功能电场对番茄生长生理关键指标影响机制研究

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目前在番茄生产中,常通过调控设施环境和增施水肥来提高果实产量,为减少农药和化肥的大量使用,将功能电场应用到农业生产中逐渐成了一种新型的农业生产方式。因此本试验以‘黄玫瑰’番茄为研究对象,选用±6 k V/cm功能静电场分别在上午和下午不同时间段及上午不同作用时间(2 h、3 h、4 h),对不同生长阶段的番茄幼苗(苗期10 d,苗期20 d和苗期30 d)连续处理10 d,以不施加功能静电场处理为对照。通过分析功能静电场对植株的抗氧化能力、光合特征、气孔运动及表型特征等关键指标的影响,明确功能静电场对番茄生长生理关键指标影响机理,最终初步筛选出适宜番茄生产的功能静电场处理时间及植株状态。结果表明:(1)与对照组相比,不同方向的功能静电场作用后,对番茄幼苗生长生理关键指标影响无显著性差异,但上午对番茄幼苗施加功能静电场对植株生长生理关键指标的影响明显高于下午对幼苗施加功能静电场。(2)功能静电场促进番茄幼苗生长发育及开花:对苗期20 d的植株每天上午施加3 h功能静电场,对番茄植株的株高、茎粗、叶片数和叶宽有明显的促进作用。与对照组相比,功能静电场处理组植株株高增加117.83%,茎粗增加38.64%,叶宽增加132.34%,叶片数增加68.46%,对于花期,番茄植株开花期提前6 d,当植株培养至67 d开花率达到97.3%,比对照组提高34.3%。(3)功能静电场促进番茄幼苗抗衰老及抗氧化能力:与对照组相比,功能静电场针对苗期10 d的幼苗每天上午施加2 h后,叶绿素含量增加52.7%,且对叶绿素b含量的影响明显高于对叶绿素a的影响;功能静电场针对苗期20 d的幼苗每天上午施加3 h,对其物质代谢及抗氧化过程具有促进作用。与对照组相比,可溶性糖和可溶性蛋白含量增加52.7%和82.3%,POD、SOD、CAT酶活性分别增加32.46%,78.54%和68.54%。(4)功能静电场促进番茄幼苗光合特性:与对照组相比,对于苗期20 d的植株,功能静电场上午施加处理4 h对番茄幼苗光合特性影响较为显著,能大大增加植物气孔导度、胞间CO2浓度及净光合速率,其增加量分别为38.09%,42.31%和25%。(5)功能静电场提高番茄幼苗气孔运动:与对照组相比,对苗期20 d和30 d的植株,功能静电场上午处理4 h对番茄幼苗气孔长宽比影响较为显著,其中气孔长宽比降低30.12%,开合比增加24.53%。综上所述,在番茄幼苗20 d时,±6 k V/cm的功能静电场每天上午施加3 h,连续处理10 d,有利于植物生长,在本研究中综合效果最佳。为功能电场调控番茄生长发育过程及设施农业中功能电场的使用提供了必要的理论依据。
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