全 文 ：第 11卷 第 3期
2 0 0 3年 7月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
V01．11 NO．3
July， 2003
低温弱光对番茄植株生长发育及生理功能的影响
胡文海 喻 景权
(井 冈山师 范学 院 生命 科 学 系 吉 安 343009) (浙江 大学 园艺 系 杭 州 310029)
摘 要 低温弱光(60tzmol／m ·s、10"(2／10"(2和 5℃／5℃)胁迫下番茄植株生长势、根系活力、叶片净光合作用完全被
抑制 ，株高、叶片数增长受阻，与低温弱光处理前相比，植株地上部干物质量下降，但根 系干物质量并未下 降。在恢
复过程 中 10"(2处理植株根系活力、光合作用及生长发育迅速得 到恢 复，而 5℃处理植株除成熟叶光合作用可迅速
恢 复 外其他 指标 恢 复均 较 缓 慢。
关键词 番茄 低温弱光 生长发育 根系活力
Ef~cts of low tem perature and low light on the growth，development and physiological functions of tomato plants．HU
Wen—Hai(Department of Life Science，Jinggangshan Normal College，Ji’an 343009)，YU Jing—Quan(Department of
Horticulture，Zh~iang University，Hangzhou 310029)，CJEA，2003，11(3)：55～57
Abstract Exposure of tomato plants tO low temperature(10"(2 and 5℃)under low light(60tzmol／m ·s)results in a
complete inhibition of plant growth，plant heights and the numbers of leaves ，and decreases the vigor of root and net pho—
tosynthetic rate．Co mpared with the plants before the treatment，the dry weight of shoot of treated plant is reduced，but
the dry weight of ro t does not．During the recovery，the vigor of root，net photosynthetic rate，and the growth and de—
velopment of plants under 10℃ treatment can recover completely．but those of plants under 5℃ treatment recover slowly
except for the photosynthesis of developed 1eaves．
Key words Lycopersicon esculentum Mil，Low temperature under low light，Growth and development，Vigor of ro t
有研究表明，低温弱光导致作物生长停滞，并致作物叶片叶绿素含量、淀粉含量 、Rubisco活性、净光合速
率以及光系统 Ⅱ光合电子传递量子效率下降和可溶性糖含量、非光化学猝灭的上升n’ q’ ]。本试验研究
了番茄在低温弱光下及其恢复过程中其地上部和根系生长发育、根系活力、光合作用等变化 ，以探讨低温弱
光对番茄的伤害机制，为番茄设施栽培提供理论依据。
1 试 验材料与方法
试验于 2000～2001年在浙江大学园艺系进行，供试番茄品种为“中杂九号”。种子经浸种催芽后播于珍
珠 岩基质 中 ，萌芽后 用 1／2日本 园试配方 营养液_8 浇灌 ，一叶一心时移人 人工气候室 中用 日本 园试 配方 营养
液 进行水培 ，直至第 9片真 叶展 开 时 开始处 理 。试 验设 处 理 I(对 照 )人工 气 候室 中光 强 1000btmol／m ·s、
25℃／18℃培养 ，处理 Ⅱ光照培养箱 光强 60ttmol／m ·s、10℃／10℃培养 ，处理 Ⅲ光 照培养箱光强 60tmol／m ·s、
5℃／5℃ 培养 ，光照周期 12h。处理 14d后 处理 Ⅱ和Ⅲ植株 均移人处理 I的人工气候室 恢 复培养 14d，每处理
15株，3次重复。分别于处理前、后及恢复各时期测定各处理株高 、叶片数、叶片生长指数 PJ(Plastochron
Index)和根系活力 、地上部及根系干物质量。根据 Coleman W．K．等 方法计算 PJ值 ：
PJ= +(1nL 一lnR)／(1nL 一lnL + ) (1)
其中参比叶长 R=60mm， 为叶片长度长于参比叶长的叶片数，L 和 L + 分别为第 及 +1片叶的长度。
PJ值 日增 加量为 ：
△PJ／d = (PJ 一PI前)／T (2)
其中，T为PJ值前后 2次测定相隔天数 ，干物质量增幅为 ：
(DW后 一DW前)／Dw 前 (3)
用 “兀 C”法 测定 根 系 活力 。并 分别 于 各生 育 时 期 用英 国 PP—systems公 司生 产 Ciras一1型 光合 仪 测
*国家自然科学基金重点项 目(39830230)和井冈山师范学院科研基金项 目共同资助
收稿 日期 ：2002—06—24 改回 El期：2002—08—08
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56 中 国 生 态 农 业 学 报 第 l1卷
定不同处理植株衰老叶(第 4叶)、成熟叶(第 6叶)及成长叶(第 9叶)净光合速率，其中对照植株成长叶处光
强约为 950～1050t~mol／m ·s、成熟叶处约为 550～650t~mol／m ·s、衰老叶处约为 200～300t~mol／m ·s。所有
20
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12
8
4
7 14 2l 28
时 间，d
图 1 低温弱光处理对番茄叶片生长指数
PJ值的影响
指标均重复测定 3次 ，其结果以平均值 ±标准误表示。
2 结果与分析
2．1 低温弱光对番茄植株生长势的影响
图 1表明，低温弱光胁迫下番茄植株生长势完全被抑制，PJ值基
本不变 ，生长完全停止。恢复过程中 10℃处理植株 PJ值在恢复后 7d
内迅速 上升 (aiOI／d 为 0．475)，与 对照 处 理前 7d的 △PJ (0．488)相
当。而 5℃处理植 株恢 复 7d后 am ／d仅 为 0．302，且在其 后 7d恢复 中
△PJ 继续升至0．328。10℃处理植株 △PJ 虽降为 0．329，但比对照
8～14d内 △PJ (0．304)略 高 ，表 明弱 光下 10℃低 温处 理 的番茄植 株
解 除胁迫后迅速恢 复生长 ，而 5℃低 温处理 的番 茄植 株解除低 温胁迫 后
Fig．1 Influence of low temperature under 其恢 复速度较慢 。
low light on the leaf plastochron index 2．2 低温弱光对番茄株高、叶片数及生物量的影响
低温弱光处 理及其恢复 后各处理株 高 、叶 片数 及 生 物 量 的变 化 见 表 1和表 2。结 果 表 明低 温 弱 光 处 理
表 1 低温弱光处理对番茄株高及叶片数的影响 限 制 株 高 增长 和 叶片 数
Tab．1 Effects of low temperature under low light on the shoot length and leaf number of tomato
处 理 前 相 比 10℃ 和 5℃
低 温 弱 光 处 理 均 导致 植
株地上部干物质量下降 ，
而根 系干 物 质 量 并 未 下
降，且 10℃处 理 略有 上
升。恢 复 14d后 各 处 理
植 株地 上部 及 根 系 干 物
质量 均 有 所 增 加 ，其 中
10℃处 理 植 株地 上 部 干
的增 加 ，与处理前 相 比叶
片数 未发生 明显变化 ，株
高 略有增长 ，但恢 复过程
中 10℃ 处 理 与 5℃ 处 理
间表现 出明显差异 ，10℃
处 理 株 高 和 叶片 数迅 速
增 加 ，而 5℃ 处 理 株 高
及叶片数增 加较缓慢 。与
表 2 低 温 弱 光对番 茄地 上 部 及根 系干物 质量 的 影响
Tab．2 Efh~ts of low temperature under low light on the dry weight of shoot and root of toma to
CK 1．35± 0 085
Ⅱ(10℃ )
Ⅲ(5"C)
1．08±0 036
0．27±0．006
0．22±0．015
1．47± 0 030
0．48± 0．055
0 36±0．030
物质量 增幅大于对 照前 14d中的增幅 ，而 5"C处理植 株恢 复 14d后 干物 质量增 幅仅 为 2．44，低于对照前 14d
中的增 幅 ，且 10℃ 和 5"C处理恢 复 中植株根 系干物质量增 幅均明显低 于对照前 14d中的增幅 。
2．3 低温弱光对番茄根系活力的影响 600
不 同低温弱光 处理对植株根 系活力 的影 响不 同(见图 2)，对照植 株
根系活力保持相对稳定 ，而低温弱光处理导致根系活力迅速下降，并维
持在很低水平。但恢复期间 10℃处理植株根系活力可迅速恢复至对照
水平，而 5℃处理植株恢复 7d后其根系活力仍较低 ，直至 14d才达对照
水 平 。
2．4 低温弱光对番茄光合作用的影响
图 3表明，10℃和 5℃低温弱光处理植株叶片光合作用几乎停止，
恢复中 10℃处理植株成长叶及成熟叶净光合速率均达或高于对照初始
水平 ，衰老叶片净光合速率则仅达对照 当前水平 ，而 5℃处理植株除成
熟叶净光合速率可达对照初始水平外 ，衰老叶片由于完全黄化 已测不
． ． =j
6
3
0
0
+ 一
4
2
0
1 2 3
5 3 3
2 2 1
0 0 0
+ 一 +一 + 一
1 7 0
4 5 2
0 5 3
0 6 5
5 2 1
3 0 0
0 0 0
± +一 +一
7 7 2
3 0 0
6 l l
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第 3期 胡 文海 等 ：低 温弱 光 对番 茄植 株生 长 发育 及 生理 功能 的 影响 57
出净光合速率 ，成长叶在恢复 7d后净光合速率则未恢复至对照初始水平。
0
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7 l4 2l 28 0 7 l4 2l 28
时间／d
图 3 不 同低温 弱 光处 理 对番 茄衰 老 叶 (a)、成 熟叶 (b)与成 长 叶 (c)净光 合 速率 的 影响
Fig．3 Effects of low temperature under low light on the net photosynthetic rate in senescing
leaves(a)，developed leaves(b)，and developing leaves (c)of tomato
3 小结与讨论
低温弱光 胁迫 下植 株势完 全受 抑制 ，导致 生长发 育停滞 ，但 弱光 下 10℃低 温胁 迫对 番茄植株 未造成 伤
害 ，而 5℃低温 胁迫则 已构成伤 害 ，这与 以往研究 结果相一致 。低 温弱 光 导致 植株 根系 活力及 光合作 用迅
速下降，且植株个体为维持基本生理代谢只得依靠消耗地上部原有的物质，从而导致植株生物量下降及生长
发育停止。当低温弱光胁迫解除后植株个体光合作用得到恢复，从而促进根系活力恢复及其生长发育的进
行。不同低温弱光胁迫对植株影响不 同，10℃低温弱光胁迫基本仅抑制植株生长发育、根系活力和光合作
用 ，对植 株个体并 未造成伤 害 ，而 5℃胁迫则 对植 株根 系 活力及 成长 叶造成 一定 程度 伤 害 ，且 短 时间 内难 以
得 到恢复 。
参 考 文 献
1 胡文海 ，喻景权 低温弱光对番茄叶片光合作用及叶绿素荧光参数的影响．园艺学报，2001，28(1)：41～46
2 陈青君，张福墁 ．不同品种黄瓜在低温弱光胁迫和恢复过程中的光合特性．中国农业大学学报，2000，5(5)：30～35
3 张 雄．用“TTc”法(红 四氮唑)测定小麦根及花粉的活力及其应用 植物生理学通讯，1982(3)：48～50
4 Brhggemann W ．，Linger P．Long—term chiling of young tomato plants under low light and subsequent recovery．Ⅱ．Chlorophyl fluorescence，
carbon metabo lism and activity of rubiseo Planta，1992，186：179～ 187
5 BriJggemann W ，Linger P．Lo ng·term chiling of young tomato plants under low light and subsequent recovery．Ⅲ．Leaf development as re．
fleeted by photosynthesis parameters．Plant Cell Physio1．，1993，34：1251～ 1257
6 Bri．iggemann W ．，Linger P．Lo ng—term chilling of young tomato plants under low light and subsequent recovery．V Kinetic and molecular
properties of tWO key enzymes of the calvin c5rcle in Lycoperiscon esculentum mill and L peruvianum Mil1．Planta，1994，194：160～ 168
7 Brfiggemann W ，Linger P．Lo ng—term chiling of young tomato plants under low light and subsequent recovery．IV．Diferential responses of
chlorophyll fluorescence quenching coefficients in Lycopersicon species of different chilling sensitivity．Plant Cell Physio1．，1994，35：585
8 Yu J．Q．，Matsui Y．Phytotoxic substances in root exudates of cucumber(cucumis sativas L．)．J．Chem．Eeo1．，1994，20(1)：21～31
9 Coleman W ．K ，Greyson R．I．The growth and development of the leaf in tomato(Lycopersicon esculentum)．I．The plastochron index．
a suitable basis for description．Can ．J．But ，1976，54：2421～ 2428
10 BriJggemann W ．，Linger P．Lo ng—term chilling of young tomato plants under low light and subsequent recovery． I．Growth，development
and photosynthesis．Planta，1992，186：172一一178
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