華露

(長江大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖北 荊州 434025；湖北省荊門市園林科學(xué)研究所,湖北 荊門 448000)

許鋒

(長江大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖北 荊州 434025)

光周期對冬季溫室辣椒生長的影響

華露

(長江大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖北 荊州 434025；湖北省荊門市園林科學(xué)研究所,湖北 荊門 448000)

許鋒

(長江大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖北 荊州 434025)

[摘要]利用植物補(bǔ)光燈對冬季溫室內(nèi)生長的辣椒(Capsicum annuum L.)品種‘湘研802’進(jìn)行補(bǔ)光，以不補(bǔ)光作為對照，分析了不同光周期對辣椒生長的影響。結(jié)果表明，冬季溫室補(bǔ)光能明顯促進(jìn)辣椒的生長，其中上午5：30開啟補(bǔ)光燈、8：30關(guān)閉，下午16：30開啟補(bǔ)光燈、19：30關(guān)閉的補(bǔ)光方法最有利于辣椒生長。在所有光照方式中，該補(bǔ)光方法對葉片的葉綠素含量、凈光合速率、胞間CO2濃度等光合指標(biāo)提高最大，同時對RuBP羧化酶、FBA、GAPDH活性提高最大。

[關(guān)鍵詞]辣椒(Capsicum annuum L.)；光周期；冬季溫室；生長；光合作用

由于冬季自然光照不足，使溫室內(nèi)蔬菜光合積累相對減少，導(dǎo)致蔬菜營養(yǎng)生長和生殖生長情況均不佳，影響蔬菜產(chǎn)量及市場供給。湖北省部分地區(qū)冬季利用植物生長補(bǔ)光燈對溫室內(nèi)蔬菜進(jìn)行補(bǔ)光，以彌補(bǔ)冬季自然光照不足的缺陷，在實際生產(chǎn)中收到了顯著效果，提高了蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。補(bǔ)光設(shè)施的合理應(yīng)用，可以模擬夏季自然光照條件，甚至可達(dá)到比夏季更好的光照效果。光周期影響著蔬菜葉片的光合作用，進(jìn)而影響蔬菜生長，冬季早晚均延長光照時間，比只在早晨或晚上延長效果要好[1]。另外，隨著冬季日照時間的縮短，每天的補(bǔ)光時間也會受此影響[2]。

辣椒是喜光作物，良好的光照強(qiáng)度是培育壯苗的必要條件，由于冬季光照時間短，自然光照不足，幼苗時期根系不發(fā)達(dá)，抗逆性弱，易感病，成株期往往出現(xiàn)植株徒長、葉片薄、花蕾果實發(fā)育不良的現(xiàn)象，導(dǎo)致辣椒的產(chǎn)量和果實質(zhì)量明顯達(dá)不到市場所需要求。而適當(dāng)增加光照可加快幼苗的生長，培育出壯苗，促進(jìn)植株開花結(jié)果，進(jìn)而提高了辣椒的產(chǎn)量和質(zhì)量。為此，本研究探討了冬季溫室內(nèi)植物光周期變化對辣椒生長的影響，以期為冬季補(bǔ)光設(shè)施的合理使用提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

辣椒品種‘湘研802’由湖南湘研種業(yè)提供。補(bǔ)光燈類型為HMZ40型植物補(bǔ)光燈，由上海合鳴照明電器有限公司生產(chǎn)。

1.2試驗方法

試驗于2014年～2015年在湖北省荊門市園林科學(xué)研究所連棟溫室內(nèi)進(jìn)行。

2014年10月20日開始辣椒育苗，幼苗長至4～5片真葉時定植于日光溫室中，株距8cm，行距15cm。灌溉方式為膜下滴灌，整枝方式為雙干整枝，用增溫設(shè)備控制溫度。

試驗組中，補(bǔ)光燈懸掛在辣椒植株上方1m處，均勻分布光照，光照強(qiáng)度為600lx，以不補(bǔ)光的辣椒作為對照(CK)組，每組3次重復(fù)，不同處理之間用遮光布遮擋。

根據(jù)荊門市每年11月至翌年2月日出日落時間規(guī)律，補(bǔ)光設(shè)備控制光周期設(shè)計如表1所示。

表1　補(bǔ)光時間和時長設(shè)計

在植株生長過程中對葉片的葉綠素含量、凈光合速率、胞間CO2濃度，RuBP羧化酶、FBA、GAPDH活性進(jìn)行測定。其中葉綠素含量測定采用95%乙醇浸泡法[3]，光合指標(biāo)(凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度)利用LI6400光合儀測定[4]，RuBP(核酮糖-1，5-二磷酸)羧化酶活性的測定采用分光光度法[5]；FBA(果糖-1，6-二磷酸醛縮酶)活性的測定按照呂科等[6]的方法；GAPDH(磷酸甘油醛-3-磷酸脫氫酶)活性的測定按照梁穎等[7]的方法。

2結(jié)果與分析

2.1光周期對冬季溫室辣椒葉片光合特性指標(biāo)的影響

從表2可以看出，對生長期的辣椒進(jìn)行補(bǔ)光后，相對于對照組，7組處理的辣椒葉片葉綠素含量、凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度顯著提高。其中，L4處理上午5：30開啟補(bǔ)光燈、8：30關(guān)閉，下午16：30開啟補(bǔ)光燈、19：30關(guān)閉的補(bǔ)光方法對辣椒光合特性指標(biāo)增幅最顯著。其他組補(bǔ)光方法對辣椒光合特性影響效果由高到低依次是L3、L2、L1、L6、L5和L7?？偣庹諘r間14h對于提高辣椒光合特性指標(biāo)效果最佳。

表2　光周期對冬季溫室辣椒葉片光合特性指標(biāo)的影響處理

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示組間差異顯著(P<0.05)。表3同。

2.2光周期對冬季溫室辣椒葉片光合酶活性的影響

從表3可以看出，對生長期的辣椒進(jìn)行補(bǔ)光后，與對照組相比，7組處理辣椒葉片的RuBP羧化酶活性、FBA活性和GAPDH活性顯著提高。補(bǔ)光方法對辣椒葉片中RuBP羧化酶活性、FBA活性和GAPDH活性提高效果由高到低依次為L4、L3、L2、L1、L6、L5和L7。其中，L4處理上午5：30開啟補(bǔ)光燈、8：30關(guān)閉，下午16：30開啟補(bǔ)光燈、19：30關(guān)閉的補(bǔ)光方法對辣椒葉片光合酶活性增幅最顯著。L4總光照時間為14h。對比各組數(shù)據(jù)而言，總光照時間為14h對于提高辣椒RuBP羧化酶活性、FBA活性和GAPDH活性效果最佳。

表3　光周期對冬季溫室辣椒葉片光合酶活性的影響

3討論與結(jié)論

在植物生長階段進(jìn)行補(bǔ)光是增強(qiáng)其光合作用的有效手段。有研究表明，弱光可使黃瓜幼苗生長發(fā)育遲緩，植株干重減少，可溶性蛋白質(zhì)含量及膜保護(hù)酶活性降低，膜質(zhì)過氧化水平增高，葉綠素含量和光合速率降低[8，9]，適當(dāng)?shù)难a(bǔ)光可使番茄葉片凈光合速率增加，葉綠素a/b值增加，使植株的光合作用增強(qiáng)[4]。本研究為避免弱光環(huán)境的出現(xiàn)，在上午和下午光照強(qiáng)度減弱時對辣椒進(jìn)行補(bǔ)光，與對照組相比，各補(bǔ)光處理組辣椒的光合指標(biāo)均有顯著提高。

葉綠素含量、凈光合速率、胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度指標(biāo)是光合速率變化的直觀表現(xiàn)；Rubisco是光合碳同化的關(guān)鍵酶，處于光合碳還原和光合碳氧化2個方向相反但又相互連鎖的循環(huán)交叉點上，它對凈光合率起著決定性的影響。在最適溫度條件下，光合作用的強(qiáng)弱取決于Rubisco活性，而細(xì)胞中CO2與O2濃度差別會直接影響Rubisco活性強(qiáng)弱。所以，最適溫度條件下增施CO2能夠增加Rubisco活性，進(jìn)而使光合作用速率提高[10]；果糖-1，6-二磷酸醛縮酶( Fructose-1，6-bisphosphatealdolase，F(xiàn)BA) 是Calvin循環(huán)中固定CO2后的第一個催化由3C化合物轉(zhuǎn)化為6C化合物的酶，處于第一個分支點上，同時也是控制光合作用速率的重要酶之一；甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)在Calvin循環(huán)中催化3-磷酸甘油酸( 3-PGA) 還原成3-磷酸甘油醛，3-磷酸甘油醛既是葉綠體光合產(chǎn)物輸出的一種形式，又是形成核酮糖-5-磷酸的底物。因此，GAPDH活性高低直接影響光合環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率及光合產(chǎn)物的積累。

從本研究中以上生理指標(biāo)的變化可以看出，補(bǔ)光處理提高了參與光合作用的各指標(biāo)參數(shù)，同時提高了RuBP羧化酶活性、FBA活性和GAPDH活性，進(jìn)而增強(qiáng)了辣椒的光合作用。L4處理上午5：30開啟補(bǔ)光燈、8：30關(guān)閉，下午16：30開啟補(bǔ)光燈、19：30關(guān)閉的補(bǔ)光方法對辣椒的光合作用促進(jìn)最大，其光照時間為14h。光照時間為15h的最長光照處理雖然比CK有利植株生長，但相比光照時間為14h的光照處理光合指標(biāo)降低。這有可能是由于過早光照使植株光合作用時間過度提前，而溫度尚未提升至正常生長所需的溫度時，因而不能帶來良好效果。而從L2和L3對比得出，早晨光照時間延長，比傍晚光照時間延長更有利于植物光合作用，這與程瑞峰[1]的研究結(jié)果一致。本研究為提高冬季溫室辣椒的光合作用，從而促進(jìn)辣椒的產(chǎn)量和質(zhì)量提供了一定的依據(jù)。另外，有關(guān)夜間補(bǔ)光的光照方式還有待進(jìn)一步研究。

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[收稿日期]2016-03-07

[基金項目]湖北省自然科學(xué)基金項目(2013CFA039)。

[作者簡介]華露(1989-)，女，碩士生，研究方向為園藝作物栽培。通信作者：許鋒，xufeng198@126.com。

[中圖分類號]S641.1

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)15-0010-03

[引著格式]華露,許鋒.光周期對冬季溫室辣椒生長的影響[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版) ，2016，13(15)：10～12,48.