不同颜色薄膜对设施环境及甜椒生长发育和产量品质的影响

收稿日期：2013-05-27

基金项目：国家“十二五”科技支撑计划课题（2012BAD11B01），山东省现代农业产业技术体系建设专项（SDARS-2010-2-3-1）

作者简介： 田发明（1988-），男，硕士研究生，主要从事设施环境调控与蔬菜无土栽培研究。E-mail：xiaotian0918@163com

*通讯作者：魏珉（1968-），男，博士，教授，主要研究领域为设施蔬菜与无土栽培。E-mail：minwei@sdaueducn

摘要：以无色透明膜为对照（CK），在相近光照强度下，研究了紫色膜、蓝色膜和红色膜覆盖对设施环境及甜椒生长发育和产量品质的影响。结果表明：不同颜色薄膜覆盖对设施内环境因子的影响不大；红色膜覆盖甜椒茎粗最大，株高较小，而蓝色膜覆盖甜椒茎粗最小，株高较大；蓝色膜覆盖延迟了甜椒开花时间，红色膜覆盖则使甜椒开花期提前；甜椒单株产量和单株果数均以蓝色膜覆盖最低，红色膜覆盖最高，单果重以紫色膜处理最高；蓝色膜覆盖提高了甜椒果实VC和可溶性蛋白含量，果实可溶性糖和游离氨基酸含量则以红色膜处理最高。

关键词：甜椒；有色膜；光质；生长；产量；品质

中图分类号：S6413：S626.4文献标识号：A文章编号：1001-4942（2013）12-0035-05

甜椒（Capsicum annuum L）是我国和世界设施栽培的主要蔬菜之一，具有耐储藏、产量高、品质好以及种植经济效益高等优点。研究不同颜色薄膜及光质对提高甜椒产量和改善品质有重要意义。

光是植物生长发育不可缺少的环境因子，不仅是光合作用的能源，同时还以环境信号的形式作用于植物，调节其生长发育进程。光质对作物生长发育和产量品质有较大影响[1～8]。研究表明，紫色膜具有更好的保温、防雾性能，可促进蔬菜（番茄、黄瓜和茄子）、果树（油桃和葡萄）生长发育，提早开花结实，并提高产量和品质[9]。生姜苗期用绿色膜遮光，可增强叶片光合作用，促进植株生长，提高产量[10]。红色膜覆盖的甜椒光合速率和光能利用率最高[11]。蓝色膜虽可增加草莓果实可溶性蛋白、抗坏血酸（VC）和可滴定酸含量，但不利于提高产量；红色膜覆盖下草莓的产量和单果重较高[12]。然而，由于有色膜覆盖会对设施内的光强和光质产生双重影响，上述试验结果主要源于光质还是光强有待深入探讨。

本试验以甜椒为试材，利用不同颜色薄膜覆盖拱棚，在相近的光照强度下，研究了不同颜色薄膜覆盖对设施小气候及甜椒生长发育和产量品质的影响，以期为设施栽培中的光质调控提供理论依据，同时为甜椒专用膜研制奠定基础。

1材料与方法

1.1供试材料与试验设计

试验于2012年4～7月在山东农业大学园艺实验站进行。共设4个处理，即红色膜（R）、蓝色膜（B）、紫色膜（P）及无色透明膜（CK）。膜材质为PE，厚度0.1 mm，由济南永发塑料厂生产。每种薄膜覆盖1个拱棚（南北走向，跨度5.3 m，长度6.5 m，脊高2.0 m），利用不同目数的透明纱网调节拱棚内光强到相近水平。甜椒品种为 ‘世纪红’（商品果为红色）和‘世纪星’（商品果为绿色），采用有机基质（稻壳、鸡粪和牛粪）槽栽。槽间距80 cm，宽40cm，深20cm。每个品种定植45株，行距30 cm，株距35 cm。采用“四干”整枝，田间管理措施一致。

1.2测定方法

1.2.1光谱特性测定不同颜色薄膜的透射光谱采用UnispecTM光谱分析仪测定。测定波长为300～1 100 nm，采样间隔3.3 nm，扫描集成时间4ms。

1.2.2环境因子测定拱棚内光强采用日本T&D公司的Photo Recorder PHR-51型光照度记录仪测定，测定地点为拱棚中央、距地面1.2 m处，光照探头水平放置，记录间隔30min，每隔20天连续测定3天，计算平均值。气温、空气相对湿度和基质温度采用美国ONSET公司的HOBO U12-012型数据记录仪测定，记录间隔30 min，计算旬平均值。气温和相对湿度测定位点为拱棚中央、距地面1.2 m高处，基质温度测定为槽中部15cm深处。

1.2.3植株生长和产量测定每处理每品种随机选取8株长势一致的植株挂牌标记，每15天测定株高和茎粗，将“门椒”花抹掉，记录“对椒”、“四母斗”、“八面风”三层的开花时间及达到商品成熟果实的个数和重量，计算单株产量和单株果数，选取8个果实计算单果重。

1.2.4果实品质测定VC含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法测定[13]；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定[13]；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝比色法测定[13]；游离氨基酸含量采用茚三酮比色法测定[13]。

1.3数据处理

应用DPS7.05软件进行数据分析，用Microsoft Excel 2003作图。

2结果与分析

2.1不同颜色薄膜的透射光谱分析

由图1可以看出，不同颜色薄膜的透射光谱在400～800 nm波段有较大差异，小于400 nm或大于800 nm区域，透射光谱曲线基本重合，无明显差异。对不同颜色薄膜的透射光谱（表1）进行分析可以看出 ，紫色膜、蓝色膜和红色膜在紫光、蓝光和红光区域的透射比率分别比对照均有提高，且差异显著；蓝色膜提高了紫光、蓝光和绿光的透射率，降低了近紫外、黄、橙、红光和远红光的透射率；紫色膜提高了近紫外和远红光的透射率，降低了黄光和绿光的透射率；红色膜提高了近紫外、橙、红光和远红光的透射率，降低了蓝光、绿光的透射率。

2.2不同颜色薄膜对设施内环境条件的影响

由图2可以看出，由于将光强调节至相近水平，不同颜色薄膜覆盖下拱棚内环境因子无明显差异。不同处理拱棚内气温基本一致；空气相对湿度以红色膜处理较低，但差异不显著；基质温度6月份之前以红色膜处理的较低，6月份以后与其它处理无显著差异。

2.3不同颜色薄膜对甜椒生长发育的影响

由图3可看出，不同处理下 ‘世纪红’甜椒的株高以蓝色膜最高，与其它处理间差异不明显；‘世纪星’甜椒以紫色膜和蓝色膜处理较高，红色膜最低。

不同处理下的甜椒茎粗均以红色膜处理最高，蓝色膜处理最低（图3）。

由表2可以看出，与无色透明膜相比，紫色膜和红色膜都提早了‘世纪红’开花时间，尤以‘对花’和‘八面风’时期较为明显，蓝色膜处理则使各时期开花时间延迟，与其它处理差异达显著水平；‘世纪星’各时期的开花时间均被延迟，以蓝色膜处理最晚，与其它处理间差异显著，紫色膜延迟了‘对花’和‘四母斗’时期的开花时间，红色膜处理与对照差异不显著。

2.4不同颜色薄膜对甜椒产量的影响

由表3可以看出，不同处理的单株产量均以蓝色膜处理最低，‘世纪红’和‘世纪星’分别比对照低55.22%和52.30%；红色膜、紫色膜处理与对照无显著差异，但以红色膜处理最高，‘世纪红’和‘世纪星’分别比对照增加3.32%和11.23%。单株果数也呈现相近趋势。单果重则是紫色膜处理最高，蓝色膜处理最低。

2.5不同颜色薄膜对甜椒品质的影响

由表4可以看出，不同颜色薄膜对甜椒果实品质的影响不同。蓝色膜显著提高了果实VC和可溶性蛋白含量，红色膜则显著降低了VC和可溶性蛋白含量，紫色膜与对照差异不显著；可溶性糖含量以红色膜最高，蓝色膜和紫色膜较低；游离氨基酸含量以红色膜和对照较高，紫色膜和蓝色膜较低。

3结论与讨论

太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量称为光合有效辐射（PAR，400～700 nm），其中以红橙光和蓝紫光最有效。而对植物的形态建成而言，320～800 nm 波长范围的光都起作用，尤以紫外线（波长< 380 nm）、蓝光（450～500 nm）、红光（620～700 nm）及远红光（700～760 nm）更重要。波长大于800 nm的红外线不能被植物所利用，但对调节环境温度有重要作用。本试验中，不同棚膜透过的光谱差异主要集中在光合有效辐射范围内，红外线区域并无差异，这可能是造成不同处理环境因子相近的原因。

前人研究表明，长波段光促进植物茎伸长，短波段光则抑制茎伸长[15，16]。杜洪涛等（2005）[17]研究了不同光质对彩椒幼苗的影响，发现红光和黄光下幼苗生长健壮，绿光下徒长。本试验中蓝色膜覆盖的甜椒植株细弱，可能与蓝色膜提高了绿光的透射率有关。不同波段的光可能通过影响植物体内源激素的代谢水平来调节茎的生长。蓝紫光提高吲哚乙酸氧化酶的活性，降低生长素（IAA）水平，抑制植物的生长[18]。红光降低了绿豆下胚轴的伸长速率，但外源施加IAA却可以完全逆转红光的作用[19]。本试验中甜椒植株生长发育与激素代谢的关系有待进一步探讨。

不同光质对果实可溶性糖含量有较大影响。陈强等（2009）[5]研究表明，红光显著提高番茄可溶性糖含量。采用红色LED处理的叶用莴苣可溶性糖尤其是蔗糖含量显著升高[19]。本试验研究结果与之相似。试验还发现，蓝色膜处理的甜椒果实中VC含量最高，红色膜处理最低。前人在草莓、番茄中有类似报道[4，5]。不同光质对VC含量的影响与其分解合成酶的活性有关[20]。半乳糖内酯脱氢酶（GalLDH）是VC合成途径最后一步的关键酶，抗坏血酸氧化酶（AAO）和抗坏血酸过氧化物酶（AAP）是VC氧化过程的关键酶，三者均对光敏感。对甜椒体内三种酶代谢活性的作用亟待深入研究。

本试验结果表明，红色膜覆盖有利于促进甜椒生长发育，提前开花，提早收获，产量较对照提高，且提高了果实中可溶性糖及游离氨基酸含量。因此，红色膜覆盖可作为甜椒设施栽培光环境调控的一种手段，但相关技术需要通过试验研究不断完善。

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