張繼波，薛曉萍，李鴻怡

（山東省氣候中心，濟(jì)南 250031）

寡照對設(shè)施黃瓜光合特性的影響研究

張繼波，薛曉萍，李鴻怡

（山東省氣候中心，濟(jì)南 250031）

為研究寡照對設(shè)施黃瓜苗期及花果期葉片光合速率的影響，于2012年2—4月份在章丘偉麗種苗基地設(shè)計不同程度寡照處理試驗(yàn)。結(jié)果表明：隨著寡照天數(shù)的增加，黃瓜葉片PRD-V，LsD-V，TrD-V和CD-V均呈上升趨勢，差值越大，寡照對黃瓜葉片光合速率、氣孔限制值、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度的影響越大。寡照處理1～7d，黃瓜葉片PRD-V，TrD-V和CD-V迅速增大，寡照處理7d后，黃瓜葉片PRD-V，TrD-V和CD-V緩慢增大，并趨于穩(wěn)定。寡照7d可視為設(shè)施黃瓜發(fā)生寡照脅迫的臨界值，苗期黃瓜葉片光合特性受寡照影響大于花果期。

寡照；黃瓜；光合特性；日光溫室

引言

黃瓜是中國北方節(jié)能型日光溫室的主栽蔬菜之一，冬、春季普遍存在的亞適溫寡照天氣對黃瓜植株的光合作用影響較大，致使黃瓜植株矮小，細(xì)弱，發(fā)育遲緩，成熟期推遲，甚至減產(chǎn)。關(guān)于寡照對作物生理參數(shù)、生長發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)的影響，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)做了大量研究。據(jù)報道，寡照脅迫顯著降低水稻［1］、寶蓋草屬［2］、擬南芥［3］等作物的葉綠素含量，并減少植株枝條、葉片、花蕾數(shù)量及葉片厚度［4-7］，卻使得植株高度和單株葉面積有所增加。弱光條件下，辣椒的凈光合速率、蒸騰速率、羧化效率、光補(bǔ)償點(diǎn)和 CO2補(bǔ)償點(diǎn)均顯著降低，而表觀量子效率升高［8］。此外，寡照脅迫嚴(yán)重時可造成黃瓜植株葉綠體發(fā)育不良，排列紊亂，超微結(jié)構(gòu)遭到破壞，葉綠體數(shù)量減少，葉綠素的降解加劇，葉綠素含量降低［9］，最終造成作物產(chǎn)量降低［10］。近年來，國內(nèi)外關(guān)于寡照對黃瓜［11］、番茄［12］、辣椒［13］、甜椒［14］和茄子［15］等主栽設(shè)施蔬菜生長發(fā)育影響的研究較多，但大多是于人工氣候箱條件下，研究單因素寡照對設(shè)施作物苗期的光合生理特性及形態(tài)的影響；而北方日光溫室實(shí)際生產(chǎn)條件下，寡照對黃瓜苗期及花果期光合特性影響的研究卻少見報道。

文章擬以日光溫室黃瓜品種“津優(yōu)35”為研究對象，在日光溫室條件下設(shè)計寡照處理試驗(yàn)，充分模擬生產(chǎn)條件下設(shè)施黃瓜在苗期及花果期分別遭遇不同等級寡照氣象災(zāi)害后光合特性的變化情況，以期為日光溫室黃瓜生產(chǎn)中寡照氣象災(zāi)害的等級確定及科學(xué)防御提供依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)設(shè)計

試驗(yàn)于2012年2—4月在章丘偉麗種苗基地進(jìn)行，供試日光溫室坐北朝南，單坡式結(jié)構(gòu)，東西長45m、南邊寬9m，溫室頂部覆蓋白色聚乙烯薄膜（0.08mm），夜間覆蓋草簾；供試黃瓜品種為“津優(yōu)35”，待幼苗生長至第4片真葉時定植，大行距55cm，小行距35cm，每壟36株，緩苗一周后進(jìn)行寡照處理，寡照處理通過遮陽網(wǎng)遮蔽實(shí)現(xiàn)，將遮陽網(wǎng)內(nèi)光合有效輻射控制在 100～200μmol·CO2·m-2·s-1，與多云、陰天時日光溫室內(nèi)光合有效輻射基本一致。

在溫室中均勻選取四壟長勢良好的黃瓜幼苗，三壟做寡照處理，一壟做對照（CK）。試驗(yàn)開始后，將做寡照處理的黃瓜幼苗用遮陽網(wǎng)遮蔽，分別于寡照處理第1，3，5，7，10，15d由北向南揭開遮陽網(wǎng)，每次露出6株幼苗，分別標(biāo)記為S1，S3，S5，S7，S10，S15；CK與寡照處理相對應(yīng)也分為6組，以減少日光溫室內(nèi)南北向溫、濕度及光線差異的影響。試驗(yàn)期間各處理水分和養(yǎng)分均保持在適宜水平。

待黃瓜生長至花果期，另選取4壟長勢良好的花果期黃瓜作為供試樣本，進(jìn)行如上寡照及恢復(fù)處理。

1.2光合參數(shù)的測定

采用便攜式光合作用測定系統(tǒng)（Li-6400，USA）于上午9：00—11：00測定各處理黃瓜葉片的凈光合速率（Pn）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Cond）、葉片溫度（Tleaf）、光合有效輻射（PAR）、空氣相對濕度（RH）等光合參數(shù)；控制葉室中CO2濃度為375μmol/mol，葉室溫度為25℃。氣孔限制值由公式（1）計算：

Ls=1-（Ci/Co）…（1） Co表示樣本室中CO2濃度（μmol/mol），Ls表示氣孔限制值。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2003處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)并制圖，SAS 9.0進(jìn)行方差分析，應(yīng)用鄧肯新復(fù)極級差法分析不同處理間的顯著性差異。

2　結(jié)果與分析

2.1寡照對黃瓜葉片光合速率的影響

圖1為不同寡照處理對苗期和花果期黃瓜葉片光合速率的影響情況。此研究在北方日光溫室實(shí)際生產(chǎn)條件下進(jìn)行，太陽輻射波動較大，為去除輻射因素對光合速率的影響，對CK與寡照處理的光合速率做差值，記為PRD-V，差值越大，寡照對黃瓜葉片光合速率的影響越大。由圖1可知，隨著寡照天數(shù)的增加，苗期及花果期黃瓜葉片PRD-V均呈上升趨勢，寡照處理1～7d，苗期及花果期黃瓜葉片的 PRD-V迅速增大，而寡照處理7d后，苗期及花果期黃瓜葉片的PRD-V則緩慢增大，并趨于穩(wěn)定，表明寡照處理對黃瓜葉片光合速率影響顯著，而寡照 7d可視為黃瓜葉片光合速率遭受脅迫的臨界指標(biāo)。苗期黃瓜葉片的 PRD-V顯著大于花果期，黃瓜在苗期時光合速率受寡照影響更大，而花果期黃瓜對寡照的抗逆性更強(qiáng)。

圖1　寡照對黃瓜葉片光合速率的影響

2.2寡照對黃瓜葉片氣孔限制值的影響

圖2為不同寡照處理對苗期及花果期黃瓜葉片氣孔限制值（Ls）的影響。對CK與寡照處理的氣孔限制值做差值，記為LsD-V，差值越大，寡照對黃瓜葉片Ls的影響越大。由圖2可知，隨寡照處理天數(shù)的增加，苗期及花果期黃瓜葉片LsD-V均呈上升趨勢，寡照處理 1～7d，LsD-V緩慢增長，而寡照處理7d后LsD-V增長速率顯著增加，花果期黃瓜葉片的 LsD-V顯著大于苗期，寡照處理7d后對黃瓜葉片氣孔限制值影響更大，花果期氣孔限制值受寡照影響更為顯著。

圖2　寡照對黃瓜葉片氣孔限制值的影響

2.3寡照對黃瓜葉片蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度的影響

圖3a和圖3b分別為不同寡照處理對苗期及花果期黃瓜葉片蒸騰速率（Tr）和氣孔導(dǎo)度（Cond）的影響。對CK與寡照處理的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度做差值，記為TrD-V和CD-V，差值越大，寡照對黃瓜葉片Tr和Cond的影響越大。由圖3a和圖3b可知，隨寡照天數(shù)的增加，苗期及花果期黃瓜葉片 TrD-V和 CD-V均呈上升趨勢，寡照處理1～7d，苗期及花果期黃瓜葉片的TrD-V和CD-V迅速增大，而寡照7d后，苗期及花果期黃瓜葉片的TrD-V和CD-V則緩慢增大，并趨于穩(wěn)定；苗期黃瓜葉片TrD-V和CD-V均顯著大于花果期，表明苗期黃瓜葉片的 Cond 和Tr受寡照影響更大。

圖3　寡照對黃瓜葉片蒸騰速率（a）及氣孔導(dǎo)度（b）的影響

3　討論與結(jié)論

此研究在北方日光溫室實(shí)際生產(chǎn)條件下設(shè)計苗期及花果期黃瓜寡照處理試驗(yàn)，研究寡照對黃瓜葉片光合特性的影響。光合作用是作物生物產(chǎn)量的生理基礎(chǔ)，作物對環(huán)境脅迫響應(yīng)的共同特征主要體現(xiàn)在葉片光合速率的降低。試驗(yàn)時段太陽輻射變化幅度較大，不能將自然光條件下獲取的作物光合速率直接進(jìn)行比較。為去除輻射波動對作物光合速率產(chǎn)生的影響，對CK與寡照處理的光合速率、氣孔限制值、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度分別做差值，記為PRD-V，LsD-V，TrD-V和CD-V，差值越大，寡照對黃瓜葉片光合速率、氣孔限制值、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度的影響越大。寡照處理1～7d，苗期及花果期黃瓜葉片的PRD-V，TrD-V和CD-V均迅速增大，寡照處理7d后，苗期及花果期黃瓜葉片的PRD-V，TrD-V和CD-V緩慢增大，并趨于穩(wěn)定；而LsD-V則在寡照處理1～7d的增長速率顯著低于寡照處理7d后，因此，寡照7d可以視為黃瓜光合特性產(chǎn)生脅迫的臨界值。除LsD-V外，苗期黃瓜葉片的PRD-V，TrD-V和CD-V均顯著大于花果期，表明苗期黃瓜光合特性更易遭受寡照脅迫影響。Gunderson et al.（1994）研究認(rèn)為黃瓜最大光合速率隨寡照脅迫時間增加逐漸降低，是作物為適應(yīng)弱光環(huán)境，逐漸調(diào)整自身功能，從而逐步喪失在強(qiáng)光下具有較強(qiáng)光合作用的潛能，即出現(xiàn)光合適應(yīng)現(xiàn)象［16］。

文章系統(tǒng)研究了日光溫室適溫條件下不同程度寡照處理對苗期及花果期黃瓜光合特性的影響，但溫室實(shí)際生產(chǎn)條件下存在著黃瓜植株生長周期較長，破壞性試驗(yàn)成本較高，連作障礙等問題，無法獲取連續(xù)多年大量觀測資料，在今后的研究中應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)觀測進(jìn)行佐證。

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S16

B

1005-0582（2015）03-0026-04

2014-08-12

山東省2013年度農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目“新型雙屋面日光溫室及高效種植模式研究”和山東省氣候中心創(chuàng)新項(xiàng)目（2015qhzx04）共同資助

張繼波（1987—），男，漢族，山東青州人，助工，主要從事設(shè)施環(huán)境調(diào)控方面的研究。