低溫弱光對西葫蘆幼苗的光合響應研究

席曉飛，馬正龍，許輝欣

（甘肅省酒泉市農業科學研究院，甘肅酒泉 735000）

低溫弱光對西葫蘆幼苗的光合響應研究

席曉飛，馬正龍，許輝欣

（甘肅省酒泉市農業科學研究院，甘肅酒泉 735000）

以西葫蘆品種翡翠2號、特選豐抗早、美胡2號、特早美玉、百盛2號為試材，研究了低溫15℃/8℃（晝/夜）、弱光8 000 Lx光照強度處理對西葫蘆幼苗的光合響應的影響。結果表明，低溫弱光處理下生長的幼苗，與日光溫室內正常生長的幼苗相比較，5個品種的西葫蘆幼苗凈光合速率、氣孔導度、葉綠素含量均有不同程度下降，胞間CO2濃度有所升高。供試西葫蘆品種特選豐抗早綜合指數表現良好，可作為較適合酒泉市設施栽培的品種推廣。

西葫蘆；低溫弱光；光合響應

西葫蘆別名白瓜、番瓜、美洲南瓜、蕁瓜、三月瓜等［1～2］，一年生草質藤本（蔓生）蔬菜作物，由于其生長周期短、較耐儲運、產量高等優點，在我國南北方均有種植。因其品質優、風味佳、營養豐富而深受消費者青睞［3～4］。目前，西葫蘆已經成為設施栽培的主要蔬菜作物種類之一，但西葫蘆栽培對溫度的要求極為嚴格，不同程度的低溫弱光脅迫，對西葫蘆的生長、光合作用、碳和氮代謝、酶活性和干物質積累產生不同程度的影響，導致生理活動失調，同時導致化瓜、漚根、產量下降，成為西葫蘆穩產高產的主要限制因子之一［5～7］。

目前，國內外對西葫蘆的耐低溫弱光特性研究較多［5］，且發現具耐低溫弱光特性的西葫蘆品種不少，但是適合酒泉市設施栽培的耐低溫弱光西葫蘆品種較少。因此，酒泉市農業科學研究院對低溫弱光條件下西葫蘆幼苗的若干光合指標變化進行了研究，旨在為篩選適合酒泉市設施栽培西葫蘆品種和耐低溫弱光鑒定方法提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試西葫蘆品種為翡翠2號（北京中農天騰蔬菜種子公司）、特選豐抗早（山西王牌新特種苗有限公司）、美胡2號（北京捷利亞種業有限公司）、特早美玉（凌源市仁大農業科技有限公司）、百盛2號（廣州市大農園藝種子有限公司）。試驗儀器為CIRAS-2便攜式光合作用測定系統，試驗用品95%乙醇、95%丙酮。

1.2 試驗方法

試驗于2014年3月在酒泉市農業科學研究院試驗基地進行。將5個供試西葫蘆品種的種子浸種催芽后分別播于10 cm×10 cm營養缽中，置于日光溫室內，營養土配制及其他管理按照常規方法進行。

試驗共設10個處理，5個供試西葫蘆品種各分別設1個低溫弱光處理和正常生長處理，各處理均以單株為處理對象，3次重復。西葫蘆幼苗3葉1心時移入人工氣候箱進行低溫弱光脅迫處理，處理溫度為15℃/8℃（晝/夜），光照強度8 000 Lx，溫光周期均為14 h/10 h（晝/夜），空氣相對濕度保持在70%～80%，分別以各品種在日光溫室內的正常生長的幼苗為對照（CK）。處理5 d后，利用CIRAS-2型光合測定系統測定幼苗中位葉的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci），同時采用95%乙醇-丙酮浸提法測定葉綠素含量［8］。采用Excel和DPS軟件對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 低溫弱光對西葫蘆幼苗凈光合速率的影響

凈光合速率體現了植物有機物的積累。由圖1可以看出，在日光溫室內正常生長的5個西葫蘆品種的凈光合速率不同，以特選豐抗早最高，為14.9 μmol/（m2·s）；美胡2號最低，為9.8 μmol/（m2·s）；其余3個品種的凈光合速率位于二者之間，由大到小的次序為特早美玉、翡翠2號、百盛2號。低溫弱光處理后，5個西葫蘆品種的幼苗凈光合速率均有不同程度下降，處理后的凈光合速率仍以特選豐抗早最高，為8.1 μmol/（m2·s）；美胡2號最低，為5.5 μmol/（m2·s）。凈光合速率下降幅度由大到小的次序為特早美玉、百盛2號、翡翠2號、特選豐抗早、美胡2號。

圖1 低溫弱光對西葫蘆幼苗凈光合速率的影響

2.2 低溫弱光對西葫蘆幼苗氣孔導度的影響

氣孔導度即氣孔張開的程度，影響光合作用、呼吸作用及蒸騰作用。由圖2可以看出，在日光溫室內正常生長的5個西葫蘆品種的氣孔導度不同，以特選豐抗早最高，為247.5 mmol/（m2·s）；美胡2號的氣孔導度最低，為195 mmol/（m2·s）；其余3個品種的氣孔導度位于二者之間，由大到小的次序為特早美玉、翡翠2號、百盛2號。低溫弱光處理后，使得5個西葫蘆品種的幼苗凈氣孔導度有不同程度下降，處理后的氣孔導度仍為特選豐抗早最高，為144.3 mmol/（m2·s），美胡2號最低，為94.2 mmol/（m2·s）。氣孔導度下降幅度由大到小的次序為特早美玉、百盛2號、翡翠2號、特選豐抗早、美胡2號。

圖2 低溫弱光對西葫蘆幼苗氣孔導度的影響

2.3 低溫弱光對西葫蘆幼苗蒸騰速率的影響

蒸騰速率是指植物在一定時間內單位葉面積蒸騰的水量。如圖3所示，5個西葫蘆品種幼苗的蒸騰速率在低溫弱光處理前后各品種間均不相同，在日光溫室內正常生長的5個西葫蘆品種以特選豐抗早最高，為7.22 mmol/（m2·s）；美胡2號蒸騰速率最低，為5.56 mmol/（m2·s）；其余3個品種蒸騰速率位于二者之間，由大到小的次序為特早美玉、翡翠2號、百盛2號。低溫弱光處理后，5個西葫蘆品種的幼苗蒸騰速率均有不同程度下降，處理后的蒸騰速率仍為特選豐抗早最高，為4.33 mmol/（m2·s）；美胡2號最低，為2.14 mmol/（m2· s）；其余3個品種蒸騰速率介于二者之間，且由大到小的次序為特早美玉、百盛2號、翡翠2號。5個西葫蘆品種的蒸騰速率下降幅度由大到小的次序為翡翠2號、特早美玉、百盛2號、特選豐抗早、美胡2號。

圖3 低溫弱光對西葫蘆幼苗蒸騰速率的影響

2.4 低溫弱光對西葫蘆幼苗胞間CO2濃度的影響

通過圖4可看出，5個品種的西葫蘆幼苗未經低溫弱光處理前胞間CO2濃度大致相同，特選豐抗早稍高，為212.7 μmol/mol；以美胡2號稍低，為196.8 μmol/mol。低溫弱光處理后的，5個西葫蘆品種的幼苗胞間CO2濃度都有上升，且測定值和上升幅度均有所差異。處理后胞間CO2濃度以特選豐抗早最高，為287.7 μmol/mol；以美胡2號最低，為238.3 μmol/mol；其余3個品種介于二者之間，且由大到小的次序為百盛2號、特早美玉、翡翠2號。胞間CO2濃度上升幅度由大到小的次序為特選豐抗早、百盛2號、特早美玉、翡翠2號、美胡2號。

圖4 低溫弱光對西葫蘆幼苗胞間CO2濃度的影響

2.5 低溫弱光對西葫蘆幼苗葉綠素的影響

葉綠素是植物體進行光合作用的重要色素，其含量的多少與植物光合能力大小有密切的關系。前人研究認為，低溫不但影響葉綠素的合成，更造成葉綠素降解加劇，使葉綠素含量下降，而弱光條件下辣椒葉綠素含量上升、葉面積增加。這是因為在弱光逆境條件下，葉綠素含量的增加可能屬于一種保護性的反應，用來彌補光照不足對辣椒葉片光合作用的影響［9］。由表1可知，在日光溫室內正常生長的5個西葫蘆品種間的葉綠素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素a/b差異不大，但特選豐抗早的葉綠素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量及葉綠素a/b較其余4個品種稍高。低溫弱光處理后，5個西葫蘆品種幼苗的葉綠素含量、葉綠素a含量及葉綠素a與葉綠素b比值均有降低，葉綠素b含量上升，但特選豐抗早的葉綠素含量、葉綠素a的含量、葉綠素b含量及葉綠素a/b較其余4個品種稍高。不同品種間葉綠素含量、葉綠素a含量、葉綠素b含量及葉綠素a/b變化趨勢基本相同，但各品種降低或上升幅度不同，葉綠素a下降幅度由小到大的次序為特早美玉、特選豐抗早、翡翠2號、美胡2號、百盛2號，葉綠素b上升幅度不大且大致相同。

表1 低溫弱光對不同品種西葫蘆幼苗葉綠素含量的影響

3 小結與討論

1）以西葫蘆品種翡翠2號、特選豐抗早、美胡2號、特早美玉、百盛2號為試材，研究了低溫15℃/8℃（晝/夜）、弱光8 000 Lx光照強度處理對西葫蘆幼苗的光合響應。結果表明，在日光溫室內正常生長的5個西葫蘆品種的凈光合速率不同，以特選豐抗早最高，低溫弱光處理后，5個西葫蘆品種的幼苗凈光合速率均有不同程度下降，但處理后的凈光合速率仍為特選豐抗早最高。在日光溫室內正常生長的5個西葫蘆品種的氣孔導度不同，以特選豐抗早最高，經低溫弱光處理后的氣孔導度仍為特選豐抗早最高。蒸騰速率在日光溫室內正常生長的5個西葫蘆品種以特選豐抗早最高，低溫弱光處理后使得5個品種的西葫蘆幼苗蒸騰速率均有不同程度下降，處理后的蒸騰速率仍為特選豐抗早最高。5個品種的西葫蘆幼苗未經低溫弱光處理前胞間CO2濃度大致相同，以特選豐抗早稍高，處理后5個西葫蘆品種胞間CO2濃度以特選豐抗早最高。5個西葫蘆品種幼苗在日光溫室正常生長時，西葫蘆幼苗葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素含量及葉綠素a/b均以特選豐抗早較高，經低溫弱光處理后仍以特選豐抗早較高，證明在供試的5個西葫蘆品種中，特選豐抗早綜合表現良好，可作為較適合酒泉市設施栽培的西葫蘆品種推廣。

2）光合作用是影響植物生物產量的主要因素之一，涉及復雜的生理生化代謝過程，溫度和光照是影響光合作用的主要因素。氣孔導度與蒸騰作用成正比，而葉片細胞間隙CO2濃度和氣孔導度是分析凈光合速率降低原因的指標。通過本研究可知，低溫弱光逆境顯著抑制了西葫蘆植株光合作用的進行。胞間CO2濃度降低導致凈光合速率降低，是由于氣孔導度降低所致，即氣孔開度下降導致胞間CO2濃度下降，使得葉綠體內CO2供應受阻。本試驗中，低溫（15℃/8℃）、弱光（8 000 Lx）處理導致西葫蘆植株光合作用顯著下降，凈光合速率下降并處于較低水平。凈光合速率下降的同時氣孔導度也明顯下降，但胞間CO2濃度升高，說明弱光低溫下光合作用的下降也是由于非氣孔因素，這與張國斌等在辣椒上的研究結果相同［10］。低溫弱光處理條件下，西葫蘆不同品種光合參數變化的規律基本一致，但不同品種光合作用對低溫弱光條件的響應程度不同，較耐低溫弱光的品種在低溫弱光條件下可以保持相對較高的凈光合速率和氣孔導度，提高對逆境脅迫的適應能力。葉綠素是植物體進行光合作用的重要色素，其含量的多少與植株光合能力的大小有著密切的關系。在一定范圍內，光合能力隨著葉綠素含量的增加而提高。實際上，很少的葉綠素就可以滿足光合作用的需要，葉綠素含量一般不會成為限制光合作用的因素，但在弱光照下，葉綠素就可能成為一個限制因素。本研究表明，低溫弱光處理不同程度的降低了各西葫蘆品種葉綠素含量，且不耐低溫弱光的品種下降幅度大于耐低溫弱光品種，這與前人在黃瓜、辣椒等上的研究結論一致［10］，這表明在低溫弱光復合逆境條件下，低溫對葉綠素含量的影響起主導作用。

［1］于繼山，孫艷霞.天?？h高海拔灌區西葫蘆品種引種觀察初報［J］.甘肅農業科技，2014（6）：41-42.

［2］張思成，張慧芳.9個西葫蘆品種在紅古區的引種試驗結果［J］.甘肅農業科技，2013（1）：24-25.

［3］盧耀忠，李云.天?？h綠色A級西葫蘆生產技術［J］.甘肅農業科技，2010（1）：46-47.

［4］劉進選，俞連香，楊志梅，等.天祝縣日光溫室西葫蘆“冬秀2號”秋冬春一大茬栽培技術［J］.甘肅農業科技，2014（6）：60-62.

［5］周曉麗，張榮，王澤浩.低溫弱光脅迫對西葫蘆幼苗生長及生理特性的影響［J］.甘肅農業科技，2009（3）：14-16.

［6］周曉麗，李文偉，張榮.施鉀對西葫蘆生理特性及產量和品質的影響［J］.甘肅農業科技，2009（3）：14-16.

［7］徐躍進，李春艷，俞振華.西葫蘆抗冷性生理生化指標分析［J］.湖北農業科學，2006（3）：211-213.

［8］劉栓桃，董艷敏，盧亞楠，等.低溫弱光對兩個西葫蘆品種幼苗光合速率及葉綠素熒光參數的影響［J］.華北農學報，2009，24（2）：139-143.

［9］王萍，郭曉冬，郁繼華，等.低溫弱光對辣椒生長及光合作用的影響［J］.沈陽農業大學學報，2006（3）：360-363.

［10］張國斌，郁繼華，許耀照，等.低溫弱光對辣椒幼苗葉綠素熒光參數的影響［J］.甘肅農業大學學報，2004（6）：615-619.

（本文責編：鄭立龍）

Study on Low Temperature and Weak Light on Photosynthetic Response of Zucchini

XI Xiao-fei，MA Zheng-long，XU Hui-xin
（Jiuqauan Institute of Agricultural Sciences，Jiuquan Gansu 735000，China）

Using Jade 2，Texuanfengkangzao，Meihu 2，Tezaomeiyu，Baisheng 2 as the test material，to study the 15℃/8℃（day/night）low temperature，8 000 Lx light intensity on photosynthetic response to light the pumpkin seedlings in the sunlight greenhouse.The result shows that the plants of normal growth compared，the net photosynthetic rate，stomatal conductance，chlorophyll content of five varieties of squash seedling has different rate drop，the intercellular CO2concentration increases under the low temperature of weak light.The Texuanfengkangzao of five squash varieties is suitable for facility culture squash variety in Jiuqauan city.

Zucchini；Low temperature and weak light；Photosynthetic response

S642.6；S184

A

1001-1463（2015）04-0030-04

10.3969/j.issn.1001-1463.2015.04.009

2015-01-04

席曉飛（1979—），男，陜西寶雞人，助理研究員，主要從事瓜菜新品種選育及推廣工作。E-mail：87510522@qq.com

執筆人：馬正龍