夏季遮荫对辣椒光合作用的影响＊

刘春香,贾玉玲,赵 升

(潍坊学院,山东 潍坊 261061)

夏季遮荫对辣椒光合作用的影响＊

刘春香,贾玉玲,赵 升

(潍坊学院,山东 潍坊 261061)

以辣椒(Capsicum annuum L.)为试材,研究了露地自然光(对照)、露地遮荫、温室及温室内遮阴处理对辣椒功能叶片光合速率的影响。结果表明,全光照条件下辣椒净光合速率日变化曲线呈“双峰”型,高峰值出现在10:00和16:00,有较明显的光合“午休”现象。在温室及遮荫处理条件下,辣椒净光合速率日变化均呈“单峰”曲线。其净光合速率与光照强度基本保持一致,且净光合速率下降明显。遮荫不当会严重影响光合作用,温室内夏季不需要遮阴处理,露地栽培只有晴天中午用较高透光率的遮阳网处理,才有助于辣椒光合作用的提高,缓解光合“午休”现象。

辣椒;遮荫;净光合速率;光照强度

光照是影响植物正常生长发育的主要环境因子之一,直接影响植物的光合能力和抗病虫害的能力,进而影响到开花坐果及果实的发育[1]。辣椒是喜光作物,除了种子发芽阶段不需阳光外,其他生育阶段都要求充足的光照。幼苗生长期,良好的光照是培育壮苗的必要条件。光照充足,植株健壮,根系发达,抗逆性强,不易感病。当光照强度达不到辣椒的光补偿点15klx时,要经常通风见光,增加光照;当光照强度达到光饱和点后,就不能再充分利用光能[2]。辣椒又属耐弱光果菜[3],在生产上常采用辣椒和玉米、架豆等间作的栽培方式,以减少太阳光对辣椒的直接辐射,从而提高产量。但也常出现因间作密度不适当而引起减产的现象。

本研究以辣椒幼苗为试验材料,研究辣椒在夏季的光合特性及遮阴对辣椒光合作用的影响,旨在探索避开强光下光合“午休”的合理栽培措及适宜的遮光条件,为辣椒栽培提供一定的参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

挑选籽粒饱满的潍椒118种子,盆栽,常规管理,选取大小一致、长势良好的幼苗随机分组,以露地自然光条件为对照,分别设露地黑色遮阳网遮阴、温室、温室遮阴三个处理。

1.2 试验方法

于2007年5月中下旬 (营养生长期,植株尚未现蕾)的晴天对遮荫和对照辣椒在8:00-18:00,每隔2 h测定1次参数。测定仪器选用CB-1101光合、蒸腾作用测定系统。开路测量,CO2参考气源距离测定地点3 m,前端与一个体积为5 L的塑料瓶相连做缓冲室。叶室面积6.5 cm2,响应时间(采样数据的平均时间)10 s,空气流速为0.60 L/min,手动存贮。每处理从中随机选取3株,每株选取1片上部健壮功能叶进行测量。叶室水平放置,测量时叶片不脱离植株,重复测量3次。测定叶片净光合速率、光照强度、叶面温度、进气相对湿度、叶片出气相对湿度等光合作用指标。各对应数据取平均数,绘制散点图,对散点图绘制6阶趋势曲线。

2 结果与分析

2.1 室外辣椒光合速率日变化

在5月中下旬的晴天,露地自然光照下,辣椒幼苗的净光合速率日变化趋势为“双峰”曲线如图1。由图1可以看出,有明显的光合“午休”现象,10:00时左右达到第一个高峰值(17.10μmo l·m-2·s-1),之后开始缓慢下降,14:00时降到强光下的波谷低值(7.14μmol·m-2·s-1),随后又缓慢上升,在16:00时左右达到第二个小高峰(9.88μmol·m-2·s-1),以后净光合速率随着光照强度的减弱一直缓慢下降。12:00-14:00时为“午休”期,净光合速率维持在较低的水平。在这一时间段内,净光合速率随着光照强度的增加反而下降,其他时间段二者的变化趋势是一致的。即辣椒出现光抑制现象。随光照强度的减弱,下午4:00左右辣椒的净光合速率又得到恢复。

图1 辣椒净光合速率日变化

图2 遮荫辣椒净光合速率日变化

2.2 遮阳网处理对露地辣椒光合作用的影响

在黑色遮阳网处理下,辣椒幼苗的净光合速率日变化趋势为“单峰”曲线如图2,无光合“午休”现象,说明遮荫可以解除5月午间的高光强胁迫。净光合速率受光照强度降低的影响很大,光合作用降低明显,光合速率在14:00的最大值刚能和露地“午休”时的光合速率相当(图2,图5),尽管叶面温度有所下降(图6),但同化产物大幅度降低,得不偿失。

本研究所采用的遮阴处理下辣椒的净光合速率下降显著,峰值由17.10μmol·m-2·s-1下降为4.27 μmol·m-2·s-1。这种处理方式显然不合适,中午的强光可以通过其他手段处理来缓解,温室表面覆盖物也是可以选择的方式。

图3 温室辣椒净光合速率日变化

图4 温室遮荫辣椒净光合速率日变化

2.3 温室辣椒光合速率日变化及遮荫对其的影响

夏季上屋面为PVC板的温室内辣椒的净光合速率日变化趋势为“单峰”曲线(图3),无光合“午休”现象,净光合速率与光照强度变化趋势一致。12:00左右光照强度达到最大值(图5),同时净光合速率也达到了高峰14.07μmol·m-2·s-1。从8:00到12:00净光合速率逐渐上升,继而缓慢下降。与露地对照相比,光照强度下降较大,但却克服了“午休”现象,10:00-14:00时温室内辣椒的光合作用最高。但温室的缺点是下午的光照受后墙影响,射入温室内的光强度减少,如果是大棚,就可以克服下午的采光问题。两者都可以通过透明覆盖物来降低光强以克服光合“午休”现象。

对温室辣椒进行遮荫处理,光照强度下降更多,辣椒的净光合速率也随着显著下降,由最高峰14.07 μmol·m-2·s-1下降到5.10μmol·m-2·s-1,比室外辣椒净光合速率下降了75%。遮荫后温室内温度(图6)比不遮荫低,相对湿度比室外高,表明此时影响温室内辣椒光合速率的因素主要是光照强度。

图5 辣椒在不同遮荫条件下的光照强度日变化

图6 辣椒叶面温度日变化

2.4 温度、光照强度和净光合速率的综合分析

遮荫相对于不处理的露地辣椒,可以降低叶面温度,使其处于较适宜的温度环境,但是受光照强度的影响光合速率并不上升而是下降。温室内虽然温度偏高,但湿度较大,总体上光合速率较高,也不存在“午休”现象,遮荫降温的辣椒尽管温度有所下降,但是由于光强变弱,光合速率下降得显著(图5、6),以至于很难满足健壮生长的需要。因此,夏季辣椒的栽培缓解高温不应以降低光照为手段,而应考虑其他的办法。

3 讨论

孙广玉[4]认为,光照强度在1500μmol·m-2·s-1-1800μmol·m-2·s-1时会大大超过植物光合作用对光能的需要。对辣椒光合条件的研究报道[5]认为,当光合有效辐射达1 300-1500μmol·m-2·s-1、气温达34-38℃、叶温达38-44℃、蒸腾作用旺盛时,影响净光合速率的首要环境因子是相对湿度,其次是CO2浓度,再次是温度,最后是光照强度和气孔导度。曹振木[6]认为不同耐热性的辣椒品系夏季晴天均存在光合午休现象。本研究也发现辣椒在夏季晴天“午休”现象明显,时间持续较长。露地自然光下,光照强度达到1600μmol·m-2·s-1时辣椒光合“午休”严重,此时光强和露地的湿度可能是抑制光合作用的主要因素。露地栽培条件下,为了缓解午休现象,中午可以适当遮光,但遮阳网应有较高的透光率,最好不是黑色较密的,而宜采用浅灰色网孔较大的遮阳网,而且遮阳的时间应该为晴天10:00-14:00的区间内。遮荫程度以光强维持在1300μmol·m-2·s-1左右为好。本实验中露地的相对湿度只有30%,而温室中可达70%,温度和湿度可能也是产生“午休”的原因之一,遮阴在降低光照的同时,也在一定程度上缓解了高温危害。

当光合有效辐射只有200-400μmol·m-2·s-1、气温31-33℃、叶温34-36℃、蒸腾作用弱时,影响辣椒净光合速率的首要环境因子是光照强度、其次是温度,再次是相对湿度[5]。本试验也发现当黑色遮阳网大大降低了温室内光照强度后,光合作用下降显著。温室内栽培一般不存在午休现象,最高净光合速率由露地的17.94μmol·m-2·s-1下降到14.07μmol·m-2·s-1,说明PVC透光板覆盖物可以降低光强,尤其是老化和上面有灰尘时降低得尤为严重,对光合作用有不利影响,栽培上应注意上屋面的清洁透光。温室内不出现辣椒的光合“午休”现象,因而也不宜采用遮光措施,即便为了降温,应采用水帘、风机等其它方式。

遮荫对作物光合特性的影响众说不一。Cohen S等[7]认为,不同程度的遮荫使柑桔树中午叶片净光合速率增加,吴雪霞[8]则认为遮荫对茄子的光合作用有不利影响。无论是从生产践中出现的问题还是前人的研究结果看,都足以证明辣椒对光照强度的变化较为敏感,遮荫可能会提高产量,但遮荫不当也会导致减产。本研究认为,潍坊地区夏季露地栽培辣椒,中午采用透光率较高的遮阳网可缓解光合“午休”现象,而温室内是不必要的。

[1]侯国强,胨端生,刘步洲.遮光和整枝对甜椒生长产量和品质的影响[J].园艺学报,1987,14(4):251-256.

[2]卢育华,申玉梅,陈利平.黄瓜单个叶片光合特性研究[J].园艺学报,1994,21(1):54-58.

[3]张志刚,尚庆茂.低温、弱光及盐胁迫下辣椒叶片的光合特性[J].中国农业科学,2010,43(1):123-131.

[4]孙广玉.两个大豆品种光合作用日变化的研究[J].大豆科学,1994,(4):184-187.

[5]邹学校,侯喜林,刘荣云.辣椒杂种一代生化特性与农艺性状的灰色关联分析[J].植物学研究,2004,22(4):349-354.

[6]曹振木,詹园凤,刘维侠,等.营养生长期不同耐热辣椒叶片光合特性比较研究[J].中国农学通报,2006,22(11):436-439.

[7]Cohen S,Moreshet S,Guillou L.Response of citrus trees to modified radiation regime in semi-arid conditions[J].J Exp Bot,1997,48(306):35-44.

[8]吴雪霞,查丁石.遮阴对茄子幼苗生长和光合特性的影响[J].华北农学报,2010,25(3):102-107.

(责任编辑:刘乃生)

The Effects of Shading on Photosynthesis of Hot Pepper

L IU Chun-xiang,JIA Yu-ling,ZHAO Sheng
(Weifang un iversity,Weifang 261061,China)

Effectsof photosynthetic characteristics under natural light,shading,greenhouse,and shading in p lastic greenhousewas studied on hot pepper functional leaves.The results showed as follow s:the diurnal variations of photosynthetic rate(Pn)are“tw in-peaked”curve,and the peak value occurred at 10:00 and 16:00.There is an obvious“midday dep ression”phenomenon under full light.While it do not occur under shading or under greenhouse.And the changes of the net Pn of shading in the daytime decreased dramatically w ith the decreasing of light intensity.Imp roper Shading effects Pn seriously,and shading is not need under greenhouse in summer.Proper shading at midday w ith high euphotic net on sunshine day can relief photosyntheic“midday dep ression”phenomenon,it is useful to increase the Pn of hot pepper.

hot pepper,shading,photosynthetic rate,light intensity

2010-09-26

山东省教育厅项目资助(J09LC53)

刘春香(1974-),女,黑龙江望奎人,潍坊学院生物工程学院副教授,博士。

S641.3 文献标识码:A 文章编号:1671-4288(2010)06-0099-04