段雁南， 陶文广， 邢启洋， 戴 燚， 秦 浩， 苏 跃， 张贵合

(1.滕州市综合检验检测中心， 山东 滕州 277599； 2.贵州农业职业学院， 贵州 清镇 551400)

西葫芦也称美洲南瓜(CucurbitapepoL.)，葫芦科(Cucurbitaceae)南瓜属作物，在国内瓜果类作物中，总产量仅次于黄瓜[1]，由于具有营养丰富、储运方便、生长期短、产量高等优点，是我国目前冬春季设施栽培的主要蔬菜作物之一[2-4]。在贵州进行西葫芦的设施栽培，其中人工光的问题有待探索。设施栽培由于覆盖物的影响，容易造成光照不足的情况，加上贵州寡日照的特点，常常造成西葫芦设施栽培光照不足。针对弱光条件下西葫芦的生长发育，现已有一些研究，安福全等[5]对低温光照下西葫芦叶片结构及生理变化进行了研究，侯永平等[8]对低温光照下西葫芦耐受性指标进行了筛选[5-9]。但对弱光条件下的人工光照补充方面研究未见报道。本试验在人工光植物工厂内，对西葫芦在不同光源照射下的生长情况进行探究，以期能够为弱光条件下种植西葫芦，补光光源的选择提供一定依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试西葫芦品种为山西省农业科学院蔬菜研究所选育的“早青一代”。

1.2 试验方法

试验于2019年8月至10月在贵州农业职业学院人工光植物工厂进行。使用珍珠岩填充催芽盘3 cm，温汤浸种后将种子放置于珍珠岩中部，25 ℃条件下进行催芽。待两片子叶完全展开，使用定植杯固定，移至绿化室见光。绿化室见光4日后，移栽至栽培架定植。

试验采取NFT栽培模式进行层架式种植，每日补光8 h。采取间歇供液模式，光照条件下供液10 min，停2 min；黑暗条件下供液10 min，停5 min。使用改良后的园式营养液配方，将灌溉营养液EC值设定为1.6，pH值6.5，精度均设置为0.1。栽培室光照条件下温度设定为25 ℃，黑暗条件下设置为18 ℃；CO2浓度在光照下设置为600 mg·L-1，黑暗条件下开启自然通风系统CO2浓度不做调控。

本试验通过不同光源LED灯的照射观察西葫芦的生长变化，共设置4个处理，处理1为红蓝双色光，处理2为白色单色光，处理3为全光谱，处理4为红蓝白三色光。通过LED灯数量及摆放位置的调整，将各处理种植槽面的光照强度设置为(5 800±100)lx。每个处理设置4个重复，每个重复种植15株，各处理间使用黑色遮光布进行遮蔽。

为避免人工授粉成功率对产量等数据的影响，本实验中不进行人工授粉，仅对不同光照下西葫芦营养生长的情况进行比较。

试验自8月25日定植完成后，每10 d取样1次。每次各重复取样1株，各处理取样4株。对根长、叶面积、根茎结合部以上部分的鲜重和干重、根茎结合部以下部分的鲜重和干重以及叶片数量进行测定。根长使用刻度尺进行测量；叶绿素含量使用便携式叶绿素计测定，每片叶测定5次取平均值；叶长、叶宽及叶面积使用托普云农YMJ-CH智能叶面积测量系统进行测定；叶片厚度使用手持式叶片厚度仪进行测定，每片叶测定测5次取平均值；使用分析天平进行重量测定，恒温鼓风烘箱进行干燥。

2 结果与分析

2.1 不同光照处理下西葫芦光合产物分配

通过对不同处理下的西葫芦根茎结合部以上部分的干重以及全株干重进行测定，由图1和图2可知，在不同光照条件下光合产物的积累主要在茎叶中，并且随着植株的生长，在茎叶中的分配比例不断提高，在根部的比例不断降低。定植50 d后，各处理的西葫芦光产物在地上部分和地下部分的分配比例基本稳定，地上部分约93%，地下部分维持在6%左右。定植后1个月，白色的单色光和全光谱处理下，西葫芦的光合产物向地上部分配的比例较高；红蓝双色光和红蓝白三色光的处理下，西葫芦的光合产物向地上部分配的比例较低，向根部分配比例高。由此说明，在早期，红蓝双色光和红蓝白三色光的处理可以促进根部的生长；在生长30 d后会提高地上部分的生长；在定植后50 d后，各处理下的光合产物在地上部和地下部的分配基本一致。

图1 不同光照下茎叶干物质积累量在全株中的占比

图2 不同光照下根部干物质积累在全株中的占比

2.2 不同光照处理下西葫芦根长的变化

定植后，每10 d对不同光照条件下西葫芦的根长度进行测定。从图3可以看出，白色的单色光和红蓝白三色光照射下的西葫芦，根的长度与生长时间呈正相关关系，在采样的60 d内始终处于增长状态；在红蓝双色光的照射下，西葫芦根的长度呈现有限生长的状态，在定植后40 d达到生长的峰值，其长度为75 cm左右；在全光谱照射下的西葫芦根的生长，存在两个停滞时期，分别出现在定植后20 d和定植后的40 d；在红蓝双色光和全光谱的照射下，西葫芦根长的增长速度较高，在定植后的50 d内红蓝双色光的根长基本都处于同时期各处理的最高值。

图3 不同光照下西葫芦根的长度变化

2.3 不同光照处理下西葫芦根和叶片干物质含量

由图4可以看出，各处理的叶片干物质的含量随着生育期的延长，呈现出先降低后升高，并在定植后30～40 d达到最低。由此表明，定植后西葫芦叶片的自由水的量不断增加，叶片的生理生化活性在不断提高，促进了叶片光合产物的增加。定植30～40 d后，叶片自由水的量逐渐降低，表明叶片的生理生化活性在降低，植株开始出现老化，定植后30～40 d是西葫芦叶片活性最强时期。其中使用白色光进行补光的西葫芦叶片干物质的含量变化幅度最小，自定植后基本稳定在6%上下。红蓝双色光照射的西葫芦叶片在定植后40 d，自由水含量达到最高，在所有处理中叶片活力最强。从图5可以看出，各处理根的干物质的含量在定植后30 d内没有较大变化，在30～40 d后根的干物质含量出现较大幅度的升高。结合图4可知在定植后30～40 d后，西葫芦植株均开始老化，其中红蓝双色光处理的西葫芦植株老化速度最慢。

2.4 不同光照处理下西葫芦叶片数量和叶面积的比较

对不同光照处理下的西葫芦叶片数和叶片面积进行统计测量(图6～图8)。从图6可以看出，红蓝白三色光照射下的西葫芦叶片数相较其他处理要多，其他处理的叶片数量基本一致，在定植50 d后叶片数的降低可能和植株衰败导致叶片脱落有关。从图7可以看出，白色单色光照射下的西葫芦叶片总面积相对其他处理较小。而红蓝白三色光处理下的叶面积随着植株衰败，叶片总面积从定植40 d后开始降低，这可能是三色光促进了叶片的增加，导致相互遮蔽，有效光合面积没有提升导致的老叶衰败。红蓝双色光和全光谱处理下的植株叶面积总和在定植后30 d开始相对恒定，叶片总面积的稳定可能是对有效光合面积的适应。从图8可以看出，白色单色光的平均叶面积较低，在定植后40 d和其他处理处于同一水平；其他处理在定植后30 d平均叶面积达到峰值，其后单株叶面积呈下降趋势，结合图4和图5的结果进一步说明，定植后30～40 d，是西葫芦生长代谢最强时期。

图4 不同光照下西葫芦叶片干物质的量的变化

图5 不同光照下西葫芦根干物质的量的变化

图6 不同光照下的叶片数量变化

图7 不同光照下的叶面积总和的变化

图8 不同光照下平均叶面积的变化

3 结论与讨论

试验表明，不同光质对西葫芦植株生长有显著的影响。不同光质下，植株对茎叶部分的有机物分配随着生育期的延长不断升高，并在40～50 d趋于稳定，白光和全光谱的照射有利于植株光合产物向茎叶部分的分配。红蓝光源照射，可以促进西葫芦根系的伸长，但在40 d停止伸长；其他光照处理，在前40 d，根长小于同时期红蓝光处理，但不会停止生长，随着生育期延长而持续伸长。不同光照处理下，各处理茎叶干物质的含量会出现下降，在30～40 d降到最低，然后开始持续升高；白光处理的西葫芦茎叶物质的含量整个生育期变化幅度最小。在不同光照处理下，叶片总面积在30～40 d达到峰值，并维持相对稳定；平均叶面积在30 d达到峰值，白光处理下的叶片大小比同时期的其他处理要小。综合分析，全光谱照射下的西葫芦有着较高的茎叶干物质分配率，较长的根系长度，较高的叶片含水量和叶片大小，比较适合作为设施条件下的人工光源。