摘 要 黃瓜是我國設(shè)施栽培的主要作物之一。我國南方地區(qū)冬春季受持續(xù)陰雨寡照天氣的影響，保護設(shè)施內(nèi)弱光問題嚴重，對設(shè)施作物生育、產(chǎn)量和品質(zhì)造成嚴重的不良影響。本試驗通過搭建遮陽網(wǎng)設(shè)施，模擬冬春季長江中下游地區(qū)溫室內(nèi)的弱光、寡照，形成光照強度約50 μmol·m-2·s-1的弱光環(huán)境，采用LED燈補光，設(shè)置125、200、275、350 μmol·m-2·s-1四個光強度在黃瓜結(jié)果期進行補光處理，研究補光強度對設(shè)施寡照下黃瓜植株生長、光合、果實產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，補光對設(shè)施寡照下植株生長有促進作用，莖粗、植株干重、根系活力等有顯著提高;補光能顯著增加黃瓜產(chǎn)量、改善品質(zhì)，補光后黃瓜的可溶性糖、可溶性固形物、可溶性蛋白含量均有提高，有機酸含量有所降低，且補光越強果實品質(zhì)越佳。與CK相比，350 μmol·m-2·s-1補光處理產(chǎn)量提高165.27%，效益較好，果實品質(zhì)有顯著改善，為本試驗條件下最適的補光強度。

　　關(guān)鍵詞 黃瓜;設(shè)施栽培;弱光;補光強度;產(chǎn)量;品質(zhì)

　　光是植物唯一的能量來源，對植物的生長發(fā)育影響巨大，必須給予合適的光照，才能保證植株的正常生長發(fā)育。溫室由于結(jié)構(gòu)、覆蓋材料等因素的影響，光照強度僅為露地的50%～70%[1]。我國南方地區(qū)冬春季節(jié)持續(xù)陰雨寡照天氣會造成溫室內(nèi)作物光照時間縮短、光照強度進一步降低。寡照弱光對作物生育、產(chǎn)量和品質(zhì)會產(chǎn)生嚴重的不利影響，已成為制約南方地區(qū)設(shè)施園藝發(fā)展的重要因素。

　　人工補光是解決冬春季設(shè)施栽培作物寡照問題的重要措施。人工補光的光源按照發(fā)光形式分為熱輻射光源、氣體放電光源和電致發(fā)光光源3類[2]。電致發(fā)光光源指發(fā)光二極管，即LED燈。相比其他光源，LED燈具有精確控制光譜組成、產(chǎn)熱少、長時間保持光穩(wěn)定性等優(yōu)勢，其補光技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用愈加廣泛[3-4]。眾多研究表明，LED補光可促進作物生長發(fā)育，提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)。吳根良等用不同LED光源照射辣椒發(fā)現(xiàn)，不同LED光源均能顯著促進辣椒果實中可溶性蛋白含量的增加，適當?shù)腖ED光源和補光時間可提高設(shè)施栽培辣椒果實的商品性和產(chǎn)量[5]。郝東川等應(yīng)用LED燈對設(shè)施栽培瓜果類蔬菜全生育期進行補光處理發(fā)現(xiàn)，LED燈補光可明顯提高瓜類蔬菜的主蔓雌花數(shù)，對提高蔬菜作物的著果率也有促進作用[6]。劉曉英等研究發(fā)現(xiàn)，菠菜應(yīng)用LED補光可顯著促進菠菜生長[7]。

　　黃瓜是我國設(shè)施栽培的主要作物之一。在冬春季日光溫室黃瓜生產(chǎn)中，光照是影響日光溫室黃瓜生長發(fā)育的首要環(huán)境因子[8]。有研究表明，寡照會造成黃瓜葉片光合速率降低[9]、光合產(chǎn)物運輸減緩，引起著果率降低、畸形瓜增多、產(chǎn)量和品質(zhì)下降[8，10-14]等問題。LED補光技術(shù)的出現(xiàn)為解決冬春季黃瓜生產(chǎn)寡照問題提供了可靠途徑。目前，LED補光技術(shù)在黃瓜上的研究多集中在幼苗階段，在結(jié)果期進行補光的研究還鮮有報道。相較于幼苗期，結(jié)果期光照對果實產(chǎn)量及品質(zhì)的影響更大，結(jié)果期補光具有更高的經(jīng)濟效益。在補光強度方面，普遍認為在植物光飽和點之內(nèi)，補光后的總光強越大對植物生長發(fā)育越有利，但補光強度的增高也會使種植成本升高。因此，確定寡照環(huán)境下適宜的補光強度進行補光處理，使收益最大化，是補光技術(shù)應(yīng)用于實際生產(chǎn)過程中亟待解決的問題。本試驗通過在植株上方搭建遮陽網(wǎng)，模擬冬春季長江中下游地區(qū)溫室內(nèi)的寡照環(huán)境，在黃瓜結(jié)果期采用LED燈管進行人工補光(光質(zhì)為白光)，研究補光強度對設(shè)施黃瓜植株生長、光合、產(chǎn)量和果實品質(zhì)的影響，以期為設(shè)施寡照下蔬菜優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗材料

　　試驗于2020年9—11月在南京農(nóng)業(yè)大學白馬基地連棟溫室中進行。供試黃瓜品種為‘戴多星’，育苗基質(zhì)、栽培基質(zhì)均由江蘇興農(nóng)基質(zhì)科技有限公司提供，LED補光燈管由南京植生譜光電科技有限公司生產(chǎn)。

　　1.2 試驗處理

　　采用桶式基質(zhì)無土栽培黃瓜，當黃瓜幼苗長到兩葉一心時定植于栽培桶中，每桶定植2株。肥水正常管理，控制溫室環(huán)境條件，保障黃瓜正常生長。當黃瓜開花后，在植株上方搭建遮陽網(wǎng)，形成光照強度約50 μmol·m-2·s-1的弱光環(huán)境。進入結(jié)果期后(遮光后4 d)，在弱光環(huán)境條件下，采用LED燈管進行人工補光，光質(zhì)為白光，補光時間為30 d。以不補光為空白對照(CK)，設(shè)置T1(125 μmol·m-2·s-1)、T2(200 μmol·m-2·s-1)、T3(275 μmol·m-2·s-1)、T4(350 μmol·m-2·s-1)四個光強度補光處理，每日9時開始，補光4 h。每個處理栽培13桶，不同處理間懸掛銀黑色遮光布隔開，以保證各處理間互不干擾。燈管設(shè)于植株生長點正上方15 cm處，根據(jù)實際補光情況和植株生長情況進行補光高度調(diào)整。試驗期間，溫室內(nèi)晝夜氣溫白天(26.7±5.4) ℃、夜間(14.5±4.5) ℃，空氣相對濕度白天(69.4±14.5)%、夜間(98.6±1.3)%。補光15 d后測定黃瓜植株生長指標和生理參數(shù)，于補光后6、10、16和22 d測定收獲的果實品質(zhì)。

　　1.3 測定方法

　　1.3.1 生長指標

　　使用游標卡尺測量垂直于黃瓜子葉方向、子葉節(jié)下1 cm處的粗度，代表莖粗。不同處理各選取3株洗凈根系，去掉根尖和上部老根，剪成2 cm長的碎段，稱取0.4～0.5 g，采用氯化三苯基四氯唑(TTC)比色法測定根系活力[15]。各處理另選長勢一致的植株，洗凈根系，擦干，殺青后放于75 ℃烘箱中烘干至恒重，測定整株干重。

　　1.3.2 光合生理指標

　　選取各處理完全展開且葉位相同的功能葉片，采用便攜式光合測定系統(tǒng)(Li-6400，美國)于晴天上午進行凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)和蒸騰速率(Tr)等光合參數(shù)的測定。測定時葉室溫度控制在(30±1) ℃，光強控制在1 000 μmol·m-2·s-1，CO2濃度為(415±10) μmol·mol-1，相對濕度為60%～70%。

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