盐胁迫下环境调控对茄子(Solanum melongena L.)生长生理及产量的影响机制研究

本研究针对盐胁迫严重制约干旱半干旱地区农业生产的问题，通过设置网室、LED补光温室及露地对照四种环境，系统评估了不同电导率(EC 2-5 dS/m)盐处理对茄子形态生理和产量指标的影响。结果表明：可控环境（尤其是网室）能显著缓解盐胁迫负面影响，在S1(2 dS/m)条件下获得最高单果重(400.25 g)和产量(1.345 kg/plant)，而露地高盐(S4)处理各项指标显著下降。该研究为盐渍化地区设施农业精准环境调控提供了重要理论依据和实践指导。

　　

在干旱半干旱地区，土壤盐渍化已成为制约农业生产的关键因素。随着灌溉水盐度增加和耕地盐碱化加剧，茄子等盐敏感作物的生长发育受到严重威胁。盐胁迫通过破坏水分平衡、干扰养分吸收和诱导氧化应激，导致植物形态异常、生理功能紊乱和产量品质下降。尽管控制环境农业(CEA)技术逐渐普及，但盐分仍然是限制设施栽培效益的主要障碍。卡塔尔等阿拉伯半岛国家因其高盐度的土壤和地下水、极端温度变化及低降水量（年低于80 mm），成为研究盐胁迫对作物影响的天然实验室。

为系统评估环境条件与盐胁迫的互作效应，来自多哈科学技术大学的研究团队在《Scientific Reports》发表了最新研究成果。该研究采用双因子完全随机设计，设置四种栽培环境：红光LED温室、白光LED温室、网室和露地对照，结合四个盐度水平（电导率EC分别为2,3,4,5 dS/m，对应S1-S4处理），全面分析了18项形态生理和产量指标。

研究采用的关键技术方法包括：①基于电导率(EC)精准控制的盐梯度处理系统（通过添加NaCl调节灌溉水盐度）；②多环境模拟平台（智能温室控温25±2°C，湿度60±5%）；③光谱测定技术（SPAD-502叶绿素仪测定SPAD值，手持传感器记录NDVI）；④光合色素定量分析（丙酮提取法测定叶绿素a/b、总叶绿素及类胡萝卜素含量）；⑤红外测温技术监测冠层温度。

气象参数变化

环境监测数据显示，湿度从3月到6月逐渐降低，网室6月平均湿度最低(39.5±20.7%)，露地3月最高(67.1±21.2%)。基质温度在温室中波动最小，露地6月最高达33.0±4.38°C，对应气温达38.1±9.80°C，表明可控环境能有效缓冲外界气象波动。

方差分析

ANOVA表明环境和盐度对绝大多数性状有极显著影响(p≤0.01)。株高、叶片数、果实数、单果重、果实长度、直径、生物量和产量均受二者显著调控。冠层温度仅受环境显著影响，SPAD值主要受盐度影响，而NDVI同时受二者制约。光合色素参数中，叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素和总色素含量均以环境效应为主，叶绿素a/b比则受双重显著影响。

形态与产量性状

网室S1处理获得最大株高(73.66 cm)，露地S4最低(57.79 cm)。茎粗虽受环境显著影响，但对盐度响应不敏感。叶片数在网室S1最高(22片)，露地S4最低(16片)。果实数量、重量、长度和直径均呈现类似规律：网室S1果实数最多(12个)、单果重最大(400.25 g)、果实最长(13.00 cm)和最粗(5.30 cm)，而露地S4各项指标最低。

生物量积累在网室S1最高(0.414 kg/plant)，露地S4最低(0.207 kg/plant)。产量表现最为显著：网室S1产量达1.345 kg/plant，而露地S4仅0.988 kg/plant，且环境与盐度互作极显著，表明可控环境能有效缓解盐胁迫导致的减产效应。

生理性状

SPAD值随盐度增加显著下降，最高值出现在温室环境(55.79)，S4处理降至58.04。NDVI在白光LED温室最高(0.7675)，露地高盐最低。冠层温度在露地最高(29.69°C)，网室最低(25.69°C)，盐度无显著影响。

类胡萝卜素在红光LED温室最高(0.90 mg/g)，白光LED最低(0.70 mg/g)，且随盐度增加从S1(0.94 mg/g)降至S4(0.56 mg/g)。叶绿素a在白光LED温室最高(2.24 mg/g)，S4最低(1.19 mg/g)；叶绿素b在红光LED温室最高(0.67 mg/g)，S4降至0.32 mg/g。总叶绿素含量在红光LED温室达2.71 mg/g，S4降至1.51 mg/g。叶绿素a/b比在红光LED温室最高(5.35)，随盐度增加从S1(5.43)降至S4(4.09)。总色素含量在红光LED温室达3.46 mg/g，S4降至2.06 mg/g。色素指数在红光LED温室最高(0.84)，S4降至0.63。

讨论与结论

本研究证实盐胁迫通过渗透胁迫、离子毒性和氧化损伤显著抑制茄子生长。可控环境（特别是网室和LED补光温室）通过稳定微气候、减少蒸腾、优化光质和精准灌溉，有效缓解了盐分负面影响。温室系统通过维持气孔导度、光合速率和离子稳态（限制Na⁺/Cl^-积累，保障K⁺/Ca²⁺/Mg²⁺吸收），增强了植物的抗氧化防御和渗透调节能力。LED光质调控（红光促进色素合成，白光增强叶绿素a积累）进一步提升了光合效率。

该研究为盐渍化地区设施农业提供了重要实践指导：①网室结构在成本效益平衡中表现最佳；②电导率控制在2 dS/m以下可维持高产；③红光LED有助于色素系统稳定；④环境调控可与抗盐品种选育、生物炭改良等措施协同应用。未来研究应聚焦光质-盐互作分子机制、节能型环境控制系统开发以及抗盐砧木筛选，为实现干旱区农业可持续发展提供全方位解决方案。