高温下不同空气相对湿度对设施黄瓜生长发育的影响

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黄瓜是我国设施栽培面积最大的蔬菜,受到高温高湿胁迫的影响,黄瓜生长过程中易发生植株徒长、花芽分化不良、化瓜严重等问题。本研究以“津优101”黄瓜为试材,开展人工环境控制试验。试验设计温度、空气相对湿度、持续时间三因素正交试验,昼温/夜温设置32℃/22℃、35/25℃、38℃/28℃和41℃/31℃四个水平;空气相对湿度设置(50±5)%、(70±5)%和(90±5)%三个水平,持续时间设置3、6、9、12d,以昼温28℃/夜温18℃、空气相对湿度(50±5)%为对照(CK)。通过测定叶片的光合参数、光合色素含量、快速荧光动力学曲线、保护酶含量以及顶芽和果实中的内源激素含量,观测每个节位的花性、果实横纵径、畸果率及最终产量,探明了高温下不同空气相对湿度对黄瓜营养生长、花性分化及果实发育的影响机理,建立了开花特性的综合评价模型,并确立了不同高温、空气相对湿度及持续天数下的灾害胁迫等级。主要研究结果如下:(1)高温胁迫程度越深,黄瓜叶片的Chl a、Chl b、Car、LSP、AQE、Pmax越低,LCP则越高;RH70%处理下叶片的光合作用强于其余两种空气相对湿度处理。高温胁迫使叶片的OJIP曲线在J-I和I-P阶段呈现出明显的减小趋势,并使PSⅡ反应中心活性降低、功能性天线尺寸增大、类囊体能量传递受阻,OEC失活,PSI末端电子库还原速率加快。黄瓜叶片中的CAT、SOD、POD含量均随着温度、空气相对湿度的提高呈现出先升后降的趋势;MDA、Sp含量则随着温度的升高而升高。(2)高温胁迫使得顶芽中的ZT、IAA和GA3含量降低,而ABA含量升高,RH70%处理后顶芽中的ZT、GA3、IAA含量高于其余两种空气相对湿度处理。高温胁迫后,黄瓜雌花花芽数量减少、雌花节位升高、雌花节率降低,70%加湿则能使花芽更多地向雌性分化。利用模糊数学法对高温胁迫下的开花特性进行综合评价,根据模糊综合评价得分显示,当空气相对湿度为70%且持续时间较短时,黄瓜的开花特性指标值较好,得分高,排名比较靠前;构建的黄瓜开花特性综合评价得分模型的R~2为0.980,对实测数据也能进行较好的模拟。(3)黄瓜果实横纵径的发育速度在高温的影响下逐渐放缓,横纵径生长的始盛点、高峰点、盛末点均较CK延迟,迅速生长时间也增长。RH70%处理下果实横纵径的发育情况与CK比较接近,畸果率低,产量高。高温胁迫下产生的畸形果实与正常果实相比,中部ZT含量较少、ABA含量较多,导致中部发育迟缓;而上部的IAA含量从其它部位积聚,使得果实上部膨大。(4)对生理生长指标进行主成分分析,提取出Chl a、Pmax、AQE、MDA、IAA、Sp共六个指标用于划分高温胁迫等级,根据对应的权重系数计算出高温胁迫指数IHTS,并采用均值-标准差法将不同的高温、空气相对湿度、持续天数划分为5个等级(轻度、较轻、中度、重度、特重)。当温度达38℃、空气相对湿度低于50%或高于90%时,胁迫等级多达重度与特重;当空气相对湿度为70%左右时,胁迫等级多为轻度与较轻。
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