冬季温室气温调控对番茄和黄瓜生长的影响

张志雪，董然，蒋欣梅，于锡宏，吴凤芝

（东北农业大学/农业部东北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，哈尔滨，150030）

不同作物种类、品种以及不同生育阶段和一日内不同时间对温度的反应都存在一定差异[1]，生产中常采用变温管理方法[2，3]，创造适宜的生长环境，即将一天按照促进同化产物积累、加速光合产物转运、抑制呼吸作用所必须的不同温度条件分成不同的时间段进行温度管理[4]。在上午和下午两个时间段内，以光照的强弱来调节气温，一般情况下光照强则光合作用适温高，但由于上午时段同化产物占一日内总量的75%以上，因此，上午时段温度适当高于下午时段；在黄昏与前半夜时段，主要的生理活动是同化产物的运转，温度高则运转快；在后半夜时段，呼吸作用为主要生理活动，气温越高其呼吸作用越强，在该时段内，应在允许范围内尽可能地降低气温[5]。蔬菜生产中采用的四段变温管理一般是按照上午、下午、前半夜、后半夜4个时段，根据不同蔬菜种类在正常生长条件下所设定的温度指标，而有关在冬季相对弱光条件下果菜类蔬菜的温度调控方面的研究尚未有报道。为此，本试验研究冬季温室内气温调控对番茄和黄瓜生长的影响，旨在为番茄和黄瓜的冬季温室生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2013-2014年在东北农业大学江北基地日光节能温室及寒地蔬菜生物学重点实验室——蔬菜设施工程与环境调控实验室内进行 。

试验所用的番茄品种为贝美，由瑞克斯旺种苗公司提供；所用的黄瓜品种为津早一号，由天津科瑞种苗公司提供。自动化生物质介质锅炉由黑龙江长浩节能环保设备有限公司生产。

1.2 试验方法

番茄于7月29日播种育苗，2片真叶期定植于8 cm×8 cm营养钵，9月16日定植于日光节能温室，定植密度2 200株/667 m2；黄瓜于8月26日播种育苗，子叶平展时分苗于8 cm×8 cm营养钵，9月28日定植于日光节能温室，定植密度2 400株/667 m2。各温室的结构性能相同。番茄和黄瓜均设置了2个水平的四段变温管理指标，因此番茄和黄瓜各种植了2栋温室，其中1栋温度管理相对较高，1栋温度管理相对较低。采取高畦双行膜下滴灌方式，单秆整枝，其他常规管理。在每个温室内随机选3个小区作为3次重复，每个小区72株。

试验通过自动化生物质介质锅炉对冬季温室内地温和气温进行调控。在地温保持一致的前提下（16℃），番茄和黄瓜均设置了2个不同的四段变温管理，其中一个以常规的四段变温管理的温度指标作为参考（番茄代码为T2，黄瓜代码为C2），另一个是将T2和C2的前3个时间段的气温相应降低3℃、3℃和2℃，第4段温度保持不变（番茄代码为T1，黄瓜代码为C1），具体气温设置及代号见表1。

在每个小区中随机选取20株挂牌标记，整个生长期（12月15日至翌年2月15日）测定株高、茎粗和叶面积的相对生长量，同时测定叶片的叶绿素含量和净光合速率，调查果实坐果情况（坐果率、果实膨大速率）。采用Duncan's新复极差法（SSR法）进行差异显著性分析。

表1 冬季温室番茄、黄瓜气温调控指标与代号

2 结果与分析

2.1 气温调控对番茄和黄瓜株高、茎粗、叶面积相对生长量的影响

图1～3结果表明，番茄和黄瓜均表现为适当较高气温处理（T2，C2）下株高、茎粗、叶面积的相对生长量显著高于适当低温处理（T1，C1）。

图1 气温调控对番茄和黄瓜株高相对生长量的影响

图2 气温调控对番茄和黄瓜茎粗相对生长量的影响

图3 气温调控对番茄和黄瓜叶面积相对生长量的影响

2.2 气温调控对番茄和黄瓜果实生长的影响

图4、5结果表明，番茄和黄瓜的坐果率和果实膨大速率变化的显著性差异与叶面积相对生长量相同，即均表现为适当较高气温处理（T2，C2）下的坐果率和果实膨大速度均显著高于适当低温处理（T1，C1）。

2.3 气温调控对番茄、黄瓜叶片叶绿素含量及净光合速率的影响

图6、7结果表明，番茄和黄瓜的叶片叶绿素含量和净光合速率均表现为适当较高气温处理（T2，C2）下显著高于适当低温处理（T1，C1）。

3 讨论与结论

光照和温度都会影响植物的光合作用，其中温度能影响植物的光能利用率。当温度较低时，黄瓜植株的光补偿点和光饱和点都较低，说明黄瓜对弱光有较强利用率，这时温度为光合作用的限制因子[6]。虽然本试验是在冬季弱光条件下进行（试验阶段很少有阴雪天气，晴天室外从8：30～15：30平均光照强度为47 300 lx），但试验温室所覆盖的为PO膜，属于结构性棚膜，透光率达90%以上，因此，温室内实测8：30～15：30的平均光照强度为42 500 lx。据报道，番茄在30 000～35 000 lx光照强度下均可生长，黄瓜最适光照强度为40 000～60 000 lx[7]。由此可知，本试验条件下的光照强度可以满足番茄和黄瓜的基本生长需求，表现为适当较高气温处理下番茄和黄瓜的叶绿素含量和净光合速率均显著高于较低气温处理。当采用透光率不高的棚膜或连续阴雪天造成的弱光条件时，试验设定的较低气温处理是否更适合冬季温室番茄和黄瓜的生长有待于进一步研究。

叶片是植物进行光合作用的主要场所，在适当较高气温处理下，番茄和黄瓜的叶面积相对生长量均显著高于较低温度处理，因此，对应的叶绿素含量和净光合速率显著增加，为植株生长发育提供更多的营养物质，促进株高、茎粗、坐果率及果实膨大速率等的增加。

总之，在冬季温室生产番茄和黄瓜时，采用透光率较高的PO膜作为覆盖物，结合适当较高的四段变温管理，即揭棉被—13：00、13：00—盖棉被、盖棉被—19：00、19：00—次日揭棉被，这 4个时间段番茄和黄瓜的温度指标分别为26℃—24℃—18℃—12℃和28℃—25℃—19℃—13℃，更利于植株生长，增加株高、茎粗、叶面积的相对生长量；增加坐果率和果实膨大速率；显著提高叶片叶绿素含量和净光合速率。

图4 气温调控对番茄和黄瓜坐果率的影响

图5 气温调控对番茄和黄瓜果实膨大速度的影响

图6 气温调控对番茄、黄瓜叶片叶绿素含量的影响

图7 气温调控对番茄、黄瓜叶片净光合速率的影响

[1]马光恕，廉华.设施内环境要素的变化规律及对蔬菜生长发育的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报，2002，14（3）：16-20.

[2]王洪山，杨福仓，王乃仁.日光温室蔬菜四段变温管理优势及技术[J].现代农业科技，2013（9）：114-115.

[3]吴秋芳.冬季温棚种果菜“四段变温”好防病[J].农家参谋，2003（11）：18.

[4]高新章.大棚蔬菜变温管理新技术[J].农村实用科技信息，1999（1）：6.

[5]佚名.大棚蔬菜的变温管理法[J].致富之友，1994（12）：16.

[6]徐克章，史跃林.保护地黄瓜叶片光合作用温度特性的研究[J].园艺学报，1993，20（1）：51-55.

[7]于广建.蔬菜栽培[M].北京：中国农业科学技术出版社，2009（3）：75-105.