外源补光对温室遮光部位黄瓜生长的影响

刘思宇

摘要：为研究外源补光对温室遮光部位黄瓜生长的影响，以‘绿剑旱黄瓜为试验材料，在冬季对模拟温室墙下的植株分别进行补光，并以未补光植株作为对照，分别测定了在不同光照条件下，植株生长过程中的营养生长情况、相关生理生化指标以及光合作用中相关生化指标的变化情况。结果表明：处理W1较WCK的产量提高了146.96%，处理E1较ECK的产量提高了245.15%，说明通过一定的外源补光，能够有效地提高受到遮挡植株的各方面生理指标，最终达到提高产量的目的。

关键词：黄瓜；温室；遮挡部位；生长；外源补光

Effects of artificial light on shading part of greenhouse cucumber growth

LIU Siyu

（Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences，Harbin 150030，Heilongjiang， China）

Abstract： In order to study the effect of artificial light on cucumber which plant in greenhouse shading part， we used‘Han？ huangguaas material， took supplemental lighting treatment to the plant in shading part. The nutrient growth， changes of re？ lated biochemical indexes and physiological and biochemical indexes of photosynthesis were measured under different light conditions. The results showed that the yield of treatment W1 increased 146.96% contrasted to treatment WCK， the yield of treatment E1 increased 245.15% contrasted to treatment ECK. We could made conclusion that the biochemical indexes of shaded cucumber could be enhanced by artificial light， and the yield of cucumber could be improved.

Key words： Cucumber；Greenhouse；Shading part；Growth；Artificial light

黄瓜（Cucumis sativus L.）是我国各地普遍栽培的一种蔬菜，属于冷敏感和喜光植物。目前日光温室是我国冬春季节用于黄瓜栽培的主要设施，但由于日光温室存在东西两侧墙体，对附近植株造成弱光胁迫，因此阻碍了邻近植株的生长；这一现象在冬春季节尤为明显。弱光不仅影响黄瓜的光合作用，也影响光合产物的运输和分配[1]，同时造成碳同化酶活性的降低[2]，是影响日光温室墙体附近黄瓜光合作用和产量的重要因素，国内外许多学者均对温室光照及温度环境对黄瓜光合作用的影响做过研究[3-6]。本试验根据冬春季节温室黄瓜生产情况以及温室内光照分布特点，分析弱光胁迫对黄瓜生长的影响，分别在温室东西两侧墙体附近补光，并进行相关生理指标的测定，以期进一步探索冬春季节黄瓜生产栽培以及补光技术，为黄瓜冬春季节生产提供可靠的理论依据。

1材料与方法

1.1供试材料

试验用‘绿剑旱黄瓜由黑龙江省农业科学院园艺分院旱黄瓜研究室提供。

1.2试验设备

补光设备为“便携式伞形补光设备”，设备由以下几部分构成：①伞形补光灯罩；②LED 80 W植物生长灯；③补光灯支架；④银色反光膜。

1.3试验方法

于2013年12月30日播种于温室中，共分为4组，每组3次重复共24株，完全随机排列，每组建造一个遮光布构成的遮光墙模拟墙体，建造地点位于温室的中间位置，目的是消除温度对补光试验的影响。在模拟墙体两侧分别种植旱黄瓜材料，并于出苗后在其中一组模拟墙体两侧进行补光，另外一组墙体两侧不补光，以作为对照。并设3次重复（具体分组情况见表1）。在植株生长至3片真叶

后，当植株受到温室墙体遮挡而使得周围光照低于黄瓜的光补偿点51.0μmol·m-2·s-1时[7]，用补光灯补光，发光强度为48 Lumen。当植株不受墙体遮挡时利用凸面反光膜补光，可提高光照强度30%。通过1个月的补光后开始进行各项生理指标的测定：茎粗度利用游标卡尺测定，测定位置是自黄瓜顶端生长点起第4～5片叶之间的茎粗度；植株高度测定指从地面到植株最顶端的垂直高度；相对叶绿素含量利用SPAD-502型手提式叶绿素含量仪进行测定；细胞间隙CO2体积分数利用手持式光合作用测量系统CI-340测定植株干质量利用烘干法测定。以上测定在每个处理中随机选取10株长势均匀的植株进行，黄瓜产量为每个处理24株黄瓜的总质量。

2结果与分析

2.1外源补光对温室遮光部位黄瓜生长的影响

通过1个月的测量可明显看出，经过补光处理后的植株各方面长势均优于未经补光的植株（图1、图2），处理W1和WCK植株平均高度分别为219 cm和176.33 cm，补光后提高24.20%；平均茎粗度分别为5.29 mm和4.53 mm，补光后提高了16.78%；处理E1和ECK植株平均高度分别为240.83 cm和167.33 cm，补光后提高43.43%；平均茎粗度分别为4.9 mm和3.51 mm，补光后提高了39.6%；且整个生长过程中，经过补光的各组处理的植株高度和茎粗度均优于未补光的处理，且较为接近甚至高于未受到遮挡的植株。

2.2外源补光对温室遮光部位黄瓜光合作用的影响

如表2所示，处理W1与WCK平均干鲜比分别为0.57和0.38，经过补光后西侧墙体下植株干鲜比提高了40.00%；处理E1和ECK平均干鲜比分别为0.59和0.42，补光后提高40.48%；如图3所示，处理W1和WCK，平均叶绿素相对含量分别为45.52和48.20，补光后降低了5.9%；处理E1和ECK植株平均叶绿素相对含量分别为42.78和39.35，补光后提高了8.72%；如图4所示，处理W1和WCK植株平均细胞间隙CO2体积分数经过补光处理后有所提高，证明光合速率亦有所提高。东侧模拟墙体下植株细胞间隙CO2体积分数经过补光处理后提高不显著。

2.3外源补光对温室遮光部位黄瓜产量的影响

如表3所示，W1比WCK的产量提高了146.96%且差异显著，E1比ECK的产量提高了245.15%且差异显著。

3讨论与结论

1）研究表明，不同光质LED侧面补光有效提高了温室黄瓜叶片的光合速率[8]。在冬季光照强度较低且受到温室墙体遮挡而减少了光照时间的情况下，墙体附近植株受到弱光胁迫，其生长速度和生长量会随之降低。然而通过一定的外源补光能够适当地改善受弱光胁迫黄瓜的光照环境，提高生长速率。

2）黄瓜经过弱光处理后，会出现叶绿体发育不良、排列紊乱，基粒发育不正常，从而导致黄瓜叶片光合速率降低[9]。而在不同的细胞间隙CO2体积分数下，黄瓜叶片RUBP羧化酶活性随着CO2体积分数的增加而提高，RUBP加氧酶活性降低；当CO2体积分数超过500μL·L-1后RUBP羧化酶活性变缓，叶片下表皮气孔关闭数量随CO2体积分数的增加而增多，气孔开度变小，气孔阻力加大，光合速率亦显著提高。而本试验中，通过一定的外源补光在一定程度上提高了植株相对叶绿素的含量，提高了细胞间隙CO2体积分数，因此也提高了光合速率。

3）世界上最早将LED用于植物栽培的是日本三菱公司，此后在波兰和美国等国家均相继应用到植物栽培中，同时LED光源也被寄希望成为太空植物栽培的光源[9]，本试验利用LED人造光源并结合反光伞形补光灯罩，对温室内受到弱光胁迫的黄瓜植株进行外源补光，使该范围内周围光照强度超过该作物的光补偿点，以提高最终产量。

参考文献

[1]方晶.光强对温室黄瓜植株形态和光合特性的影响[J].安徽农业科学，39（9）：5047-5048.

[2]毕焕改，王美玲，姜振升，等.亚适温弱光对黄瓜幼苗光合酶活性和基因表达的影响[J].应用生态学，2011，22（11）：2894-2900.

[3]马国成.日光温室不同季节光温环境对黄瓜生理及生育的影响[D].北京：北京农业大学，1994.

[4]别之龙.弱光对辣椒落花合光合作用的影响[J].核农学报，1998，12（5）： 314-316.

[5]MARCELIS L F M. The dynamics of growth and dry matter distribution in cucumber[J]. Annals of Botany，1992，19： 487-492.

[6]马国成，张福墁.日光温室不同光温环境对黄瓜光合产物运输及分配的影响[J].北京农业大学学报，1995，21（1）： 34-38.

[7]张振贤，周绪元，陈利平.主要蔬菜作物光合与蒸腾特性研究[J].园艺学报，1997，24（2）：155-160.

[8]谢景，刘厚诚，宋世威，等.侧面补光对温室黄瓜（Cucumis sati？ vus L. cv. Shenchun）果实生长和品质的影响[J].沈阳农业大学学报，2013，44（5）：616-621.

[9]Barta D J，Tibbitts T W，Bular J，et al. Evaluation of light？ ing-emitting diodes characteristics for a space-based plant ir？ radiation source[J].Advances Space Res，1992，12：141-149.