不同时段补光对日光温室早春茬马铃薯光合特性、产量和品质的影响

摘    要：为探究日光温室早春茬马铃薯生产的补光技术，通过对马铃薯进行CK（未补光）、T1（揭帘前补光4 h）、T2（盖帘后补光4 h）处理的试验，研究不同时段补光对日光温室早春茬马铃薯光合特性、产量及品质的影响。结果表明，较未补光处理，T1、T2处理均显著提高了马铃薯叶片净光合速率、株高、茎粗、块茎产量及淀粉含量，且T1处理下块茎产量以及淀粉含量均显著高于T2。通过补光优化日光温室早春茬马铃薯光合特性进而提高马铃薯产量、优化块茎品质，且揭帘前补光4 h处理的提产增质效果最优。

关键词：马铃薯；补光；温室；光合特性；产量

中图分类号：S532 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2022）01-065-05

Effect of supplemental illumination in different periods on photosynthetic characteristics， yield and quality of potato in solar greenhouse

PENG Dianliang， CHI Wenjuan， XIN Guochen， TANG Yuhai， ZHANG Jingmin

（Facility Horticulture Laboratory of Universities in Shandong / Weifang University of Science and Technology， Shouguang 262700， Shandong， China）

Abstract： In order to explore the light supplement technology of early spring potato production in solar greenhouse， three supplement light periods was adopted as the experimental treatment， i.e.， no supplemental light （CK）， 4 h before the curtain was opened （T1）， 4 h after the curtain was covered （T2）， and the effects of the photosynthetic characteristics， yield and quality of the early spring stubble of potatoes in the solar greenhouse were further studied. The results showed that， compared with no supplemental light， T1 and T2 significantly increased the photosynthetic rate of leaves， the plant height， the stem diameter， the tuber yield and starch content of potato. And the tuber yield and starch content of potato of T1 were significantly higher than T2. On the whole， light supplement could improve potato yield and tuber quality by optimizing photosynthetic characteristics in solar greenhouse， and the effect of the supplemental light for 4 h before opening curtain was optimal.

Key words： Potato; Supplemental illumination; Greenhouse; Photosynthetic characteristic; Yield

马铃薯块茎营养丰富，含有人体必需的七大类营养物质，是重要的菜粮兼备作物[1]。设施栽培蔬菜的发展满足了我国北方居民冬春季的蔬菜需求[2]。为解决春季鲜薯供应难的问题，马铃薯日光温室冬春季栽培面积连年增加。光是植物生长发育及形态建成的关键生态因子，弱光胁迫成为马铃薯日光温室冬春生产的瓶颈[3]。

光合作用是植物生长、产量和品质形成的物质基础，气孔导度、胞间CO2 浓度和净光合速率等是植物光合特性的重要指标[4]。弱光环境会造成马铃薯徒长、节间细长、营养生长受限，从而导致产量降低、品质变劣[5]。研究表明弱光胁迫增加胞间CO2 浓度，降低气孔导度和净光合速率，影响植物光合作用[6]。弱光条件下植物光合性能下降、物质积累降低从而导致块茎产量下降品质变劣[5]。

设施生产中，采用人工光源是植物正常生长发育、高产稳产的重要保障方式。LED 灯具有高效节能、安全稳定等特点，广泛应用于设施农作物的栽培[7]。目前，补光在甜椒、番茄等作物的增产提质上作用显著。补光能够优化甜椒营养吸收积累与分配，进而改善甜椒产量与品质[8]。开花前后补光均可显著增加番茄果实中可溶性固形物、可溶性糖、维生素C含量，显著降低有机酸含量，进而改善果实品质[9]。补光和增施CO2同时处理可显著促进番茄生长和净光合速率的提高，提高产量和改善品质[10]。目前，关于补光对日光温室早春茬马铃薯光合特性、产量及品质的影响了解尚少。笔者在日光温室早春茬马铃薯生产过程中，通过设置不同时段补光处理，研究其对马铃薯叶片叶绿素相对含量、气孔导度、净光合速率以及块茎产量、品质的影响，以期为马铃薯保护地栽培提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2019年1—4月在潍坊科技学院试验基地日光温室进行。供试品种为生育期相同（90 d）的马铃薯品种田园1号（淀粉含量13.00%，非持绿品种）与希森6号（淀粉含量为16.00%，持绿品种），为市售原种，由寿光市童旭农业科技有限公司提供。

1.2 试验设计

马铃薯种植垄长3 m，行株距为50 cm×25 cm，切块（约50 g）催芽播种。于马铃薯幼苗期开始给予补光处理，用LED人工光源（深圳厚屹节能技术有限公司生产的HY-115CM-36×3 W-RB型，额定功率108 W，LED光源下10 cm处的光照度为18 760 lx，红光∶蓝光=7∶2，其中，蓝光的峰值波长为460 nm，红光的峰值波长为660 nm）在马铃薯植株顶端上方约10 cm处进行补光，每垄间各安装一排LED灯，光源高度随马铃薯生长期适时调整；共设置未补光（CK）、揭帘前补光4 h（T1）、盖帘后补光4 h（T2）3个处理，各处理间用遮光幕隔离，采用完全随机区组设计，每处理4行，3次重复。

1.3 试验测定指标

于马铃薯现蕾期（S1）、块茎形成期（S2）、块茎膨大初期（S3）和块茎膨大末期（S4）用叶绿素测定仪测定顶部倒2功能叶叶绿素相对含量（SPAD值）、用Li-6400 型便携式光合作用测量系统测定叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度。于S2、S4时期用刻度尺测量株高、用游标卡尺测量茎粗。于收获期进行马铃薯单株测产、并另随机选择5株大小一致的块茎样品混合用于品质测定；用电子秤测定单行马铃薯块茎质量，计算667 m2产量/kg=单行产量×667/单行面积。测产时分级称量，单薯质量<100 g为小薯，≥100 g为大薯[11]；采用烘干称重法测定干物质含量、采用2，6-二氯靛酚滴定法测定维生素C含量[12]、采用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量（FW）[12]、采用蒽酮比色法测定块茎淀粉含量[13]。

1.4 数据处理

试验数据采用DPS 15.10软件进行单因素方差分析，用LSD法对比各处理间差异。

2 结果与分析

2.1 不同时段补光对日光温室马铃薯叶片叶绿素相对含量的影响

在所有处理条件下，马铃薯叶片叶绿素相对含量随着生育进程呈先上升后下降的趋势（表1）。相较CK，不同时段补光均提高了2个品种不同生育时期的叶绿素相对含量，且除田园1号T2处理的S1、S4时期外，其他处理差异均达到显著水平；其中田园1号、希森6号在T1处理的S4时期叶绿素相对含量较对照分别提高7.37%、17.10%，T2处理下的S4时期田园1号、希森6号叶绿素相对含量较对照分别提高3.95%、5.04%。T1处理2个品种不同生育时期的叶绿素相对含量均高于T2处理，且品种田园1号差异均达到显著水平。结果表明，不同时段补光均能提高日光温室马铃薯叶片叶绿素相对含量，且早晨揭帘前补光4 h优于晚上盖帘后补光4 h。

2.2 不同时段补光对日光温室马铃薯叶片气孔导度的影响

气孔导度与植物光合作用、呼吸作用密切相关。由表2可知，与对照相比，不同时段补光均提高了2个品种不同生育时期的叶片气孔导度，其中，仅S2、S3时期差异达到显著水平。除品种田园1号S2时期外，T1、T2处理下2个品种不同生育时期的叶片气孔导度无显著差异。结果表明，不同时段补光均能提高日光温室马铃薯叶片气孔导度，且T1、T2处理间整体无显著差异。

2.3 不同时段补光对日光温室马铃薯叶片胞间CO2浓度的影响

由表3可知，较CK，T1处理显著降低了2个品种不同生育时期的叶片胞间CO2浓度。其中，田园1号、希森6号在S4时期叶片胞间CO2浓度较对照分别下降了4.34%、5.29%；与对照相比，T2处理也降低了2个品种不同生育时期叶片胞间CO2浓度，且除S1外、其他各时期差异均显著。其中，田园1号、希森6号在S4时期叶片胞间CO2浓度较对照分别下降2.81%、4.28%。T1处理的2个品种不同生育时期的叶片胞间CO2浓度均低于T2处理。其中，除田园1号S3、S4时期和希森6号S4时期外，其他各时期处理差异均达显著水平。结果表明，不同时段补光均能降低日光温室马铃薯叶片胞间CO2浓度。其中，T1处理的差异最为显著。

2.4 不同时段补光对日光温室马铃薯叶片净光合速率的影响

由表4可知，较对照处理，不同时段补光T1、T2处理均提高了2个品种不同生育时期的叶片净光合速率，且差异均达到显著水平；其中，田园1号、希森6号在T1处理的S4时期叶片净光合速率较对照分别提高22.34%、10.46%，T2处理下的S4时期田园1号、希森6号叶片净光合速率较对照分别提高13.60%、5.62%。T1处理下2个品种不同生育时期的叶片净光合速率均高于T2处理。其中，田园1号S1、S4和希森6号S1、S3时期的差异显著。说明补光能显著提高马铃薯叶片净光合速率，且早晨揭帘前补光4 h优于晚上盖帘后补光4 h。

2.5 不同时段补光对日光温室马铃薯株高及茎粗的影响

从表5可以看出，较CK，不同时段补光T1、T2处理均提高了2个品种不同生育时期的植株高度，且差异达到显著水平；其中，田园1号、希森6号在T1处理的S4时期株高较对照分别提高10.20%、8.78%，T2处理下的S4时期田园1号、希森6号株高较对照分别提高9.20%、6.00%；T1、T2处理均较对照显著提高了2个品种不同生育时期的植株茎粗。T1、T2处理间2个品种不同生育时期的植株株高及茎粗无显著差异。

2.6 不同时段补光对日光温室马铃薯块茎数及产量的影响

表6所示为不同时段补光对日光温室马铃薯块茎数及产量的影响。与对照相比，不同时段补光对2个品种单株块茎数无显著影响。较对照，T1、T2处理均显著提高了2个品种马铃薯大薯率；T1处理下2个品种大薯率显著高于T2处理。较对照，田园1号、希森6号在T1处理下产量分别提高25.42%、23.51%，T2处理下的田园1号、希森6号产量分别提高了15.16%、8.87%；2个品种T1处理下马铃薯产量均显著高于T2处理。