轉光膜對洞庭湖區大棚溫光環境及茄子生長發育的影響

中圖分類號：S625.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）09-0022-05

Abstract：Thisstudyaimstoexploretheregulatoryefectsoflightconversionflmonthegreenouseenvironmentandsolanaceous cropproductioninthesubtropical monsoonclimateZone.Theeggplantcultivated ingrenhouses in DongtingLakearea wastaken as the researchobject.Comparison wasconducted between lightconversion fim（T）andconventional POflm（CK）.The dynamic monitoring ofenvironmental factorsandtheanalysisofcropphysiologicalresponses wereperformed torevealtheefectsof light conversiofimonthetemperatureandlightenvironmentofthegreehouseandthe growthanddevelopmentofegplants.Theresults showed thatthelightconversioflmincreasedthedailymaximumtemperature，dailymeanhumidity，anddailyminimumhumidity whilereducingthedailymaximumlightintensitytoaleviatethestronglighttressinthegreehouses.Thelightconversionfilm hadnosignfcantctoteplatight，plantith，stedametereaflngthleafithoagrooictaitsofgptfrits， whileitignificantlypromotedtheelongationofpetioleandincreasedthemalondialdehydecontentandcatalaseactivityofleafThis resultindicated thathightemperaturescausedmembrane lipidperoxidationdamagewhileactivatingtheantioxidantsystem.Thestudy revealedthatlightconversionflmmightinduceheatstresswhenoptimizinglightqualitygain.Theapplicationoflightconversionflm in Dongting Lake area needs the coordination betweenlight quality optimization and thermal environment regulation.

Key words：lightconversion film;environmental regulation; eggplant; growthanddevelopment; Dongting Lake area

選擇合適的棚膜是設施蔬菜優質高產的重要前提，優質棚膜應具備透光率高、保溫性能好、耐老化、防塵、防霧、防滴等特性。傳統聚乙烯棚膜雖具保溫性，但透光光譜單一，紫外線透過率較高，易導致棚內高溫，引發作物灼傷和光抑制等問題。隨著現代農業科技的快速發展和設施栽培技術體系的日益完善，功能性透明覆蓋材料迎來了創新突破。轉光膜是一種通過調整太陽光譜優化植物光合作用的新型農業功能膜，其概念最早于1983年由前蘇聯科學家提出[1]，且該膜于1988年在東京“國際園藝設施高技術研討會”上被評為“最有前途的功能性農膜”[2-3]。轉光膜通過添加轉光劑將紫外光轉化為對作物光合作用更有利的藍紫光或紅橙光，不僅可以優化設施內的光質構成，還可以調控溫度[4-5]，是光調控技術在設施農業領域的重要突破[]。

洞庭湖區是我國重要的蔬菜生產基地，屬亞熱帶季風氣候，該地區大棚蔬菜生產常面臨夏季極端高溫、冬季光照不足等問題。而且，目前關于轉光膜在設施農業中的應用研究多集中于北方地區[7-9]，針對洞庭湖流域的系統研究較少。茄子（SolanummelongenaL.）為洞庭湖區典型蔬菜，對溫光環境變化反應敏感，是研究設施光溫調控效應的理想模式作物。本研究通過開展覆蓋普通PO膜和轉光膜的對比試驗，探究不同棚膜對洞庭湖區大棚溫光環境及茄子生長發育的影響，旨在篩選適宜洞庭湖區大棚蔬菜生產的優質棚膜，為應對洞庭湖區氣候逆境和推動設施蔬菜提質增效提供技術支撐。

1材料與方法

1.1 試驗材料

供試茄子品種為‘國茄紅秀’，由湖南省蔬菜研究所育成，屬中晚熟類型，耐熱性強，收獲期長。其果實為長棒型，果皮紫紅色，果肉白色。

1.2 試驗設計

試驗于2024年7—12月在湖南省試驗基地（ 111^°40^′E ， 29^°02^′N ）大棚內進行。供試大棚為南北走向的鋼架塑料拱棚，棚長33m ，脊高 3.6m ，肩高 1.8m ，跨度 8m ，透明覆蓋材料為普通PO膜和轉光膜（山東天鶴塑膠股份有限公司），厚度 0.1mm 。試驗采用隨機區組設計，設置覆蓋普通PO膜和轉光膜2個處理，2次重復，1個大棚為1個小區，共4個大棚，單棚面積 300m² 。

供試茄子于7月18日播種，9月3日定植于棚內，雙行定植，株行距為 40cm×80cm ，田間水肥管理與當地常規栽培相同。

1.3項目測定及方法

1.3.1棚內環境因子監測2024年10月16日至12月11日，采用HOBOUA-002-64溫光記錄儀和HOBOU23-004溫濕度記錄儀（美國Onset公司）對棚內溫度、濕度和光照強度進行全天候自動監測，設備探頭統一安裝于茄子植株冠層處，每 15min 采集1次數據，每天記錄96次。

1.3.2農藝性狀、產量及生理指標測定2024年11月4日（茄子結果盛期），每小區隨機選取10株茄子，測定株高、株幅、莖粗、葉長、葉寬、葉柄長、果橫徑、果縱徑、果柄長、單株結果數、單果重，收獲后測產并折算成 667m² 產量。采用紫外分光光度法測定植株葉片過氧化氫酶（CAT）活性[o]，采用硫代巴比妥酸（TBA）法測定植株葉片丙二醛（MDA）含量[]

1.4 數據處理

采用Excel2010整理試驗數據，采用SPSS19.0軟件進行方差分析，采用LSD法進行多重比較，采用Origin2023制圖。

2 結果與分析

2.1 轉光膜對棚內環境的影響

2.1.1溫度由圖1可知，普通PO膜和轉光膜處理的日平均溫度和日最低溫度差異較小，變化趨勢相似，但轉光膜處理的日最高溫度高于普通PO膜處理，11月27日，轉光膜處理的日最高溫度（ 39.92^°C ）與普通PO膜處理的日最高溫度（ 27.55^qC ）相差最大，

圖1普通PO膜和轉光膜處理下的棚內溫度

達到 12.37^°C 。

2.1.2濕度由圖2可知，普通PO膜和轉光膜處理的日最高濕度差異較小，但轉光膜處理的日平均濕度和日最低濕度均高于普通PO膜處理。12月8日，轉光膜處理的日平均濕度（ 94.99% ）與普通PO膜處理的日平均濕度（ 61.65% ）相差最大，達到33.34個百分點；11月26日，轉光膜處理的日最低濕度（ 78.73% ）與普通PO膜處理的日最低濕度（ 37.35% ）相差最大，達到41.38個百分點。

2.1.3光照強度由圖3可知，普通PO膜和轉光膜處理的日平均光強差異較小，但轉光膜處理的日最高光強低于普通PO膜處理，10月24日，轉光膜處理的日最高光強（ 74067.1lx ）與普通PO膜處理的日最高光強（ 126756.4lx ）相差最大，達到52689.3lx 。

2.2轉光膜對棚內茄子生長發育的影響

2.2.1農藝性狀和產量由表1可知，轉光膜處理的株高、株幅、莖粗、葉長和葉寬均大于普通PO膜處理，但二者無顯著差異；轉光膜處理的葉柄長顯著大于普通PO膜處理，但差異未達極顯著水平。由表2可知，轉光膜處理的果縱徑、果橫徑、單株結果數、單果重和產量大于普通PO膜處理，果柄長小于普通PO膜處理，且處理間均無顯著差異。

圖2普通PO膜和轉光膜處理下的棚內濕度

圖3普通PO膜和轉光膜處理下的棚內光照強度

表1普通PO膜和轉光膜處理對棚內茄子植株農藝性狀的影響

注：表中同列不同小、大寫字母分別表示處理間差異顯著（ Plt;0.05 ）、極顯著（ Plt;0.01 ），下同。

表2普通PO膜和轉光膜處理對棚內茄子果實農藝性狀和產量的影響

2.2.2CAT活性和MDA含量由表3可知，轉光膜處理的CAT活性和MDA含量均顯著高于普通PO膜處理，分別較普通PO膜處理顯著提高了 41.08% 和 58.46% 。

表3普通PO膜和轉光膜處理對棚內茄子CAT活性和MDA含量的影響

3 結論與討論

在設施農業光環境調控研究中，功能型轉光膜可通過光譜選擇性透射有效改善作物生長環境[12-17]。本研究發現，相較于普通PO膜處理，轉光膜處理提高了棚內日最高溫度，但二者日平均溫度無顯著差異，這種增溫效應與轉光劑對紅光波段的吸收及長波輻射熱轉化直接相關[18]。此外，轉光膜處理的日最高光強低于普通PO膜處理，有助于緩解強光脅迫，提高光能利用效率[19]，這可能與轉光劑對紫外光及藍紫光的吸收轉換有關[20-21]。本研究結果顯示，轉光膜提高了棚內日平均濕度和日最低濕度，這可能與作物蒸騰特性、轉光膜表面結露和近紅外輻射抑制等綜合因素有關。

轉光膜可通過光質優化有效促進多種設施蔬菜的生長發育，提升其果實品質[22-25]。張聘丘等[16]研究發現，轉光膜可優化番茄株型，使株高、莖粗和節間長度分別提高 8.6% 、 14.7% 和 5.4% ，果實糖酸含量提高 74.4% ，番茄紅素含量增加 19.4% 。馬洪英等[2發現，稀土轉光膜處理下，甜瓜開花和授粉提前了 48h ，單果重增加 9.4% ，裂瓜率由 7.3% 降至5.6% 。孫運澤等[2發現，白色轉光膜可提高番茄幼苗壯苗指數，而粉紅色轉光膜未表現出顯著調控效應。王公卿等[28]在西瓜設施栽培中發現，覆蓋轉光膜可提高葉片葉綠素含量和果實糖分，使產量增加9.2% ，產投比提高至 1.66：1 。本研究表明，轉光膜處理的株高、株幅、莖粗、葉長和葉寬均無顯著變化，但葉柄長顯著增加，這可能與紅光促進生長素極性運輸有關[5]。盡管果實形態指標未發生顯著變化，但單株結果數和單果重增加，表明轉光膜可能通過延長光合作用時間或優化光質分配間接促進產量形成；然而，本研究中轉光膜處理的茄子產量未顯著提高，推測轉光膜引起的棚內溫度升高加劇了高溫脅迫，抵消了光質優化效益。

CAT活性和MDA含量是2個關鍵的植物生理指標，分別表征機體抗氧化能力和膜脂過氧化損傷程度，被廣泛應用于評估植物對環境脅迫的響應和適應能力[29]。本研究中，轉光膜處理下茄子葉片的CAT活性和MDA含量均顯著上升，表明高溫導致了膜脂過氧化損傷，同時植物感知到脅迫信號并迅速啟動了抗氧化保護系統以減輕損傷。該結果說明轉光膜覆蓋在帶來光質優化等潛在益處的同時，也可能對茄子植株造成一定的氧化脅迫壓力，表明在實際應用中，需關注轉光膜可能帶來的負面效應（如熱積累），并通過優化環境管理（如加強通風、遮陰）實現其效益最大化，這與陳修德等[30]提出的南方設施栽培需協同降溫措施與光質調控的觀點一致。

綜上所述，轉光膜在洞庭湖區設施茄子栽培中表現出增強抗氧化能力與促進個體生長的潛力，但其實際增產效果受高溫環境制約。因此，在洞庭湖區設施蔬菜栽培中應用轉光膜時，需兼顧光質優化與熱環境調控，建議后續研究針對不同作物的光質需求特性，開發區域性專用轉光膜產品，優化轉光劑配方，并結合遮光降溫技術建立光-溫耦合模型，明確溫度臨界閾值對光調控效益的影響，實現光溫協同應用。

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（責任編輯：王婷）