补光对设施果树产量和品质的影响_孙洪强.pdf

技术研究 T e c h n i c a lR e s e a r c hF O R E S TS C I ENC EANDT E CHNO L O G Y1 0 9 二二三年第五期 林业科技通讯补光对设施果树产量和品质的影响*孙洪强1,2,刘志国1,刘月英2,董文阁2,付庆新2,刘孟军1,彭建营1(1.河北农业大学园艺学院 中国枣研究中心,河北 保定 0 7 1 0 0 1;2.辽宁省旱地农林研究所,辽宁 朝阳 1 2 2 0 0 0)摘要:设施栽培下往往容易形成弱光环境,影响作物生长发育,降低产量和品质,调控光环境至关重要。补光可满足作物光需求,直接作用于作物,提高叶片光合效率,改善源库关系,提高产量、改善品质。本文总结了国内补光对设施果树产量和果实品质的影响,并展望发展方向,为设施果树补光应用提供参考。关键词:补光;设施;果树;产量;品质中图分类号:S 6 2 8 文献标识号:A文章编号:2 0 9 70 2 8 5(2 0 2 3)0 50 1 0 90 3D O I:1 0.1 3 4 5 6/j.c n k i.l y k t.2 0 2 2.0 6.1 4.0 0 0 1*国家重点研发计划课题“枣和枸杞优质轻简高效栽培技术集成与示范”(2 0 2 0 Y F D 1 0 0 0 7 0 5);国家重点研发计划课题“枣和枸杞生态经济型品种筛选及配套栽培技术”(2 0 1 9 Y F D 1 0 0 1 6 0 5);5 0 6 0 4 0 1-省级产业技术研究院绩效后补助经费项目“河北省枣产业技术研究院绩效后补助经费”(2 0 5 6 7 6 1 5 5 H)资助。第一作者:孙洪强(1 9 8 2-),副研究员,从事枣树育种与栽培技术研究。E-m a i l:s h q y j j 1 6 3.c o m通讯作者:彭建营(1 9 6 5-),教授,研究方向:果树分子生物学、遗传育种和生物技术。E-m a i l:p e n g z h u w e n s i n a.c o m 自然条件下植物通过阳光进行光合作用,合成光合产物供植物形态建成1。光合产物输出、输入的组织和器官定义为“源”和“库”2,生产中通过肥水调控、修剪、花果管理等技术措施调控源库关系,对提高作物产量、改善果实品质有着重要意义。近年来随着产业结构、栽培模式调整,设施栽培以其错季销售的价格优势,产生了显著的经济效益和社会效益,规模逐渐壮大。但棚膜导致透光率下降,加上棚膜老化、灰尘黏附和阴、雨、雪、雾、霾天气等影响,作物常处于弱光胁迫中,影响了产量和品质,因此,改善设施光环境尤为重要。通过补光系统,直接作用于叶片,提高光合作用,改善源库关系,提高产量和品质,国内补光技术在设施蔬菜方面研究较早、较多,不同程度地提高了产量和品质,但在设施果树方面报道较少。本文介绍了近几年国内补光技术对设施果树产量和品质的影响,以期为设施果树生产补光应用提供参考。1 补光对设施草莓产量和品质的影响从补光时间、时长、时段、位置和光质等方面进行总结。1.1 补光时间韩金星等3在出花后每天6:3 0-8:0 0、1 6:0 0-1 9:0 0补光,阴天补光8h,处理可溶性糖含量(9.2%)提高2%,每6 6 7m2增产2 2 0k g,增幅2 3.4%,成熟期提前1 5d;程芳芳等4用L E D灯每天7:0 0-8:0 0、1 7:0 0-2 0:0 0补光,叶片叶绿素含量(5 0.3m g/g)增加3.4m g/g,T T S含量(6.9%)提高1.1%,但对产量影响不大,与韩金星研究结果有差别。1.2 补光时长岳高峰等5用L E D灯在1 7:0 0后分别补光2、4、6、8h,补光6h处理叶片叶绿素含量(2.6 1m g/g)增加0.7 8m g/g,T T S含量(9.9 8%)提高1.5 3%,固酸比(1 2.9 6)高于对照(1 0.9 8),单株增产2 5.4%,成熟期与韩金星研究结果相近,提前1 3d。1.3 补光时段杨振华6指出在0:0 0-4:0 0、4:0 0-8:0 0、2 0:0 0-0:0 0、8:0 0-2 0:0 0补光,各处理T T S含量增加0.4 4%1.4 9%,产量提高6.1%2 2.3%,以4:0 0-8:0 0时段补光效果最好。1.4 补光位置王昊等7用红蓝比71植物生长灯顶端补光和水平补光,处理单果质量分别增加7 3.5%、6 3.3%,产量增加1 2 0%、1 2 6%,T T S含量提高1.4 6%、2.8 8%,酸含量降低0.1 3%、0.1 4%,固酸比提高3.4 3、5.4 7,效果明显,综合产量和品质,水平补光效果好。1.5 补光光质张晶等8用红蓝比(1、2、3、4、5)1的L E D植物生长灯温室盖帘后补光5h,红蓝比41效果最好,T T S含量(1 6.0 2%)增幅大0.8 7%,每6 6 7 m2增产5 9 6k g,增幅2 6.9 2%;阳圣莹等9在1 8:0 0-2 1:0 0补光,相同植物生长灯不同光强下1 5 0、1 0 0m o l/(m2s)净光合速率、T T S含量与5 0m o l/(m2s)间差异显著;相同光强不同光源下红蓝比31处理净光合速技术研究 T e c h n i c a lR e s e a r c h1 1 0 F O R E S TS C I ENC EANDT E CHNO L O G Y二二三年第五期 林业科技通讯率、可溶性糖含量高于普通白色灯和不补光处理;刘庆等1 0指出5 0 0m o l/(m2s)光强下7:0 0开始补光1 2h,红光有利于提高叶片净光合速率,蓝光有减弱作用;红光处理T T S含量(1 0.1 3%)最高,蓝光处理可滴定酸含量(0.7 6%)最高,红蓝黄=721处理最有利于光合色素含量增加,单株产量(2 4 5.3g)最高,固酸比(1 4.4 4)最大。可见不同红蓝比光质产生的效果不同,添加其他颜色的光对改善品质起到了促进作用。综合分析,补光提高了设施草莓叶片叶绿素含量、光合速率,产生了更多的光合产物,调节了源库关系,不同程度地提高了产量和品质,但不同补光方式产生的效果不尽相同。2 补光对设施葡萄产量和品质的影响2.1 补光光质刘帅等1 1用光照度2 0 0m o l/(m2s)每天8:0 0-2 0:0 0补光红地球葡萄,不同光质处理均提高了叶片光 合 作 用 和 果 实 品 质,蓝 光 处 理T T S含 量(1 9.3%)、还原糖含量(1 7.9%)最高,红蓝光41处理糖酸比(4 9.7 9)最高,主成分分析蓝光红蓝光21红蓝光41红光红蓝光61;赵文东等1 2指出每天6:0 0-8:0 0和1 6:0 0-1 8:0 0补光延迟栽培巨峰葡萄4h,不同光质(红、蓝、黄、白)补光处理均提高了T T S含量,蓝光(1 9.0 6%)和红光(1 8.9 9%)效果最好,蓝光处理固酸比(3 0.2)最高,刘帅和赵文东的研究表明蓝光或增加蓝光比例效果好。黄秋凤等1 3应用不同光质(白、红、蓝)在3:0 0-6:0 0和1 8:0 0-2 1:0 0对巨峰葡萄补光6h,各处理叶片净光合速率增加2.4 83.7 9m o l/(m2s)、单粒质量增加0.3 43.0 9g、T T S含量增加0.2 3%0.8 3%,可滴定酸含量降低(0.0 5%0.9 3%),其中红光处理糖高酸低,固酸比(3 1.1)最高,补光效果好,这与刘帅和赵文东报道的光质效果有差异。2.2 补光时长李洪艳等1 4在 巨峰 葡萄花前期至果实膨大期每天2 0:0 0补光4、6、8h,各处理单穗质量增加2 26 4g,T T S含量增加0.3%0.4%,可滴定酸含量降低0.6 71.0 3m g/L,但与对照差异不显著,整体上固酸比提高。趋势相同的研究结果,时晓芳等1 5在阳光玫瑰葡萄盛花期每天1 8:0 0后补光6h,时长4、5、6周,各处理提高了单穗质量、T T S含量,降低了可滴定酸含量,补光6周处理T T S含量(1 5.0 7%)最高、可滴定酸含量(0.2 4%)最低,固酸比最大。也有不同的研究结果,魁小花等1 6报道了 夏黑 葡萄花期每天补光3、4h,与对照相比,补光3h提高了单株产量,而补光4h却 降 低 了 单 株 产 量,成 熟 期T T S含 量 均 低 于对照。综合来看,补光整体上提高了设施葡萄的产量和品质,不同光质及不同组合在不同补光方式下产生的效果不同。3 补光对其他设施果树产量和品质的影响赵雪惠等1 7用光强3 0m o l/(m2s)蓝光在油桃盛花后1 0d每天9:0 0-1 1:0 0补光,成熟时糖酸比(9.5 1)较对照(7.2 9)提高了3 0.5%,显著差异;蓝光处理提高了光合同化物从叶片到果实的转运转化能力,硬核期后补光是提高糖酸比的关键。陈心源等1 8使用不同比例蓝红光L E D补光灯每天1 7:0 0-2 0:0 0补光火龙果,14和12处理产量分别 提 高2 3 8%和1 1 2%,12处 理T S S含 量(1 5.5 4%)最高,高于对照1.2 2%;顾鑫慧等1 9用红光、蓝光、白光L E D灯每天1 7:0 0后补光3h,红光处理增加单果质量,各处理提高T T S含量0.5 9%2.3 9%、V c含量1.43.5 3m g/1 0 0g,红光提高T T S含量明显,蓝光增加V c、有机酸含量明显,且补光处理延长花期2个月,增产效果好。2个研究表明红光或增加红光比例有助于提高产量和品质。王佳淇2 0研究了不同光质补光蓝莓,红蓝光3 1、61处理T T S含量分别增加1.7%(最高)、0.6%,可滴定酸含量降低0.1 5%、0.2 9%,糖酸比升高3.0 3、4.9 4(最高);紫外光处理也提高了T T S含量和固酸比,但整体效果不如红蓝光处理。程雨龙等2 1研究了1 8:0 0至次日7:0 0补光树莓,初果、盛果、落果3个时期果实鲜质量分别增长2.3%、1 7.6%、2 2.3%,干 质 量 分 别 增 长1 0.2%、1 6%、2 0%,花青素、鞣花酸、黄酮类物质含量均有不同程度增加。任海英等2 2指出每天5:0 0-1 9:0 0补光杨梅,各处理降低可滴定酸含量,显著增加糖酸比和V c含量,L E D灯红蓝比21、51处理综合品质好。可见,合理补光有益于不同树种设施栽培下产量和品质的提高。4 小结与展望4.1 小结本文总结了设施果树生产中补光技术的应用效果,通过光强、光质和光周期的补光调控,影响了设施果树的产量和品质,起到了促进作用,但不同树种和技术研究 T e c h n i c a lR e s e a r c hF O R E S TS C I ENC EANDT E CHNO L O G Y1 1 1 二二三年第五期 林业科技通讯品种对光需求具有差异性,不同光质及其组成比例所产生的效果也不同,总之,光环境调控不能一概而论,不同树种相应光源指标体系需要系统研究,明确高品质生产的补光配方和措施,以最大程度地促进设施果树生产中产量和品质的提升。4.2 展望光直接影响植物的生长发育、源库关系、同化物运输及产量和品质形成,补光在设施果树生产中发挥着重要作用。根据设施果树补光现状,应进一步开展以下工作:其他光质与红蓝光组合;不同生育阶段适宜的光质比例;光质调控与其他环境措施(温度、气体和水肥)结合的研究。建立不同品种设施下不同生长发育阶段光质、光强、光周期需求体系,按需供光,为优质高产高效生产、智能化设施农业生产管理等提供理论支撑。参考文献:1 陈年来.作物库源关系研究进展J.甘肃农业大学学报,2 0 1 9,5 4(1):1-1 0.2 彭丽丽,姜卫兵,韩健.源库关系变化对果树产量及果实品质的影响J.经济林研究,2 0 1 2,3 0(3):1 3 4-1 4 0.3 韩金星,董坤,韩金酉,等.补光对日光温室草莓植株长势及产 量 品 质 的 影 响 J.中 国 农 业 信 息,2 0 1 6(2 0):1 2 3-1 2 4.4 程芳芳,李红卫,余辉,等.不同补光方式对大棚草莓生产的影响J.农学学报,2 0 2 1,1 1(1):8 0-8 4.5 岳高峰,王丽萍,韩志强.不同补光时长对草莓开花及产量品质的影响J.江苏农业科学,2 0 2 0,4 8(1 8):1 4 4-1 4 8.6 杨振华.不同补光时段对日光温室草莓生长的影响J.山西农业科学,2 0 1 9,4 7(6):1 0 0 2-1 0 0 4.7 王昊,马文礼,陈永伟,等.不同补光位置下草莓光合特性、光能和电能利用效率研究J.中国农业科技导报,2 0 2 0,2 2(7):2 9-3 6.8 张晶,谢淑琴,叶丙鑫,等.不同补光光质对日光温室草莓生长结果的影响J.中国果树,2 0 1 9(1):5 4-5 7.9 阳圣莹,白胜,蒋浩宏,等.不同补光处理对设施草莓光合特性及果实品质的影响J.山西农业科学,2 0 1 6,4 4(9):1 2 9 8-1 3 0 3.1 0 刘庆,连海峰,刘世琦,等.不同光质L E D光源对草莓光合特性、产量及品质的影响J.应用生态学报,2 0 1 5,2 6(6):1 7 4 3-1 7 5 0.1 1 刘帅,张亚红,刘鑫,等.不同光源补光对设施红地球葡萄果实品质 的 影 响 J.江 苏 农 业 学 报,2 0 2 1,3 7(4):9 4 9-9 5 6.1 2 赵文东,郭修武,王欣欣,等.光质对延迟栽培巨峰葡萄果实品质的影响J.中国果树,2 0 1 1(1):2 0-2 2.1 3 黄秋凤,陈立,李敏,等.夜间延时补光调控对巨峰葡萄春果生长发育及光合特性的影响J.南方农业学报,2 0 2 1,5 2(8):2 2 2 7-2 2 3 3.1 4 李洪艳,文仁德,张兰,等.补光处理对设施栽培巨峰葡萄冬季果生长的影响J.中国南方果树,2 0 1 6,4 5(5):9 3-9 4+1 0 0.1 5 时晓芳,林玲,白先进,等.阳光玫瑰葡萄果实生长发育及品质对不同光质的响应J.南方农业学报,2 0 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