欢迎来到园艺星球(共享文库)! | 帮助中心 分享价值,成长自我!
园艺星球(共享文库)
换一换
首页 园艺星球(共享文库) > 资源分类 > PDF文档下载
 

基于叶位和时段光合特性的番茄补光技术研究_郭锐.pdf

  • 资源ID:5290       资源大小:407.52KB        全文页数:5页
  • 资源格式: PDF        下载权限:游客/注册会员/VIP会员    下载费用:0金币 【人民币0元】
快捷注册下载 游客一键下载
会员登录下载
微信登录
下载资源需要0金币 【人民币0元】
邮箱/手机:
温馨提示:
系统会自动生成账号(用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号),方便下次登录下载和查询订单;
验证码:   换一换

加入VIP,免费下载
 
友情提示
2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,既可以正常下载了。
3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
4、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰   

基于叶位和时段光合特性的番茄补光技术研究_郭锐.pdf

北方园艺2018(24)70-74 Northern Horticulture设施园艺 第一作者简介 郭锐 (1977-),男 ,天津人 ,硕士 ,助理研究员 ,现主要从事设施蔬菜栽培技术等研究工作 。E-mail1162925092@qq.com.责任作者 杨小玲 (1968-),女 ,福建三明人 ,博士 ,研究员 ,现主要从事设施蔬菜栽培技术等研究工作 。E-mail1162925092@qq.com.基金项目 天津市蔬菜产业体系创新团队专项资助项目(ITTVRS2017019);天津市科技计划资助项目(17YFYZCG00020);天津市农业科学院院长基金资助项目 (16011)。收稿日期 2018-06-30doi10.11937/bfyy.20181481基于叶位和时段光合特性的番茄补光技术研究郭锐 ,华 明 艳 ,仝 雅 娜 ,杨 小 玲(天津市农业科学院 ,天津300192)摘要 以越冬设施番茄为试材 ,采用叶片全波段光吸收分析和光合生理分析方法 ,研究番茄补光所需的光质 、合理补光部位与合理时段 ,以期提高番茄工人补光效率 。结果表明 补光不会改变番茄光吸收特性和吸收值大小 ,在红光区的光吸收峰值所对应的波长为666~664nm,蓝光区的光吸收峰值所对应的波长为434~432nm。不同部位叶片的2个光吸收峰值达到了显著差别 ,其中 ,上部叶片在664nm光吸收值分别是中 、下部叶片的1.51倍和3.23倍 ,在432nm光吸收值分别是中 、下部叶片的1.96倍和4.35倍 。17002000番茄光合作用的光补偿点和暗呼吸率较低 ,分别为06000900的光补偿点和暗呼吸率的33.7%和45.3%。因此 ,建议番茄人工补光使用666~664nm红光和434~432nm蓝光的红蓝补光灯 ,补光部位以上 、中部叶片为主 ,补光时段为17002000。关键词 番茄 ;光吸收 ;光补偿点 ;暗呼吸率 ;补光中图分类号 S 641.201 文献标识码 A 文章编号 1001-0009(2018)24-0070-05设施越冬种植果类蔬菜可获得较好的效益 ,但我国冬季光照强度一般在3万lx以内 ,温室由于结构 、覆盖材料等因素的影响 ,光照强度仅为露地的50%~70%,有些甚至低于50%[1],这与果类蔬菜生长发育所需的光饱和点 (番茄7万lx,黄瓜5.5万lx)相差甚远 ,因此 ,光是设施越冬生产的主要限制因子之一 。近年来 ,连阴 (霾 )气候频发且时长延长的气象灾害给越冬果类蔬菜生产增加了更大的种植风险 ,设施栽培领域的补光技术引起了全球的重视 ,我国设施蔬菜种植户对人工补光的需求也呈上升趋势 。关于补光对蔬菜种苗质量 ,植株生长发育 、果实成熟期 、产量和品质和提高作物抗逆性等方面的影响已有研究报道[2-5]。随着LED补光灯的发展 ,国内外十分重视补光灯的红蓝光比例[6],而往往忽略光吸收峰值所对应的波长 。同时 ,合理补光时段和不同补光灯合理放置位置等的应用技术鲜见报道 ,用户在生产中应用模式多种多样 ,导致补光效率相差很大 。现通过研究番茄光吸收特性和不同时段的光合生理特性 ,探讨番茄补光所需的合理光质 、合理补光部位及合理时段 ,以期为生产提供指导 。1 材料与方法1.1 试验材料供试品种为荷兰凯德系列 “6810”硬粉番茄 ,购于北京鑫福农业科技发展有限公司 。1.2 试验方法试验在天津市武清区现代农业创新基地日光温室进行 ,前茬作物为黄瓜 。整地前每667m2施袋装商品有机肥2.5t。2017年10月18日定植 ,行 、株距90cm45cm,留果5~6穗 ,2018年3月23日始收 ,4月上旬拉秧 。田间设置处理1(安装6盏135WLED红蓝补光灯 )、处理2(不补光 ,对照 )2个处理 ,每处理重复2次 ,每个处理小区面积6.8m3.6m,2个处理之间用相同的小区面积作为自然隔离 。11月1日开始补光 (植株第3穗花蕾刚露头 )。1.3 项目测定番茄光吸收特性与补光对光吸收的影响 番茄定植25d后 (第一果穗开花 ),随机采集番茄叶片 ,将叶片错开叶脉剪成1cm1cm小片 ,称量1g放入试管中 ,加入95%酒精15mL,放置黑暗中浸泡24h[7-8]。吸取浸出液1mL,加入3mL 95%酒精稀释 ,置于普析TU-1900双光束紫外可见分光光度计 ,用362~700nm的波长扫描液体的光吸收值 。不同部位叶片光吸收特性 定植50d后分别采集番茄上部 (最上面的完全展开叶 ,为第三穗花上面的第一叶或下部的第一叶 )、中部 (第一果穗上部的第二叶 )和下部叶片 (第一果穗下部的第二叶 ),用95%酒精浸提叶绿素 ,分析362~700nm的波长光吸收值 。不同时段番茄光合特性 3月810日 ,在温室盖住保温被的情况下于06000900以及16302030,用LI-6400便携式光合作用测量系统活 体 测 定 番 茄 中 上 部 叶 片 分 别 在2 000、1 500、1 200、1 000、750、500、250、200、150、100、80、60、20、0μmolm-2s-1光量子密度下的光合速率 ,通过photosyn光合计算程序计算不同时段的光饱和点 、最大光合速率 、光补偿点 、暗呼吸率 。1.4 数据分析运用Photosyn软件计算光合参数 ,采用Excel2010和SPSS 17.0软件进行数据作图和统计分析 。2 结果与分析2.1 番茄叶片光吸收特性与补光对光吸收特性的影响绿色植株的光合作用是以红 、蓝光为主要能源 ,将CO2和H2O转化为有机物 。不同植物在红 、蓝光区的光吸收峰值所对应的波长不同 ,从图1可以看出 ,番茄红光区吸收峰值的波长范围为662~666nm,其中666nm的 光 吸 收 值 是664nm的98.96%,662nm的 光 吸 收 值 是664nm的96.32%;蓝光区吸光峰值的波长范围为430~436nm,其中 ,436nm与434nm的光吸收值近似度为99.28%,2个波段的光吸收值的平均值为432nm的98.98%,430nm的光吸收值为432nm光吸收值的97.45%。因此 ,为提高补光灯的光效率 ,使LED补光灯发出的光质吻合植物的光吸收特性 ,可将番茄LED补光灯的红光区光谱峰值设定为666~664nm,蓝光区光谱峰值设定为434~432nm。图 1番茄的光吸收特性与补光对光吸收的影响Fig.1 Light absorption characteristic and effect ofsupplemental light on light absorption in tomato从图1还可以看出 ,补光与对照2个处理的番茄叶片光吸收图谱高度一致 ,不仅吸收峰值的波长相同 ,而且峰值大小也相同 ,因此 ,补光没有改变番茄的光吸收特性和光吸收值大小 。2.2 不同部位的叶片光吸收值在光饱和点内 ,植物所吸收的大部分光能用于光化学反应 ,少部分光能通过非光化合过程耗散 。一般植物吸收的光能越多 ,用于光合作用的光能越高 。从图2可以看出 ,不同部位的番茄叶片光吸收图谱相似 ,但光吸收值的大小不同 。表1表明 ,不同部位的2个光吸收峰值达到了显著差别 ,其中 ,上部叶片对波长664nm的光吸收值分别是中 、下部叶片的1.51倍和3.23倍 ,对波长432nm的光吸收值分别是中 、下部叶片的1.96倍 和4.35倍 。不 同 部 位 叶 片 对 绿 光 (500~600nm)的吸收差异较小 。因此 ,在补光位置上 ,推荐对番茄的上 、中部的叶片进行补光 。17 第 24期北方园艺图 2番茄不同部位叶片的光吸收特性Fig.2 Light absorption characteristic indifferent position leaves in tomato表 1不同部位番茄叶片的光吸收峰值Table 1 Light absorption peak value in differentposition leaves in tomato叶片部位Position of leaf波长 Wavelength/nm664 432上部 Upper 2.8120.193a 5.5380.259a中部 Middle1.8670.0787b 2.8280.091b下部 Lower0.8710.584c 1.2730.841c注 不同小写字母表示 5%的显著差异 。NoteThe different lowercase letters indicate a significant difference of 5%.2.3 不同时段番茄的光合生理特性从表2可知 ,早上随着时间推移 ,相同光照强度下光合速率增加较快 ,06000700要获得正光合速率的光照强度为250μmolm-2s-1,08000900获得正光合速率的光照强度降为150μmolm-2s-1。晚上随着时间推移 ,相同光照强度下光合速率下降但降幅较小 ,17002000获得正光合速率所需的光照强度为60μmolm-2s-1,远 低 于 早 上 所 需 的 光 照强度 。表3表明 ,番茄晚上的光饱和点 、最大光合速度 、光补偿点和暗呼吸率均低于早上 ,但前二者与早上相比 ,差异不显著 ,而后二者达到了极显著水平 ,晚上的光偿点和暗呼吸率分别为早上的33.7%和45.3%,表明了番茄晚上消耗的呼吸产物较少 ,从而进一步证明了傍晚产生正光合产物所需的光强更低 。因此 ,越冬番茄生产中采用延时补光 ,建议补光时间放在傍晚盖上保温被后17002000进行 。表 2番茄在不同时段不同光照强度下的光合速率Table 2 Photosynthetic rate in different light intensity and during different times in tomatoCO2μmolm-2s-1光量子密度 Oplical quantum denstiy/(μmolm-2s-1)时刻 Time06000700 07000800 08000900 17001800 18001900 190020002 000 7.87 17.47 20.063 14.29 14.31 12.621 500 8.21 17.28 19.34 14.11 14.20 12.361 200 7.83 16.71 19.06 14.02 13.84 12.031 000 7.26 15.64 17.86 13.91 13.75 12.03750 6.59 13.91 16.51 13.41 13.20 11.57500 5.09 10.41 13.05 12.54 11.74 10.46250 0.82 3.11 5.88 8.50 7.43 7.25200 -0.51 1.88 4.21 7.16 6.19 5.99150 -2.17 -0.26 2.35 5.43 4.50 4.93100 -4.68 -2.54 -0.29 3.70 2.70 3.1180 -5.37 -3.21 -1.05 3.03 2.18 2.5960 -6.96 -4.36 -2.52 2.14 1.27 1.8720 -10.27 -7.53 -5.74 -0.86 -1.70 -0.260 -11.44 -8.61 -6.86 -2.43 -2.52 -1.71表 3不同时段番茄光合生理特性Table 3 Photosynthetic phsiological characteristics during different times时刻Time光饱和点Light saturation point/(μmolm-2s-1)最大光合速率Maximum photosynthetic rate/(CO2μmolm-2s-1)光补偿点Light compensation point/(μmolm-2s-1)暗呼吸率Dark respiration rate/(μmolm-2s-1)06000900 1 906.7300.55 18.872.40 161.5212.99a 8.280.74b16302030 1 606.9249.57 15.860.92 54.4319.22b 3.751.20a注 不同小写字母表示达到 0.01水平的显著差异 。NoteThe different lowercase letters indicate a significant difference of 1%.27北方园艺12月 (下 )3 结论与讨论研究表明 ,植物叶绿素a、b对红光区 (640~660nm)和蓝光区 (430~450nm)有2个最强吸收峰[9-10],而且这2个吸收峰所对应的红光和蓝光已被证明对多种作物的生长发育有效[11-12],这也是近十几年来 ,国内外常用红 、蓝LED补光灯作为种植补光的原因之一[13-14]。然而资料所表明的2个最强光吸收峰值所对应的波长域值较宽泛 (达20nm)。相对某一作物而言 ,光吸收峰值的波长域值较窄 ,该研究测定的番茄吸收峰波长域值仅有4~6nm。同时 ,不同作物光吸收峰值所对应的波长不同 。据不完全统计 ,目前用于农业生产的红 、蓝LED补光灯光谱峰值所对应的波长多数分别为635~648nm与440~455nm,与该研究结果番茄光吸收2个峰值所对应的主波长精准值红光666~664nm和蓝光434~432nm有一定的差距 。因此 ,建议分别研究不同作物光吸收峰所对应的波长 ,通过定制精准LED补光灯进行补光 ,以提高人工补光效率 。果类蔬菜属于蔓生植物 ,上部叶片对中下部叶片具有遮阴 、截留光线的作用 ,补光灯安装的位置是当前人工补光在实际应用时有争议的问题 。目前常用的补光灯安装位置有3种 ,即顶部 、行间冠层和底部 。传统光源一般安装在作物的正上方进行顶部补光[1]。一些研究表明 ,LED株间补光可以提高叶片质量 、光合作用和果实品质[15]。针对蔓生作物 ,在相同数量补光灯的情况下 ,一部分通过顶部补光 ,另一部分采用行间冠层补光比完全顶部补光所获得的产量高 、品质更好[16-17]。该研究表明 ,番茄顶部叶片的光吸收能力最强 ,其次为中部叶片 。由于顶部叶片多为不完全叶 ,需要较多的光合产物用于自身生长 ,因此 ,笔者认为 ,顶部与中部叶位相结合的补光更有利于植株的生长发育 。比较不同灯源的特点 ,由于传统光源产热较多 ,通过顶部补光既可减少补光灯对植株的热伤害 ,也可使植株吸收的光量达到最大 ;LED补光灯光量子密度较低 ,其散发的热量较少 ,与植物近距离接触不会对植株产生热伤害 ,适合中部叶片的行间补光 。因此 ,生产上可将传统补光灯安装于顶部 ,配合红蓝光LED灯行间给中部叶位补光可获得较好的效果 。京津及以北地区温室果菜生产中常常在08300900打开保温被 ,1630前后放下保温被 ,一天中的光照时间不超过8h。阴天则不仅光照强度低 ,而且保温被遮盖时间更长 。因此 ,补光包括晴天延时补光及阴天全天补光 。然而在延时补光方面 ,延时补光的适宜时段存在争议 。程瑞锋等[18]认为早上提前补光的叶片光合启动时间比晚上长 ,但最终稳定时的净光合速率比晚上大 。刘文科[19]报道红蓝光LED灯晚上补光处理所获得的番茄产量大于早上补光所获得的产量 ,但二者之间没有达到显著差别 。李梅等[20]认为上半夜温度为14℃,黎明前温度为16℃条件下最有利于番茄苗期叶片进行光合作用 ;而结果期则是上半夜16℃,黎明前温度14℃最有利于番茄叶片的光合作用 。该试验通过研究早上和晚上番茄叶片的光合生理 ,认为17002000的补光光合效率大于06000900的补光光合效率 。同时 ,深冬季节北方地区许多温室早上的温度低于10℃,光合作用的羧化酶活性低 ,不利于形成光合产物 ,因此建议延时补光的时段为17002000。参考文献[1]谢景 ,刘厚诚 ,宋世威 ,等 .光源及光质调控在温室蔬菜生产中的应用研究进展 [J].中国蔬菜 ,2012(2)1-7.[2]张彩虹 ,于秀针 ,马彩雯 ,等 .升降式系统补光对弱光条件下日光温室番茄生产及产量品质的影响 [J].中国农机化学报 ,2017,38(7)54-58.[3]KIM E Y,PARK S A,PARK B J,et al.Growth and antioxi-dant phenolic compounds in cherry tomato seedlings grown undermonochromatic light-emitting diodes[J].Horticulture,Environ-ment,and Biotechnology,2014,55(6)506-513.[4]XU H L,XU Q C,Li F L,et a1.Applications of xerophyto-physiology in plant production-LED blue light as a stimulus im-proved the tomato crop[J].Scientia Hortieuhurae,2012,148190-196.[5]李军 ,刘凤军 ,徐君 .不同发光二极管 (LED)光源补光对大棚秋番茄植株生长及果实产量和品质的影响 [J].江苏农业学报 ,2011,27(6)1339-1343.[6]王丽伟 ,李岩 ,辛国凤 ,等 .不同比例红蓝光对番茄幼苗生长和光合作用的影响 [J].应用生态学报 ,2017,28(5)1959-1602.[7]徐新娟 ,李勇超 ,张尚攀 ,等 .两种叶绿素提取方法的比较[J].湖北农业科学,2013,53(21)5303-5304.[8]张辉 ,张凤良 ,李小琴 ,等 .琴叶风吹楠叶绿素提取方法比较[J].热带农业科技,2017,40(3)24-29.37 第 24期北方园艺[9]刘彤 ,刘雯 ,马建设 .可调红蓝光子比例的 LED植物光源配光设计方法 [J].农业工程学报 ,2014,30(1)154-159.[10]王伟伟 ,马俊贵.设施温室补光灯的应用[J].农业工程,2014,4(6)47-50.[11]张珂嘉 ,邹志荣 ,杨俊伟 ,等.不同比例红蓝光对奶油生菜生长 、光合特性及品质的影响 [J].蔬菜 ,2018(2)7-12.[12]刘文科 ,杨其长 ,魏灵玲.LED光源及其设施园艺应用[M].北京 中国农业科学技术出版社 ,2012.[13]JOHKAN M,SHOJI K,GOTO F,et al.Blue light-emittingdiode light irradiation of seedlings improves seedling quality andgrowth after transplanting in red leaf lettuce[J].Hort Science,2010,451809-1814.[14]KIM H H,GOINS G D,WHEELER R M,et al.Green-lightsupplementation for enhanced lettuce growth under red and bluelight-emitting diodes[J].Hort Science,2004,39(7)16.[15]丁小涛 ,姜玉萍 ,王虹 ,等.LED株间补光对番茄生长和果实品质的影响 [J].上海农业学报 ,2016,32(6)48-51.[16]GUNNLAUGSSON B,ADALSTEINSSON S.Interlightand plant density in year-round production of tomato at northernLatitudes[C].International Symposium on Artificial Lighting inHorticulture,200671-76.[17]HENUVELINK E,BAKKER M J,HOGENDONK L,et al.Horticultural lighting in the NetherlandsNew developments[J].Acta Hort,2006,71125-33.[18]程瑞锋 ,邹志荣 ,王军.外源补光状态下温室黄瓜光合作用的研究 [J].陕西农业科学 ,2004(3)17-18.[19]刘文科.LED补光对日光温室生长和产量的影响[J].农业工程技术 ,2016(4)40-41.[20]李梅 ,须晖 ,李天来 ,等.不同夜温对番茄叶片呼吸及光合启动时间的影响 [J].石河子大学学报 (自然科学版 ),2006,24(2)201-204.Study on the Supplemental Lighting in Tomato Based on Characteristics ofPhotosynthetic Physiological in Different Position of Leaves and TimeGUO Rui,HUA Mingyan,TONG Yana,YANG Xiaoling(Tianjin Academy of Agricultural Sciences,Tianjin 300192)AbstractTomato cultivated over-winter in greenhouse was used as tested material,and characteristicsof light absorption in different position and photosynthetic physiological in different time were adoptedto studylight quality,suitable position and suitable time for supplemental lightingto enhanceutilization of lighting.The results showed that peak wavelength of light absorption were in 666-664nm of red light district and in 434-432nm of the blue light district.The maximum lightabsorption was appeared in the upper leaves,which was 1.51times and 3.23times in 664nmwavelength,and 1.96times and 4.35times in 432nm wavelength that of the middle and the lowerleaves respectively.The light compensation point and dark respiration rate duringthe 17002000inthe night were significantlylower than that duringthe 06000900in the morning.So supplementallighting(666-664nm red light and 434-432nm blue light)to upper and middle leaves and duringthe17002000was recommended.Keywordstomato;light absorption;the light compensation point;dark respiration rate;supplementallighting 47北方园艺12月 (下 )

注意事项

本文(基于叶位和时段光合特性的番茄补光技术研究_郭锐.pdf)为本站会员(magazine@RS)主动上传,园艺星球(共享文库)仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知园艺星球(共享文库)(发送邮件至admin@cngreenhouse.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载不扣分。




固源瑞禾
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

copyright@ 2018-2020 华科资源|Richland Sources版权所有
经营许可证编号:京ICP备09050149号-1

     京公网安备 11010502048994号


 

 

 

收起
展开