秋冬季延长保护地光照时间重要性的理论分析

陈 菲 张 娜 于晓莹

(河南农业职业学院,河南 郑州 450002)

植物的生命活动都与光照密不可分，因为其赖以生存的物质基础是通过光合作用制造出来的。保护地蔬菜由于有农膜或玻璃的覆盖，使棚内透光率受到影响，特别是持续阴天光照不足，可导致光合作用下降，而在高寒地区尽管光照强度能满足要求，但1 d内光照时间太短，不能满足要求，一些果菜类或花卉很难栽培成功。研究表明,冬季在保护设施内培育果菜类秧苗,因每天日照时数不足8 h,不能满足秧苗生长发育的需要,如果每天延长光照时间2～4 h,可缩短育苗时间,使幼苗健壮,促进早熟。另外,在阴天和雨天适当补充光照,可以抑制幼苗病害的发生[1]。因此，要提高秋冬季作物安全高效生产，关键是要克服秋冬季保护地生产中遇到的寡照障碍[2]。根据各种作物的生长习性，对作物采取延长光照时间的方式对作物生长发育的影响进行综述，为保护地作物提供合理的光照环境，提高作物的高产优质。

1 延长光照时间的理论依据

光主要通过影响光合作用、光形态建成和光周期来调节植物的生长发育。而光照时间对光合作用的影响是通过延长光照时间，从而影响光合作用的时间来显现的。在寒冷的季节，温室设施为了防寒保温，覆盖的蒲席、草苫揭盖时间直接影响设施内受光时数，常会造成光照强度和光照时间明显不足,在秋冬季或早春，一般在日出后才揭苫，而在日落前或刚刚日落就需盖上，1 d内作物受光时间不过7～8 h，在高纬度地区冬季甚至不足6 h，远远不能满足园艺作物对日照时数的需求，使喜强光照的果菜类作物长期生长在弱光逆境中,导致植株营养体生长不健壮、落花落果严重、果实发育缓慢、含糖量降低、产量下降、品质变劣,表现为弱光胁迫[3]。

栾征等对冬季增温和延长光照对茶苗生长的影响进行研究，研究表明，在全天温度不低于0℃ 时，延长光照时间能明显促进茶苗的光合和生长。温度控制在10℃ 延长光照时间后，茶苗的总生物量、根生物量比以及地下生物量／地上生物量的提高达到了显著水平[4]。设施内的光环境对作物生长发育有重大影响,调节好光环境是实现作物高产、优质的首要条件。

2 延长光照时间对作物生长发育的影响

2.1 光照时间对作物根系的影响

光照充足有利于光合作用，这使地上部所制造的光合产物更多地向根系转移成为可能，从而为培育出健壮的根系打下基础[5]。有报道表明，适当延长光照的时间可以利于甜椒的生根[6]；春小麦与春大麦作光处理时，不遮阴的植株根间长度短，遮阴的根间长度长[7]。而仙人掌在光照不足条件下，不仅生长发育减慢，生根时间延长，同时地上部分也易畸形[8]。另有研究指出，用LED发光二极管作为光源材料照射作物根系时，可观察到植株根／冠比提高，地上部干物重增加[9]。

2.2 光照时间对作物茎粗及株高的影响

茎是植物的支柱和运输线，它既支撑起植物的繁枝茂叶，又往来输送来自根部的水分和养料，以及来自叶内制造的有机物质。许多植物的茎内还贮存了大量的水分和营养物质。

杨咪等通过延长光照对甜瓜生长的影响进行研究，结果表明延长光照时间有利于增加甜瓜植株高度、茎粗度、节间长度、叶柄长度，提高其干物质的含量、根冠比[10]。而通过延长光照时间还可增加茄子幼苗的株高、茎粗和生长速率，提高其根冠比、壮苗指数[11]。梁勇等也通过延长光照时间对黄瓜幼苗生长影响进行研究，结果表明延长光照时间黄瓜幼苗株高明显高于对照[12]。

2.3 光照时间对作物叶片生长及叶绿色含量的影响

叶片是进行光合作用的重要场所，叶片的大小影响着光合产物的多少。延长光照时间会增加光合产物的积累。吴云平利用弱光延长光照时间可以提高烟苗的光合总量，增加烟苗光合生产能力，并促进烟苗的全面生长，提高烟苗的素质,延长4 h处理的烟苗叶数显著增加，叶面积明显增大，茎高、茎围、根体积、各部位干物质重以及壮苗指数均得到显著增加[13]。花妍等就光照时间对番茄苗期生长发育的影响做了研究，其中研究表明，番茄的生长初期,在其他因素相同的条件下,不同光照时数对番茄幼苗叶片生长速率有很大影响。光照时间越长,叶片生长速率越大。6 h和14 h光照处理的叶片生长速率分别比10 h的减少15.7%和增加11.24%。番茄的比叶面积受光照时数的影响比较明显,随光照时数的增加番茄的比叶面积逐渐变小,说明随着光照时间的延长,番茄单位面积上干物质量呈增长的趋势。而在温度、湿度、CO2及光强相同的条件下,不同番茄品种经过不同光照时间处理,番茄叶片干物质含量随光照时间的延长而增加[14]。

2.4 光照时间对作物叶绿素含量的影响

李愚鹤研究表明,4000～10000 lx范围内,随着补光强度的增大,植株增高,茎粗增加,叶面积变大,明显促进黄瓜幼苗生长,叶绿素含量升高,叶绿素a/b值降低;黄瓜可溶性糖含量上升,可溶性蛋白含量上升;POD活性降低,CAT活性升高,其中耐弱光性差的品种POD和CAT活性均高于耐弱光性强的品种[15]。徐超华延长光照处理显著提高叶片叶绿素a、b、叶绿素a+b、类胡萝卜素含量,但1h、3h处理的变化幅度小于2 h处理[16]。

2.5光照时间对作物抽薹开花的影响

早在川口氏试验中就已经指出，低温长日照处理比低温短日照处理容易形成花芽，至于对花芽分化后抽薹的影响，日照越长抽薹越早，温度越高抽薹越快。Clapwijk研究指出,季节的辐射变化强烈影响番茄的早期产量,给番茄相同的辐射日总量,短光照时间比长光照时间更能促进开花;光线减小15%,番茄产量将显著降低[17]。尹守恒等对延长光照时间对韭菜抽薹开花结实的影响进行了研究，结果表明，延长光照时间可使韭菜的抽薹期提早3～5 d。整个抽薹期延长11～16 d；始花期提前 2～4 d，终花期延长 7～12 d，整个花期延长9～15 d；种子成熟期推迟5～8 d，延长4～7 d；薹茎高度降低2.77～3.87enl；单株抽薹数增加0.22～0.28 个，抽薹率提高 32.13%～40.54%[18]。 浦正明等对光照对草莓花芽分化影响的初探中表明，延长光照时间和光照强度，能促进草莓花芽分化，提早开花结实[19]。Tinus等建议在日落后或日出前补光4～8 h。一般保护地内光照长度(即光照时数)要比自然露地光照长度短,因此通常会影响蔬菜的花芽形成、抽薹、开花和结实,还会影响作物的休眠和落叶以及块根、球茎的形成等[20]。

3 结论

近年来,温室栽培在我国迅速发展,已成为经济型农业的重要产业,但大棚内的光照仍以自然光照为主且利用率较低,尤其在冬季,随着日照时间的缩短、日照强度的减弱以及阴雪雨雾等障碍性天气的增多,对于设施内蔬菜的生长影响很大，是限制作物高产优质的主要因素之一。因此，生产上应充分利用和合理调控光照条件保证作物的正常生长。

为了使秧苗多照阳光，培育出健壮的秧苗，在能维持适当床温的前提下，白天应尽量揭开覆盖物，傍晚应尽量延迟覆盖。增加植株下部和棚室后部光照强度，改善设施内的光照条件，使室内气温、地温增加，提高植株的光合能力，增加产量。此外，在大棚内种植不同种类的蔬菜时，应遵循“北高南低”的原则，使植株高矮错落有序，尽量减少互相遮挡现象。同一种蔬菜移栽时，力求苗子大小一致，使植株生长整齐，减少植株间遮光。同时以南北向做畦定植为好。使之尽量接受阳光。保持棚膜洁净，棚膜上的水滴、尘土等杂物，会使透光率下降30%左右。减少膜上水滴。防止棚膜结雾的。搞好植株整理及时进行植株整枝、打杈、绑蔓、打老叶等田间管理，有利于棚室内通风透光，也是改善光照条件的有益之举[21,22]。