相同DLI下光照度与光照周期对不同南瓜品种幼苗质量的影响

摘    要：为探究相同日累积光照量（DLI）下光照度和光照周期组合与不同南瓜品种幼苗生长的关系，以南瓜品种RTCU8405和RTCU6752为试材，在相同DLI下设置不同光照度（467、280、200、156、127 µmol·m-2·s-1）和光照周期（6、10、14、18、22 h·d-1）的组合对南瓜幼苗进行处理。结果表明，在光照周期为6～18 h·d-1时，RTCU8405的幼苗的叶面积、茎粗、根长、根体积和根表面积均随着光照周期的增加呈增加趋势，而RTCU6752的幼苗的根长、根体积和根表面积在光照周期为14 h·d-1时达到最大值。当光照周期从18 h·d-1增加到22 h·d-1（即光照度从156 µmol·m-2·s-1降低至127 µmol·m-2·s-1）时，南瓜幼苗的各项指标无显著变化或呈降低趋势。综上所述，在相同DLI下，较长的光照周期和较低的光照度组合可以使南瓜植株形态紧凑矮壮，有利于优质南瓜幼苗的培育。因此，在完全可控环境中，建议在光照度为156～200 μmol·m-2·s-1与光照周期为14～18 h·d-1的组合条件下培育南瓜幼苗。

关键词：南瓜；光照度；日累积光照量；茎节硬度；纤维素含量

中图分类号：S642.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）02-042-07

Effects of light intensity and photoperiod with the same DLI on seedling quality of two pumpkin cultivars

LI Peixi1， CHENG Jie1， CHEN Ning1， YANG Yanjie1， LI Dapeng2， YAN Zhengnan1

（1.College of Horticulture， Qingdao Agricultural University， Qingdao 266109， Shandong， China; 2.Shandong Qicai Manor Vegetable Food Base Co.， Ltd.， Shouguang 262700， Shandong， China）

Abstract： In order to learn the relationships between growth of pumpkin seedlings of different varieties and combinations of light intensity and photoperiod with the same daily light integral（DLI）， two pumpkin cultivars（RTCU8405 and RTCU6752）were used as materials. Pumpkin seedlings were treated with the different combinations of light intensity（467， 280， 200， 156， and 127 µmol·m-2·s-1）and photoperiod（6， 10， 14， 18， and 22 h·d-1）with the same DLI. The results indicated that leaf area， stem diameter， root length， root volume， and root surface area of pumpkin seedlings （cv. RTCU8405） increased with the increased photoperiod under the photoperiod of 6 h·d-1 to 18 h·d-1， however， the root length， root volume， and root surface area of pumpkin seedlings （cv. RTCU6752） reached the maximum value when the photoperiod was 14 h·d-1. In addition， no significant differences or decreased trends were observed in measured parameters as photoperiod increased from 18 h·d-1 to 22 h·d-1 （the light intensity decreased from 156 µmol·m-2·s-1 to 127 µmol·m-2·s-1）. In conclusion， the combinations of longer photoperiod and lower light intensity with same DLI led to compact and strong pumpkin plants， which was conducive to the cultivation of high-quality pumpkin seedlings. Therefore， it was recommended that the combinations of light intensity of 156-200 μmol·m-2·s-1 with photoperiod of 14-18 h·d-1 was suitable for cultivation of high-quality pumpkin seedlings produced in a fully controlled environment.

Key words： Pumpkin; Light intensity; Daily light integral; Stem firmness; Cellulose content

南瓜（Cucurbita moschata Duch.）为葫芦科南瓜属一年生草本植物[1]。南瓜具有很高的营养价值，含有丰富的β-胡萝卜素、蛋白质和微量元素，并且脂肪含量很低，是高膳食纤维食物。此外，南瓜方便运输，品种繁多，口感甜，深受人们喜爱[2-3]。近年来，南瓜产品的开发越来越多，可见其具有广阔的市场前景[4]。为提高南瓜幼苗的培育效率，南瓜育苗已实现工厂化。工厂化育苗是一次成苗的现代化育苗技术，具有省工、省力、成本低、效率高、便于优良品种推广和规范育苗管理的优势。此外，成苗便于远距离运输和机械化移栽，成苗率高，定植后根系活力好、长势强、产量高，可以实现蔬菜育苗及生产的机械化、工厂化及商品化[5-6]。

相比于露地和温室栽培，植物工厂是一种通过智能化技术实现对作物生长环境高精度控制的高效农业生产系统，可缩短植物生长周期，实现高品质蔬菜和优质蔬菜种苗的周年稳定生产[7-8]。光作为植物生长发育的关键环境因子，它不仅可以为植物光合作用提供能源，还可以为植物提供信号并调节其生长过程，影响植物的生理以及农艺性状[9-10]。弱光条件下植物会发生徒长、纤弱和叶片变薄等现象，光照过强会使植株发生萎蔫，出现叶小变黄等现象。由此可见，光照度过强或过弱均会对植物产生不良影响[11]。光照时间主要通过影响植物的光合作用和光形态建成，进而调控和诱导植物生长，最终对植物的形态产生影响[12]。但单一的光照度或光照周期均不能反映植物对光的响应情况，而日累积光照量（DLI）是指植物在1 d内接受到的光能总量[13]，种植者可以利用DLI预测产量或调整管理策略。相同DLI下适当的光照度和光照周期组合可以有效提高黄瓜幼苗和生菜的质量或产量[14-15]。在完全可控环境的相同DLI条件下，不同光照度和光照周期组合对南瓜幼苗生长尚缺乏研究。此外，南瓜种类和品种繁多，不同品种南瓜幼苗对光环境响应有待于进一步研究。因此，笔者以培育优质南瓜幼苗为目的，设计相同DLI下不同光照环境处理对不同品种南瓜幼苗生长的影响试验，探究不同光照度与光照周期组合与不同品种南瓜幼苗生长的关系，筛选出适宜南瓜幼苗生长的光照环境，为培育优质南瓜幼苗提供理论依据与数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料

以南瓜品种RTCU8405和RTCU6752为研究对象，均为中国南瓜，由青岛金妈妈农业科技有限公司提供。

1.2 试验设计

试验于2020年10－11月进行，将南瓜种子播于装有混合基质（V草炭∶V蛭石∶V珍珠岩=3∶1∶1）的50孔穴盘（长×宽×高=54 cm×28 cm×4.5 cm）中，放置于青岛农业大学植物工厂试验室内，在相同日累积光照量下设置5种不同的光照度和光照周期组合中进行培育（表1），每50株为1个重复，3次重复，随机区组排列。育苗期间采用霍格兰营养液配方，电导率（EC）控制在2.0～2.4 mS·cm-1，pH值调整为6.0～6.5。温度控制在18～25 ℃，湿度为60%～70%，CO2浓度不控制。

1.3 指标测定

待南瓜幼苗长至2叶1心时，每个处理随机选取6株长势一致的南瓜幼苗测定株高和茎粗。并将南瓜幼苗地上部和地下部分开测量鲜质量，然后在105 ℃下杀青后75 ℃下烘干24 h，分别测定地上部和地下部干质量。选取植株成熟的最大叶片，测定叶长和叶宽，使用叶面积仪（Yaxin-1241，北京雅欣理仪科技有限公司，中国）测定叶面积。壮苗指数=（茎粗/株高＋地下部干质量/地上部干质量）×全株干质量；用根系扫描仪（V800，精工爱普生公司，日本）将洗净待测南瓜幼苗根系扫描成TIFF格式图像，再用图像分析软件（2016 a版，Regent Instruments公司，加拿大）测定南瓜幼苗的总根长、根体积和根表面积。每个处理随机选取6株长势一致的南瓜幼苗，分别使用质构分析仪（TMS Pro，食品技术公司，美国）和Updegraff[16]方法测定南瓜茎节硬度和纤维素含量。试验3次重复。

1.4 数据分析

数据采用Excel 2019进行分析，采用DPS统计软件（7.05版，杭州睿丰信息技术有限公司，中国）进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 相同DLI下光照度与光照周期对不同南瓜品种幼苗形态的影响

由图1可以看出，在相同DLI条件下，随着光照度降低和光照周期的延长，不同南瓜品种幼苗的叶长、叶宽和叶面积均呈先增加后降低趋势；当光照周期超过18 h·d-1时，随着光强度降低和光照周期延长，南瓜幼苗的叶面积均呈降低趋势。RTCU8405幼苗的叶长在P200-H14组合处理下达到最大值，而RTCU6752幼苗的叶长在P156-H18组合处理下达到最大值。RTCU6752和RTCU8405幼苗的叶面积均在光照度156 μmol·m-2·s-1和光照周期18 h·d-1的组合处理下达到最大值。当光照度从467 μmol·m-2·s-1降低到156 μmol·m-2·s-1时，RTCU8405和RTCU6752幼苗的叶面积分别增加了54.4%和90.6%。

由图2可以看出，在相同DLI下，随着光照度降低和光照周期的延长，南瓜幼苗的茎粗均呈先增加后降低的趋势，且在P156-H18处理下达到最大值，但2个南瓜品种P156-H18和P127-H22处理的幼苗茎粗无显著差异。当光照度从467 μmol·m-2·s-1降低到156 μmol·m-2·s-1时，RTCU8405和RTCU6752幼苗的茎粗分别增加了31.4%和13.5%。而2个南瓜品种幼苗的株高则呈现与茎粗相反趋势。RTCU6752和RTCU8405幼苗的株高均在P127-H22时达到最小值；当光照度从467 μmol·m-2·s-1降低到127 μmol·m-2·s-1时，RTCU8405和RTCU6752幼苗的株高分别显著降低了25.7%和14.3%。