楊再強，侯夢媛，張曼義

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水分脅迫對設(shè)施甜椒結(jié)果期葉面積擴展及果實發(fā)育的影響

楊再強1,2，侯夢媛1，張曼義1

（1. 南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心，南京210044；2. 江蘇省農(nóng)業(yè)氣象重點實驗室，南京210044）

為了研究土壤水分脅迫對設(shè)施甜椒結(jié)果期葉面積擴展及果實發(fā)育動態(tài)的影響，以品種“凱瑟琳”（Catherine）為試材，于2016年在南京信息工程大學(xué)Venlo型玻璃溫室內(nèi)對甜椒植株進行全生育期土壤水分脅迫試驗，設(shè)置正常灌溉CK（田間持水率的70%～80%）、輕度脅迫（田間持水率的60%～70%）、中度脅迫（田間持水率的50%～60%）、重度脅迫（田間持水率的40%～50%）4個土壤水分處理，采用土壤水分傳感器EM50監(jiān)測土壤含水率，于結(jié)果期測定甜椒單葉葉面積擴展動態(tài)、果實發(fā)育動態(tài)和產(chǎn)量。結(jié)果表明：1）甜椒植株葉片和果實發(fā)育均經(jīng)歷了緩慢生長、線性生長和穩(wěn)定生長3個階段。隨水分脅迫程度的加劇，葉面積和果徑明顯減小，重度脅迫處理的單葉葉面積、果實橫徑、果實縱徑的最大值分別比CK顯著減小57.48%、38.83%、52.85%（＜0.05）。2）水分脅迫降低了甜椒葉片、果徑的最大生長速率，且葉片和果實的生長速率峰值出現(xiàn)時間隨土壤水分脅迫程度的加劇而明顯提前，輕度脅迫下的果徑生長速率和葉片相對擴展速率均在果實或葉片發(fā)育的后期高于其他處理，但差異并不顯著（＞0.05）。3）水分脅迫延長了葉片和果實橫徑的迅速生長時間，輕度、中度和重度脅迫下的葉片迅速生長時間分別比CK延遲1.18 d、1.18 d、1.46 d（＜0.05）。4）中度和重度水分脅迫顯著降低了甜椒單株果實數(shù)、平均單果質(zhì)量和產(chǎn)量（＜0.05），但輕度脅迫下單株果實數(shù)較CK增加了23.61%，且產(chǎn)量與CK無顯著差異（＞0.05）。研究認(rèn)為土壤水分脅迫致使甜椒葉面積和果徑減小，但輕度水分脅迫能夠鍛煉甜椒對干旱逆境的耐受性，有利于葉片及果實的后期發(fā)育和果實數(shù)量的增加。研究結(jié)果為設(shè)施甜椒環(huán)境優(yōu)化控制提供參考。

脅迫；土壤含水率；果實；甜椒；葉面積；果徑

0 引 言

甜椒（L.）又稱燈籠椒，其果實營養(yǎng)豐富、經(jīng)濟價值高，是中國主要的設(shè)施作物之一，近年來栽培面積不斷增大[1-2]。土壤水分是影響甜椒生長發(fā)育的主要因子[3-4]，水分過多會造成空氣濕度大，植株病害嚴(yán)重，土壤水分過少又會造成植株形態(tài)結(jié)構(gòu)及生理特性發(fā)生改變[3,5]，嚴(yán)重影響植株產(chǎn)量和果實品質(zhì)，因此作物生長發(fā)育對不同水分條件的響應(yīng)規(guī)律成為當(dāng)前研究的熱點之一。探討不同水分脅迫處理下作物生長發(fā)育規(guī)律及其形態(tài)結(jié)構(gòu)特征，可為水分管理提供有效決策支持[6]。

國內(nèi)外關(guān)于土壤水分脅迫對作物生長的影響有大量報道。前人研究認(rèn)為干旱脅迫使植物地上部分及根系的生長受限[7-8]，從而引起光合速率的變化及同化物分配的改變[9-10]，進而對果實品質(zhì)和產(chǎn)量帶來影響[11]。葉片是植物同化物制造和供應(yīng)的代謝源，果實是同化物存儲和消耗的主要代謝庫，兩者均對水分脅迫較為敏感。厲廣輝等[12]研究表明，在結(jié)莢期進行干旱脅迫，花生的葉片性狀會發(fā)生明顯改變，葉片厚度降低，葉面積減小。陳金平等[13]研究證實，開花期水分脅迫能顯著影響黃瓜葉片生長速率和葉面積相對擴展速率。李雅善等[14]認(rèn)為在葡萄轉(zhuǎn)色前進行水分脅迫會對果實橫徑與縱徑發(fā)展造成阻礙，導(dǎo)致果實體積減小，產(chǎn)量下降。Dorji 等（2005）研究發(fā)現(xiàn)[15]，全生育期虧缺灌溉（灌水量為正常灌溉量的1/2）致使鮮椒產(chǎn)量降低34.7%。目前研究多集中于單一生育期或單一干旱水平對作物生長的影響，而關(guān)于全生育期不同程度土壤水分脅迫對設(shè)施甜椒葉片和果實發(fā)育動態(tài)的研究較為少見，生長規(guī)律仍不清楚。為此，本研究利用溫室水分控制試驗，探討結(jié)果期甜椒葉片及果實的動態(tài)發(fā)育對不同土壤水分虧缺程度的響應(yīng)規(guī)律，以期為理解甜椒植株的抗旱機制及優(yōu)化設(shè)施生產(chǎn)的灌溉管理模式提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

試驗于2016年4月11日—6月10日在南京信息工程大學(xué)Venlo型玻璃溫室內(nèi)進行。溫室頂高5.0 m，長30.0 m， 寬9.6 m，肩高4.5 m。供試甜椒品種為“凱瑟琳”(Catherine)，待甜椒植株長至3葉1心期時，選取長勢一致的幼苗，定植于不同苗床中，苗床長8 m，寬1 m，深0.5 m。每個苗床種植18株，行距0.3 m，株距0.3 m。供試土壤為中壤土，容重1.19 g/cm3，田間持水率為32.45%（體積含水率）。主要土壤理化性質(zhì)為：pH值為6.75，有機碳12 g/kg，有效氮69 mg/kg，有效磷32 mg/kg，有效鉀180 mg/kg。定植緩苗兩周后進行水分脅迫試驗。每苗床每生育期施復(fù)合肥（N∶P∶K=15∶4.8∶10.8）12 g。試驗設(shè)置4個水分處理[16]，即：田間持水率的70%～80%為正常灌溉（CK）；田間持水率的60%～70%為輕度脅迫；田間持水率的50%～60%為中度脅迫；田間持水率的40%～50%為重度脅迫。每個處理設(shè)3個小區(qū)（每個苗床為1個小區(qū)），每個小區(qū)面積為8 m2。水分?jǐn)?shù)據(jù)采集器為EM50（Decagon Device，USA），將土壤濕度傳感器ECH2O（Decagon Device，USA）埋在不同處理距土層15 cm深度處，采集土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)，采集頻率為30 min，存儲每天的平均值。每處理灌水時間由實測土壤含水率確定，當(dāng)各處理土壤含水率降低至設(shè)計下限時，由自主研制的計算機水分管理系統(tǒng)（主要測定：土層15 cm和30 cm含水率，測定范圍為0±0.5%～100%±0.5%；地表、土層15 cm和30 cm溫度，測定范圍為?20 ℃±0.5 ℃～80 ℃±0.5 ℃；空氣相對濕度，測定范圍為0±0.5%～100%±0.5%）自動控制電磁閥進行定量滴灌（圖1），滴管管道與植株平行，滴頭間距為30 cm，流量為1.5 L/h。計劃濕潤層深度為15 cm，灌水定額按下式計算[17]：

=··(β?β) （1）

式中為灌水定額，m3/m2；為土壤容重，t/m3；為計劃濕潤層深度，m；ββ分別為設(shè)計土壤水分上限、下限，以田間持水率的相對百分比表示。

圖1 土壤水分管理系統(tǒng)界面

1.2 項目測定及方法

1.2.1 溫室環(huán)境因子

試驗期間，用數(shù)據(jù)采集器HOBO（U30NRC，Onset HOBO，USA）采集溫室內(nèi)氣象數(shù)據(jù)，要素為溫室內(nèi)1.5 m高度處相對濕度、溫度和光合有效輻射值。采集頻率為10 s，存儲每30 min的平均值。用數(shù)據(jù)采集器EM50 （Decagon Device，USA）采集土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)，采集頻率為30 min，存儲每天的平均值。

1.2.2 葉片生長指標(biāo)

甜椒進入結(jié)果期后，每個處理選取3株長勢一致的植株，取主莖頂部的初展葉片掛牌標(biāo)記，當(dāng)葉長約2 cm時[18]開始測定標(biāo)記葉片的葉長、葉寬，每2 d測定1次，至所有標(biāo)記葉片的葉面積不再變化為止。根據(jù)葉片乘積回歸模型[19]計算得到甜椒單葉葉面積。其中，葉片生長速率按下式計算[13]：

LGR= (Q?Q)/(D?D) （2）

式中LGR為葉片生長速率，cm2/d；Q、Q分別為相鄰兩次測量的葉面積，cm2；D、D分別為相鄰兩次測定的時間，d。葉面積相對擴展速率的計算公式為[20]：

RER= d (ln)/dt （3）

式中RER為葉面積相對擴展速率，cm2/(cm2·d)；為葉面積，cm2；為時間，d。

1.2.3 果實形態(tài)

每個處理選取3株長勢一致的植株，待甜椒坐果后，取主徑中部相同坐果日期且果實形態(tài)大小一致、長勢良好的甜椒掛牌標(biāo)記。從甜椒坐果后第2天開始，用游標(biāo)卡尺每2 d測定1次果實的橫徑（甜椒最寬處長度）和縱徑（甜椒果柄到果基的長度），至所有標(biāo)記果實大小不再變化為止。果徑生長速率的計算公式為[21]：

FGR= (L?L)/(D?D) （4）

式中FGR為果徑生長速率，mm/d；L、L分別為相鄰兩次時間測量的果徑，mm；D、D分別為相鄰兩次測定的時間，d。

1.2.4 產(chǎn)量

每個處理選取6株長勢一致的植株，待甜椒成熟時每株隨機選取10個果實統(tǒng)計平均單果質(zhì)量，一次性收獲后統(tǒng)計單株果實數(shù)量和單株產(chǎn)量。

1.3 甜椒葉片和果實的Logistic生長曲線方程

應(yīng)用Logistic模型模擬甜椒葉片和果實生長動態(tài)，Logistic方程為[22]：

=/(1e-bx) （5）

式中，為各項指標(biāo)生長量的模擬值（當(dāng)模擬葉片生長動態(tài)時單位為cm2，當(dāng)模擬果實生長動態(tài)時單位為mm）；為葉片或果實的發(fā)育時間（本試驗中取葉片出葉后或果實坐果后天數(shù)），d；為葉片或果徑生長的極限值，計算公式為[22]：

式中，1144分別為實測數(shù)列的起點、終點，2、2，3、3則為實測數(shù)據(jù)序列中間2個點。、為參數(shù)，e為自然對數(shù)的底數(shù)。對方程（5）求一階導(dǎo)數(shù)，可求得生長速率（當(dāng)模擬葉片生長動態(tài)時單位為cm2/d，當(dāng)模擬果實生長動態(tài)時單位為mm/d）：

（7）

當(dāng)=ln/，=/2時，得到最大生長速率V：

max= 0.25（8）

對方程（5）求三階導(dǎo)數(shù)，并令其為0，可得：

x= (ln－1.317)/,x= (ln)/,x= (ln＋1.317)/

x、x、x分別對應(yīng)甜椒葉片或果徑發(fā)育過程中的開始迅速生長時間（始盛點）、生長高峰時間（高峰點）、終止迅速生長時間（盛末點）[23]。葉片和果實的迅速生長時間定義為從始盛點至盛末點的時間。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)運用Excel 2010軟件繪圖，SPSS16.0軟件進行相關(guān)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗期間溫室環(huán)境

由圖2可見，甜椒生育期間15 cm土壤水分雖有所波動，但均在各水分梯度范圍之內(nèi)。溫室內(nèi)日平均溫度最低為17.31 ℃，最高為30.10 ℃，整體日平均氣溫呈上升趨勢；相對濕度最低為47.04%，最高為95.83%，基本滿足甜椒正常生長條件。光合有效輻射值最低為 0.27 MJ/m2，最高為6.14 MJ/m2，波動較大。4月26日—6月10日，為果實坐果后的10～45 d，日平均溫度及光合有效輻射波動較大，會對葉片擴展和果實發(fā)育造成影響，這也是葉片生長速率和果徑生長速率產(chǎn)生波動的原因。

2.2 水分脅迫對葉面積擴展動態(tài)的影響

2.2.1 水分脅迫對葉面積擴展的影響

由圖3a可以看出，不同水分處理下，甜椒單葉葉面積生長曲線均呈S型，并可大致分為3個階段，第一階段為出葉后0～6 d，葉面積初期緩慢增加，為緩慢生長階段；第二階段為出葉后6～18 d，葉面積呈線性快速增加趨勢，為線性生長階段；第三階段為出葉后18 d之后，葉面積增加趨勢明顯減慢，并逐漸趨于穩(wěn)定，為穩(wěn)定生長階段。不同水分處理的葉面積均在緩慢生長階段與CK無顯著差異，在穩(wěn)定生長和線性生長階段與CK差異顯著（＜0.05）。不同水分處理下甜椒單葉葉面積均隨水分脅迫程度的加劇而減小，在出葉后第30 天，輕度、中度和重度脅迫處理的單葉面積分別為50.67、44.18和28.33 cm2，分別比CK（66.63 cm2）下降23.96%、33.69%和57.48%（＜0.05）。

圖3 水分脅迫對結(jié)果期甜椒葉面積、葉片生長速率和葉片相對擴展速率的影響

2.2.2 水分脅迫對葉片生長速率的影響

圖3b為不同水分處理下的甜椒葉片生長速率變化曲線。從圖中可以看出，葉片生長速率的最大值隨土壤水分的減少而減小，輕度、中度和重度脅迫下葉片生長速率峰值分別為8.09、7.45、4.00 cm2/d，占CK（10.46 cm2/d）的77.34%、71.22%、38.24%，且均與CK差異顯著 （＜0.05）。由此可知，干旱脅迫顯著影響了葉片的生長速率。

2.2.3 水分脅迫對葉片相對擴展速率的影響

不同水分處理下的葉片相對擴展速率為單峰曲線（圖3c）。不同水分處理下，甜椒葉片相對擴展速率均在出葉后第6天達到最大值，此時重度脅迫處理的葉片相對擴展速率與CK相差最大（＜0.05），僅為0.24 cm2/(cm2·d)。進入線性生長階段后，不同水分處理的葉片相對擴展速率逐漸減小，在出葉后第22天之后，輕度和中度脅迫的葉片相對擴展速率稍大于CK，但與CK差異不顯著，而重度脅迫下的葉片相對擴展速率在葉片生長過程中始終低于CK，且差異達到顯著性水平（＜0.05）?？梢?，低程度的水分脅迫能夠在一定程度上鍛煉葉片對干旱逆境的耐受力，而超出甜椒的耐受水平則會對其造成傷害。

2.3 水分脅迫對果實發(fā)育動態(tài)的影響

2.3.1 水分脅迫對果徑發(fā)育的影響

圖4a、4b分別表示不同土壤水分處理下甜椒果實橫徑和縱徑的發(fā)育動態(tài)。從圖中可以看出，不同水分處理下甜椒的果實生長過程可分為緩慢生長（坐果后0～8 d）、線性生長（坐果后8～20 d）與穩(wěn)定生長（坐果后20 d后）3個階段。甜椒果實橫徑和縱徑均隨土壤水分含量的降低而減小，在坐果后第44天，重度脅迫下的果實橫徑和縱徑分別為58.11 mm、46.49 mm，較CK顯著下降38.83%、52.85%（＜0.05）；中度、重度脅迫下甜椒果實的縱徑顯著小于橫徑（＜0.05）。這說明干旱脅迫較重會導(dǎo)致甜椒果實外觀品質(zhì)的變化。

2.3.2 水分脅迫對果徑生長速率的影響

不同水分處理下的甜椒果實橫徑生長速率和縱徑生長速率分別見圖4c和4d?？梢钥闯鲈诰€性生長階段，果徑的生長速率隨水分脅迫程度的加劇而越小；進入穩(wěn)定生長階段后，輕度水分脅迫下果徑的生長速率稍大于CK，但差異不顯著（＞0.05）。這說明輕度水分脅迫能在一定程度上鍛煉甜椒對干旱逆境的耐受性，有利于果實中后期的發(fā)育。

2.4 水分脅迫對甜椒產(chǎn)量的影響

不同水分處理對甜椒單株果實數(shù)、平均單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量的影響見表1?？梢钥闯觯p度脅迫下甜椒的單株果實數(shù)較CK增加了23.61%（＜0.05)，而中度、重度脅迫下的單株果實數(shù)則分別比CK減少16.67%、36.13%（＜0.05)。甜椒平均單果質(zhì)量隨脅迫程度的加劇而不斷降低，輕度、中度、重度脅迫下平均單果質(zhì)量分別較CK下降14.94%、26.24%、35.45%（＜0.05）。中度、重度脅迫處理的單株產(chǎn)量分別比CK減少40.83%、57.67%（＜0.05），但輕度脅迫下的單株產(chǎn)量與CK沒有顯著差異。

2.5 不同水分處理下甜椒葉片和果實的Logistic生長模型

對不同水分處理下甜椒葉面積和果徑進行Logistic生長曲線擬合（＜0.01），得到模型特征參數(shù)見表2和表3?？梢钥闯觯囟人置{迫使甜椒葉片和果徑生長速率的始盛點、高峰點和盛末點顯著提前，其中重度脅迫下葉片生長速率、果實橫徑生長速率和果實縱徑生長速率的始盛點分別比CK提前1.87 d、4.57 d、3.00 d（＜0.05）。葉片生長速率的高峰點和盛末點在輕度和中度脅迫下均較CK有不同程度的推遲（＜0.05），但果徑生長速率的高峰點和盛末點則在輕度脅迫下較CK延遲（＜0.05），而中度脅迫下則較CK提前（＜0.05）。水分脅迫顯著延長甜椒葉片和果實橫徑的迅速生長時間，輕度、中度和重度脅迫下的葉片迅速生長時間分別比CK延遲1.18 d、1.18 d、1.46 d（＜0.05），但果實縱徑的迅速生長時間與CK并無顯著差異。

圖4 水分脅迫對結(jié)果期甜椒果實橫徑、果實縱徑、果實橫徑生長速率、果實縱徑生長速率的影響

表1 不同水分處理對甜椒單株果實數(shù)、單株平均單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量的影響

表2 不同土壤水分處理下甜椒葉片的Logistic生長模型及特征值

注：*表示在0.05水平上顯著相關(guān)，**表示在0.01水平上顯著相關(guān)，下同。為葉面積的模擬值，cm2；為出葉后的天數(shù)，d。

Note: *, **mean significant relationship at 0.05 and 0.01 levels, respectively, the same below.is the simulated value of leaf area, cm2;is the days after leaf expansion, d.

表3 不同土壤水分處理下甜椒果實的Logistic生長模型及特征值

注：為果徑的模擬值，mm；為坐果后的天數(shù)，d。

Note:is the simulated value of fruit diameter, mm;is the days after setting fruit, d.

3 討 論

葉片是作物有機物同化和水分蒸騰的主要器官，其面積大小能夠反映作物對環(huán)境的適應(yīng)能力。本研究表明，甜椒葉面積隨干旱程度的加劇而減小，這與白刺花[6]、花生[12]、杠柳[24]等的研究是一致的。水分脅迫下甜椒葉片生長速率和葉面積相對擴展速率的最大值均隨水分脅迫程度的加重而減小，這是因為葉片生長中大部分的細(xì)胞分裂主要集中在葉面積擴展的初始階段[25]，水分虧缺條件下，甜椒葉片細(xì)胞分裂的數(shù)目減少，細(xì)胞延展受到抑制[26]，從而影響葉面積擴展。在葉片生長的后期，輕度和中度水分脅迫下的葉面積相對擴展速率大于CK，而重度脅迫下的葉片相對擴展速率在生長過程中始終小于CK，這與前人研究并不一致[13]，主要是植株抗旱性的差異引起的。水分脅迫顯著延長甜椒葉片的迅速生長時間；輕度和中度脅迫下，甜椒葉片生長速率的始盛點、高峰點和盛末點出現(xiàn)不同程度的推遲，但在重度脅迫下提前，這表明甜椒能對低程度的干旱逆境做出適應(yīng)性調(diào)節(jié)，但在重度干旱環(huán)境下受到嚴(yán)重脅迫，不能較好適應(yīng)，需將快速發(fā)育的進程提前以此減輕水分消耗。

就果實發(fā)育而言，大部分學(xué)者認(rèn)為隨著干旱強度的增加，果徑減小[14,27]。但也有學(xué)者認(rèn)為輕度干旱脅迫下的果徑高于無干旱處理[28]。本研究表明，甜椒果徑隨脅迫程度的加重而顯著降低（＜0.05），這一方面是因為水分虧缺影響細(xì)胞伸長與分裂而抑制果實生長[29]，另一方面是由于干旱條件下植株同化物供應(yīng)降低導(dǎo)致的[30]。進入穩(wěn)定生長階段后，輕度干旱脅迫下的果徑生長速率大于CK，這是因為甜椒對輕度干旱適應(yīng)后光合速率提高，源供應(yīng)增加[31-32]，表明輕度水分脅迫能鍛煉甜椒對干旱逆境的耐受性，有利于果實中后期的發(fā)育。吳桂林和王克勤[33]研究發(fā)現(xiàn)，水分供應(yīng)越充足果實成熟越早，這和本研究結(jié)論并不一致，這種差異與其他環(huán)境條件、遺傳調(diào)控因子等眾多因素的共同作用有關(guān)[34]。在本研究中，甜椒平均單果質(zhì)量隨水分脅迫程度的加劇而不斷降低，這種變化不僅在于果實體積的減小，更重要的原因可能是由于作物在自身水分供應(yīng)不足時果實中積累的水分也相應(yīng)減少[15]。中度和重度干旱脅迫致使甜椒單株果實數(shù)量及平均單果質(zhì)量顯著減少（＜0.05），從而造成單株產(chǎn)量的明顯下降（＜0.05），這與Showemimo & Olarewaju[11]的研究是一致的。但輕度脅迫下甜椒單株產(chǎn)量與CK差異并不顯著，這是因為甜椒在輕度脅迫條件下形成了一定的耐旱機制，且與CK相比擁有更為良好的根系通氣條件[35]，因此落花落果數(shù)減少，果實數(shù)量增加，從而并未顯著影響產(chǎn)量。

本研究在溫室內(nèi)空氣溫度、空氣相對濕度、輻射一致的情況下進行，僅研究土壤水分脅迫對甜椒葉片和果實擴展動態(tài)的影響，但由于不同土壤水分可能導(dǎo)致土壤蒸發(fā)量和植株蒸騰量不一致，引起土壤溫度有所差異，今后應(yīng)該進一步控制土壤溫度，減少因水分處理引起地溫差異導(dǎo)致試驗誤差。

4 結(jié) 論

本研究利用溫室水分控制試驗研究了干旱脅迫對甜椒結(jié)果期葉面積擴展和果實動態(tài)發(fā)育的影響，研究認(rèn)為： 1）隨土壤水分脅迫程度的增加，甜椒葉面積和果徑顯著減小，葉片和果徑的最大生長速率顯著降低，生長速率峰值的出現(xiàn)時間顯著提前，而葉片和果實橫徑的迅速生長時間延長（＜0.05）。2）土壤含水率為田間持水率的60%～70%能夠鍛煉甜椒對干旱逆境的耐受性，使果徑生長速率和葉片相對擴展速率在果實或葉片生長的后期高于其他處理，較CK果實數(shù)量增加23.61%（＜0.05），且產(chǎn)量不受影響。研究證實了甜椒在適宜生長水分范圍內(nèi)，適當(dāng)減少灌溉量，有助于甜椒形成一定的耐旱機制，利于葉片及果實的后期發(fā)育及果實數(shù)量的增加，該研究為設(shè)施甜椒環(huán)境優(yōu)化控制提供重要支持。

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Effects of soil water stress on expansion of leaf area and development of fruit in fruiting period of greenhouse sweet pepper

Yang Zaiqiang1,2, Hou Mengyuan1, Zhang Manyi1

(1.210044,; 2.210044,)

TakingCatherine that was one variety ofL. as test materials, the experiment with 4 soil moisture contents was conducted to investigate the effect of different soil water on the expansion of leaf area and the fruit dynamic development of greenhouse sweet pepper in Venlo greenhouse of Nanjing University of Information Science & Technology in 2016. The 4 treatments in the experiment included field water holding capacity of 70%-80% (CK), 60%-70% (light stress), 50%-60% (moderate stress) and 40%-50% (severe stress). Soil water sensor EM50 was used to monitor soil water content. The leaf area expansion dynamics, the fruit development dynamics and the yield of sweet pepper were determined in fruiting period. The results showed that: 1) Leaf and fruit development of sweet pepper experienced 3 stages including slow growth, linear scale growth and stable constant growth stage. With the increase of the water stress, the leaf area and fruit diameter were evidently reduced. Compared with CK, the maximum leaf area, fruit equatorial diameter and longitudinal diameter under severe stress treatment were reduced by 57.48%, 38.83% and 52.85% (<0.05), respectively. 2) Soil water stress reduced the maximum growth rate of leaf and the fruit diameter of sweet pepper. The maximum of leaf and the fruit growth rate appeared obviously earlier with the increase of soil water stress. The growth rate of fruit equatorial diameter, the growth rate of fruit longitudinal diameter and the leaf relative expansion rate in the late development stage of leave or fruit under light stress were higher than other treatments, but the difference was not significant (>0.05). 3) Soil water stress prolonged the rapid growth time of leaf and fruit equatorial diameter significantly. Compared with CK, the leaf rapid growth time under light stress, moderate stress and severe stress delayed by 1.18, 1.18 and 1.46 d (<0.05), respectively. 4) The total number of fruit per plant, the mean fresh weight of individual fruit per plant and the yield per plant were significantly reduced under moderate and severe stress (<0.05), but the fruit number per plant increased by 23.61% compared with CK under light stress, and the yield was not significantly different from CK (>0.05). This study indicated that soil water stress decreased the leaf area and the fruit diameter, but light water stress treatment could improve the tolerance to drought stress, promote the late development of leaves or fruits and increase the fruit number of greenhouse sweet peppers.The results provide a reference for the optimal control of the greenhouse sweet pepper environment.

stresses; soil moisture; fruits; sweet pepper; leaf area; fruit diameter

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.12.022

P49；S152.7

A

1002-6819(2017)-12-0170-08

2016-11-14

2017-02-25

公益性行業(yè)（氣象）科研專項（重大專項）（GYHY201506001-6）。

楊再強，男（漢族），四川安岳人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事設(shè)施園藝作物環(huán)境調(diào)控研究。南京 南京信息工程大學(xué)江蘇省農(nóng)業(yè)氣象重點實驗室，210044。Email：yzq@nuist.edu.cn

楊再強，侯夢媛，張曼義.水分脅迫對設(shè)施甜椒結(jié)果期葉面積擴展及果實發(fā)育的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(12)：170－177. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.12.022 http://www.tcsae.org

Yang Zaiqiang, Hou Mengyuan, Zhang Manyi. Effects of soil water stress on expansion of leaf area and development of fruit in fruiting period of greenhouse sweet pepper[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(12): 170－177. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.12.022 http://www.tcsae.org