不同补光时间对温室番茄生长发育的影响

祁娟霞+韦峰+董艳+张亚红

摘要：以LED植物生长灯为补光材料，在日光温室中对试验材料番茄进行整个生育期的补光处理。结果显示，不同补光时间处理对番茄生长指标、开花坐果、果实品质以及产量都有不同的影响，具体表现为：（1）补光9 h对株高影响最大，比CK高16.1%；补光8h对茎粗的促进作用最大，比CK高15.2%；补光10 h对叶绿素含量影响最大，且对果实生长促进作用最明显，与CK相比，叶绿素含量、果实横纵径分别增加了6.0%、29.2%、14.0%；（2）补光8 h对促进提前开花效果最明显，使其提前2 d开花，补光8、9 h均使番茄提前5 d坐果，补光8、10 h使果始收期提前15 d，补光9、10 h均使坐果率提高了0.5百分点；（3）补光10 h对果实品质影响最大，分别使维生素C含量、可溶性固形物含量、可溶性糖含量增加20.5%、31.9%、56.5%，使有机酸含量降低了32.4%；（4）补光10 h处理下单果质量、单株产量最大，单果质量增加25.7%，单株产量增加了37.66%。综合评价表明，补光7 h条件下生长最好，补光10 h条件下品质最佳、产量最大。

关键词：植物生长灯；补光时间；番茄；品质；产量；日光温室

中图分类号： S641.204文献标志码：

文章编号：1002-1302（2016）08-0245-03

植物生长过程中最重要的环境因子为光照，它不仅对植物的光周期反应、形态建成、生理代谢、果实品质有重要的调节作用，还与激素信号、糖信号一同调节植物的一些代谢过程[1-2]。荷兰学者研究发现，1%的光照可带来1%的增产，由此可以看出光照在植物生产中的重要性。我国北方地区冬春季节主要生产设施类型为日光温室，在日光温室内影响光照的因素很多，由于其结构的特殊性，所以与露地光照相比，其光照度仅为露地的30%～70%[3-7]。光照度、光照时间不足，容易造成苗徒长、果花脱落严重、果实发育缓慢、病虫害情况增加等，从而导致作物减产[8-10]。

番茄（Lycopersicone sculentum Mill）别称西红柿，源于南美洲热带地区，是全球广泛栽植的茄果类蔬菜[11]。番茄生长过程中除了受自身品种、遗传特性影响外，还与外界环境条件密切相关[12]。番茄为喜光植物，由于西北地区春秋时节多为阴雨天气，所以一般都使植物的光照时间缩短，即便是露地种植，也会因为光照的原因影响到产量。有学者研究发现，光照度与植物叶片数的多少有密切关系，弱光下植株同化作用会下降，叶的生长速度减慢。若光照度在植物的光补偿点以下，就会停至生长。光周期对植物生长调节物质有很大影响，植物生长调节物质又能直接或间接影响植物根系对营养元素的吸收与利用[13]。在适宜的光周期内，延长光照有利于洋葱中过氧化物酶（POD）活性、蛋白质含量的提高[14]。李进等通过组培试验发现，合理延长光周期可以促进甜椒生根[15]。

随着现代农业发展步伐的加快，温室人工补光技术日趋成熟，这是改善温室光照环境的重要措施之一。虽然关于温室补光技术的研究越来越多，研究范围也在不断扩大，但是多以苗期不同光质补光对作物影响的研究较多。关于补光时间对作物影响的研究较少，尤其是关于补光时间对作物整个生育期影响的研究更少。本试验以番茄为材料，通过植物生长灯设置不同梯度的补光时间，研究不同光周期对番茄整个生育期的影响，以期为日光温室番茄生产中补光技术的研究提供理论基础。

1材料与方法

1.1试验设备

植物生长灯，由上海合鸣照明电器有限公司生产，为一种外形呈伞形的LED特种植物生長灯，电压220 V，功率40 W，具有寿命长、耐潮湿、光效好、价格低廉的特点，适于广大农户。

时间控制器使用的电压范围为160～265 V（交流电），负载最大电流为15 A。将需要补光的光照时间输入计算机，通过可编程逻辑控制器（PLC）控制植物生长灯的通断来控制补光时间，补光时间由PLC内部的计时器控制，达到设定的补光时间时，PLC控制断开植物生长灯，停止补光。

1.2试验材料

试验番茄品种为佳源大粉，于2013年11月20日以行距70 cm、株距33 cm的密度定植于贺兰新平园区293号日光温室，采用膜下滴管栽培。

1.3试验设计

试验采用单因素完全随机设计，分别设日补光时间为7、8、9、10 h，共4个处理，以不进行补光为对照（CK），每个处理4次重复，[JP3]各处理光源互不干扰，按日常栽培方法管理。每个处理随机选择10株植株挂上标签，作为测量对象。定植缓苗后开始测量相关指标，以后10 d测定1次指标，花期、坐果期2 d观察并记录1次开花数、坐果数。各处理补光时间安排见表1。

2结果与分析

2.1不同补光时间处理对番茄开花坐果的影响

从表2可以看出：（1）各处理对开花期的影响表现为补光处理7、9 h可促使番茄提前1 d开花，补光处理8 h可促使番茄提前2 d开花，补光处理10 h对番茄提前开花没有促进作用；（2）各处理对坐果期的影响表现为补光处理7 h使番茄提前2 d坐果，补光处理8、9 h可使番茄提前5 d坐果，补光处理10 h可使番茄坐果期提前4 d；（3）各处理对果实采收期的影响表现为补光处理7 h可使番茄始收期提前13 d，补光处理8、10 h可使始收期提前15 d，补光处理9 h可使始收期提前14 d；（4）各处理对单株花数、单株果数的影响不大，各处理间在5%水平上无显著差异；（5）各处理对坐果率的影响表现为各补光处理均提高了坐果率，补光处理7 h使坐果率提高了0.1百分点，补光处理8 h使坐果率提高了0.4百分点，补光处理9、10 h均使坐果率提高了0.5百分点。

3讨论与结论

在番茄生长发育过程中，光环境是影响番茄光合作用、果实品质的关键因子。李进等认为，植物接收的光照时间越长，进行光合作用的时间相对越长，光合产物的积累量越多，越有利于植物的生长，同时也有利于根系生长[15]。花妍等研究不同光照时间对番茄幼苗生长的影响，结果表明：随着光照时间的延长，番茄开花时间缩短，株高、比叶面积均下降，但是叶片生长速度、根和叶片的干物质积累量均上升，而对番茄展幅、叶面积的影响较小[18]。侯兴亮等研究弱光对番茄生长的影响，结果表明：光照不足必然会影响植株的光合作用，导致净光合速率下降[19]。姚悦梅等研究播种期、光照时间互作对波斯菊生长发育的影响，结果发现二者对其均有较大影响，且互作效应明显，光照时间以10 h/d处理效果较好[20]。王惠珍等以海滨雀稗为材料研究光照时间对可溶性糖含量的影响，结果表明：光照时间缩短可引起海滨雀稗光合产物中可溶性糖含量的降低[21]。本试验结果显示，在补光处理下，番茄株高、茎粗与对照相比都有所提高，这与张红艳的研究结果[22]相同，即补光栽培可以促进番茄植株生长，使植株健壮生长。赵玉萍等研究不同温度与光照对番茄果实品质的影响，结果显示：在同一温度条件下，可溶性糖含量、糖酸比随着光照度的增加而升高，有机酸含量随着光照度的增加而降低。本试验结果表明，在不同补光时间下，番茄果实可溶性糖含量、可溶性固形物含量、维生素C含量都高于对照[23]，这与王洪安的研究结论[9]相一致。本试验结果还显示，8 h补光处理对番茄始花期、始果期影响最大；随着补光时间的延长，番茄单果质量、单株产量都随之增加。使用隶属函数综合评价得出：7 h补光处理下番茄生长最优，品质产量其次；10 h补光处理下品质最佳、产量最大。因此，根据本试验结果，建议日光温室冬季番茄栽培在开花前补光7 h、开花坐果期补光8 h、果实生长后期补光10 h为佳。

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