新型稀土转光膜对日光温室环境及黄瓜品质和产量的影响

摘 要：以津优315密刺黄瓜为试验材料，以PO膜为对照（CK），研究稀土转光膜（RPO）对温室环境及黄瓜产量和品质的影响，为稀土转光膜在农业生产上的应用提供理论依据。结果表明，在11月至翌年1月，RPO处理提高了温室内远红光和可见光中的蓝光和红橙光比例。晴天，红橙光、远红光和可见光分别较CK提高了7.57%、9.26%和5.51%，阴天，蓝光、红橙光和可见光分别较CK提高了11.03%、3.93%和3.52%，降低了紫外光、紫光和绿光比例，还提高了温室透光率，晴天透光率较CK提高了9.30%，阴天提高了13.79%;RPO处理的光照度、气温、地温均高于CK，平均空气湿度低于CK，其中1月份RPO处理的积温、光照度增幅最大。1月份RPO处理的积温、≥10 ℃和≥20 ℃的小时数分别较CK提高了5.27%、28.36%和34.23%;1月份RPO处理的平均、最高、最低光照度分别较CK提高了23.53%、30.06%和11.11%。 RPO处理黄瓜果实维生素C和游离氨基酸含量分别较CK提高27.41%和27.81%，产量提高30.01%。 综上，稀土转光膜可显著提高温室光照度、气温和地温，降低空气湿度，尤其是改善弱光期温室的光环境、提高低温期温室的温度效果更突出，进而提高黄瓜果实产量及品质。

关键词：黄瓜;稀土转光膜;温室;品质;产量

中图分类号：S642.2+S626 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2022）06-050-06

New rare earth light conversion film affects cucumber quality and yield in solar greenhouse

GAO Yaxin， LI Gongfeng， MA Wancheng， ZHANG Zhenxing， LIU Yike， LI Ning， LI Qingyun

（Hebei Vegetable Industry Collaborative Innovation Center/College of Horticulture， Hebei Agricultural University， Baoding 071000， Hebei， China）

Abstract： The effects of rare earth light conversion film（RPO）on greenhouse environment， cucumber yield and quality were studied using Chinese long cucumber variety Jinyou 35 and Po film as control （CK）， so as to provide a theoretical basis for the use of RPO film in agricultural production. The results showed that from November to January RPO film increased the proportion of blue light and red orange light in far red light and visible light， on a sunny day， the red-orange light， far-red light and visible light were increased by 7.57%， 9.26% and 5.51%， respectively， compared with CK.on cloudy days， the blue light， red-orange light and visible light were increased by 11.03%， 3.93% and 3.52%， respectively， compared with CK. The ratio of ultraviolet light， purple light and green light is reduced， and the light transmittance is also improved. The light transmittance in sunny days is increased by 9.30% compared with CK， and the light transmittance in cloudy days is increased by 13.79% The light intensity， air temperature and ground temperature of RPO treatment were higher than CK， and the average air humidity was lower than CK. The accumulated temperature and light intensity of RPO treatment increased the most in January. Compared with CK， the accumulated temperature， ≥10 ℃ and ≥20 ℃ hours of RPO treatment in January increased by 5.27%， 28.36% and 34.23%， respectively. The average， maximum and minimum light intensity of RPO treatment in January increased by 23.53%， 30.06% and 11.11%， respectively， compared with CK. The contents of vitamin C and free amino acids in cucumber fruit under RPO film were 27.41% and 27.81% higher than CK， and the yield was increased by 30.01%. In conclusion， RPO film can significantly improve the light intensity， air temperature and ground temperature of greenhouse， reduce air humidity， especially improve the light environment of greenhouse in low light period and the temperature of greenhouse in low temperature period， so as to improve the yield and quality of cucumber fruit.

Key words： Cucumber; Rare earth light conversion film; Greenhouse; Quality; Yield

近年来，北方地区深冬季节的长期连阴（雾霾）天气频发，使黄瓜、番茄等喜光蔬菜的生长受到很大的限制[1]。黄瓜是我国设施栽培的主要蔬菜之一[2]，其生长发育除受光强和光周期影响外，光质也是很重要的影响因素[3]。光质对植物生长发育、形态建成和生理代谢等方面都有很重要的调控作用[4]。设施内光质调控主要通过两种途径，即人工补光和覆盖材料[5]，人工补光能够对环境精准调控，但成本较高;利用稀土转光膜覆盖进行光质调控成本较低且使用方便。高海荣等[6]研究表明，转光膜可提高温室内空气温度及光照度，保温效果优于普通膜，最终使生菜产量提高8.54%[7];王玉霞等[8]研究表明，转光膜的透光率较高，增温效果好，转光膜Ⅰ和转光膜II覆盖栽培的大白菜产量提高7.53%和13.70%;文莲莲等[9]研究表明，转光膜的红橙光和远红光透过率高于对照，红色转光膜覆盖生长的黄瓜产量显著高于对照，且果实中可溶性糖、游离氨基酸和维生素C含量显著提高，改善了黄瓜品质。但这些研究仅限于单一气温、单一光谱或转特定光（转红光等）对作物的影响，且对照多为EVA棚膜。联合晴阴天光谱比例、光照度、平均温度与积温、平均湿度和土壤温度且以PO膜为对照综合分析对日光温室环境及黄瓜品质和产量影响的相关研究报道甚少。

笔者采用覆盖内蒙古舜明有限公司生产的稀土转光膜，该膜是在PO膜的基础上加入了稀土转光剂，将太阳光中的紫外光和黄绿光转换成对作物生长有益的蓝光及红橙光。张玲玲等[10]在内蒙古试验研究表明，该膜覆盖下番茄品质得到提升，可溶性蛋白和番茄红素含量分别是普通膜处理的1.9倍和1.5倍。笔者选择冬季光照条件较差、但温度比内蒙古高的冀中地区作为试验地，以津优315密刺黄瓜为试材，普通PO膜为对照，研究新型稀土转光膜对日光温室温光环境及黄瓜品质和产量的影响，旨在为稀土转光膜在冀中地区日光温室果菜上的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种：津优315密刺黄瓜由天津科润农业科技股份有限公司选育，河北康城现代农产品开发有限公司育苗。

供试棚膜：稀土转光膜（内蒙古舜明有限公司生产），厚度0.1 mm，对照棚膜为PO膜（河北康城现代农产品开发有限公司提供），厚度0.1 mm。

1.2 试验设计

试验于2020年9月至2021年1月在河北省保定市定兴县石象村河北康城现代农产品开发有限公司基地日光温室内进行。温室长度 100 m，脊高 5.4 m，内跨 11.5 m。设置2个处理，对照温室覆盖PO膜（CK），处理温室覆盖稀土转光膜（RPO），在处理温室和对照温室的中部随机选取相邻的12行为1个小区，每小区面积约80 m²，3次重复。大行距 80 cm，小行距 40 cm，株距35 cm，覆盖透明地膜，膜下沟灌，水肥管理和病虫害防治同常规管理。植株于2020年9月25日定植，11月5日开始采收，2021年1月6日拉秧。

自2020年11月至2021年1月连续监测温室的光照度、气温、地温、空气湿度，并于每个月选典型晴天和阴天测定温室内的光谱及其透过率。

1.3 项目测定及方法

1.3.1 光环境的测定 棚膜透射光谱的测定：使用Ocean Optics生产的QE65000光谱仪与透射积分球用光纤连接测定不同棚膜的透射光谱，在每块棚膜的中央处进行测定。自2020年10月1日开始测定，每月选择典型的晴天和阴天进行测定，共测定8次，取平均值，计算各个波段光的透过率。

棚膜透光率的测定：采用QUANTUM LIGHT METER型照度计测定大棚内外的光照度，调节高度使其探头距地面1.5 m处，且使仪器处于棚膜中央，读取实时光照度，每个处理下测定 3 次取平均值计算透光率，测定时间为09：00—11：00。透光率（T）的计算：T=Ri/R0×100%，其中Ri、R0分别为温室内外平行于棚膜的光照度，测定时期同棚膜透射光谱的时期一致。

1.3.2 温室内环境的测定 空气温度、空气湿度和光照度：采用杭州智拓仪器记录CK和RPO处理的空气温度、湿度以及光照度。

土壤温度：采用ET60智墒仪记录CK和RPO处理的土壤温度，平均值为日均地温。

1.3.3 果实品质及产量的测定 自采收开始记录小区黄瓜产量，测定黄瓜品质，每小区测定6个果实。自第1个果采收期开始记录单果质量和产量。采用考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量;采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定维生素C含量;采用茚三酮比色法测定游离氨基酸含量[11]。

1.4 数据分析

采用Microsoft Excel 2016软件处理数据，采用SPSS 23软件统计分析。

2 结果与分析

2.1 稀土转光膜对温室光环境的影响

2.1.1 稀土转光膜对不同光谱透过率的影响 由表1～2可以看出，不同棚膜透过光谱（300～760 nm）分析显示，晴天和阴天稀土转光膜均可以增加远红光和可见光中的蓝光和红橙光，减少紫外光、紫光和绿光。晴天，RPO处理的紫外光、紫光和绿光均显著低于CK，分别较CK降低了16.39%、6.02%和2.73%;红橙光、远红光和可见光均显著高于CK，分别较CK提高了7.57%、9.26%和5.51%;RPO处理和CK蓝光虽差异不显著，但RPO处理较CK提高了5.53%。阴天，RPO处理的紫外光和绿光均显著低于CK，分别较CK降低了16.87%和3.90%;蓝光、红橙光和可见光均显著高于CK，分别较CK提高了11.03%、3.93%和3.52%，RPO处理和CK远红光差异不显著，但RPO处理的远红光较CK提高了 7.19%。结果表明，稀土转光膜减少了紫外光、紫光和绿光比例，其中紫外光降幅最大;通过增加红橙光、蓝光，提高了可见光比例，并提高远红光比例，其中晴天的远红光、阴天的蓝光增幅均最大。