全 文 ：第 ll卷 第 1期
2 0 0 3年 1月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
VO1．11 NO．1
Jan．， 2003
高温胁迫下甜瓜生理生态特性研究
杨秋珍
(上海 台风研 究所 上海 200030)
李 军 王金霞 陈掌明
(上海市气象科学研究所 上海 200030) (上海市南汇县气象局 上海 201300)
摘 要 对比试验研究生殖生长期甜瓜的高温胁迫指标及其 生理原 因表 明，≥40℃ 的高温对处于 生殖生长期的甜
瓜有伤害，花粉活性下降的温度 明显低于叶片活性下降时的温度，叶片细胞膜 受损 的温度为≥50℃ ，叶绿素下降的
温度为≥41℃ ，对花粉活性影响的温度 为≥31℃ ；≥52℃对甜瓜 的营养器官和生殖器 官均有极显著破坏作用。随着
高温时间的延长 ，甜瓜 叶片电导率增加、叶绿素含量及花粉活力下 降。高温处理 3d的中部、下部叶片电导率 比对照
增加 70％以上，叶片叶绿素含量比对 照降低 20％以上。用 I—KI染色 法测定高温处 理 3d的花粉样 品优 良率仅有
20％ ，比对 照 少 1／2以上 。
关键词 甜瓜 高温胁迫 电导率 叶绿素含量 花粉活力
Effect of high temperature on the physiological characteristics of casaba．YANG Qiu—Zhen(Shanghai Typhoon Institute，
Shanghai 200030)，LI Jun(Shanghai Meteorological Institute，Shanghai 200030)，WANG Jin—Xia，CHEN Zhang—Ming
(Shanghai Nanhui Weather Bureau，Shanghai 201300)，CJEA ，2003，l1(1)：20～22
Abstract Effect indexes of high temperature forcing on casaba and its physiological reasons are revealed through contrast
experiments during its reproduction growth period．Results show that high temperature being higher tO equal as 40℃ does
harm tO casaba during its reproduction growth period，and its harmed degree has a direct ratio to high temperature intensity
and duration．Damaged temperature of polen avidity is much lower than that of lamina；that of lamina cell theca is higher
or equal tO 50℃ ，that of chlorophyl is higher or equal tO 41℃ ，temperature that has the effect on polen avidity is higher
or equal to 31℃ ．Temperature higher or equal tO 52℃ does obvious harm tO nutrition and procreation organs of casaba．Ex—
periment show that the leaves conductance rate increases ，chlorophyl content and farina vigor decline with the prolongation
of the high temperature days．Treated with high temperature for 3 days，conductance rate of leaves at interspace and under—
surface is 70％ more than antitheses．1eave chlorophyl content is 20％ less than antitheses and the percentage of high farina
vigor is only 20％ ．1ess 1／2 than antitheses by I-KI coloration．
Key words Casaba，High temperature force，Conductance rate，Chlorophyl content，Farina vigor
大棚生产管理中适 当的高温有助于甜瓜生长发育，甜瓜源于热带且对温度要求较高⋯，种子在 16～
18℃开始发芽 ，30℃时发芽最快，适宜生长的温度为 25～32℃，35℃以上生长状况仍 良好。为明确 40℃以上
高温对进入生殖生长期的甜瓜是否有影响进行了试验研究 ，以确定高温危害的温度指标及其原因，为合理调
控 大棚 内温度提供科 学依据 。
1 试 验材料与方法
试验于 2000年 3月在上海市南汇县东海镇进行，供试土质为重壤 ，肥力中等 ，试验品种采用国外引进的
“西莫洛托”，营养钵育苗 ，1999年 12月 21日播种，通过地加温线及控温仪控制地温在 30℃左右 ，2叶 1心
时移栽于南北向 4m宽 ×30m长的大棚中，每棚 2畦，中间为畦沟，畦高 15～20cm，畦底宽 80cm。甜瓜定植
在沟两侧，株距为 40cm，基肥采用有机肥与 NPK复合肥 ，定植后浇水覆土并覆盖地膜、小棚。甜瓜进入生殖
生长期时，在 1畦中部选择生长正常植株 40株 ，设对照正常管理(CK)、高温 1d(工)、高温 2d(Ⅱ)、高温 3
d(Ⅲ)4种处理，每处理 10株，高温 工～Ⅲ处理方式均于每天 8：【)(】～16：【)(】加膜，4种处理均于第 4天采样。
在各处理与对照甜瓜蔓的基部座果叶位、中部(第 8叶)、上部(第 4叶)用小孔采样法取相同数量的叶圆
*上海市气象局项 目“大棚甜瓜农业气象调控技术开发”部分研究内容
收稿日期 ：2001—11—28 改回日期 ：2001—12—31
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第 1期 杨秋珍等：高温胁迫下甜瓜生理生态特性研究 21
片，将每处理叶样置于干洁的烧杯中各加入蒸馏水 20mL轻轻摇动，放 20min后依 电导法 用 DDS一11A型
电导率仪测定叶片电导率(Us／cm)，观察叶片细胞膜透性的变化。在各处理与对照甜瓜蔓的基部 、中部、上部
采集等量叶样 ，用丙酮乙醇混合液法提取 ，用分光光度法测定叶片叶绿素含量(mg／g)。采集每处理当天所
开花朵 的花粉用 I—KI法 与 TTC法染色 ，然后用显微镜分别 检查 300粒花粉 染色 与否 的百 分 比(％)，上 述
测定均重复 3次。高温处理完毕的翌 日观察甜瓜叶片黄枯等可见性伤害，并经 15d恢复性生长后调查叶、花
及果 实 的生长情况 。试验期 间同步观测各处理 的温湿度(每 5min采样 1次 )。
2 结果与分析
2．1 高温胁迫对 甜瓜 叶片 生
理的影响
叶片外渗液电导率的变
化可 反 映 细 胞 膜 透 性 的 改
变 ，试验结果表明(见表 1)
甜瓜 上 部 、中部 或基 部 叶 片
均 随高温 时间 的延 长其 电导
率呈增加态势 ，其中基部 叶
片与中部功能叶高于上部叶
的电导率 ；高温 3d处理的中
表 1 不 同高温 处 理对 甜瓜 叶 片 电导率 的 影响
Tab．1 Effect of different high temperature days on conductance rate of leaves
部叶与基部叶比对照电导率增加 70％以上 ，甜瓜叶细胞膜透性大幅提高 ，这意味着膜系统已受到高温伤害，
高温所引起的甜瓜叶片损伤肉眼可见 ，高温 3d处理的叶片组织严重枯萎坏死 ，大面积叶色变为黄褐色。试
验结果表明随高温处理时间的延长，甜瓜上部、中部和基部叶片叶绿素含量均呈下降趋势 ，高温 3d处理的
比对照降低 20％以上(见表 2)。研究认为 叶绿素含量速降的起始时间与 H O 迅速积累时间基本一致，
表 2 高温持续时间与叶片叶绿素含量
Tab．2 Effect of different high temperature days on chlorophyl content of leaves
H O 积 累 是 启 动 叶 片 衰 老
的重要 因子之一 ；H，0，可抑
制 CO，的固定和 Calvin循 环
中一些酶的活性，参 与叶绿
素降解，降低 叶绿体抗坏 血
酸 含 量 ；环 境 胁 迫 是 诱 发
H，O，积累、导致叶片衰老的
重要 原 因 ，高温 明显 加剧 氧
化胁 迫 ，导 致 蛋 白质 水解 加
强 ，叶绿 素分 解，叶片 易 衰
老 ，叶色转黄快，影响光合效
率，最终会影响产量。采集甜瓜蔓节上的雄花与两性花进行观察发现 ，雄花中花粉经高温处理或未经处理的
对照株花粉均发育不全，显微镜下显示它们 表3 高温对花粉发育与活力的影响
的形状 不规则 ，内含 物 极少 ，用 I—KI、TTC 2
种方 法 测定 均显 示 无 活性 。从 两 性 花 上 取
得的花粉测定结果见表 3，高温处理对花粉
发育有显著损害作用 ，且随高温处理时间的
延续 而损 害作用 加强 ，用碘 化钾 染 色法测 定
时高温 3d处理的样 品优 良率仅 20％，比对
照少 1／2以上 ；用 1vrc法测定时高温 3d处
理 的花粉优 良率为0，表明高温阻碍花粉发
Tab．3 Efect of different high temperature days on de~bpment and polen vigor
育 ，减少淀粉积累 ，且使花粉内酶丧失活性 ，从而使花粉完全失去萌发力 ，导致正常授粉受精过程出现障碍。
2．2 高温胁迫对甜瓜表观伤害症状及其生长发育的影响
高温对 甜瓜 叶片伤害症状 主要表 现为产 生失 绿枯 黄伤斑 ，高温处 理后 翌 日调查 表 明 ，受 伤 害叶片 的数
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中 国 生 态 农 业 学 报 第 11卷
量、色泽 、伤斑面积随高温时间的延长而加重 ，高温 ld处理的仅有少量黄叶 ，高温 2d处理的黄叶数量明显增
加，有少量叶片叶缘发枯，而高温 3d处理的中部与基部产生大量枯叶。至 15d后观测表明，高温处理的出叶
表4 高温对甜瓜出叶、叶片桔黄及座果的影响 速度减慢，高温 l～2d处理平均 比对照减少 2．2～
Tab．4 Effect of different high temperature days on leaves and fruits
个瓜 ，而高温处理期 间所结 的瓜 中途夭 折 ，且结
瓜节位升高 ，均为刚结的幼瓜(见表 4)。分别统
计 30～55℃各种高温累积时数(见表 5)与生理
指标 的 关 系 发 现 ，叶 片 膜 系 统 受 损 的 温 度 为
≥5012，叶绿 素受损 的温度 为≥4112，对 花粉 活
性影响 的温 度 为≥ 3l℃ ，其 中≥ 52℃ 的温度 对
营养器官 与生 殖器 官 均有 极 显 著破 坏 作用 (见
表 6)。
2．3节位 ，叶片减少 4．6片 ；高 温 3d处理则 减少 3．8
节位 ，叶片减少 7．7片 ；枯 黄叶随高温时 间延长 而增
加，高温 ld、2d、3d处理 的枯黄叶分别比对照增加
17．6％、38．8％、233％。高温 还引起果 实发育 障
碍，温度过高即使能开花，也因花药干枯、柱头受损
而妨碍授粉 ，同时高 温使 花粉失活，影 响受 精、结
实。对照已结的果实明显膨大，15d后便可采收 1．3
表 5 不 同高温 处 理下 高温 出现 时 间
Tab．5 Time of high temperature under different high temperature treatments
表 6 高温 对甜 瓜 生理 生 化指标 影 响的 显著 性检 验
Tab．6 Test of significance of correlative relation hetwen melon’S physiology index and high temperature days
温度／℃ 相关系数 R Corelative coeficient 温度／℃ 相关系数 R Corelative coeficient
lemperatures Temperatures
叶片电导率 叶绿素含量 花粉活力I-IK法 花粉活力TTC法 叶片电导率 叶绿素含量 花粉活力I-IK法 花粉活力TIC法
Conductance rate Chlorophyll Polen PoHen Conductance rate Chlorophyl Polen PoHen
of leave content vigor(I-IK) vigor(TTC) of leave content vigor(I-IK) vigor(TTC)
30 0．8662 —0．9326 —0 9575 —0．9480 43 0．9032 —0．9591 一0．9772 一0．9240
3l 0．8414 —0．9l72 —0．9424 —0．9640 44 0．9071 —0．9605 一0 9793 一0 9190
32 0．8707 —0．9415 —0 9580 一0．9509 45 0．8968 —0．9544 一0．974l 一0．9285
33 0．8758 —0．9404 ～0．9628 一 0．9438 46 0．8833 — 0．9466 — 0．9667 一 0 940l
34 0．8697 —0．9309 —0．9593 一0．9380 47 0．9032 —0．9638 一0 9742 一0．9262
35 0．8800 —0．9367 —0．9647 一0．9287 48 0．9224 —0．9761 一0．9816 一0 9056
36 0．8796 —0．933l 一0．9635 一0 92l3 49 0．9363 —0．9843 一0．98l2。 一0．8785
37 0．87l5 —0．9265 —0 9587 一0．924l 50 0 95l8 一0．9915 一0．989l 一0．861l
38 0．8776 —0 9358 —0 9636 一0．9318 5l 0 9834。 一0．9999 一0．993l 。 一0．7910
39 0．8747 —0．9365 —0．9624 一0．939l 52 0．9920 一0．9935 一0．9940 一0．7567
40 0．8898 —0．9473 ～0．9706 一0 9297 53 0．9992 一0．9801 一0．9735。 一0．6723
4l 0．8943 —0．95l5 一0 9730 一0．9285 54 0 9990 一0 9781 一0．9713 一0．6653
42 0．8987 —0．9543 一0．9752 一 0．9249
*表不 通过 置信水 平 口=0 05显 著性 检验 ；**表不 通过置 信 水平 口=0 01极显 著性 检验 。
3 小结与讨论
生殖器官受 害温度 明显低 于叶片 ，40℃ 以上高温对处于生殖生长期 的甜瓜有伤害 ，高温胁迫可 引起 叶片
细胞膜透性加大，叶绿素分解 ，诱发叶片衰老，减少有效叶面积，破坏植物光合作用和呼吸作用的平衡 ，造成
花粉畸形失活，最终影响产量与收益。甜瓜全生育期可生产 3批瓜 ，在这 3批瓜结果前后应维持<32℃温
度，其余时间保持不超过 40℃温度 ，特别是要防止出现>50℃温度极为重要 。
参 考 文 献
1 浙江农业大学主编．蔬菜栽培学各论 ．北京 ：中国农业出版社 ，1989 306～309
2 华东师范大学生物系主编 ．植物生理学实验指导 ．北京 ：高等教育出版社 ，1986．230～231
3 华东师范大学生物系主编．植物生理学实验指导．北京 ：高等教育出版社 ，1986 88～90
4 阎成士，李德全 ，张建华 植物叶片衰老与氧化胁迫．植物学通报，1999，16(4)：398～404
5 段留生．韩碧文 ．何钟佩．器官间关系对叶片衰老的影响．植物学通报．1998，15(1)：43～49
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