华露

(长江大学园艺园林学院,湖北 荆州 434025；湖北省荆门市园林科学研究所,湖北 荆门 448000)

许锋

(长江大学园艺园林学院,湖北 荆州 434025)

光周期对冬季温室辣椒生长的影响

华露

(长江大学园艺园林学院,湖北 荆州 434025；湖北省荆门市园林科学研究所,湖北 荆门 448000)

许锋

(长江大学园艺园林学院,湖北 荆州 434025)

[摘要]利用植物补光灯对冬季温室内生长的辣椒(Capsicum annuum L.)品种‘湘研802’进行补光，以不补光作为对照，分析了不同光周期对辣椒生长的影响。结果表明，冬季温室补光能明显促进辣椒的生长，其中上午5：30开启补光灯、8：30关闭，下午16：30开启补光灯、19：30关闭的补光方法最有利于辣椒生长。在所有光照方式中，该补光方法对叶片的叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度等光合指标提高最大，同时对RuBP羧化酶、FBA、GAPDH活性提高最大。

[关键词]辣椒(Capsicum annuum L.)；光周期；冬季温室；生长；光合作用

由于冬季自然光照不足，使温室内蔬菜光合积累相对减少，导致蔬菜营养生长和生殖生长情况均不佳，影响蔬菜产量及市场供给。湖北省部分地区冬季利用植物生长补光灯对温室内蔬菜进行补光，以弥补冬季自然光照不足的缺陷，在实际生产中收到了显著效果，提高了蔬菜的产量和品质。补光设施的合理应用，可以模拟夏季自然光照条件，甚至可达到比夏季更好的光照效果。光周期影响着蔬菜叶片的光合作用，进而影响蔬菜生长，冬季早晚均延长光照时间，比只在早晨或晚上延长效果要好[1]。另外，随着冬季日照时间的缩短，每天的补光时间也会受此影响[2]。

辣椒是喜光作物，良好的光照强度是培育壮苗的必要条件，由于冬季光照时间短，自然光照不足，幼苗时期根系不发达，抗逆性弱，易感病，成株期往往出现植株徒长、叶片薄、花蕾果实发育不良的现象，导致辣椒的产量和果实质量明显达不到市场所需要求。而适当增加光照可加快幼苗的生长，培育出壮苗，促进植株开花结果，进而提高了辣椒的产量和质量。为此，本研究探讨了冬季温室内植物光周期变化对辣椒生长的影响，以期为冬季补光设施的合理使用提供参考。

1材料与方法

1.1试验材料

辣椒品种‘湘研802’由湖南湘研种业提供。补光灯类型为HMZ40型植物补光灯，由上海合鸣照明电器有限公司生产。

1.2试验方法

试验于2014年～2015年在湖北省荆门市园林科学研究所连栋温室内进行。

2014年10月20日开始辣椒育苗，幼苗长至4～5片真叶时定植于日光温室中，株距8cm，行距15cm。灌溉方式为膜下滴灌，整枝方式为双干整枝，用增温设备控制温度。

试验组中，补光灯悬挂在辣椒植株上方1m处，均匀分布光照，光照强度为600lx，以不补光的辣椒作为对照(CK)组，每组3次重复，不同处理之间用遮光布遮挡。

根据荆门市每年11月至翌年2月日出日落时间规律，补光设备控制光周期设计如表1所示。

表1　补光时间和时长设计

在植株生长过程中对叶片的叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度，RuBP羧化酶、FBA、GAPDH活性进行测定。其中叶绿素含量测定采用95%乙醇浸泡法[3]，光合指标(净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度)利用LI6400光合仪测定[4]，RuBP(核酮糖-1，5-二磷酸)羧化酶活性的测定采用分光光度法[5]；FBA(果糖-1，6-二磷酸醛缩酶)活性的测定按照吕科等[6]的方法；GAPDH(磷酸甘油醛-3-磷酸脱氢酶)活性的测定按照梁颖等[7]的方法。

2结果与分析

2.1光周期对冬季温室辣椒叶片光合特性指标的影响

从表2可以看出，对生长期的辣椒进行补光后，相对于对照组，7组处理的辣椒叶片叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度、气孔导度显著提高。其中，L4处理上午5：30开启补光灯、8：30关闭，下午16：30开启补光灯、19：30关闭的补光方法对辣椒光合特性指标增幅最显著。其他组补光方法对辣椒光合特性影响效果由高到低依次是L3、L2、L1、L6、L5和L7。总光照时间14h对于提高辣椒光合特性指标效果最佳。

表2　光周期对冬季温室辣椒叶片光合特性指标的影响处理

注：同列数据后不同小写字母表示组间差异显著(P<0.05)。表3同。

2.2光周期对冬季温室辣椒叶片光合酶活性的影响

从表3可以看出，对生长期的辣椒进行补光后，与对照组相比，7组处理辣椒叶片的RuBP羧化酶活性、FBA活性和GAPDH活性显著提高。补光方法对辣椒叶片中RuBP羧化酶活性、FBA活性和GAPDH活性提高效果由高到低依次为L4、L3、L2、L1、L6、L5和L7。其中，L4处理上午5：30开启补光灯、8：30关闭，下午16：30开启补光灯、19：30关闭的补光方法对辣椒叶片光合酶活性增幅最显著。L4总光照时间为14h。对比各组数据而言，总光照时间为14h对于提高辣椒RuBP羧化酶活性、FBA活性和GAPDH活性效果最佳。

表3　光周期对冬季温室辣椒叶片光合酶活性的影响

3讨论与结论

在植物生长阶段进行补光是增强其光合作用的有效手段。有研究表明，弱光可使黄瓜幼苗生长发育迟缓，植株干重减少，可溶性蛋白质含量及膜保护酶活性降低，膜质过氧化水平增高，叶绿素含量和光合速率降低[8，9]，适当的补光可使番茄叶片净光合速率增加，叶绿素a/b值增加，使植株的光合作用增强[4]。本研究为避免弱光环境的出现，在上午和下午光照强度减弱时对辣椒进行补光，与对照组相比，各补光处理组辣椒的光合指标均有显著提高。

叶绿素含量、净光合速率、胞间CO2浓度和气孔导度指标是光合速率变化的直观表现；Rubisco是光合碳同化的关键酶，处于光合碳还原和光合碳氧化2个方向相反但又相互连锁的循环交叉点上，它对净光合率起着决定性的影响。在最适温度条件下，光合作用的强弱取决于Rubisco活性，而细胞中CO2与O2浓度差别会直接影响Rubisco活性强弱。所以，最适温度条件下增施CO2能够增加Rubisco活性，进而使光合作用速率提高[10]；果糖-1，6-二磷酸醛缩酶( Fructose-1，6-bisphosphatealdolase，FBA) 是Calvin循环中固定CO2后的第一个催化由3C化合物转化为6C化合物的酶，处于第一个分支点上，同时也是控制光合作用速率的重要酶之一；甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)在Calvin循环中催化3-磷酸甘油酸( 3-PGA) 还原成3-磷酸甘油醛，3-磷酸甘油醛既是叶绿体光合产物输出的一种形式，又是形成核酮糖-5-磷酸的底物。因此，GAPDH活性高低直接影响光合环的运转效率及光合产物的积累。

从本研究中以上生理指标的变化可以看出，补光处理提高了参与光合作用的各指标参数，同时提高了RuBP羧化酶活性、FBA活性和GAPDH活性，进而增强了辣椒的光合作用。L4处理上午5：30开启补光灯、8：30关闭，下午16：30开启补光灯、19：30关闭的补光方法对辣椒的光合作用促进最大，其光照时间为14h。光照时间为15h的最长光照处理虽然比CK有利植株生长，但相比光照时间为14h的光照处理光合指标降低。这有可能是由于过早光照使植株光合作用时间过度提前，而温度尚未提升至正常生长所需的温度时，因而不能带来良好效果。而从L2和L3对比得出，早晨光照时间延长，比傍晚光照时间延长更有利于植物光合作用，这与程瑞峰[1]的研究结果一致。本研究为提高冬季温室辣椒的光合作用，从而促进辣椒的产量和质量提供了一定的依据。另外，有关夜间补光的光照方式还有待进一步研究。

[参考文献]

[1]程瑞锋,邹志荣,王军.外源补光状态下温室黄瓜光合作用的研究[J].陕西农业科学,2004,(3):17～18.

[2]刘全国,张义勇.北方日光温室生产存在的问题及对策[J].北方园艺,2006,(1):74～75.

[3]李合生,王学奎,刘武定，等.光对小麦叶片谷氨酰胺合成酶调节机理初探[J].华中农业大学学报,2000,(2):102～105.

[4]赵玉萍,邹志荣,杨振超，等.不同温度和光照对温室番茄光合作用及果实品质的影响[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2010,38(5):125～130.

[5]Siegel M I,Lane M D.Ribulose-diphosphate carboxylase from spinach leaves[J].Methods in Enzymology,1975,42:472～480.

[6]吕科,刘富兵,花庆，等.小麦叶绿体果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性的测定方法及应用[J].麦类作物学报,2011,31(1):82～87.

[7]梁颖,李玉花.植物中磷酸甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)在氧化胁迫下的生理功能[J].植物生理学通讯,2009,45(10):1027～1032.

[8]王永健,张峰,许勇,等.黄瓜低温弱光耐受性机理及其应用研究的主要进展[J].中国蔬菜,2005,(增刊):7～12.

[9]高丽红,张福墁.日光温室黄瓜生产中存在问题及解决途径[J].沈阳农业大学学报,2000,31(1):113～116.

[10]Jiang C Z,Rodermel S R.Regulation of photosynthesis during leaf development in RbcS antisense DNA mutants of tobacco[J].Plant Physiology,1995,107:215～224.

[收稿日期]2016-03-07

[基金项目]湖北省自然科学基金项目(2013CFA039)。

[作者简介]华露(1989-)，女，硕士生，研究方向为园艺作物栽培。通信作者：许锋，xufeng198@126.com。

[中图分类号]S641.1

[文献标识码]A

[文章编号]1673-1409(2016)15-0010-03

[引著格式]华露,许锋.光周期对冬季温室辣椒生长的影响[J].长江大学学报(自科版) ，2016，13(15)：10～12,48.