新型白色遮阳网对番茄育苗环境及幼苗生长的影响

刘玉梅白龙强慕 英李衍素*

（1菏泽学院园林工程系，山东菏泽 274000；2中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

新型白色遮阳网对番茄育苗环境及幼苗生长的影响

刘玉梅11，22白龙强2慕 英2李衍素2*

（1菏泽学院园林工程系，山东菏泽 274000；2中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081）

以番茄品种中杂105为试材，研究了不同遮光率的新型白色遮阳网和传统黑色遮阳网覆盖对网室内温光环境、番茄幼苗生长指标及生理特性的影响。结果表明：随着遮阳网遮光率的降低，网室内光量子通量密度（PFD）、气温、5 cm和10 cm地温均呈升高趋势。遮光率50%的黑色遮阳网和白色遮阳网的透射光谱明显不同，黑色遮阳网对紫外光的透光率较高，对可见光和红外光的透光率差别不大；而白色遮阳网对紫外光和部分红外光的透光率明显低于可见光。随着遮光率的降低，两种颜色遮阳网处理的番茄幼苗株高、茎粗、叶面积、干质量、壮苗指数、光合色素含量、根系活力和叶片厚度均增加。综合来看，夏季番茄育苗宜根据实际情况选择遮光率20%～40%的遮阳网，其中遮光率20%的白色遮阳网效果较好。

白色遮阳网；遮光率；育苗环境；番茄；生长

作为植物能量的来源，光是影响植物生长的重要环境因子之一。植物利用光和其他资源（如水、肥等）建立和维持光合系统（Posada et al.，2012）。光照强度和光谱组成是光影响植物生长的重要属性。强烈的日晒和高温会导致光抑制，降低CO2固定速率（Jutamanee & Onnom，2016），导致蒸腾与根系吸收解耦（Nico lá s et al.，2005）；而弱光会使叶片类胡萝卜素含量下降，热耗散能力降低（Demmig-Adams & Iii，2006；彭强 等，2010），植株生物量降低，株高增加，减少分枝和横向扩张（Riis et al.，2012）。太阳辐射中的紫外光对株高、叶面积、鲜质量有不利影响，但有利于色素的形成（Riis et al.，2012）。

夏季7、8月是日晒强烈的季节，此时园艺作物生产中常常采用遮阳网遮光以避免或缓解强光、高温胁迫。不同遮阳网覆盖下的环境不同，会对植物的栽培学特征和产品感官特征产生显著影响（Stagnari et al.，2015）。夏季遮阴能提高芒果和葡萄的光合能力，提高果实产量和品质（Dinis et al.，2016；Jutamanee & Onnom，2016）；提高叶用莴苣的产量（Stagnari et al.，2015）；提高火龙果的产量，并降低裂果率（Chang et al.，2016）。但遮阴40%～70%会使紫薯光合速率下降，生物量和产量降低（Wang et al.，2014）。与绿色、白色遮阳网及露地栽培相比，黄色、红色遮阳网能显著提高甜椒产量（Amb ró zy et al.，2015）。与黑色、红色遮阳网相比，蓝色遮阳网能显著提高香蜂花的株高、叶面积、叶绿素含量和精油产量（Oliveira et al.，2016）。因此，对于不同作物及不同的生育时期，适用遮阳网的遮光率和颜色也不尽相同。目前蔬菜生产中使用的遮阳网主要是由黑色聚乙烯圆丝或扁丝编织而成，遮光率40%～90%。现有一种新型白色遮阳网，是由聚乙烯扁丝制成的网格无纺布，遮光率20%～50%。本试验以番茄品种中杂105为试材，采用不同遮光率的新型白色遮阳网和传统黑色遮阳网进行育苗试验，研究不同遮阳网处理对网室内温光环境及番茄幼苗生长、生理指标的影响，以期为盛夏季节番茄育苗生产提供理论参考。

1　材料与方法

1.1试验方法

试验于2015年8～9月在中国农业科学院蔬菜花卉研究所顺义试验农场进行。供试番茄（Lycopersicon esculentum Mill.）品种为中杂105（中国农业科学院蔬菜花卉研究所育成），8月16日播种于32孔育苗穴盘中，育苗基质为草炭：蛭石：膨化鸡粪= 3：3：1（体积比），播种后以小拱棚为骨架覆盖遮阳网。设6个遮阳网处理（表1），小区面积5 m2（1 m×5 m），每处理6个穴盘，置于拱棚中部；以露地不覆盖遮阳网为对照，3次重复。黑色遮阳网在农资市场购买，白色遮阳网由日新商事株式会社提供。

表1　试验设计

1.2项目测定

1.2.1光量子通量密度、温度和光谱 2015年8月27、28日测定光量子通量密度（PFD）、气温和地温，其中27日偶尔有少量云；28日整天晴朗无云。于7：00～17：00，采用双辐射仪（Apogee Instruments，DRM-FQ）测定各处理光量 子通量密度，每隔2 h测定1次，每次读数8～16次，取平均值；于7：00～19：00，采用水银温度计（精确至0.1 ℃，分别编号、校正后使用）测定网室中部距地面25 cm处气温、5 cm和10 cm地温，对照直接测定露地气温和地温。温度、光量子通量密度测定均采用往返巡回2次读数，10 min内完成，以消除时间误差。

9月12日13：00～14：00，采用ASD便携式光谱仪（FieldSpec4 Hi-Res，ASD）测定太阳辐射光谱和网室内的透射光谱，重复5次，取平均值。

1.2.2番茄幼苗生长指标和生理指标 9月15日取样，测定番茄幼苗各项生理指标。光合色素含量测定：每处理分别选取生长均匀一致的5株幼苗，取从根部往上第2片叶，去掉叶轴，剪碎、混匀，称取0.5 g，采用分光光度法（李合生，2006）进行测定。根系活力测定：每处理分别选取生长均匀一致的5株幼苗，将根系洗净、擦干，去掉根尖和粗壮主根，剪成1 cm长的小段，混匀，称取0.5 g，采用TTC比色法（王学奎，2006）进行测定，以四氮唑（TTC）还原强度表示。

9月16日测定番茄幼苗各项生长指标。株高为幼苗茎基部至生长点的长度，采用米尺（精确至1 mm）测定；茎粗为子叶节下部1 cm处的直径，采用数显游标卡尺（精确至0.1 mm）测定（王广龙等，2014）；叶面积为单株总叶面积，采用EPSON Perfection扫描仪扫描叶片，利用万深LA-S植物叶面积分析系统进行计算；干质量测定采用烘干称重法：每处理随机选取10株幼苗，洗净、擦干，从茎基部剪断分为地上部和地下部，分别置于恒温鼓风干燥箱中105 ℃杀青15 min，80 ℃烘干至恒重后用万分之一天平称质量，3次重复，以平均单株干质量表示（王广龙 等，2014）。

壮苗指数=茎粗/株高×全株干质量（张世祥 等，1992）

9月16日上午11：00，每处理分别选取典型植株，取第3片真叶进行叶片解剖结构测定。切取叶片主脉中间0.5 cm×0.5 cm的组织块，用FAA（Formalin-acetic acid-alcohol，标准固定液）固定，采用常规方法制作石蜡切片（周仪，1993），于Nikon ECLIPSE Ti显微镜下观察、拍照；采用NIS-Elements BR 3.2软件测定距离主脉维管束中心450～500 μm处栅栏组织、海绵组织及叶片厚度。

1.3数据处理

利用Excel、Origin软件对试验数据进行方差分析、差异显著性检验及作图。

2　结果与分析

2.1新型白色遮阳网对育苗环境的影响

2.1.1新型白色遮阳网对光照的影响 由图1可知，不同遮阳网处理的光量子通量密度（PFD）日变化均呈单峰曲线，13：00达到最高值；随着遮阳网遮光率的降低，PFD增加，且自然光照越强，处理间差异越明显。对照（CK）、T6、T5、T4处理间差异显著，而T1、T2、T3、T4处理间差异较小。与白色遮阳网相比，黑色遮阳网处理的PFD标准差较大，说明其闪变幅度较大。

同色遮阳网对不同波长太阳光的透光率曲线形状基本相同，因此选取遮光率均为50%的黑色遮阳网（T1）和白色遮阳网（T3）进行对比，结果见图2。不同颜色的遮阳网对不同波长太阳光的透光率表现出不同的变化趋势：在250～2 500 nm范围内，随着波长的增加，黑色遮阳网的透光率先急剧下降，后保持平缓微升；白色遮阳网的透光率则先急剧升高，后相对稳定，再急剧降低。在250～607 nm范围内，黑色遮阳网的透光率高于白色遮阳网；在608～1 684 nm范围内，则白色遮阳网的透光率略高于黑色遮阳网；1 685 nm以上，黑色遮阳网的透光率高于白色遮阳网；400 nm以下（紫外光）和2 282 nm以上（红外光），黑色遮阳网的透光率比白色遮阳网约高10个百分点。可见，黑色遮阳网对紫外光的透光率较高，对可见光和红外光的透光率差别不大；而白色遮阳网对紫外光和部分红外光的透光率明显低于可见光，对可见光的透光率稍高于黑色遮阳网。说明白色遮阳网能更好的遮挡紫外光和部分红外光。

图1　新型白色遮阳网对网室内光量子通量密度（PFD）的影响

图2　不同颜色遮阳网对不同波长太阳光的透光率变化趋势

2.1.2新型白色遮阳网对气温和地温的影响 由图3可知，不同遮阳网处理的气温变化趋势基本一致，日出后至11：00，网室内气温迅速升高，之后增速趋缓；27日除T6处理外均在13：00达到最高，而28日除对照外均在15：00达到最高；之后迅速降低。与黑色遮阳网相比，白色遮阳网处理的气温略高。随着遮光率的降低，两种颜色遮阳网处理的气温均呈升高趋势，说明无论是黑色遮阳网还是白色遮阳网，都是遮光率高的具有较好的降温效果。

由图4、5可知，不同遮阳网处理的地温变化趋势大多一致，日出后地温先快速后缓慢升高，5 cm地温于15：00达到最高，10 cm地温于15：00～17：00达到最高。与气温相比，地温的降低相对滞后。随着遮阳网遮光率的降低地温呈升高趋势，且遮光率相同的黑色遮阳网处理的地温略低于白色遮阳网。对照5 cm地温9：00～15：00高于遮阳网处理，其余时间均低于遮阳网处理；T1、T2、T3、T4处理10 cm地温均低于对照，T6处理与对照接近，T5处理11：00前与对照接近，13：00后略低于对照。说明黑色遮阳网和白色遮阳网都能够降低5 cm地温和10 cm地温，在温度较高的中午前后效果明显，且遮光率越高降温效果越好。

图3　新型白色遮阳网对网室内气温的影响

图4　新型白色遮阳网对网室内5 cm地温的影响

图5　新型白色遮阳网对网室内10 cm地温的影响

2.2新型白色遮阳网对番茄幼苗生长指标的影响

不同遮阳网处理对番茄幼苗株高、茎粗、叶面积、干质量、壮苗指数均有显著影响（表2）。同色遮阳网处理的株高、茎粗、叶面积、地上部干质量、地下部干质量、单株干质量、壮苗指数均随遮光率降低呈升高趋势。株高、茎粗均为T2处理最高，T6处理次之，均显著高于对照。叶面积T6处理最大，比对照增加77.2%。与地下部干质量相比，地上部干质量各处理间差异更加明显；遮光率50%的白色遮阳网处理（T3）地上部干质量高于黑色遮阳网处理（T1），遮光率40%的遮阳网处理则相反；遮光率50%的黑色遮阳网处理（T1）地下部干质量与白色遮阳网处理（T3）无显著差异，遮光率40%的黑色遮阳网处理（T2）地下部干质量显著高于白色遮阳网处理（T4）；单株干质量T6处理最高，比对照增加了68.8%。随着遮阳网遮光率的降低，根冠比有降低趋势；除T1处理外，各遮阳网处理间差异不显著。壮苗指数以T6处理最佳，T2处理次之，T2、T5、T6处理均显著优于对照。

表2　新型白色遮阳网对番茄幼苗生长指标的影响

2.3新型白色遮阳网对番茄幼苗生理指标的影响

由表3可见，两种颜色遮阳网处理的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均随着遮光率的降低而升高；遮光率相同的条件下，黑色遮阳网处理的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均高于白色遮阳网处理；这3种光合色素含量均是T2处理显著高于对照，T5处理与对照相当，T6处理叶绿素a、叶绿素b含量显著高于对照，而类胡萝卜素含量与对照相当。

两种颜色遮阳网处理的番茄幼苗根系活力均随着遮光率的降低而升高，且遮光率相同的黑色遮阳网处理高于白色遮阳网处理；T6处理根系活力最强，显著高于对照，T2处理与对照相当，T5处理略低于对照（表3）。

表3　新型白色遮阳网对番茄幼苗生理指标的影响

2.4新型白色遮阳网对番茄幼苗叶片显微结构的影响

由表4和图6可知，随着遮阳网遮光率的降低，番茄幼苗叶片栅栏组织厚度、海绵组织厚度及叶片总厚度均增加，除T1外其他处理均高于对照；各遮阳网处理的栅栏组织/海绵组织的比值显著低于对照，但处理间差异不显著，说明在遮光条件下海绵组织的相对比例增加，但遮光率在20%～50%范围内对栅栏组织/海绵组织的比值无显著影响。

表4　新型白色遮阳网对番茄幼苗叶片显微结构的影响

图6　新型白色遮阳网对番茄幼苗叶片显微结构的影响

3　结论与讨论

遮阳网主要用于夏季的遮光、降温栽培，对遮风挡雨、提高微环境湿度也有一定的作用。本试验中，随着遮阳网遮光率的降低，网室内最高气温、地温均升高，这是由于光照是网室内热量的主要来源，而且半封闭的环境在一定程度上阻碍了遮阳网内外的空气流通和热量交换。与黑色遮阳网相比，相同遮光率的白色遮阳网处理的气温和地温均略高，这可能与遮阳网的编织方式、孔隙特征、使用方法等有关：黑色遮阳网是采用圆扁丝编织，单个孔隙较大，通风性好；白色遮阳网是采用不同宽度的扁丝压制而成的网格无纺布，单个孔隙较小，通风性较弱。本试验以小拱棚为骨架，采用遮阳网全覆盖育苗，因此白色遮阳网处理的气温和地温均略高于黑色遮阳网。差异显著性分析显示，各处理间光量子通量密度（PFD）的差异较气温、地温显著，因此本试验中光量子通量密度是影响番茄幼苗生长的主导因子。

太阳总辐射可以分为紫外辐射（UV，280～400 nm）、光合有效辐射〔PAR，包括蓝光（B，400～500 nm）、绿光（G，500～600 nm）、红光（R，600～700 nm）〕、近红外辐射（NIR，700～3 000 nm）和远红外辐射（FIR，3 000～100 000 nm）。其中，UV-B（280～320 nm）对于植株的生长和果实品质有不利影响（李方民等，2006；钟楚 等，2010）；而UV-A（320～400 nm）对植株的形态建成，如茎秆和叶片的生长有利，对色素和VC的形成也有积极作用（齐艳 等，2014）。光合有效辐射也称为可见光，是植物光合作用的能量来源。NIR和FIR对作物的光合作用几乎没有贡献，但对热环境产生重要影响。本试验进行光谱测试的目的是研究遮阳网对不同波长太阳辐射（250～2 500 nm）的透光率，以自然辐射为100%的相对值来表示。根据ASD便携式光谱仪的使用说明，野外光谱测试的最佳时间为10：00～14：00，此时光照条件较稳定。本试验选择13：00～14：00对遮阳网的透射光谱进行测定，结果表明白色遮阳网对UV和部分NIR的透光率较低，这与相同遮光率（50%、40%）的黑色遮阳网处理的番茄幼苗株高、叶面积以及叶绿素、类胡萝卜素含量均高于白色遮阳网处理的结果相符。红外线是光照产生热量的主要贡献者，采用选择性过滤更多近红外辐射的覆盖材料或涂料能够减少温室热量，从而降低室内温度（Blanchard & Runkle，2010；Ishigami et al.，2013）。在现有的夏季温室降温措施中，外遮阳网具有较高的降温效果贡献率（王吉庆和张百良，2006）。因此，生产中可利用白色遮阳网对NIR透光率低的特性，将其作为日光温室或塑料大棚外遮阳网使用，减少设施内环境热量的积聚，降低环境温度。而且，白色遮阳网对植物光合作用需要的可见光透过率较高，更有利于对光照强度要求较高的作物生长。

番茄光合作用适宜温度为24～34 ℃，光饱和点为1 361.49 μmol·m-2·s-1（郭泳 等，1998）。在本试验条件下，各处理均未对番茄幼苗造成高温和强光胁迫。对番茄幼苗株高、茎粗、叶面积、干质量、壮苗指数、光合色素含量、根系活力的测定结果表明，不同遮光率的遮阳网覆盖对植株生长影响显著。综合评价番茄幼苗生长指标和生理指标，遮光率20%的白色遮阳网和遮光率40%的黑色遮阳网处理优于对照，遮光率30%的白色遮阳网处理与对照相当；遮光率高的遮阳网覆盖对幼苗株高、茎粗、叶面积、干质量等产生不利影响，导致壮苗指数降低。这可能是由于番茄是喜光作物，较强的光照更有利于叶片光合作用和植株干物质的积累，因此两种颜色的遮阳网都是遮光率越低幼苗生长越好。虽然露地栽培（CK）光照最强，但由于光照强、空气相对湿度低、风等原因，导致土壤蒸发较大、湿度不均，番茄幼苗生长一致性较差。相同遮光率（50%、40%）的遮阳网相比，黑色遮阳网处理的番茄幼苗叶面积、地上部干质量、单株干质量、壮苗指数以及光合色素含量均明显优于白色遮阳网处理，这可能是由于白色遮阳网覆盖下光照稳定，幼苗一整天都处于较弱光照条件下；而黑色遮阳网覆盖下的幼苗一直处于光照强度大幅度跳动的环境，致使其实际利用的光能更多。与遮光率20%的白色遮阳网相比，遮光率40%的黑色遮阳网处理的幼苗株高较高，但叶面积、单株干质量较低，说明其对于番茄幼苗来说光照仍然偏弱。一般认为，遮阴会使植物叶片厚度变薄。但本试验中除T1处理外，其他处理的叶片厚度均高于对照。这可能是由于番茄叶片厚度同时受环境湿度影响，空气湿度低则叶片厚度小（宋军兰和李东升，2009）。

综上，夏季番茄育苗可根据天气情况选用遮光率为20%～40%的遮阳网，推荐采用能选择性过滤红外光的白色遮阳网，在有效降温的同时保持适宜的光照条件。

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Effect of New Type White Sunshade Nets on Seedling Environment and Growth of Tomato Seedlings

LIU Yu-mei1，2，BAI Long-qiang2，MU Ying2，LI Yan-su2*
（1Landscape Engineering Department of Heze University，Heze 274000，Shandong，China；2Institute of Vegetables and Flowers，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081，China）

Taking tomato（Lycopersicon esculentum Mill.）cultivar‘Zhongza105’as experimental material，this paper studied the effects of different sun-shade nets and tranditional black sun-shade nets on inside light and temperature environment，tomato seedling growth and physiological properties.The result showed that with the decreasing of shading rate，photon flux density（PFD），air temperature，5 cm and 10 cm soil temperatures all showed an increasing tendency.Compared with the 50% shading rate of black net，the transmittance of 50% white net was remarkably different.The black sunshade net has higher UV transmittance rate and there were not much differences between the transmittance rates of infrared light and visible light.While the transmittance rates of UV light and part of infrard light of white sun-shade net was significantly lower than the visible light.Therefore，the white sunshade net used as outside shading net of greenhouse could have better cooling effect.Along with the decreasing shading rate，both black and white net treatments were all helpful for increasing plant height，stem diameter，leaf area，total biomass，sound seedling index，root system activity and foliar blade thickness of tomato seedling.Summing up the above，in summer according to the actural condition of tomato seedling development，sunshade nets with shading rate between 20%-40% might be a good choice，among them the white sun-shade net with 20% shading rate had the better effect.

White sunshade net；Shading rate；Seedling environment；Tomato；Growth

刘玉梅，女，博士，副教授，专业方向：设施蔬菜栽培生理，E-mail：104556299@qq.com

（

）：李衍素，男，博士，副研究员，硕士生导师，专业方向：设施蔬菜栽培，E-mail：liyansu@caas.cn

2016-05-13；接受日期：2016-08-02

现代农业产业技术体系建设专项（CARS-25-C-01），中国农业科学院科技创新工程项目（CAAS-ASTIP-IVFCAAS），农业部园艺作物生物学与种质创制重点实验室项目