日光温室温光环境与秋茬番茄茎叶及果实生长量的关系

贾海晨，王秀峰,2，史宇亮,4，韩会会，杨凤娟,2，魏珉,3，史庆华,2

(1.山东农业大学园艺科学与工程学院，山东 泰安 271018；2.作物生物学国家重点实验室，山东 泰安 271018；3.农业部黄淮海设施农业工程科学观测实验站，山东 泰安 271018；4.青岛农业大学园艺学院，山东 青岛 266109)

日光温室温光环境与秋茬番茄茎叶及果实生长量的关系

贾海晨1，王秀峰1,2，史宇亮1,4，韩会会1，杨凤娟1,2，魏珉1,3，史庆华1,2

(1.山东农业大学园艺科学与工程学院，山东 泰安 271018；2.作物生物学国家重点实验室，山东 泰安 271018；3.农业部黄淮海设施农业工程科学观测实验站，山东 泰安 271018；4.青岛农业大学园艺学院，山东 青岛 266109)

以‘圣尼斯313’番茄为试材，利用自动温光监测传感系统采集数据，研究了下挖式日光温室温光条件对番茄茎叶及果实生长的影响。结果表明，日光温室秋茬番茄结果中期节间长日增长量与日积温和见光时段小时均温呈极显著正相关，与光辐射和日均气温呈显著正相关；节间茎粗日增长量与见光时段小时均温呈极显著正相关，与日积温和日均气温呈显著正相关。日光温室秋茬番茄结果中期叶面积日增长量与日积温、日均气温和见光时段小时均温呈极显著正相关，与光辐射呈显著正相关。日光温室秋茬番茄第二穗果实横径日增长量与见光时段小时均温呈极显著正相关，与日积温和日均气温呈显著正相关，与光辐射的相关性不显著。日光温室秋茬番茄的茎叶及果实生长与夜均气温的相关性均未达显著水平。

番茄；下挖式日光温室；日积温；见光时段小时均温；生长量；光辐射

AbstractWith the tomato cultivar ‘St. Semines 313’ as material, the effects of temperature and light on the growth of stems, leaves and fruits were studied using the thermo-photoperiod environment monitor devices under sunken solar greenhouse condition. The results showed that during the middle fruiting stage of autumn tomato, there were highly significantly positive correlations between the daily growth of internode length and daily accumulated temperature and mean hourly temperature of the lighting period, and significantly positive correlations and optical radiation and mean daily temperature. The daily increment of internode diameter had an highly significantly positive correlation with mean hourly temperature of the lighting period, and significantly positive correlation with daily accumulated temperature and mean daily temperature. During the middle fruiting stage of autumn tomato, there were highly significantly positive correlations between the daily growth of leaf area and daily accumulated temperature, mean daily temperature and mean hourly temperature of the lighting period, and significantly positive correlation with optical radiation. The daily growth of diameter of the second fruit in autumn season had an highly significantly positive correlation with mean hourly temperature of the lighting period, and significantly positive correlations with daily accumulated temperature and mean daily temperature, but there was no significant difference with light radiation. There was no significant difference between the growth of stems, leaves and fruits of tomato in autumn season and mean temperature during night period.

KeywordsTomato; Sunken solar greenhouse; Daily accumulated temperature; Mean hourly temperature of the lighting period; Growth; Optical radiation

番茄是我国设施栽培的重要蔬菜之一，深受广大生产和消费者欢迎。目前，我国日光温室的番茄生产以秋冬茬或冬春茬居多，冬季的低温寡照对于不加温的日光温室内番茄的生长发育会产生不利影响。Uzun[1]研究发现，番茄在营养生长期如果环境温度降低，其营养生长期呈线性缩短，且营养生长期间的叶片总数量呈现减少趋势。任鹤麒等[2]观测表明，光照强度的大小、日平均温度高低对番茄果实成熟、着色有一定影响，且与番茄果实成熟关系密切。齐维强等[3]研究表明，番茄第一穗果实开始坐果需要有效积温达到547.9 ℃/d，第一穗果实开始成熟时有效积温需达到1 326.5 ℃/d。弓志青[4]研究认为，温室温度是影响番茄产量的最直接因素，两者呈极显著正相关。Heuvelink[5]研究了昼夜均温保持在24℃时昼夜温度的关系对番茄生长的影响。上述研究均为番茄日光温室生产管理提供了参考。

山东采用的日光温室多为下挖式类型，在其他省份也有推广。该类型温室所形成的室内环境条件与不下挖的日光温室有所区别，其对作物生长发育也会产生不同的影响[6]。本试验在下挖式日光温室室内自然温光环境条件下(秋冬季)，定期采集日光温室内光照、温度数据参数，同时观察测定番茄茎叶和果实的生长，以便探讨下挖式日光温室内的温光条件与番茄茎叶及果实生长的关系，从而为下挖式日光温室的结构优化设计、番茄高产优质栽培管理提供科学的参考依据。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

试验于2015年9月至2016年1月在山东农业大学南校园艺试验基地土墙日光温室内进行。日光温室下挖0.5 m，脊高5.5 m，内跨10 m，东西长42 m，有效种植面积为340 m2。

番茄试材为‘圣尼斯313’品种，为购自山东安信种苗股份有限公司的5片真叶幼苗，于9月7日定植。定植前温室内土壤基施鸡粪和复合肥，分别为180 m3/hm2和1 400 kg/hm2，于定植前两天翻地混匀。番茄于60 cm宽小高畦栽2行，株距50 cm，大行距走道为80 cm。从第一穗果坐住后每隔20 d左右追施农大水溶肥一次，每次用量10 kg/hm2。水溶肥分两种，分别为N-P-K比例为20%-20%-20%的常规水溶肥以及N-P-K比例为13%-12%-35%的高钾水溶肥，二者交替施用。番茄于5穗果打顶，其他按常规管理[8]。

本试验采用的光辐射传感器为TBQ-2C型，由河北邯郸锐研智华电子有限公司生产；光照强度记录仪型号为UA-002-64，由美国Onset HOBO仪器仪表公司生产；温度传感器为数字式输出型传感器，型号为DS18B20，精度为±0.5℃，北京昆仑中科传感器封装技术有限公司生产。数据采集系统为本校机电学院制作，精度符合测试要求。

1.2试验方法

1.2.1 环境指标的测定 环境测量设定仪器以每30 min测量1次的频率记录环境数据，显示并存储到数据采集器中。每记录1次温度，光照强度是30 min内的平均值，光辐射量是30 min内的累积值。

(1) 温度的测定。在跨度10 m的温室内距后墙2.75、5.5、8.25 m处分别设距地面高1、2、3 m的气温观测点，共9个。并埋设5、10 cm不同深度的地温测量仪测地温。

日积温：该时期每天按24 h计算，每30 min记录1次超过10℃以上温度的平均值，每天累加后为日积温值，单位：℃/d。

见光时段小时均温：该时期见光时段每天按13 h计算，每30 min记录1次温度均值的平均值。

日均气温：该时期每天按24 h计算，每30 min记录1次温度均值的平均值。

夜均气温：该时期不见光时段每天按11 h计算，每30 min记录1次温度均值的平均值。

(2) 光照的测定。在距温室前沿4 m处设置距地面1.5 m和2.2 m的两个观测点，记录光辐射。

光辐射：该时期见光时段每天按13 h计算，每30 min记录1次太阳辐射量并取两个观测点的平均值。

1.2.2 生长发育指标的测定

(1) 节间长度、茎粗的测定。随机选取生长一致的9株番茄挂牌标记，用游标卡尺测量第三穗果之上节间茎粗、用直尺测量节间长度。

(2)叶面积生长量的测定。叶面积测定选择标记的番茄植株，从第二穗果之上第二片展开叶纵横径分别大于3、2 cm时开始测量(纵径×横径≥3 cm×2 cm)， 利用下列公式计算叶面积[9]：

S=R·(Lc×Lmaxk)。

式中，S为叶面积，Lc为叶片长，Lmaxk为最大叶宽。R为叶面积系数，R=0.3782(020 cm)[10]。

(3)果实横径的测定。测定使用游标卡尺，并于测定果实横径大于5mm时进行记录标记，每天测量直至果实横径基本不变。

2 结果与分析

2.1番茄结果中期节间长日增长量与温度和光辐射的关系

如图1所示，从11月1日开始，番茄节间的伸长已逐渐进入快速增长阶段，并且明显受到日积温的影响，直至11月9日日积温虽然很高，但节间长日增长量开始变缓，与日积温的关系变得不明显。可以看出，日积温对于节间伸长的影响主要是在节间快速伸长阶段，大约10 d左右。由图2可以看出，光辐射与番茄节间的伸长也有一定的关系，但并不如日积温影响的那么直接。

图1 节间长日增长量和日积温的关系

图3显示了节间长日增长量与见光时段小时均温、日均气温和夜均气温的关系。番茄节间在快速伸长阶段的日增长量与见光时段小时均温变化极显著相关，与日均气温变化也有较密切的关系，但与夜均气温的变化关系不显著(表1)。

图2 节间长日增长量和光辐射的关系

图3 节间长日增长量与见光时段小时均温、日均气温和夜均气温的关系

2.2番茄结果中期节间茎粗与温度和光辐射的关系

如图4、图5所示，在测量的前6 d，节间茎粗日增长量的变化受日积温和光辐射的影响都比较明显，此后节间茎粗日增长量逐渐变缓，直至停止，日积温与光辐射的变化未使其受到明显的影响。

由图6可知，节间茎粗日增长量受气温的影响也是在测量的初期，节间茎粗日增长量与见光时段小时均温、日均气温都有显著的正相关关系(表1)，与夜均气温的变化关系不大。而茎粗日增长量开始变缓后，受见光时段小时均温和日均气温的影响也变得不再显著。

图4 节间茎粗日增长量和日积温的关系

图5 节间茎粗日增长量和光辐射的关系

图6 节间茎粗日增长量与见光时段小时均温、

2.3番茄叶面积与温度和光辐射的关系

由图7、图8可以看出，在番茄叶片伸展初期，生长速度较慢，日积温和光辐射对叶面积日增长量的影响较小(测定的前7 d)；此后，随着日积温和光辐射的变化，叶面积日增长量显著增加，与日积温和光辐射表现出显著的正相关(表1)；日积温和光辐射的下降也使叶面积日增长量明显减少。20日以后，日积温和光辐射有升高或降低的变化，而叶面积日增长量却呈现出一直减少的趋势，直至叶面积不再增加。

图9显示了叶面积日增长量与见光时段小时均温、日均气温和夜均气温的关系。可以看出，叶面积在快速伸展阶段(8日至20日)，日增长量与见光时段小时均温和日均气温有着明显的正相关，叶面积伸展初期和缓慢增长的后阶段与其关系不明显；在叶面积生长的整个时期，其日增长量与夜均气温未表现出明显的相关(表1)。

图7 叶面积日增长量与日积温的关系

图8 叶面积日增长量与光辐射的关系

图9 叶面积与见光时段小时均温、

2.4番茄果实生长与温度和光辐射的关系

由图10、图11可以看出，番茄果实的膨大，初期增大缓慢，逐渐进入快速增大期，后期又逐渐缓慢下来，是比较典型的“S”曲线。在果实进入快速膨大期(10月10日)后，日积温、见光时段小时均温和日均气温均处于上升或较高的阶段，果实的膨大速度也较快；此后，日积温、见光时段小时均温和日均气温均是逐渐降低的趋势，但对此时的果实膨大速度没有太大的影响；11月5日以后，果实膨大速度进入缓慢时期，直至停止膨大，此期间的日积温、见光时段小时均温和日均气温虽然也有增减的变化，但因果实膨大已将结束，也就未表现出温度对其的影响(图12)。

图10 果实横径与日积温的关系

图11 果实横径与光辐射的关系

图12 果实横径和见光时段小时均温、平均气温和夜均气温的关系

表1 番茄结果中期节间、叶面积(快速增长期)与日积温、光辐射等相关系数

注：*表示显著相关(α=0.05)，**表示极显著相关(α=0.01)。

3 讨论与结论

研究显示，在日光温室番茄的秋冬生产中，番茄茎叶生长和果实的膨大与设施的温光条件有着密切的关系[2,4]。本试验中，番茄茎节间长度在快速伸长的时期明显受到日积温和见光时段小时均温的影响，二者均呈极显著正相关，一定程度上也受到光辐射和日均气温的影响，夜均气温的影响不明显。番茄节间茎粗的增加，与见光时段小时均温的关系比较密切，也受到日积温和日均气温的影响，与光辐射量和夜均气温的关系不大。番茄叶面积的增加受日积温、日均气温和见光时段小时均温的影响极大，均达极显著正相关，受光辐射量的影响也达到显著水平。番茄果实的膨大明显受到温度的影响，与见光时段小时均温呈极显著正相关，与日积温和日均气温呈显著正相关，受光辐射量和夜均气温的影响较小。可以看出，光辐射量对番茄茎叶生长和果实膨大的直接影响较小，其影响是通过对设施内温度的升高或降低而实现的[7,9]。

因此，建议在番茄秋冬茬管理过程中，应尽可能改善设施内的光照条件，保证充足的热源；应高度重视温光的调控，可极显著促进番茄茎的伸长和加粗，快速扩大叶面积，有利于果实的膨大；另外也要重视与见光时段小时均温有直接关系的日积温和日均气温的调控，使其更有助于番茄茎叶和果实的生长发育；适当控制夜均气温，减少植株的呼吸消耗，有助于提高番茄果实产量。

[1] Uzun S. The quantitative effects of temperature and light on the number of leaves preceding the first fruiting inflorescence on the stem of tomato (Lycopersiconesculentum, Mill.) and aubergine (SolanummelongenaL.) [J]. Scientia Horticulturae, 2006,109(2): 142-146.

[2] 任鹤麒，王瑞芳.番茄果实膨大与气象条件的关系[J].中国农业气象，1995，16(6)：17-44.

[3] 齐维强，贺超兴，张志斌，等.温室番茄繁殖器官消长动态与有效积温的关系研究[J].陕西农业科学，2004(2):20-22.

[4] 弓志青.温室温度与番茄生长、生产关系的分析[D].太谷：山西农业大学，2003.

[5] Heuvelink E． Influence of day and night temperature on the growth of young tomato plants[J]．Scientia Horticulturae，1989，38(1/2)：11-22.

[6] 张峰. 下沉式日光温室温度环境模拟与实验研究[D]. 济南：山东建筑大学, 2009.

[7] 张帆洋, 王秀峰, 黄雪,等. 日光温室温光条件对番茄营养生长与果实膨大的影响[J]. 中国蔬菜, 2013(12):66-70.

[8] 孙百栋, 张乐坦, 胡廷杰,等. 番茄栽培技术[J]. 现代农业科技，2014(16):75-75.

[9] 任乐, 罗新兰, 李天来,等. 日光温室温度对番茄叶面积扩展的影响[J]. 安徽农业科学, 2007, 35(9):2610-2612.

[10] 罗新兰, 李天来, 姚运生,等. 日光温室气象要素及番茄单叶光合速率日变化模拟的研究[J]. 园艺学报, 2004, 31(5):607-612.

[11] 史宇亮，王秀峰，魏珉，等.日光温室土墙体温度变化及蓄热放热特点[J].农业工程学报，2016，32(22)：214-221.

TheRelationshipbetweentheGrowthofStems,LeavesandFruitsofTomatoinAutumnandTemperatureandLightEnvironmentinSolarGreenhouse

Jia Haichen1, Wang Xiufeng1,2, Shi Yuliang1,4, Han Huihui1, Yang Fengjuan1,2, Wei Min1,3, Shi Qinghua1,2

(1.CollegeofHorticultureScienceandEngineering,ShandongAgriculturalUniversity,Taian271018,China; 2.StateKeyLaboratoryofCropBiology,Taian271018,China; 3.ScientificObservingandExperimentalStationofEnvironmentControlledAgriculturalEngineeringinHuang-Huai-HaiRegion,MinistryofAgriculture,Taian271018,China; 4.CollegeofHorticulture,QingdaoAgriculturalUniversity,Qingdao266109,China)

10.14083/j.issn.1001-4942.2017.09.011

2017-03-10

国家现代农业产业技术体系建设专项(CAR-25)

贾海晨(1990—)，男，硕士研究生，从事设施环境工程与调控方面的研究。E-mail: xiaojiaxiaoqinghua@163.com

王秀峰(1957—)，男，教授，博士生导师，从事设施环境工程与调控方面的工作和研究。E-mail: xfwang@sdau.edu.cn

S641.225.5

A

1001-4942(2017)09-0056-05