摘 要：采用營養(yǎng)液培養(yǎng)的方法，研究了不同光照條件下NO₃脅迫對黃瓜幼苗生長、光合色素含量和光合作用的影響。結(jié)果表明，NO₃脅迫處理抑制了黃瓜幼苗的生長、增加了光合色素的含量、降低了凈光合速率(P_n)和氣孔導(dǎo)度(G_s)。與高光照相比，低光照下幼苗生長抑制程度、凈光合速率和氣孔導(dǎo)度下降程度減輕，而光合色素的增加量升高。低光照在一定程度上可以減輕硝酸鹽脅迫對黃瓜幼苗造成的傷害。

關(guān)鍵詞：NO₃脅迫；光照；黃瓜；光合作用；葉綠素

中圖分類號：S642.201 文獻標(biāo)識號：A 文章編號：1001—4942(2010)09—0022—04

設(shè)施栽培具有半封閉性的特點，土壤缺少雨水淋洗，并且長期處于高度集約化、高復(fù)種指數(shù)、高肥料施用量的生產(chǎn)狀態(tài)下，極易導(dǎo)致土壤次生鹽漬化，造成鹽離子與營養(yǎng)元素的比例發(fā)生變化，進一步影響植物正常的生理代謝，導(dǎo)致植物生長量下降。

在冬春季日光溫室黃瓜生產(chǎn)中，由于設(shè)施覆蓋物、骨架結(jié)構(gòu)遮陰以及冬春季節(jié)常有雨、雪連陰天氣(有時連陰天達20多天)，及地理位置因素等使得設(shè)施內(nèi)的作物常處于弱光環(huán)境下生長，弱光環(huán)境已成為限制設(shè)施栽培發(fā)展的主要問題之一。

目前有關(guān)鹽脅迫與光照影響植株生長的研究已有很多報道，但多是單因素研究，對鹽脅迫與光照兩個因子同時作用的研究報道很少，且鹽脅迫多以Nacl處理為條件，而設(shè)施次生鹽漬土的鹽分組成特點和濱海、內(nèi)陸鹽土不同，其陰離子主要是NO₃，陽離子則以Ca²⁺為主。本試驗以我國北方日光溫室主栽蔬菜作物黃瓜為研究對象，將硝酸鹽脅迫與光照結(jié)合起來研究其對設(shè)施黃瓜幼苗生理生化特性的影響，以期為設(shè)施黃瓜生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試黃瓜品種為“新泰密刺”(山東省新泰市祥云種業(yè)有限公司提供)。

1.2 試驗方法

試驗于2009年3—5月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)玻璃溫室內(nèi)進行。種子在28℃下催芽24h，播于裝有干凈沙子的穴盤中育苗，子葉展開后，以1／2劑量的營養(yǎng)液代替自來水澆灌。當(dāng)幼苗第1片真葉展開后，選整齊一致的幼苗定植于裝有10L營養(yǎng)液的塑料盆中(40cm×30cm×12cm)，每盆定植8株，分為兩行，株行距為10cm×20cm。試驗期間，每3天更換一次營養(yǎng)液。營養(yǎng)液中大量元素參照山崎配方略加修改，微量元素參照Arnon配方，以濃H₂SO₄調(diào)整營養(yǎng)液pH值至5.5—6.5之間。當(dāng)幼苗長至3葉1心時，進行硝酸鹽處理。

試驗在高光照和低光照下各設(shè)3個NO₃處理濃度，分別為14(cK)、98mmol／L和140mmol／L。NO₃濃度調(diào)整由ca(N0₃)₂·4H₂O和KNO₃各提供1／2。光照強度分別為800μmol／(m²·s)(高光照)和400μmol／(m²·s)(低光照，用遮光50％遮陽網(wǎng)進行處理)，每個處理重復(fù)3次。處理7d，取上部第3片功能葉測定各項指標(biāo)。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 生長測定處理前每處理隨機取樣5株，測定株高、莖粗和葉面積，每株均做好標(biāo)記，處理7d后再分別測定上述5株黃瓜幼苗的株高、莖粗和葉面積，用直尺和游標(biāo)卡尺測量株高、莖粗，用直尺測量葉片的長和寬，按以下公式計算：

葉片面積=14.16—5.0x長+0.94×長²+0.47×寬+0.63×寬²0.62×(長×寬)。

1.3.2 光合色素含量的測定從完全展開的幼葉上打孔取葉圓片(直徑1cm)，用80％丙酮10ml在黑暗處浸提直至葉圓片發(fā)白。取上清液分別在663、646、470nm處測定吸光值。按Arnon(1949)的方法測定鮮葉的光合色素含量。

1.3.3 光合參數(shù)的測定用u—6400便攜式光合系統(tǒng)測定：凈光合速率(P_n)、氣孔導(dǎo)度(G_s)、胞間CO₂濃度(ci)，測定時使用紅藍光源葉室，光強為800μmol／(m²·s)，溫度25℃，CO₂濃度(380±10)tunol／mol，選取上數(shù)第3片完全展開的功能葉進行測定，每處理隨機測定6片葉。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光照條件下硝酸鹽脅迫對黃瓜幼苗生長的影響

由圖1可以看出，與高光照相比，低光照顯著抑制了黃瓜幼苗的生長。不同光照下，NO₃脅迫(98mmol／L和140mmol／L)與對照(14mmol／L)相比均顯著降低了黃瓜幼苗株高、莖粗和葉面積的生長量，且低光照下黃瓜幼苗受抑程度減輕。 98mmol／LNO₃處理時，高光照下株高、莖粗和葉面積的生長量分別比對照降低17％、18％和29％，而低光照下分別較對照(14mmol／L)降低8％、4％和25％。

140 mmol／L NO₃處理時，高光照下株高、莖粗和葉面積的生長量分別比對照降低30％、54％和52％，而低光照下分別較對照(14mmol／L)降低22％、29％和40％。

表明低光照可以減輕NO₃脅迫對黃瓜幼苗的危害，尤其是在140mmol／L NO₃處理水平時表現(xiàn)更明顯。這可能是因為高光照下，一方面，植株的蒸騰作用增強，水分的散失加快，使?fàn)I養(yǎng)液濃度增

高，對根系產(chǎn)生更大的脅迫；另一方面，在地上部水分散失的過程中，更多的離子被運輸?shù)街仓甑厣喜浚斐扇~片的滲透脅迫，從而對植株造成傷害。而低光照下的植株，蒸騰相對較低，水分散失較少，植株內(nèi)部運輸離子速率較低，減輕了NO₃脅迫對黃瓜幼苗的危害。

2.2 不同光照條件下硝酸鹽脅迫對黃瓜幼苗光合色素含量的影響

由圖2可以看出，高光照下，98mmol／L和140mmol／L NO₃處理的植株葉綠素總量分別比對照(14mmol／L)處理增加1％和12％，低光照下，98mmol／L和140mmol／L NO₃處理的植株葉綠素總量比對照處理增加36％和57％。低光照顯著提高了NO₃脅迫下黃瓜幼苗光合色素的含量，這是由于植株對弱光的適應(yīng)，葉綠素的增加有利于植物捕獲較多的光能，而彌補外界的光照不足。

2.3 不同光照條件下硝酸鹽脅迫對黃瓜幼苗光合作用的影響

由圖3可以看出，Pn、Gs、Ci和Ls受光照和NO₃濃度的影響非常明顯。在高光照下，98mmol／L NO₃處理使Pn、ci和Gs分別比對照降低7％、9％和18％；而弱光下僅比對照降低3％、7％和13％。在高光照下，140mmol／L NO₃處理使P_n和G_s分別比對照降低46％和63％；而低光照下僅比對照降低7％和24％。Ci在不同的光照下變化趨勢不同，140mmol／L NO₃處理在高光照下，使Ci增加(P<0.05)，Ls降低，而低光照下，使Ci降低，Ls升高。

在對照(14mmol／L)和98 mmol／L的NO₃濃度下，低光照處理降低了黃瓜葉片的Pn，而在140mmol／L NO₃濃度下低光照處理使Pn增加，這說明在對照和98mmol／L NO₃脅迫條件下降低光照會降低黃瓜植株的光合能力，但在高濃度的NO₃(140mmol／L)脅迫下，降低光照有利于降低植株光合器官的受害程度，而保持較強的光合能力。

高光照下，140mmol／L NO₃處理顯著抑制了黃瓜植株的生長，這與強光加重了NO₃對光合器官的破壞程度密切相關(guān)。在140mmol／L NO₃處理中，P_n的下降與G_s的下降呈對應(yīng)關(guān)系，但這不足以判斷黃瓜葉片光合速率的下降是由氣孔限制所導(dǎo)致的。Farqugar等(1982)認(rèn)為，Gs和Ci降低而L_s增加時，P_n的降低主要因素為氣孔，而P_n降低伴隨著ci的提高時，P_n降低的主要原因一定是非氣孔因素。

3 小結(jié)

本試驗中，低光照可以減輕NO₃脅迫對黃瓜幼苗的危害，尤其是對高濃度的NO₃脅迫，效果更明顯。高光照下，140mmol／L NO₃處理植株的光合下降是由非氣孔因素造成的，可以看出光合器官已經(jīng)受到破壞，而低光照下，140mmol／LNO₃處理的植株還能保持較高的光合能力，低光照在一定程度上降低了植株內(nèi)部器官受到的損傷程度。根據(jù)以上結(jié)果，可以看出溫室弱光對減輕高濃度鹽脅迫危害有著積極的一面，可以減輕高鹽脅迫帶來的危害。