秋冬季延長保護地光照時間重要性的理論分析

陳 菲 張 娜 于曉瑩

(河南農業職業學院,河南 鄭州 450002)

植物的生命活動都與光照密不可分，因為其賴以生存的物質基礎是通過光合作用制造出來的。保護地蔬菜由于有農膜或玻璃的覆蓋，使棚內透光率受到影響，特別是持續陰天光照不足，可導致光合作用下降，而在高寒地區盡管光照強度能滿足要求，但1 d內光照時間太短，不能滿足要求，一些果菜類或花卉很難栽培成功。研究表明,冬季在保護設施內培育果菜類秧苗,因每天日照時數不足8 h,不能滿足秧苗生長發育的需要,如果每天延長光照時間2～4 h,可縮短育苗時間,使幼苗健壯,促進早熟。另外,在陰天和雨天適當補充光照,可以抑制幼苗病害的發生[1]。因此，要提高秋冬季作物安全高效生產，關鍵是要克服秋冬季保護地生產中遇到的寡照障礙[2]。根據各種作物的生長習性，對作物采取延長光照時間的方式對作物生長發育的影響進行綜述，為保護地作物提供合理的光照環境，提高作物的高產優質。

1 延長光照時間的理論依據

光主要通過影響光合作用、光形態建成和光周期來調節植物的生長發育。而光照時間對光合作用的影響是通過延長光照時間，從而影響光合作用的時間來顯現的。在寒冷的季節，溫室設施為了防寒保溫，覆蓋的蒲席、草苫揭蓋時間直接影響設施內受光時數，常會造成光照強度和光照時間明顯不足,在秋冬季或早春，一般在日出后才揭苫，而在日落前或剛剛日落就需蓋上，1 d內作物受光時間不過7～8 h，在高緯度地區冬季甚至不足6 h，遠遠不能滿足園藝作物對日照時數的需求，使喜強光照的果菜類作物長期生長在弱光逆境中,導致植株營養體生長不健壯、落花落果嚴重、果實發育緩慢、含糖量降低、產量下降、品質變劣,表現為弱光脅迫[3]。

欒征等對冬季增溫和延長光照對茶苗生長的影響進行研究，研究表明，在全天溫度不低于0℃ 時，延長光照時間能明顯促進茶苗的光合和生長。溫度控制在10℃ 延長光照時間后，茶苗的總生物量、根生物量比以及地下生物量／地上生物量的提高達到了顯著水平[4]。設施內的光環境對作物生長發育有重大影響,調節好光環境是實現作物高產、優質的首要條件。

2 延長光照時間對作物生長發育的影響

2.1 光照時間對作物根系的影響

光照充足有利于光合作用，這使地上部所制造的光合產物更多地向根系轉移成為可能，從而為培育出健壯的根系打下基礎[5]。有報道表明，適當延長光照的時間可以利于甜椒的生根[6]；春小麥與春大麥作光處理時，不遮陰的植株根間長度短，遮陰的根間長度長[7]。而仙人掌在光照不足條件下，不僅生長發育減慢，生根時間延長，同時地上部分也易畸形[8]。另有研究指出，用LED發光二極管作為光源材料照射作物根系時，可觀察到植株根／冠比提高，地上部干物重增加[9]。

2.2 光照時間對作物莖粗及株高的影響

莖是植物的支柱和運輸線，它既支撐起植物的繁枝茂葉，又往來輸送來自根部的水分和養料，以及來自葉內制造的有機物質。許多植物的莖內還貯存了大量的水分和營養物質。

楊咪等通過延長光照對甜瓜生長的影響進行研究，結果表明延長光照時間有利于增加甜瓜植株高度、莖粗度、節間長度、葉柄長度，提高其干物質的含量、根冠比[10]。而通過延長光照時間還可增加茄子幼苗的株高、莖粗和生長速率，提高其根冠比、壯苗指數[11]。梁勇等也通過延長光照時間對黃瓜幼苗生長影響進行研究，結果表明延長光照時間黃瓜幼苗株高明顯高于對照[12]。

2.3 光照時間對作物葉片生長及葉綠色含量的影響

葉片是進行光合作用的重要場所，葉片的大小影響著光合產物的多少。延長光照時間會增加光合產物的積累。吳云平利用弱光延長光照時間可以提高煙苗的光合總量，增加煙苗光合生產能力，并促進煙苗的全面生長，提高煙苗的素質,延長4 h處理的煙苗葉數顯著增加，葉面積明顯增大，莖高、莖圍、根體積、各部位干物質重以及壯苗指數均得到顯著增加[13]。花妍等就光照時間對番茄苗期生長發育的影響做了研究，其中研究表明，番茄的生長初期,在其他因素相同的條件下,不同光照時數對番茄幼苗葉片生長速率有很大影響。光照時間越長,葉片生長速率越大。6 h和14 h光照處理的葉片生長速率分別比10 h的減少15.7%和增加11.24%。番茄的比葉面積受光照時數的影響比較明顯,隨光照時數的增加番茄的比葉面積逐漸變小,說明隨著光照時間的延長,番茄單位面積上干物質量呈增長的趨勢。而在溫度、濕度、CO2及光強相同的條件下,不同番茄品種經過不同光照時間處理,番茄葉片干物質含量隨光照時間的延長而增加[14]。

2.4 光照時間對作物葉綠素含量的影響

李愚鶴研究表明,4000～10000 lx范圍內,隨著補光強度的增大,植株增高,莖粗增加,葉面積變大,明顯促進黃瓜幼苗生長,葉綠素含量升高,葉綠素a/b值降低;黃瓜可溶性糖含量上升,可溶性蛋白含量上升;POD活性降低,CAT活性升高,其中耐弱光性差的品種POD和CAT活性均高于耐弱光性強的品種[15]。徐超華延長光照處理顯著提高葉片葉綠素a、b、葉綠素a+b、類胡蘿卜素含量,但1h、3h處理的變化幅度小于2 h處理[16]。

2.5光照時間對作物抽薹開花的影響

早在川口氏試驗中就已經指出，低溫長日照處理比低溫短日照處理容易形成花芽，至于對花芽分化后抽薹的影響，日照越長抽薹越早，溫度越高抽薹越快。Clapwijk研究指出,季節的輻射變化強烈影響番茄的早期產量,給番茄相同的輻射日總量,短光照時間比長光照時間更能促進開花;光線減小15%,番茄產量將顯著降低[17]。尹守恒等對延長光照時間對韭菜抽薹開花結實的影響進行了研究，結果表明，延長光照時間可使韭菜的抽薹期提早3～5 d。整個抽薹期延長11～16 d；始花期提前 2～4 d，終花期延長 7～12 d，整個花期延長9～15 d；種子成熟期推遲5～8 d，延長4～7 d；薹莖高度降低2.77～3.87enl；單株抽薹數增加0.22～0.28 個，抽薹率提高 32.13%～40.54%[18]。 浦正明等對光照對草莓花芽分化影響的初探中表明，延長光照時間和光照強度，能促進草莓花芽分化，提早開花結實[19]。Tinus等建議在日落后或日出前補光4～8 h。一般保護地內光照長度(即光照時數)要比自然露地光照長度短,因此通常會影響蔬菜的花芽形成、抽薹、開花和結實,還會影響作物的休眠和落葉以及塊根、球莖的形成等[20]。

3 結論

近年來,溫室栽培在我國迅速發展,已成為經濟型農業的重要產業,但大棚內的光照仍以自然光照為主且利用率較低,尤其在冬季,隨著日照時間的縮短、日照強度的減弱以及陰雪雨霧等障礙性天氣的增多,對于設施內蔬菜的生長影響很大，是限制作物高產優質的主要因素之一。因此，生產上應充分利用和合理調控光照條件保證作物的正常生長。

為了使秧苗多照陽光，培育出健壯的秧苗，在能維持適當床溫的前提下，白天應盡量揭開覆蓋物，傍晚應盡量延遲覆蓋。增加植株下部和棚室后部光照強度，改善設施內的光照條件，使室內氣溫、地溫增加，提高植株的光合能力，增加產量。此外，在大棚內種植不同種類的蔬菜時，應遵循“北高南低”的原則，使植株高矮錯落有序，盡量減少互相遮擋現象。同一種蔬菜移栽時，力求苗子大小一致，使植株生長整齊，減少植株間遮光。同時以南北向做畦定植為好。使之盡量接受陽光。保持棚膜潔凈，棚膜上的水滴、塵土等雜物，會使透光率下降30%左右。減少膜上水滴。防止棚膜結霧的。搞好植株整理及時進行植株整枝、打杈、綁蔓、打老葉等田間管理，有利于棚室內通風透光，也是改善光照條件的有益之舉[21,22]。