不同补光强度对冬季温室茄子生长的影响

由泉，董然，于锡宏，蒋欣梅，吴凤芝，刘佳遥

（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）

黑龙江省冬季的蔬菜产量，常常满足不了当地市场的需求。冬季温室生产中不仅光照强度较弱，而且由于覆盖保温被导致光照时间缩短，这种光照的不足造成了蔬菜生长不良、产量低等现象。北方各地的温室蔬菜生产中普遍利用补光灯进行补光，以弥补在栽培管理中冬季光照显著不足的缺陷。人工补光是冬季改善温室内光照条件（主要是光照强度和光照时数）最有效的办法[1]。采用人工补光，可以改善温室栽培的光照不足情况，促进作物生长[2]。目前，生产上常用的人工补光光源有荧光灯、白炽灯、高压钠灯、高压汞灯等，但这些补光灯均存在光效低、能耗大、热效应高等缺点。虽然也有使用耗能低、寿命长、低发热的LED灯作为补光光源[3]，但LED灯的波长固定，一般只有红光和蓝光的配比（一般红、蓝光比例为 5∶1），缺乏紫外线，植株易出现徒长现象。为此，本试验研究了光质成分多样的新型植物补光灯的不同补光强度对冬季温室茄子的影响，为该类型补光灯的合理使用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

茄子品种为布利塔，由荷兰瑞克斯旺种子有限公司提供。

补光灯为上海合鸣照明电器有限公司生产的HMZ40型植物补光灯（果菜用），该型号补光灯光质成分为蓝光占30%、紫光及长波紫外线占7%、近红外线占3%、绿光占5%、黄光占5%、高效红光占50%，每个补光灯功率为40 W，1 W光效42 lm。

1.2 试验方法

于2013-2014年在东北农业大学江北基地节能日光温室和蔬菜生产设施工程与环境调控实验室进行了2 a重复试验。

茄子于7月29日播种育苗，2片真叶期分苗于8 cm×8 cm营养钵中，9月16日定植于日光节能温室内。定植密度为2 200株/667 m2，每小区48株，随机区组排列，为了防止不同处理的小区之间相互影响，各小区之间间隔3.3 m（即间隔3个高畦）。

采取高畦双行膜下滴灌的方式，整枝方式均为双秆整枝，其他常规管理。

在植株上方1 m处安置补光灯，补光灯根据植株的生长可以上下调整。将植株冠层的补光强度设置为2个水平，即480 lx和600 lx，代码分别为T480和T600，以不补光处理作为对照（CK）。补光从12月开始，每天在覆盖棉被后补光2 h。

在每个小区中随机选取15株进行挂牌标记，在植株生长过程中测定株高、茎粗和叶面积的相对生长量，同时对叶片的叶绿素含量和光合指标进行测定，对果实坐果情况（坐果率、果实膨大速度）进行调查。其中叶绿素含量测定采用乙醇法[4]，光合指标（净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度）利用LI-6400光合仪测定。

差异显著性分析采用Duncan's新复极差法（SSR 法）。

2 结果与分析

2.1 补光强度对茄子植株形态指标的影响

从表1可以看出，补光后显著提高了茄子株高、茎粗和叶面积的相对生长量，随着补光强度的增加，茄子株高、茎粗和叶面积的相对生长量均显著增加。

2.2 补光强度对茄子果实生长的影响

从表2可以看出，补光有利于冬季温室茄子果实的发育，随着补光强度的增加，茄子坐果率以及果实纵径、横径的生长速度均显著增加。

2.3 补光强度对茄子叶片光合特性指标的影响

从表3可以看出，补光显著提高了冬季温室茄子的光合能力，随着补光强度的增加，茄子叶片叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度和气孔导度均显著增加。

表1 补光强度对茄子植株形态指标的影响

表2 补光强度对茄子果实生长的影响

表3 补光强度对茄子叶片光合特性指标的影响

3 小结与讨论

增强光合作用是促进蔬菜植株生长的有效途径。补光能明显促进黄瓜幼苗的生长，随着补光强度的增大，幼苗的生长速度加快[5]；当外源光强增大时，叶片的气孔导度和胞间CO2浓度有较小幅度的增大，有利于光合速率的提高[6，7]。本试验结果也表明，补光促进了茄子果实的发育，这主要是由于补光促进了植株的光合作用，使叶绿体合成有机物的速度加快，植株生长势增强。随着补光强度的增加，气孔导度显著增加，有利于CO2供应，表现在茄子叶片胞间CO2浓度提高，进而使叶片的叶绿素含量和净光合速率增加。

茄子的光补偿点是2 000 lx，光饱和点是40 000 lx，虽然本试验中所用补光灯的补光强度只为600 lx和480 lx，但对茄子生长的促进效果明显，这说明植株的生长发育除了受光照强度的影响外，光质的影响也至关重要。人工补光不仅仅取决于光照强度的大小，还取决于光源生理辐射特征[8]，段奇珍等[9]在黄瓜苗补光试验中发现，红蓝光比例为5∶1的LED光源有利于根冠比的提高，红蓝光比例为3∶1的LED光源有利于叶绿素a/b比值的增大。曲溪等[10]在LED灯在植物补光领域的效用探究中指出，红蓝光强度比值为5∶1～10∶1有利于植株生长。本试验中所用的HMZ40型植物补光灯（果菜用）的光质组成为高效红光占50%、蓝光占30%、紫光及长波紫外线占7%、近红外线占3%、绿光占5%、黄光占5%。其中，红橙光是叶绿素吸收最强的光谱带，在这条波谱带作用下，植物的光合作用、植物开花过程和光周期过程都以最快速度完成。蓝紫光是一个强的叶绿素吸收带和黄色素吸收带，其效率虽只及红橙光的一半，但对植物营养成分合成有强烈的影响，能促进蛋白质和脂肪的合成和含量的增加，对叶片和质体的运动起主要作用。紫光及长波紫外线对植物的生长有刺激作用，可以增加作物产量，促进蛋白质、糖、酸的合成；近红外线、绿光和黄光对植物的作用很小。有关补光强度与光质对冬季茄子生长的贡献率还有待于进一步研究。

总之，冬季温室使用HMZ40型植物补光灯补光，促进了茄子的光合作用，茄子叶片叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度均随着光照强度的增加而显著增加；补光增强了茄子植株的长势，促进了果实的发育，随着光照强度的增加，株高、茎粗、叶面积的相对生长量显著增加，坐果率、果实纵径与横径的生长速度均显著增加。

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