散射光薄膜對番茄生長和果實(shí)品質(zhì)的影響孫士景 周 清*范冰琳 趙淑梅 王平智 曲英華（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083）摘 要：以番茄品種博粉為試材，以普通薄膜為對照，研究散射光薄膜對番茄生長與果實(shí)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：相對于普通薄膜，在散射光薄膜溫室中生長的番茄長勢更強(qiáng)，葉綠素含量更高，番茄果實(shí)數(shù)量和平均單果質(zhì)量分別增加 12.52% 和7.71%，產(chǎn)量提高 21.19%；果實(shí)的體積顯著增大，果形更接近于該品種特征果形（果形指數(shù)為 0.80.9）；在果實(shí)品質(zhì)方面，番茄的可溶性固形物含量及 VC 含量都有顯著提高。表明散射光薄膜不僅有助于番茄植株的生長，對果實(shí)的品質(zhì)也有一定的改善。關(guān)鍵詞：番茄；散射光薄膜；日光溫室；生長；品質(zhì) 近年來，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展，設(shè)施蔬菜的面積也在逐年擴(kuò)大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，21 世紀(jì)我國蔬菜種植面積的年均增長率為 3.5%，2014 年的蔬菜種植面積達(dá)到了 2 140.5 萬 hm2（中華人民共和國農(nóng)業(yè)部，2015）。在植物生長發(fā)育過程中，光照作為重要的環(huán)境因子之一，不僅是植物光合作用的能源，同時還以環(huán)境信號的形式作用于植物并調(diào)節(jié)其生長發(fā)育的過程（胡陽 等，2009； 李漢生和徐永，2014）。所以，在植物整個生命周期中如果能夠給予合理的光環(huán)境，不僅可以促進(jìn)作物生長，提高產(chǎn)量，還可以改變作物的品質(zhì)（Durieux，1997；Kitaya etal.，1998；蘇娜娜 等，2013；佘新 等，2014）。在設(shè)施栽培中，設(shè)施薄膜是影響設(shè)施內(nèi)光環(huán)境的重要因素。它通過影響設(shè)施內(nèi)作物的光合作用進(jìn)而影響作物的營養(yǎng)生長與生殖生長（Cockshull etal.，1992； 馬光恕 等，2002） 。溫室內(nèi)散射光是由外界光通過溫室的散射光覆蓋材料時，其中部分光偏離主要的傳播方向形成的。目前，溫室中散射光的應(yīng)用在赤道附近國家已經(jīng)非常普遍，而且有研究表明，散射光對植物的生長具有一定的促進(jìn)作用（Hemming etal.，2007）。在普通薄膜材料覆蓋下的溫室中，由于植株等各方面的遮擋，植株的中下部葉片獲得的光照強(qiáng)度不能滿足其生長發(fā)育的需要，而散射光薄膜覆蓋下的溫室內(nèi)的光照更加均勻，植株的中下部葉片可以獲得更多的光，提高植株的光合作用，為植株的生長發(fā)育奠定基礎(chǔ)（Hemming etal.，2006） 。目前，我國對散射光在設(shè)施栽培中的應(yīng)用研究較少，本試驗(yàn)研究散射光薄膜下的光環(huán)境對番茄生長性狀與品質(zhì)的影響，旨在為我國設(shè)施栽培散射光的利用提供一定的參考。1 材料與方法1.1 試驗(yàn)材料供試番茄（ Solanum lycopersicum L.）品種為博粉，采用穴盤育苗，2015年2月2日幼苗于四葉一心時定植于溫室中。供試薄膜為聚乙烯流滴耐老化膜，編號 A3.6 和 B3.6，由博祿貿(mào)易（上海）有限公司提供。其中 A3.6 為普通對照薄膜，B3.6 為散射光試驗(yàn)薄膜。經(jīng)農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室檢測，試驗(yàn)用 A3.6 和 B3.6 薄膜的實(shí)測厚度分別為 0.053 mm 和 0.054 mm， 平均透光率為 92.1% 和91.8%，平均霧度為 16.8% 和 36.2%。1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2015年2月2日至6月11日在山東省壽光市趙旺鋪村的兩棟同等規(guī)模（長孫士景，女，碩士研究生，專業(yè)方向：設(shè)施園藝環(huán)境工程，E-mail：sunshijingcau.edu.cn* 通訊作者（Correspoding author）：周清，女，副教授，碩士生導(dǎo)師，專業(yè)方向：生物環(huán)境控制與能源工程，E-mail：cauzhoucau.edu.cn收稿日期：2015-11-12；接受日期：2016-01-20基金項(xiàng)目：國際合作項(xiàng)目（201404810910617） 22新優(yōu)品種栽培管理本期視點(diǎn)產(chǎn)業(yè)市場病蟲防控 研究論文中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2016（5）：22 -26度55 m，跨度13.2 m）、位置相鄰的日光溫室內(nèi)進(jìn)行。分別覆蓋編號為B3.6的散射光棚膜（試驗(yàn)溫室）和編號為A3.6的普通棚膜（對照 溫室）。溫室內(nèi)番茄采用槽式栽培方法，每個溫室中共設(shè)置 29 個南北方向的槽，每個槽內(nèi)栽植 2 行，每行栽植 24 株。在試驗(yàn)溫室內(nèi)中間區(qū)域隨機(jī)選取 24株番茄苗，對照溫室在相同位置選取 24 株。在試驗(yàn)期間，兩棟日光溫室內(nèi)番茄的管理方式完全一致。1.3 測定項(xiàng)目及方法1.3.1 溫室內(nèi)的光合有效光子密度（ PPF） 用光合有效輻射傳感器測定溫室內(nèi)植株冠層和根際的光合有效光子密度，設(shè)定每10 min記錄1個均值，自定植 30 d 起開始測定，直至番茄拔秧。1.3.2 株高、莖粗 用卷尺測量定植后番茄的株高，株高為土壤至植株心葉頂端的距離，自定植15d 起開始測量，每隔 15 d 左右測量 1 次；用游標(biāo)卡尺測量定植后番茄的莖粗，測量點(diǎn)為植株第1、2、3 花序下方 2 cm 處，并取 3 處平均值作為該株番茄的莖粗。每個處理測量 24 株，取平均值作為該處理下番茄的株高和莖粗。1.3.3 葉片葉綠素含量（ SPAD 值 ） 采用葉綠素計(jì)SPAD-502（KONICA MINOLTA，Japan） ，從植株最上部的生長點(diǎn)算起，選取完全展開的第 3 片葉進(jìn)行測定，測定 3 次取平均值作為本株番茄葉片的葉綠素含量，每隔15 d左右測定1次，每個處理測定24 株，取平均值作為該處理下番茄植株葉片的葉綠素含量。1.3.4 坐果數(shù) 記錄從番茄開始坐果到摘心期間內(nèi)，不同處理番茄在同一時間的坐果數(shù)，從 3 月 5日開始調(diào)查，每隔15 d左右記錄1次，每個處理調(diào)查 24 株，取平均值作為該處理下番茄在此時間之前的坐果數(shù)。1.3.5 產(chǎn)量 對每個處理溫室中，番茄從開始收獲到拔秧期間所有果實(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)與稱重。每個處理記錄 144 株番茄產(chǎn)量。1.3.6 果實(shí)品質(zhì)指標(biāo) 果實(shí)成熟后，從每個處理的同一穗果中隨機(jī)選取 8 個果實(shí)，進(jìn)行果實(shí)的品質(zhì)測定。在整個試驗(yàn)期間進(jìn)行 3 次果實(shí)品質(zhì)檢測，果實(shí)分別取自第 1、第 3、第 5 穗果。采用手持式數(shù)顯糖度計(jì)（PAL-1，日本 Atago公司）測定番茄果實(shí)中的可溶性固形物含量，每個果實(shí)測量 3 次，取平均值作為該果實(shí)的可溶性固形物含量，將 8 個果實(shí)的可溶性固形物取平均值作為該處理區(qū)番茄可溶性固形物含量的測量值；用 2，6- 二氯靛酚滴定法（李合生，2000）、蒽酮比色法（李合生，2000）、酸堿中和滴定法（張志良 等 ，2009）分別測定番茄果實(shí)中 VC、可溶性糖、可滴定酸含量；用果實(shí)硬度計(jì)（FT-02，意大利FruitTest 公司）測定番茄果實(shí)的硬度；用游標(biāo)卡尺測量果實(shí)的橫徑、縱徑；用排水法測定果實(shí)的體積。1.4 數(shù)據(jù)處理采用 Microsoft Excel2003軟 件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理與作圖，采用 SPSS 17.0 軟件進(jìn)行方差分析，并用 T 檢驗(yàn)（ P 0.05）檢驗(yàn)各處理平均數(shù)之間的差異顯著性。2 結(jié)果與分析2.1 散射光薄膜對溫室內(nèi)光合有效光子密度（ PPF）的影響以 2015 年 4 月 24 日（晴天）溫室內(nèi)植株冠層和根際的PPF為例，探討溫室內(nèi)PPF的分布。由圖 1 可以看出，7：0013：00 散射光溫室內(nèi)植株冠層 PPF 高于對照，而 13：0017：00 散射光溫室內(nèi)植株冠層 PPF 低于對照，但二者之間均不存在顯著性差異；由圖 2 可以看出，7：0017：00 散射光溫室內(nèi)植株根際PPF一直高于對照，且差異 顯著。由此可以認(rèn)為，散射光溫室內(nèi)的光照更加圖 1 2015 年 4 月 24 日溫室內(nèi)植株冠層 PPF 變化趨勢ÐBÌn11'®NPMeNeTU UU UU UUUUU U UUU“K %å0u:°6È#UÐ EF:°6È#UÐU$,U 23新優(yōu)品種栽培管理本期視點(diǎn)產(chǎn)業(yè)市場病蟲防控 研究論文中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES均勻，散射光薄膜將室外的直射光轉(zhuǎn)變?yōu)樯⑸涔夂?，溫室?nèi)植株根際可以獲得更多的光合有效輻射（PAR），從而提高植株中下部葉片的光合作用，為植物后期果實(shí)發(fā)育奠定基礎(chǔ)。這與 Hemming 等（2006）的研究結(jié)果相同。2.2 散射光薄膜對番茄株高和莖粗的影響 由圖3可以看出，在整個試驗(yàn)期間試驗(yàn)溫室和對照溫室番茄的生長趨勢一致，散射光溫室中的番茄株高一直顯著高于對照，且二者的差距隨生長時間延長逐漸加大。其中，2015 年 4 月 23 日的株高數(shù)據(jù)屬于番茄摘心后的數(shù)據(jù)，所以會出現(xiàn)對照溫室番茄株高在 4 月 23 日低于 4 月 9 日的現(xiàn)象。由圖 4 可以看出，在整個試驗(yàn)期間試驗(yàn)溫室和對照溫室番茄的莖粗變化趨勢一致，散射光溫室中的番茄莖粗一直大于對照溫室番茄的莖粗，在番茄定植 2 個月后二者差異顯著。試驗(yàn)結(jié)果表明，散射光薄膜下的溫室內(nèi)環(huán)境可以促進(jìn)番茄的生長，提高植株的健壯程度，但對后者的影響需要較長的 時間。2.3 散射光薄膜對番茄葉片葉綠素含量（ SPAD值）的影響由圖 5 可以看出，在整個試驗(yàn)期間處理溫室和對照溫室中番茄葉片的葉綠素含量的變化趨勢基本一致，散射光薄膜下的番茄葉片葉綠素含量一直顯著高于對照。而且，二者之間的差距有逐漸增大的趨勢，并能一直持續(xù)到葉片內(nèi)葉綠素含量下降。由此可以說明：溫室覆蓋散射光薄膜可以促進(jìn)葉片葉綠素的合成，從而為植物后期果實(shí)的發(fā)育奠定有利的基礎(chǔ)。2.4 散射光薄膜對番茄坐果狀況及產(chǎn)量的影響分析表 1 數(shù)據(jù)可以看出，自番茄開始坐果到摘心期間，散射光溫室的番茄坐果數(shù)一直顯著高于對照溫室。由于生產(chǎn)中番茄需進(jìn)行摘心，不能判斷不同處理番茄最終坐果數(shù)的多少。試驗(yàn)結(jié)果表明，溫室覆蓋散射光薄膜時，可以使番茄的坐果期提前。圖 3 不同薄膜覆蓋處理對番茄株高的影響圖柱上不同小寫字母表示差異顯著（p 0.05），下圖同。圖 5 不同薄膜覆蓋處理對葉片葉綠素含量的影響41“%h “K U4UCBCBCBCBCBCB0u:°6È#UÐEF:°6È#UÐU$,U圖 4 不同薄膜覆蓋處理對番茄莖粗的影響8:1ÃDN “K U4UCCCCBBBBBB0u:°6È#UÐEF:°6È#UÐU$,UVPDN “K U4UCBCBCBCBCB0u:°6È#UÐEF:°6È#UÐU$,U圖 2 2015 年 4 月 24 日溫室內(nèi)植株根際 PPF 變化趨勢eKq11'®NPMeNeT“K %å0u:°6È#UÐ EF:°6È#UÐU$,UU UU UU UUUUU U UUU 24新優(yōu)品種栽培管理本期視點(diǎn)產(chǎn)業(yè)市場病蟲防控 研究論文中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES試驗(yàn)溫室番茄于2015年4月17日開始采收，一直持續(xù)到 5 月 23 日。如表 1 所示，散射光溫室的果實(shí)數(shù)量、平均單果質(zhì)量分別比對照高 12.52% 和7.71%，果實(shí)產(chǎn)量比對照增加 21.19%。2.5 散射光薄膜對番茄果實(shí)品質(zhì)的影響分析表2中數(shù)據(jù)，在果實(shí)單果質(zhì)量和單果體積方面，散射光溫室的番茄果實(shí)都顯著高于對照；果實(shí)的比重是反映番茄果實(shí)成熟度和品質(zhì)的重要指標(biāo)，只有散射光溫室的第 3 穗果實(shí)的果實(shí)比重與對照存在顯著性差異，由此可見，散射光薄膜下的溫室環(huán)境對番茄的果實(shí)比重影響不大。番茄的果形指數(shù)為 0.80.9 時果實(shí)通常為圓形或近圓形，0.60.8則為扁圓形，分析表 2 中數(shù)據(jù)，第 1 穗果和第 3 穗果為扁圓形，第 5 穗果為圓形或近圓形，散射光溫室的第 3 穗果和第 5 穗果的果形指數(shù)與對照之間存在顯著性差異，由此可以推斷，散射光薄膜下的溫室環(huán)境有利于番茄果實(shí)向圓形或近圓形生長，更接近博粉的特征果形。分析表 3 中數(shù)據(jù)，散射光溫室 3 穗番茄果實(shí)中的可溶性固形物含量依次比對照提高 0.25、0.24 和0.23 個百分點(diǎn)，VC 含量增加 11.07%、23.28% 和22.55%，可溶性糖、有機(jī)酸、糖酸比與對照差異不顯著（第 1 穗果有機(jī)酸含量除外）。由此可以推測，散射光薄膜下的光環(huán)境有助于提高果實(shí)中的可溶性固形物和 VC 含量，但對于提高果實(shí)內(nèi)的糖酸比效果不明顯。表 1 不同薄膜下番茄的坐果狀況及產(chǎn)量處理坐果數(shù)單果質(zhì)量/g 果數(shù)/個·m-2產(chǎn)量/g·m-23月5日 3月21日 4月9日散射光薄膜溫室 4.38±1.10 a 10.92±9.29 a 24.21±2.80 a 171.64 39.99 6864.02普通薄膜溫室（CK） 3.25±1.33 b 9.28±2.07 b 22.38±3.05 b 159.36 35.54 5663.77注：表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著（ P 0.05），下表同。表 2 不同薄膜下番茄的感官品質(zhì)果實(shí) 處理 單果質(zhì)量/g 單果體積/cm3果實(shí)比重/g·cm-3果形指數(shù)第1穗果 散射光薄膜溫室 171.57±16.48 a 186.67±17.22 a 0.92±0.03 a 0.78±0.03 a普通薄膜溫室（CK） 151.12±13.13 b 162.50±10.84 b 0.93±0.01 a 0.76±0.04 a第3穗果 散射光薄膜溫室 193.34±15.81 a 193.33±14.72 a 1.01±0.02 a 0.80±0.02 a普通薄膜溫室（CK） 166.49±6.94 b 171.67±7.53 b 0.98±0.01 b 0.75±0.03 b第5穗果 散射光薄膜溫室 158.36±14.13 a 163.33±13.29 a 0.96±0.02 a 0.84±0.02 a普通薄膜溫室（CK） 152.63±11.07 b 155.83±13.57 b 0.97±0.02 a 0.81±0.03 b表 3 不同薄膜下番茄的營養(yǎng)品質(zhì)果實(shí) 處理 可溶性固形物/% VC/mg·kg-1可溶性糖/% 有機(jī)酸/g·kg-1糖酸比第1穗果 散射光薄膜溫室 4.52±0.32 a 1.11±0.10 a 5.51±0.37 a 2.75±0.34 b 19.95±2.55 a普通薄膜溫室（CK） 4.27±0.25 b 1.00±0.18 b 5.49±0.49 a 2.96±0.40 a 19.32±3.78 a第3穗果 散射光薄膜溫室 4.64±0.21 a 1.53±0.20 a 6.12±1.11 a 2.44±0.35 a 26.04±6.77 a普通薄膜溫室（CK） 4.40±0.33 b 1.24±0.08 b 5.98±1.17 a 2.83±0.85 a 23.48±9.17 a第5穗果 散射光薄膜溫室 4.90±0.18 a 1.79±0.19 a 5.31±0.21 a 2.95±0.77 a 18.94±5.29 a普通薄膜溫室（CK） 4.67±0.25 b 1.46±0.22 b 5.38±0.47 a 3.18±0.81 a 17.50±3.64 a3 結(jié)論本試驗(yàn)通過研究散射光薄膜下溫室內(nèi)環(huán)境對番茄生長性狀及產(chǎn)量品質(zhì)的影響，得出以下主要 結(jié)論： 散射光薄膜下的溫室環(huán)境可以促進(jìn)番茄植株的生長 ，提高葉綠素含量，而且隨著生長進(jìn)程，株高和莖粗的增長效果愈加明顯，葉綠素含量也顯著高于對照，為后期番茄的生殖生長提供了一定的基礎(chǔ)。 散射光薄膜下的溫室環(huán)境可以使番茄的坐果期提前 ，果實(shí)數(shù)量比對照增加 12.52%，產(chǎn)量增加 21.19%。這與 Li（2015）研究的散射光可以提高番茄的產(chǎn)量結(jié)果大體一致。 與普通薄膜下溫室環(huán)境中的番茄果實(shí)相比 ，散射光薄膜下溫室環(huán)境中的番茄不僅果實(shí)偏大 25新優(yōu)品種栽培管理本期視點(diǎn)產(chǎn)業(yè)市場病蟲防控 研究論文中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES（平均單果質(zhì)量比對照高 7.71%），果實(shí)更加接近圓形或近圓形，而且果實(shí)內(nèi)可溶性固形物、VC 含量均顯著高于對照，在一定程度上可以改善番茄果實(shí)的商品性和品質(zhì)。由于散射光薄膜下溫室中光照更加均勻，使得植株中下部葉片可以獲得更多的散射光，進(jìn)而積累更多的營養(yǎng)物質(zhì)（Hemming，2006），而且葉片灼傷少，植株不易早衰。綜合以上分析可知，相對于普通薄膜，散射光薄膜下的番茄植株健壯、長勢強(qiáng)，葉片內(nèi)葉綠素含量高；坐果期提前，增產(chǎn)效果明顯；果實(shí)單果質(zhì)量高、體積大，可溶性固形物及VC含量也顯著提高。由此可見，散射光薄膜對植株中下部葉片光環(huán)境的改善可以在一定程度上影響植株的生長發(fā)育，在日光溫室中將有較好的應(yīng)用 前景。參考文獻(xiàn)HemmingS，Reindere U，高瞻，蔡峰2007散射光對作物生長的影響農(nóng)業(yè)工程技術(shù)（溫室園藝） 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Holland：Wa geningenUniversityEffect of Diffuse Light Thin Film on Tomato Growth and Fruit Quality SUNShi-jing，ZHOU Qing*，F(xiàn)AN Bing-lin，ZHAO Shu-mei，WANG Ping-zhi，QU Ying-hua（ CollegeofWaterResourcesandCivilEngineering， ChinaAgriculturalUniversity， KeyLaboratoryofAgriculturalEngineeringinStructureandEnvironment， MinistryofAgriculture， Beijing100083， China）Abstract：Takingtomatovarietybofen asexperimentalmaterialandordinaryfilmasthecontrast，thispaperstudiedtheeffectofdiffuselightthinfilmontomatogrowthandfruitquality.Theresultsshowedthattomatohadstronggrowthvigorunderdiffuselightthinfilm，the contentofchlorophyllwashigher，the fruitsettingnumberandaveragesinglefruitweightwereincreasedby12.52%and7.71%，respectively. Itsyieldwasalsopromotedby21.19%.Besides，the fruitvolumewassignificantlyenlarged.Thefruitshapeindexwas0.8-0.9.Furthermore，its fruitqualitywasimproved.ThecontentsofsolublesolidcontentandVCwereremarkablyincreased，indicating thediffuselightthinfilmwasnotonlyhelpfulforpromotingtomatoplantgrowth，but alsoforimprovingitsfruitquality.Key words：Tomato；Diffuse lightthinfilm；Sunlight greenhouse；Growth；Quailty 26新優(yōu)品種栽培管理本期視點(diǎn)產(chǎn)業(yè)市場病蟲防控 研究論文中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES