最重要的環境因子為光照，它不僅對植物的光周期反應、形態建成、生理代謝、果實品質有重要的調節作用，還與激素信號、糖信號一同調節植物的一些代謝過程[1-2]。荷蘭學者研究發現，1%的光照可帶來1%的增產，由此可以看出光照在植物生產中的重要性。我國北方地區冬春季節主要生產設施類型為日光溫室，在日光溫室內影響光照的因素很多，由于其結構的特殊性，所以與露地光照相比，其光照度僅為露地的30%～70%[3-7]。光照度、光照時間不足，容易造成苗徒長、果花脫落嚴重、果實發育緩慢、病蟲害情況增加等，從而導致作物減產[8-10]。

番茄（Lycopersicone sculentum Mill）別稱西紅柿，源于南美洲熱帶地區，是全球廣泛栽植的茄果類蔬菜[11]。番茄生長過程中除了受自身品種、遺傳特性影響外，還與外界環境條件密切相關[12]。番茄為喜光植物，由于西北地區春秋時節多為陰雨天氣，所以一般都使植物的光照時間縮短，即便是露地種植，也會因為光照的原因影響到產量。有學者研究發現，光照度與植物葉片數的多少有密切關系，弱光下植株同化作用會下降，葉的生長速度減慢。若光照度在植物的光補償點以下，就會停至生長。光周期對植物生長調節物質有很大影響，植物生長調節物質又能直接或間接影響植物根系對營養元素的吸收與利用[13]。在適宜的光周期內，延長光照有利于洋蔥中過氧化物酶（POD）活性、蛋白質含量的提高[14]。李進等通過組培試驗發現，合理延長光周期可以促進甜椒生根[15]。

隨著現代農業發展步伐的加快，溫室人工補光技術日趨成熟，這是改善溫室光照環境的重要措施之一。雖然關于溫室補光技術的研究越來越多，研究范圍也在不斷擴大，但是多以苗期不同光質補光對作物影響的研究較多。關于補光時間對作物影響的研究較少，尤其是關于補光時間對作物整個生育期影響的研究更少。本試驗以番茄為材料，通過植物生長燈設置不同梯度的補光時間，研究不同光周期對番茄整個生育期的影響，以期為日光溫室番茄生產中補光技術的研究提供理論基礎。

1材料與方法

1.1試驗設備

植物生長燈，由上海合鳴照明電器有限公司生產，為一種外形呈傘形的LED特種植物生長燈，電壓220 V，功率40 W，具有壽命長、耐潮濕、光效好、價格低廉的特點，適于廣大農戶。

時間控制器使用的電壓范圍為160～265 V（交流電），負載最大電流為15 A。將需要補光的光照時間輸入計算機，通過可編程邏輯控制器（PLC）控制植物生長燈的通斷來控制補光時間，補光時間由PLC內部的計時器控制，達到設定的補光時間時，PLC控制斷開植物生長燈，停止補光。

1.2試驗材料

試驗番茄品種為佳源大粉，于2013年11月20日以行距70 cm、株距33 cm的密度定植于賀蘭新平園區293號日光溫室，采用膜下滴管栽培。

1.3試驗設計

試驗采用單因素完全隨機設計，分別設日補光時間為7、8、9、10 h，共4個處理，以不進行補光為對照（CK），每個處理4次重復，[JP3]各處理光源互不干擾，按日常栽培方法管理。每個處理隨機選擇10株植株掛上標簽，作為測量對象。定植緩苗后開始測量相關指標，以后10 d測定1次指標，花期、坐果期2 d觀察并記錄1次開花數、坐果數。各處理補光時間安排見表1。

2結果與分析

2.1不同補光時間處理對番茄開花坐果的影響

從表2可以看出：（1）各處理對開花期的影響表現為補光處理7、9 h可促使番茄提前1 d開花，補光處理8 h可促使番茄提前2 d開花，補光處理10 h對番茄提前開花沒有促進作用；（2）各處理對坐果期的影響表現為補光處理7 h使番茄提前2 d坐果，補光處理8、9 h可使番茄提前5 d坐果，補光處理10 h可使番茄坐果期提前4 d；（3）各處理對果實采收期的影響表現為補光處理7 h可使番茄始收期提前13 d，補光處理8、10 h可使始收期提前15 d，補光處理9 h可使始收期提前14 d；（4）各處理對單株花數、單株果數的影響不大，各處理間在5%水平上無顯著差異；（5）各處理對坐果率的影響表現為各補光處理均提高了坐果率，補光處理7 h使坐果率提高了0.1百分點，補光處理8 h使坐果率提高了0.4百分點，補光處理9、10 h均使坐果率提高了0.5百分點。

3討論與結論

在番茄生長發育過程中，光環境是影響番茄光合作用、果實品質的關鍵因子。李進等認為，植物接收的光照時間越長，進行光合作用的時間相對越長，光合產物的積累量越多，越有利于植物的生長，同時也有利于根系生長[15]。花妍等研究不同光照時間對番茄幼苗生長的影響，結果表明：隨著光照時間的延長，番茄開花時間縮短，株高、比葉面積均下降，但是葉片生長速度、根和葉片的干物質積累量均上升，而對番茄展幅、葉面積的影響較小[18]。侯興亮等研究弱光對番茄生長的影響，結果表明：光照不足必然會影響植株的光合作用，導致凈光合速率下降[19]。姚悅梅等研究播種期、光照時間互作對波斯菊生長發育的影響，結果發現二者對其均有較大影響，且互作效應明顯，光照時間以10 h/d處理效果較好[20]。王惠珍等以海濱雀稗為材料研究光照時間對可溶性糖含量的影響，結果表明：光照時間縮短可引起海濱雀稗光合產物中可溶性糖含量的降低[21]。本試驗結果顯示，在補光處理下，番茄株高、莖粗與對照相比都有所提高，這與張紅艷的研究結果[22]相同，即補光栽培可以促進番茄植株生長，使植株健壯生長。趙玉萍等研究不同溫度與光照對番茄果實品質的影響，結果顯示：在同一溫度條件下，可溶性糖含量、糖酸比隨著光照度的增加而升高，有機酸含量隨著光照度的增加而降低。本試驗結果表明，在不同補光時間下，番茄果實可溶性糖含量、可溶性固形物含量、維生素C含量都高于對照[23]，這與王洪安的研究結論[9]相一致。本試驗結果還顯示，8 h補光處理對番茄始花期、始果期影響最大；隨著補光時間的延長，番茄單果質量、單株產量都隨之增加。使用隸屬函數綜合評價得出：7 h補光處理下番茄生長最優，品質產量其次；10 h補光處理下品質最佳、產量最大。因此，根據本試驗結果，建議日光溫室冬季番茄栽培在開花前補光7 h、開花坐果期補光8 h、果實生長后期補光10 h為佳。

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