長鴻福
(甘肅省臨夏縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局,甘肅臨夏731800)
黃瓜是日光溫室冬春栽培的主要蔬菜,但日光溫室設施簡陋,光強調(diào)控能力弱,室內(nèi)光照強度受外界環(huán)境條件影響較大,特別在冬春反季節(jié)生產(chǎn)中,日光溫室內(nèi)往往形成弱光環(huán)境,嚴重影響植株正常的光合作用和生長,導致植株早衰,產(chǎn)量和品質(zhì)降低。光合作用作為蔬菜作物產(chǎn)量形成的基礎,弱光逆境對光合作用的影響備受重視,已在番茄[1]、黃瓜[2-5]、茄子[6]等蔬菜作物上進行過相關研究,但這些報道都集中在弱光脅迫對蔬菜作物在正常營養(yǎng)情況下的研究上,而蔬菜植物作為一個受營養(yǎng)狀況影響的個體,葉片在受不同濃度營養(yǎng)液處理時的光合特性更能反映植株在弱光逆境下的生長狀況[7,8],從而了解光能分配、利用和同化物分配的情況,更好地闡釋植株在受到低溫弱光脅迫后通過改變營養(yǎng)液濃度來提高蔬菜植物的光合效率[9,10]。本研究以黃瓜幼苗為試材,通過測定低溫弱光脅迫下不同濃度Cu2+、Zn2+、Mn2+處理對黃瓜幼苗葉片光合參數(shù)的變化規(guī)律,研究低溫弱光下Cu2+、Zn2+、Mn2+對黃瓜幼苗的影響,為日光溫室內(nèi)黃瓜幼苗光照管理、營養(yǎng)管理、壯苗培育和耐弱光品種的選育提供可靠的理論依據(jù)。
津綠4號(日光溫室栽培品種,耐弱光);黑籽南瓜。
試驗設6 個處理,詳見表1。
表1 處理設置
試驗于2009年6月在甘肅農(nóng)業(yè)大學試驗溫室內(nèi)播種育苗。育苗基質(zhì)為體積比1∶3 的珍珠巖和蛭石的混合物,催芽后播種于長20cm、寬12cm、高15cm 的營養(yǎng)缽中,育苗期間按常規(guī)管理。待幼苗長至2 葉1 心時,對150 株黃瓜苗進行嫁接,砧木為黑籽南瓜。等長到3 葉1 心時分別將嫁接苗和自根苗移入RZX 型人工智能氣候箱(寧波江南儀器制造廠制造)進行弱光處理,并每隔3 天澆1 次營養(yǎng)液。各處理光周期均為12 h(白天)/12 h(黑夜),光照強度為100 umol/m2·s,溫度保持在15℃(白天)/8℃(黑夜),空氣相對濕度保持在75%~80%。共處理12 d,每隔3 天取1 次樣,每次取5 株,3 次重復。測定時取黃瓜幼苗第二片子葉。
光合參數(shù)GS、PN、CI、EVAP 的測定:用Ciras-2便攜式光合作用測定系統(tǒng)進行凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)胞間CO2濃度(Ci)及EVAP 的測定,分別于處理后3 d、6 d、9 d 測定。
從圖1 可以看出,低溫弱光脅迫下不同濃度營養(yǎng)液對黃瓜幼苗葉片GS 的影響:CK1、Z1、J1、CK2降低,其中Z1 降低幅度最大,降低了46.5%。J1 降低了32.4%,CK1 降低了30%,CK2 降低了12.9%。Z2、J2 升高,J2 升高幅度最大,升高了61.2%;Z2 升高了8.3%。排除誤差影響可以得出:低溫弱光下低濃度營養(yǎng)液處理對黃瓜自根苗和嫁接苗GS 有抑制作用,其中對自根苗的影響大于對嫁接苗的影響。而高濃度營養(yǎng)液處理對黃瓜自根苗和嫁接苗GS 有促進作用,其中對嫁接苗的影響大于對自根苗的影響。未經(jīng)營養(yǎng)液處理的黃瓜自根苗和嫁接苗GS 均降低,其中自根苗降低幅度大于嫁接苗。
從圖2 可以看出,低溫弱光脅迫下不同濃度營養(yǎng)液對黃瓜幼苗葉片PN 的影響:CK1、Z1、Z2 都下降,其中Z1 升高了75.8%,CK1 升高了51.9%,Z2 升高了35.7%。CK2、J1、J2 都上升,其中J1 降低了58.5%,J2 降低了44%,CK2 降低了21.5%??梢缘贸觯旱蜏厝豕庀虏煌瑵舛葼I養(yǎng)液處理對黃瓜自根苗PN 有抑制作用,其中低濃度的抑制作用強于高濃度的抑制作用。對嫁接苗PN 有促進作用,其中低濃度的升高作用強于高濃度的升高作用。
從圖3 可以看出,低溫弱光脅迫下不同濃度營養(yǎng)液對黃瓜幼苗葉片GS 的影響:CK1、CK2、J1 降低,其中J1 降低了91.6%,CK2 降低了51.6%,CK1降低了22.5%。Z1、Z2、J2 升高。其中Z1 升高了196%,J2 升高了45.8%,Z2 升高了26.1%。可以得出:低溫弱光下不同濃度營養(yǎng)液處理對黃瓜自根苗CI 有促進作用,其中濃度越低,促進作用越強。而對于嫁接苗低濃度營養(yǎng)液處理對CI 有抑制作用,高濃度營養(yǎng)液處理對CI 有促進作用。未經(jīng)營養(yǎng)液處理的黃瓜自根苗和嫁接苗CI 均降低,嫁接苗降低幅度大于自根苗。
從圖4 可以看出,低溫弱光脅迫下不同濃度營養(yǎng)液對黃瓜幼苗葉片EVAP 的影響:CK1、Z1、Z2、CK2、J 都下降,其中Z1 降低了51.8%、J1 降低了49.2%、CK1 降低了38.6%、Z2 降低了29%、CK2 降低了17.7%。J2 升高44.6%??梢钥闯觯旱蜏厝豕庀赂邼舛葼I養(yǎng)液處理對黃瓜嫁接苗EVAP 有促進作用,低濃度營養(yǎng)液處理對黃瓜嫁接苗EVAP 有抑制作用。不同濃度營養(yǎng)液處理對黃瓜自根苗EVAP 有抑制作用,高濃度的抑制作用強于低濃度。未經(jīng)營養(yǎng)液處理的黃瓜幼苗EVAP 均下降。
試驗結(jié)果表明:黃瓜對弱光極為敏感,黃瓜的GS 在弱光脅迫下澆灌低濃度Cu2+、Zn2+、Mn2+時顯著降低,低溫弱光下不同濃度營養(yǎng)液處理對黃瓜自根苗PN 有抑制作用,低溫弱光下不同濃度營養(yǎng)液處理對黃瓜自根苗CI 有促進作用。逆境脅迫導致植物光合速率降低的原因包括氣孔和非氣孔因素,判定依據(jù)主要是根據(jù)CI 和GS 的變化方向,即GS 和CI降低,氣孔因素是主要因素;CI 升高和GS 降低則非氣孔因素是主要原因[10]。本試驗中,弱光導致黃瓜幼苗葉片PN 下降的同時,CI 變化不大,而GS 下降,說明黃瓜幼苗葉片光合速率的下降是由于非氣孔因素所致。