营养液Cu2+、Zn2+和Mn2+浓度对低温弱光下黄瓜幼苗叶片光合特性的影响

长鸿福

（甘肃省临夏县农业农村局，甘肃临夏731800）

黄瓜是日光温室冬春栽培的主要蔬菜，但日光温室设施简陋，光强调控能力弱，室内光照强度受外界环境条件影响较大，特别在冬春反季节生产中，日光温室内往往形成弱光环境，严重影响植株正常的光合作用和生长，导致植株早衰，产量和品质降低。光合作用作为蔬菜作物产量形成的基础，弱光逆境对光合作用的影响备受重视，已在番茄[1]、黄瓜[2-5]、茄子[6]等蔬菜作物上进行过相关研究，但这些报道都集中在弱光胁迫对蔬菜作物在正常营养情况下的研究上，而蔬菜植物作为一个受营养状况影响的个体，叶片在受不同浓度营养液处理时的光合特性更能反映植株在弱光逆境下的生长状况[7，8]，从而了解光能分配、利用和同化物分配的情况，更好地阐释植株在受到低温弱光胁迫后通过改变营养液浓度来提高蔬菜植物的光合效率[9，10]。本研究以黄瓜幼苗为试材，通过测定低温弱光胁迫下不同浓度Cu2+、Zn2+、Mn2+处理对黄瓜幼苗叶片光合参数的变化规律，研究低温弱光下Cu2+、Zn2+、Mn2+对黄瓜幼苗的影响，为日光温室内黄瓜幼苗光照管理、营养管理、壮苗培育和耐弱光品种的选育提供可靠的理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

津绿4号（日光温室栽培品种，耐弱光）；黑籽南瓜。

1.2 处理设置

试验设6 个处理，详见表1。

表1 处理设置

1.3 育苗和处理方法

试验于2009年6月在甘肃农业大学试验温室内播种育苗。育苗基质为体积比1∶3 的珍珠岩和蛭石的混合物，催芽后播种于长20cm、宽12cm、高15cm 的营养钵中，育苗期间按常规管理。待幼苗长至2 叶1 心时，对150 株黄瓜苗进行嫁接，砧木为黑籽南瓜。等长到3 叶1 心时分别将嫁接苗和自根苗移入RZX 型人工智能气候箱（宁波江南仪器制造厂制造）进行弱光处理，并每隔3 天浇1 次营养液。各处理光周期均为12 h（白天）/12 h（黑夜），光照强度为100 umol/m2·s，温度保持在15℃（白天）/8℃（黑夜），空气相对湿度保持在75%～80%。共处理12 d，每隔3 天取1 次样，每次取5 株，3 次重复。测定时取黄瓜幼苗第二片子叶。

1.4 测定内容与方法

光合参数GS、PN、CI、EVAP 的测定：用Ciras-2便携式光合作用测定系统进行净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）胞间CO2浓度(Ci)及EVAP 的测定，分别于处理后3 d、6 d、9 d 测定。

2 结果与分析

2.1 低温弱光下不同浓度营养液Cu2+、Zn2+、Mn2+对黄瓜自根苗和嫁接苗幼苗叶片GS 的影响

从图1 可以看出，低温弱光胁迫下不同浓度营养液对黄瓜幼苗叶片GS 的影响：CK1、Z1、J1、CK2降低，其中Z1 降低幅度最大，降低了46.5%。J1 降低了32.4%，CK1 降低了30%，CK2 降低了12.9%。Z2、J2 升高，J2 升高幅度最大，升高了61.2%；Z2 升高了8.3%。排除误差影响可以得出：低温弱光下低浓度营养液处理对黄瓜自根苗和嫁接苗GS 有抑制作用，其中对自根苗的影响大于对嫁接苗的影响。而高浓度营养液处理对黄瓜自根苗和嫁接苗GS 有促进作用，其中对嫁接苗的影响大于对自根苗的影响。未经营养液处理的黄瓜自根苗和嫁接苗GS 均降低，其中自根苗降低幅度大于嫁接苗。

2.2 低温弱光下不同浓度营养液Cu2+、Zn2+、Mn2+对黄瓜自根苗和嫁接苗幼苗叶片PN 的影响

从图2 可以看出，低温弱光胁迫下不同浓度营养液对黄瓜幼苗叶片PN 的影响：CK1、Z1、Z2 都下降，其中Z1 升高了75.8%，CK1 升高了51.9%，Z2 升高了35.7%。CK2、J1、J2 都上升，其中J1 降低了58.5%，J2 降低了44%，CK2 降低了21.5%。可以得出：低温弱光下不同浓度营养液处理对黄瓜自根苗PN 有抑制作用，其中低浓度的抑制作用强于高浓度的抑制作用。对嫁接苗PN 有促进作用，其中低浓度的升高作用强于高浓度的升高作用。

2.3 低温弱光下不同浓度营养液Cu2+、Zn2+、Mn2+对黄瓜自根苗和嫁接苗幼苗叶片CI 活性的影响

从图3 可以看出，低温弱光胁迫下不同浓度营养液对黄瓜幼苗叶片GS 的影响：CK1、CK2、J1 降低，其中J1 降低了91.6%，CK2 降低了51.6%，CK1降低了22.5%。Z1、Z2、J2 升高。其中Z1 升高了196%，J2 升高了45.8%，Z2 升高了26.1%。可以得出：低温弱光下不同浓度营养液处理对黄瓜自根苗CI 有促进作用，其中浓度越低，促进作用越强。而对于嫁接苗低浓度营养液处理对CI 有抑制作用，高浓度营养液处理对CI 有促进作用。未经营养液处理的黄瓜自根苗和嫁接苗CI 均降低，嫁接苗降低幅度大于自根苗。

2.4 低温弱光下不同浓度营养液Cu2+、Zn2+、Mn2+对黄瓜自根苗和嫁接苗幼苗叶片EVAP 的影响

从图4 可以看出，低温弱光胁迫下不同浓度营养液对黄瓜幼苗叶片EVAP 的影响：CK1、Z1、Z2、CK2、J 都下降，其中Z1 降低了51.8%、J1 降低了49.2%、CK1 降低了38.6%、Z2 降低了29%、CK2 降低了17.7%。J2 升高44.6%。可以看出：低温弱光下高浓度营养液处理对黄瓜嫁接苗EVAP 有促进作用，低浓度营养液处理对黄瓜嫁接苗EVAP 有抑制作用。不同浓度营养液处理对黄瓜自根苗EVAP 有抑制作用，高浓度的抑制作用强于低浓度。未经营养液处理的黄瓜幼苗EVAP 均下降。

3 结论

试验结果表明：黄瓜对弱光极为敏感，黄瓜的GS 在弱光胁迫下浇灌低浓度Cu2+、Zn2+、Mn2+时显著降低，低温弱光下不同浓度营养液处理对黄瓜自根苗PN 有抑制作用，低温弱光下不同浓度营养液处理对黄瓜自根苗CI 有促进作用。逆境胁迫导致植物光合速率降低的原因包括气孔和非气孔因素，判定依据主要是根据CI 和GS 的变化方向，即GS 和CI降低，气孔因素是主要因素；CI 升高和GS 降低则非气孔因素是主要原因[10]。本试验中，弱光导致黄瓜幼苗叶片PN 下降的同时，CI 变化不大，而GS 下降，说明黄瓜幼苗叶片光合速率的下降是由于非气孔因素所致。