中國農業(yè)大學學報 2024 29 4 164 172 Journal of China Agricultural University http 光周期對黃瓜幼苗形態(tài) 光合特性及碳水化合物含量的影響 李 雪 1 趙士文 1 包星星 1 武永軍 2 楊振超 1 1 西北農林科技大學 園藝學院 陜西 楊凌 712100 2 西北農林科技大學 生命科學學院 陜西 楊凌 712100 摘 要 為探究光周期對黃瓜幼苗形態(tài) 光合特性及碳水化合物含量的影響 在光強為250 mol m 2 s 的白光 下 設置光周期為8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h和20 h 4 h共4個處理 比較各處理對黃瓜幼苗的影響 結果表明 不同光周期處理后的黃瓜幼苗形態(tài)差異較大 其株高 莖粗 鮮重 干重與葉面積均發(fā)生顯著性差異 12 h 12 h處理 下株高 莖粗和總葉面積均顯著優(yōu)于其余處理 隨著光周期的增加 葉片各組織厚度增加 Rubisco酶活性呈現下降 趨勢 8 h 16 h處理較16 h 8 h與20 h 4 h處理顯著增加66 23 和82 86 黃瓜幼苗總氮含量隨著光周期的增加 呈現顯著下降趨勢 12 h 12 h處理下總碳含量顯著高于8 h 16 h和20 h 4 h 12 h 12 h和16 h 8 h處理的淀粉含量 顯著高于其余處理 綜上 12 h 12 h處理為黃瓜幼苗生長的最適宜光照周期 該研究結果可為植物工廠化育苗及 設施內補光提供依據和參考 關鍵詞 黃瓜 光周期 光合 碳水化合物含量 中圖分類號 S642 2 文章編號 1007 4333 2024 04 0164 09 文獻標志碼 A Effects of photoperiods on morphology photosynthetic characters and carbohydrate of cucumber seedlings LI Xue 1 ZHAO Shiwen 1 BAO Xingxing 1 WU Yongjun 2 YANG Zhenchao 1 1 College of Horticulture Northwest A F University Yangling 712100 China 2 College of Life Science Northwest A F University Yangling 712100 China Abstract The study was to investigate the effect of photoperiod on morphology photosynthetic characteristics and carbohydrate content of cucumber seedlings Under a light intensity of 250 mol m 2 s four treatments of photoperiods of 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h and 20 h 4 h were set to compare the effects of each treatment on cucumber seedlings The results showed that The morphological differences of cucumber seedlings after different photoperiod treatments were significant Their plant height stem thickness fresh weight dry weight and leaf area were all significantly different and the plant height stem thickness and total leaf area under the 12 h 12 h treatment were significantly better than the other treatments As the photoperiod increases the thickness of various tissues in the leaves increased and the activity of Rubisco showed a decreasing trend The 8 h 16 h treatment significantly increased by 66 23 and 82 86 compared to the 20 h 4 h treatments The total nitrogen content of cucumber seedlings showed a significant decreasing trend with the increase of photoperiod The total carbon content under 12 h 李雪 趙士文 包星星 武永軍 楊振超 光周期對黃瓜幼苗形態(tài) 光合特性及碳水化合物含量的影響 J 中國農業(yè)大學學報 2024 29 04 164 172 LI Xue ZHAO Shiwen BAO Xingxing WU Yongjun Yang Zhenchao Effects of photoperiods on morphology photosynthetic characters and carbohydrate of cucumber seedlings J Journal of China Agricultural University 2024 29 04 164 172 DOI 10 11841 j issn 1007 4333 2024 04 14 收稿日期 2023 06 25 基金項目 陜西省技術創(chuàng)新引導專項 2021QFY08 02 西藏高原設施蔬菜關鍵技術創(chuàng)新與集成項目 XZ202202YD0002C 設施蔬菜瓜果名優(yōu)品種引進與標準化示范 基地建設項目 QYXTZX AL2023 07 2021年陜西省千億級設施農業(yè)專項 K3030821094 第一作者 李雪 ORCID 0009 0003 4096 4605 碩士研究生 E mail lixue5891 foxmail com 通訊作者 楊振超 ORCID 0000 0002 0017 4348 副教授 主要從事設施農業(yè)環(huán)境工程的研究 E mail yangzhenchao mail nwsuaf edu cn 第 4 期 李雪等 光周期對黃瓜幼苗形態(tài) 光合特性及碳水化合物含量的影響 12 h treatment was significantly higher than that under 8 h 16 h and 20 h 4 h treatments The starch content in 12 h 12 h and 16 h 8 h treatments was significantly higher than the other treatments Taken together the 12 h 12 h treatment was the optimum photoperiod for cucumber seedling growth The study can provide a basis and reference for plant factory nursery and supplemental light in facilities Keywords cucumber photoperiod photosynthesis carbohydrate content 發(fā)光二極管 LED 由于對植物光合作用影響 效率顯著 1 且可優(yōu)化光質以滿足作物特定光照要 求等多項優(yōu)點 廣泛用于植物生產中 光合作用是 植物積累生物量的主要過程 植物生長發(fā)育與光合 密不可分 2 植物的形態(tài)和生理變化顯示出對光環(huán) 境的適應 其中光質 光強及光周期均為重要的環(huán) 境影響因子 植物對于不同波長的光質有著不同的形態(tài)及 生理反應 多種植物對于紅光和藍光的反應比其余 波長的光更加敏感 3 4 主要因為其特異的光感受器 光敏色素 PHYA 和 PHYB 和隱色素 CRY1 CRY2和CRY3 介導 5 光敏色素對紅光敏感 而 隱色素對藍光敏感 有研究表明適當添加紅藍光 可提高黃瓜和生菜葉的葉綠素含量 凈光合速率 氣孔導度及光合能力 3 5 適宜的紅藍光處理能顯 著提高電子轉移速率 光化學效率系數 PS 光 化學猝滅 QP 和捕獲能量效率 Fv Fm 并促進光 系統(tǒng) PS 反應中心的開放 6 光照強度影響植物光合反應中心的結構與系 統(tǒng)活性 7 在一定程度內增加光強可以增加植物碳 水化合物積累并促進光合作用 8 使得植物比葉面 積 9 及葉片厚度增加 10 而弱光下將會降低卡爾文 循環(huán)相關酶活性 11 使得作物光合速率降低 光周期是調節(jié)植物生長發(fā)育的重要因素之一 植物的形態(tài)和生理發(fā)育可通過改變光周期進行調 整 12 14 故而當植物光照時間較短時 人為延長補 光時間可增加植物生物量 提高營養(yǎng)品質并促進其 生長發(fā)育 Soffe等 15 證明適當延長光周期可以增 加生菜 芹菜和菠菜的植株干重 Ali等 16 發(fā)現 5種蔬菜的葉綠素 抗氧化物質和總多酚等多種營養(yǎng) 物質均在12 h 12 h光周期下達到最高 在24 h 0 h 下最低 且有研究表明 延長光周期可以擴大西葫 蘆幼苗子葉面積 17 李世棟 18 研究發(fā)現在光周期 為16 h 8 h的條件下 甜瓜幼苗的葉面積 干質量和 鮮質量達到最大值 在對厚皮甜瓜 18 生菜 19 和茄 子幼苗 20 的研究中均發(fā)現延長光周期可以提高幼 苗的色素含量 因此可通過改變植物光周期以影 響其生長發(fā)育 黃瓜 Cucumis sativus L 對于光環(huán)境敏感程度 高于其他溫室作物 其生長發(fā)育受到光周期變化的 顯著影響 且目前光周期對植物光合特性的影響研 究較少 故本研究以黃瓜為試驗材料 探究不同光 周期對黃瓜幼苗形態(tài) 光合性狀及碳水化合物含量 的影響 以期為植物工廠化育苗提供參考 1 材料與方法 1 1 試驗材料 本試驗于2022年10 12月在西北農林科技大 學園藝學院設施農業(yè)生物與環(huán)境工程實驗室進行 供試材料為黃瓜 新津優(yōu)1號 種子購置于山東泰 安華益種業(yè)有限責任公司 光源采用西安因變光 電科技有限公司生產的LED燈板和LED控制系統(tǒng) V1 0 可調節(jié)LED光質配比及光照強度 將黃瓜種子催芽后播于10 cm 10 cm營養(yǎng)缽中 在人工氣候箱內生長 設置光強150 mol m 2 s 晝 夜溫度28 25 光周期12 h 12 h 相對濕度 60 適量澆灌水分 在生長至約3 d子葉完全展開 時 移植到裝有LED光源的栽培架中 澆灌1 4 Hoagland黃瓜營養(yǎng)液 pH為6 5 0 1 EC值為 2 2 2 5 ms cm 其中晝夜溫度28 25 相對 濕度40 50 長至25 d約4葉1心時測定相關 指標 1 2 試驗設計 控制試驗光合有效輻射強度 400 700 nm 為 250 mol m 2 s 光周期設置為8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h和20 h 4 h 各處理光譜圖如圖1所示 1 3 項目測定 1 3 1 形態(tài)指標 在黃瓜幼苗生長至4葉1心時隨機選取6株 使用刻度尺測定其地上部高度 使用游標卡尺測 定莖粗 使用葉面積儀 AM350便攜式葉面積儀 英國 測定各葉片面積 用電子天平測定其地上部 鮮重 放置烘箱短暫殺青 60 烘至恒重后測其 干重 165 中 國 農 業(yè) 大 學 學 報 2024 年 第 29 卷 1 3 2 氣孔特征 每個處理隨機選取3株黃瓜幼苗 取第3片葉 的相同葉位制作臨時裝片 將所取葉片放置于透 明膠帶上 輕壓使之結合緊密后用刀片輕刮去葉肉 組織 將裝片粘貼至載玻片 切片于顯微鏡下 奧林 巴斯BX63 日本 觀察 于20 觀察測定氣孔密度 于40 下觀察測定氣孔大小 每個裝片選取10個 視野 每個視野選取20個氣孔 通過ImageJ軟件測 量氣孔長 氣孔寬 孔隙長及孔隙寬 孔隙面積 孔隙長 2 孔隙寬 2 每葉氣孔面積 孔隙面 積 氣孔密度 21 1 3 3 葉片結構參數測定 選取各處理中的3株黃瓜幼苗的第3片真葉 在避開主葉脈的相同葉位取10 mm 10 mm的葉 片 放入甲醛 乙酸 乙醇 FAA 固定液中 再經乙 醇脫水 二甲苯透明 番紅 固綠染色和石蠟包埋切 片等步驟 最終制成石蠟切片 置于顯微鏡下 奧林 巴斯BX63 日本 觀察 每個裝片選取10個視野 通過ImageJ軟件測量葉片厚度 上下表皮厚度 柵 欄組織厚度和海綿組織厚度 1 3 4 光合色素及光合特性測定 選取各處理中的3株黃瓜幼苗的第1片真葉 使 用植物光合測定儀6800 LI 6800 美國 測定光響應 曲線 設置葉室溫度為24 CO 2 水平為400 mol mol 相對濕度為60 測定光源為R90B10 光強為 1 500 1 000 800 600 400 200 150 100 50和 0 mol m 2 s 測定其凈光合速率 胞間CO 2 濃度 及氣孔導度 1 3 5 Rubisco活性測定 使用植物1 5 二磷酸核酮糖羧化酶ELISA檢 測試劑盒 江蘇酶免實業(yè)有限公司 測定各處理植 株中的Rubisco活性 1 3 6 葉綠素熒光測定 使用雙通道調制葉綠素熒光儀 DUAL PAM 100 德國 測定葉綠素熒光相關參數 每個處理隨 機選3株黃瓜幼苗 選取第3片真葉測定 測量前 植株葉片需暗適應30 min 然后打開測量光 記錄暗 適應后的最小熒光Fo 緊接著打開1個持續(xù)時間 0 3 s的飽和脈沖光 測量并記錄暗適應后的最大熒 光Fm 飽和脈沖光關閉后熒光迅速回到Fo附近 然后打開光化光 記錄葉綠素熒光從黑暗轉到光照 的響應過程 待熒光曲線達到穩(wěn)態(tài)后關閉光化光 結束整個測量過程 記錄并保存熒光數據 1 3 7 總碳 總氮含量測定 將烘干后的植株整株打碎研磨 過0 15 mm篩 后 稱取0 2 g置于全自動碳氮分析儀 Primacs SNC100 IC E 荷蘭 測定總碳和總氮含量 1 3 8 碳水化合物含量測定 選取各處理中的3株黃瓜幼苗的第2片真葉 取樣后充分研磨進行測定 可溶性糖含量的測定 采用蒽酮比色法 22 淀粉含量的測定采用淀粉含量 檢測試劑盒 北京索萊寶生物科技有限公司 2 結果與分析 2 1 不同光周期對黃瓜幼苗形態(tài)指標的影響 不同光周期下黃瓜幼苗的株高 鮮重 干重及 總葉面積測定數據如表1所示 12 h 12 h處理下株 高 莖粗 鮮重及總葉面積均優(yōu)于其余3個處理 16 h 8 h處理下干重較8 h 16 h及12 h 12 h處理顯 著增加239 77 和40 31 2 2 不同光周期對黃瓜幼苗氣孔特征的影響 觀察各處理下氣孔結構并測定數據 表2 16 h 8 h處理下孔隙寬及氣孔寬顯著高于其他處 理 12 h 12 h處理下孔隙長 氣孔長及孔隙面積顯 著高于其余處理 孔隙面積分別高于8 h 16 h 16 h 8 h及20 h 4 h處理27 52 18 63 和27 21 2 3 不同光周期對黃瓜幼苗葉片結構的影響 對不同處理葉片石蠟切片進行觀察發(fā)現 不同光 周期處理后的黃瓜幼苗葉片結構差異較大 表3 8 h 16 h處理上表皮厚度較12 h 12 h 16 h 8 h和 20 h 4 h處理顯著下降18 50 28 48 和19 48 8 h 16 h處理柵欄組織厚度較12 h 12 h和16 h 8 h處 理顯著上升11 06 和10 92 16 h 8 h處理海綿組 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 光照強度 mol m 2 s Light intensity 波長 nm Wavelength 圖1 不同光周期處理光譜圖 Fig 1 Different photoperiods treatment spectra 166 第 4 期 李雪等 光周期對黃瓜幼苗形態(tài) 光合特性及碳水化合物含量的影響 織厚度較20 h 4 h處理顯著上升18 21 隨著光周 期的增加 下表皮厚度呈現上升趨勢 2 4 不同光周期對黃瓜幼苗光合特性的影響 對不同光周期下幼苗光合相關指標進行測定 結果如圖2所示 隨著光周期的增加 各處理下的 黃瓜幼苗在高光強下 光強 600 mol m 2 s 的 光合能力隨之下降 圖2 a 胞間CO 2 濃度無顯著 差異 但光周期較短的處理胞間CO 2 濃度高于長光 周期處理 圖2 b 12 h 12 h處理的氣孔導度在 200 800 mol m 2 s 光合有效輻射下優(yōu)于其余處 理 圖2 c 2 5 不同光周期對黃瓜幼苗Rubisco活性的影響 對于各處理下黃瓜幼苗Rubisco酶活性進行測 定 圖3 隨著光周期的增加 Rubisco活性呈現下 降趨勢 8 h 16 h處理較16 h 8 h和20 h 4 h顯著增 加66 23 和82 86 12 h 12 h處理較其余2個處 理Rubisco酶活性顯著增加 2 6 不同光周期對黃瓜幼苗葉綠素熒光參數的 影響 對于各處理下黃瓜幼苗葉綠素熒光參數進行 表1 不同光周期對黃瓜幼苗形態(tài)指標的影響 Table 1 Effects of different photoperiod on morphological indices of cucumber seedlings 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h 株高 cm Plant height 15 803 0 699 c 28 313 2 442 a 23 560 1 140 b 14 575 0 075 c 莖粗 mm Tem diameter 5 237 0 361 c 7 117 0 197 a 6 555 0 175 b 5 695 0 225 c 鮮重 g Fresh weight 10 670 0 920 b 27 274 2 522 a 21 737 1 055 a 19 484 0 579 a 干重 g Dry weight 0 797 0 092 c 1 930 0 518 b 2 708 0 266 a 2 229 0 093 ab 總葉面積 cm 2 Total leaf area 327 620 17 425 c 727 790 34 366 a 509 415 30 485 b 432 435 30 615 bc 注 同列數據不同字母表示差異顯著 P 0 05 8 h 16 h代表光照8 h 黑暗16 h 以此類推 下同 Note Data in the same column with different letters indicate significant differences P 0 05 8 h 16 h represents 8 h of photoperiod and 16 h of darkness and so on The same below 表2 不同光周期對黃瓜幼苗氣孔特性的影響 Table 2 Effects of different photoperiod on stomatal characteristics of cucumber seedlings 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h 孔隙寬 m Pore width 3 635 0 686 b 3 694 0 685 b 3 860 0 630 a 3 466 0 525 c 孔隙長 m Pore length 7 877 1 418 c 9 933 1 859 a 8 015 1 289 c 8 343 1 266 b 氣孔寬 m Stomatal width 15 541 1 504 b 15 800 1 309 b 15 870 1 106 a 15 193 1 093 c 氣孔長 m Stomatal length 18 272 1 859 c 21 089 2 416 a 18 633 1 709 c 19 027 1 716 b 氣孔密度 N mm 2 Stomatal density 156 808 27 454 a 133 964 18 087 bc 139 749 15 741 b 122 835 15 237 c 孔隙面積 m 2 Pore area 22 860 5 463 c 29 151 8 959 a 24 573 6 919 b 22 916 6 013 c 表3 不同光周期對黃瓜幼苗葉片結構的影響 Table 3 Effects of different photoperiod on structural parameters of cucumber seedling leaves 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h 上表皮厚度 m Upper epidermis thickness 11 727 3 193 b 13 897 2 181 a 15 067 3 086 a 14 011 1 710 a 柵欄組織厚度 m Palisade tissue thickness 58 765 5 211 a 52 915 3 819 b 52 978 6 659 b 54 929 3 819 ab 海綿組織厚度 m Spongy tissue thickness 96 741 19 193 a 88 148 16 98 ab 101 00 14 462 a 85 441 9 803 b 下表皮厚度 m Inferior epidermis thickness 7 143 2 179 b 7 946 1 959 ab 8 044 2 553 ab 9 511 2 093 a 167 中 國 農 業(yè) 大 學 學 報 2024 年 第 29 卷 測定 表4 隨著光周期的增加 Fv Fm NO及 NPQ均呈下降趨勢 8 h 16 h處理下 NO較 12 h 12 h 16 h 8 h及 20 h 4 h處理顯著上升 48 71 60 56 和76 75 2 7 不同光周期對黃瓜幼苗總碳和總氮含量的影響 不同光周期對黃瓜幼苗總碳和總氮含量的影 響如表5所示 12 h 12 h和16 h 8 h處理總碳含量 顯著高于其他處理 隨著光周期的增加 總氮含量 碳氮比均呈下降趨勢 8 h 16 h處理下總氮含量較12 h 12 h 16 h 8 h和20 h 4 h處理顯著上升48 24 134 95 和158 84 8 h 16 h處理下碳氮比較12 h 12 h 16 h 8 h和20 h 4 h處理顯著上升56 36 145 71 和164 62 2 8 不同光周期對黃瓜幼苗碳水化合物含量的 影響 不同處理對黃瓜幼苗碳水化合物含量的影響 如表6所示 各處理間可溶性糖含量無顯著性差 異 12 h 12 h和16 h 8 h處理淀粉含量顯著優(yōu)于其 余處理 8 h 16 h表示光照8 h 黑暗16 h 以此類推 下同 8 h 16 h represents 8 h of photoperiod and 16 h of darkness The same below 圖2 不同光周期對黃瓜幼苗光合特性的影響 Fig 2 Effects of different photoperiod on photosynthetic characteristics of cucumber seedlings a a b b 0 20 40 60 80 100 120 140 160 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h Rubisco 酶活 U L Rubisco enzyme activity 光周期 Photoperiod 圖3 不同光周期對黃瓜幼苗Rubisco活性的影響 Fig 3 Effects of different photoperiod on the activity of Rubisco enzyme in cucumber seedlings 168 第 4 期 李雪等 光周期對黃瓜幼苗形態(tài) 光合特性及碳水化合物含量的影響 3 討 論 光是影響植物生長發(fā)育過程的重要因素 不 同植物對光周期的反應不同 毛金柱等 23 研究顯 示 當光周期為20 h d時 生菜的株高 地上部分干 鮮重和根部鮮重最高 Soffe等 15 證明適當延長光 周期可以增加生菜 芹菜和菠菜的植株干重 何 蔚 24 研究結果顯示 紅藍光下光周期為14 h 10 h 時 可以提高番茄苗的生長發(fā)育 因此 延長適宜 的光照時間能促進植物生長 本試驗中各光周期 處理后對黃瓜幼苗形態(tài)影響顯著 其中12 h 12 h 處理下株高 莖粗和總葉面積顯著優(yōu)于其余3個處 理 這與李海云等 17 的結果一致 過短及過長日照 均不利于黃瓜幼苗生長 本試驗結果表明16 h 8 h 處理干重較8 h 16 h 12 h 12 h和20 h 4 h處理顯 著增加 這與李海云等 17 結果不一致 推測由于黃 表5 不同光周期對黃瓜幼苗總碳和總氮的影響 Table 5 Effects of different photoperiod on total carbon and nitrogen of cucumber seedlings 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h 總碳含量 Total carbon content 35 695 0 209 c 37 570 0 217 a 37 280 0 061 a 36 396 0 209 b 總氮含量 Total nitrogen content 12 274 0 158 a 8 280 0 318 b 5 224 0 175 c 4 742 0 108 d 碳氮比 C N 0 344 0 006 a 0 220 0 007 b 0 140 0 004 c 0 130 0 004 c 表6 不同光周期對黃瓜幼苗碳水化合物含量的影響 Table 6 Effects of different photoperiod on carbohydrate of cucumber seedlings 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h 可溶性糖質量分數 mg 100 g Soluble sugar mass fraction 7 048 0 116 a 7 055 0 887 a 7 306 0 587 a 7 601 0 431 a 淀粉質量分數 mg g Starch mass fraction 3 094 0 882 c 9 431 2 344 a 10 601 2 385 a 8 898 1 311 b 表4 不同光周期對黃瓜葉綠素熒光參數的影響 Table 4 Effects of different photoperiod on chlorophyll fluorescence parameters of cucumber 光周期 Photoperiod 8 h 16 h 12 h 12 h 16 h 8 h 20 h 4 h Fv Fm 0 859 0 012 a 0 858 0 001 a 0 844 0 030 a 0 811 0 013 b PS 0 314 0 037 a 0 294 0 006 a 0 294 0 055 a 0 252 0 056 a ETR 114 200 14 100 a 110 800 2 300 a 102 650 8 600 a 97 900 7 750 a NO 0 403 0 003 a 0 271 0 031 b 0 251 0 065 b 0 228 0 037 b NPQ 0 478 0 003 a 0 454 0 031 a 0 415 0 065 a 0 345 0 037 b qL 0 222 0 001 a 0 199 0 008 a 0 146 0 071 a 0 141 0 057 a NPQ 2 093 0 117 a 1 830 0 159 ab 1 590 0 395 b 0 869 0 210 c 注 Fv Fm為PS 最大光量子效率 PS 為PS 實際光化學量子產額 ETR為PS 光合電子傳遞速率 NO為PS 非調節(jié)性能量耗散的 量子產額 NPQ為PS 調節(jié)性能量耗散的量子產額 NPQ為非光化學淬滅 qL為光化學淬滅 Note Fv Fm is the maximum photometric quantum efficiency of PS PS is the actual photochemical quantum yield of PS ETR is the photosynthetic electron transfer rate of PS NO is the quantum yield of unregulated energy dissipation of PS NPQ is the quantum yield of regulated energy dissipation of PS NPQ is non photochemical quenching qL is photochemical quenching 169 中 國 農 業(yè) 大 學 學 報 2024 年 第 29 卷 瓜幼苗品種及處理時光強不同 故而所得結果不 一致 隨著光周期的改變 黃瓜幼苗葉片的孔隙面積 和每葉孔隙面積均發(fā)生變化 薛歡等 25 研究表明 隨著光照時間的縮短 金銀花葉片氣孔導度降低 可見光照周期將會影響植物葉片氣孔開閉 早期 研究表明 葉片結構受到環(huán)境因素的影響 較高的 光強度主要會增加葉片厚度 柵欄組織厚度和海綿 組織厚度 26 本試驗結果表明 不同光周期處理后 黃瓜幼苗葉片結構差異較大 隨著光照周期的增 加 其下表皮厚度呈現顯著上升趨勢 適宜光周期 會增大葉片上表皮 柵欄組織及海綿組織厚度 過 長光周期將會導致其厚度下降 這與劉奇華等 27 對 于煙葉 生菜及水稻的研究結果一致 隨著光周期的增加 黃瓜幼苗的光飽和點隨之 降低 光合能力也隨之下降 故而推測過長光周期 會降低黃瓜幼苗的光合能力 PS 最大光量子效率 Fv Fm 可評價植物受到非生物脅迫的水平 28 當 Fv Fm低于0 83時 表示植物受到脅迫而使得光 合能力下降 29 本研究表明 隨著光照周期的增 加 Fv Fm呈下降趨勢 且20 h 4 h處理下Fv Fm 值小于0 83 說明過高光周期對于黃瓜光合造成一 定脅迫 隨著光照周期的增加 NO NPQ和 NPQ呈現下降趨勢 其中8 h 16 h處理下的各值均 顯著高于20 h 4 h處理 這與Matsuda等 30 31 研究結 果一致 過長光照時間降低了葉片的光捕獲和電子 傳輸能力 故而過高光周期將會降低電子傳遞鏈效 率 NPQ表示通過調節(jié)性的光保護機制耗散為 熱的能量 32 33 本試驗結果表明隨著光周期的增加 NPQ和NPQ隨之降低即能量耗散的效率隨之 降低 隨著光周期的增加 黃瓜幼苗葉片的Rubisco 活性呈現下降趨勢 8 h 16 h處理較16 h 8 h和 20 h 4 h顯著增加66 23 和82 86 隨著光周 期的增加 各處理間可溶性糖含量呈現上升趨勢但 各組間無顯著性差異 淀粉含量在16 h 8 h處理下 達到最大后下降 這與張歡等 34 對油葵芽苗菜的 研究結果一致 本試驗結果顯示 20 h 4 h處理下 的淀粉含量顯著低于8 h 16 h和16 h 8 h處理 這 與Liu等 35 對于萵苣的研究結果一致 過長光周期 將會導致晝夜節(jié)律紊亂從而致使葉片損傷 不利于 碳水化合物的積累 4 結 論 不同光周期處理后的黃瓜幼苗形態(tài)差異較大 12 h 12 h處理下植物的株高 莖粗 鮮重及葉面積 均優(yōu)于其余3個處理 隨著光周期的增加葉片各組 織厚度逐漸增厚 12 h 12 h處理下Rubisco酶活性 顯著高于16 h 8 h及20 h 4 h處理 與8 h 16 h處理 無顯著差異 適宜的光周期培養(yǎng)有利于氣孔開放 在12 h 12 h處理下葉片孔隙面積顯著高于其余處 理 過長光周期對于黃瓜光合影響不利 故以12 h 12 h光照為佳 參考文獻 References 1 van Iersel M W Bugbee B A multiple chamber semicontinuous crop carbon dioxide exchange system Design calibration and data interpretation J Journal of the American Society for Horticultural Science 2000 125 1 86 92 2 Zelitch I The close relationship between net photosynthesis and crop yield J BioScience 1982 32 10 796 802 3 Wang J Lu W Tong Y X Yang Q C Leaf morphology photosynthetic performance chlorophyll fluorescence stomatal development of lettuce Lactuca sativa L exposed to different ratios of red light to blue light J Frontiers in Plant Science 2016 7 250 4 Yang Z C He W Mou S T Wang X X Chen D Y Hu X T Chen L H Bai J Y Plant growth and development of pepper seedlings under different photoperiods and photon flux ratios of red and blue LEDs J Editorial Office of Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2017 33 17 173 180 5 Hogewoning S W Trouwborst G Maljaars H Poorter H van Ieperen W Harbinson J Blue light dose responses of leaf photosynthesis morphology and chemical composition of Cucumis sativus grown under different combinations of red and blue light J Journal of Experimental Botany 2010 61 11 3107 3117 6 Liu X Y Regulation of the growth and photosynthesis of cherry tom