不同温光对温室番茄不同生长期光合特性的影响

赵玉萍，蒋丽煌

阿克苏地区农业技术推广中心 新疆阿克苏 843000

不同温光对温室番茄不同生长期光合特性的影响

赵玉萍，蒋丽煌

阿克苏地区农业技术推广中心 新疆阿克苏 843000

以“金鹏1号”番茄为试材，通过定时加温和通风，定时补光，研究番茄光合特性的变化规律。随温度和光照强度增加，番茄叶片的Gs和Tr呈增加趋势，但各处理间差异不显著,胞间CO2浓度减小，不同温度光照水平处理番茄胞间CO2浓度在开花期、坐果期、果实膨大期差异呈显著性。

温光；番茄；光合特性

我国的设施栽培大多以非加温的日光温室和塑料大棚为主，冬春季节常因低温弱光影响喜温蔬菜的品质和产量。目前，对番茄光合特性的研究大多集中在低温弱光对番茄光抑制作用，关于番茄加温补光互作效应鉴定指标的研究较少，成株期加温补光的研究更少。光合作用是番茄生育和产量形成的基础,适当加温补光可提前上市，增加经济效益。

苗期与成株期加温补光的鉴定指标存在一定差异，研究成株期番茄温度和光强的鉴定指标更具有现实意义。因此，为了更准确地反映试验材料加温补光对番茄光合作用的影响，本研究结合日光温室番茄生产实际，在常规管理条件下，通过定时加温和通风，定时补光，研究番茄光合特性的变化规律，旨在为西北地区日光温室番茄精准化管理，以及提高温室番茄的光合效应和经济效益提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设计

番茄品种：金棚1号。番茄粉果，色泽好，高圆形，表面光滑发亮，大小均匀，最大可达500g，口感好，风味佳。

本试验设空气温度和光照强度2个因素，温度、光照强度设定3个水平，温光交互共9个处理，重复3次。

日光温室常规管理的自然温度（15～20℃）、比自然对照温度高3～4℃和6～7℃；日光温室常规管理的自然光照强度（100～600μmol/(m2·s)）、补光100μmol/(m2·s)和200μmol/(m2·s)。

表1 试验设计及其代码

1.2 试验方法

试验在阿克苏地区农业科技示范园日光温室中进行，分别于2011年12月营养钵基质育苗，待4～5片真叶时定植于直径（33cm）和高（22cm）的塑料花盆中，每盆1株，共种植270株，栽培基质体积之比为土:牛粪:草炭=5:3:2。在60m的日光温室，用PC板分成三间，每个挡板只留出一个小门人能进出，作为三个温度梯度间，保证温度梯度相隔4℃左右，每隔间（即每个温度处理）设3个光照小区，各小区间用2行保护行隔开。

温度处理：T1常规管理的自然温度（15～20℃）；T2人工采用热风炉加温和控制通风相结合，控制温度达到25℃左右；T3人工采用热风炉加温和通风相结合，控制温度达到30℃左右。

光照处理：L1自然光照（100～600μmol/(m2·s)）；L2自然光照+两盏补光灯（补光灯均为农用钠灯，每盏灯能补光40～60μmol/(m2·s)，补光面积约15 m2）；L3自然光照+4盏补光灯。

1.3 测定指标与时期

光合指标的测定用LI-6400型便携式光合仪在不同时期测定光合，从顶部往下第四片功能叶的净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率。

利用DPS、Excel软件对数据进行差异显著性分析和作图表。

2 结果与分析

2.1 不同温光处理对番茄不同时期光合特性的影响

由图1可以看出：随农业钠灯补光强度增加，日光温室内番茄功能叶片的净光合速率（Pn）增加，L3＞L2＞L1；随着热风炉加温不同程度的升高，番茄的净光合速率（Pn）在开花期至膨大期降低，T1（自然温度下）下降尤为明显，Pn在坐果期至成熟期急剧下降然后又急剧上升。并且随着处理时间的延长，在T2、T3处理Pn缓慢下降然后又缓慢上升。说明温度程度加剧虽然限制了番茄的净光合速率，但番茄在营养生长期由于快速进行光合作用将光能转化成果实，所以在果实成熟期利用光能有效速率降低其净光合速率（Pn）升高。

图2、图3蒸腾强度和气孔导度的结果表明，在不同加温或通风和农业钠灯补光条件下，蒸腾速率的高低与气孔开度的大小是密切联系的。蒸腾强度和气孔导度是植物对周围生长环境，比如温光条件的响应。植物叶片蒸腾的水分除叶面蒸散外，大部分以气孔为通道从叶肉组织中散出，即水分蒸腾是以气孔蒸腾（而非叶面蒸腾）为主。其在坐果期蒸腾速率降低，除了气孔导度较小限制了水分蒸腾外，也可能与这种温度条件下细胞内水分活度较为低下的原因有关。本研究的Gs、Ci和Pn的总体变化特征证明了这种结果。

图1 不同温度光照强度对温室番茄净光合速率（Pn）的影响

图3 不同温度光照强度对温室番茄气孔导度（Gs）的影响

2.2 不同温光处理对番茄不同时期胞间CO2浓度（Ci）的影响

由表2可以看出：不同增温或通风温补光处理环境下，番茄胞间CO2浓度在开花期、坐果期、果实膨大期差异呈显著性。随热风炉对处理区加热程度的增加，开花期番茄胞间CO2浓度增大，但是在各相同温度环境下，随农业钠灯补充光照强度的增加，胞间CO2浓度随之下降；在番茄果实膨大期，随增温和补光强度的增加，胞间CO2浓度增加，并且在果实成熟期，番茄果实胞间CO2浓度在各光温处理下差异性都不显著。

表2 不同温度光照强度处理对温室番茄胞间CO2浓度（Ci）的影响

3 讨论

本文是根据目前西北地区日光温室设施简陋，易受自然环境条件（特别是光照和温度）影响现状，探讨了不同温光环境对冬春茬番茄光合作用和果实品质的影响，这对于指导当前日光温室喜温果菜类的温度和光照管理具有重要的理论和实际意义。

光合作用是植物生物量的基础，植物对环境胁迫的响应共同特征是叶片净光合速率降低。环境条件光照不足必然会影响植株光合作用,导致光合速率下降（郭泳1998；马德华1997）,光合产物降低,糖和蛋白质含量降低（孙晓勇1998；Gent1996）。孟焕文等（2005)研究了不同温度胁迫对番茄光合特性的影响，结果表明，随着温度胁迫时间的延长,番茄叶片光合速率和胞间CO2浓度下降。本试验结果表明，在同一光照强度下，随温度增加净光合速率增加；气温26～30℃时番茄植株光合作用最强,超过30℃后番茄叶片净光合速率随温度上升而逐渐下降,说明当温度达到30℃以上时，番茄的光合作用会受到抑制，植株生殖生长速率减慢,番茄叶片的Pn、Gs和Tr下降，这与李梅等（2006）的试验结果一致。叶温在20～26℃有利于提高叶片净光合速率，但在25～35℃番茄叶片净光合速率变化不大，温度超过番茄的最适温度会抑制番茄的光合作用，这与张洁等（2005）的试验结果一致。

侯兴亮等研究了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光合作用,导致净光合速率下降。本试验结果表明，在同一温度下，随光照强度的增加净光合速率增加。本试验在对温室番茄叶片净光合速率的测定中,使用的是LI-6400便携式光合作用仪，其叶室温度不好控制,受温室温度影响,晴天时揭苫一段时间后,温室温度会上升很快,叶室温度往往前面和后面处理的测定很难人为控制一致,找到与不同光强相对应的最适温度范围（罗新兰2007）。在同一温度下，无补光条件气孔开度增大，有利于增加CO2供应，提高胞间CO2浓度。

诸多研究都表明，光照强度与CO2浓度对气孔开闭有密切关系,因而会改变气孔阻力和蒸腾速率的大小。一般规律是随光强的增加气孔开度增大,气孔阻力减小,而气孔阻力随CO2浓度的增加而增加,蒸腾速率随之降低。但由于增加了光合原料(CO2),光合速率仍随CO2浓度的增加而增加（张振贤1997）。光合特性除因蔬菜种类不同,还受诸多环境因素的影响,如温度（徐克章1993）、水分（张振贤1993和2000）不仅影响光合速率的大小,也可以影响其光饱和点和补偿点（张振贤2000）,测试时环境条件的改变,光合与蒸腾特性就会发生相应的变化。

[1]郭泳，李天来，黄广学，等.环境因素对番茄单叶净光合速率的影响[J].沈阳农业大学学报，1998，29（2）:127-131.

[2]孙治强.CO2施肥对日光温室西葫芦光合特性的影响[J].河南农业大学学报，1997（4）：18-22.

[3]徐克章，史跃林，许贵民.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.

[4]许大全，沈允钢.光合作用的限制因素[A].植物生理与分子生物学[M].北京:科学出版社，1998:262-276.

[5]张洁，李天来，徐晶.昼间亚高温对日光温室番茄光合作用及物质积累的影响[J].园艺学报，2005，32（2）:228-233.

赵玉萍（1982年—），硕士研究生，农艺师，现主要从事设施园艺方面的工作。

2014-02-22