在植物学上，它是一种多年生草本植物，具有克拉苏拉西亚酸代谢，光合作用适应性。该植物的特征是其孤雌生殖多果实。
它主要通过吸盘、滑、happa和冠进行无性繁殖;然而，种植材料也是通过微繁殖技术生产的。在商业品种中，皇后、顺滑卡宴、西班牙和阿巴卡西占主导地位。
它是世界第三大热带水果和第二大贸易量最大的新鲜水果。主要种植在热带美洲国家和东南亚国家。印度是亚洲第四大菠萝生产国，仅次于菲律宾、泰国和印度尼西亚。
在印度，菠萝种植面积约为10万公顷，主要分布在东北部各邦和南部地区。在印度，皇后、毛里求斯和邱园是主要品种。然而，在东高止山脉地区等一些菠萝种植带，也种植了西班牙集团。
在果实发育过程中，强烈的太阳辐射对印度热带地区的菠萝产量和品质产生了重大影响。因此，评估了不同光照环境对芒果间作系统中菠萝生长、生物量产量、产量和果实品质的影响。
我们的假设是，由于高光照强度会影响CAM植物的碳同化，因此可能会影响菠萝的生长、生物量分配、产量和品质。
1. 材料与方法
实验于 2018 年至 2020 年在印度布巴内斯瓦尔的中央园艺实验站进行。实验地点位于印度东部沿海地区。该地点属热带湿热气候，年平均气温为26.9°C，相对湿度为77.6%，年降雨量为1550毫米，雨天数为110天。
该地点的特点是3月至6月中旬炎热的夏季，中等较长的雨季和短暂的温和冬季。该地点的土壤为沙壤土，强酸性，有机碳含量低，速效氮和磷。
1.1. 实验细节
根据菠萝植株入射光合有效辐射对试验样地分为LE0、LE1、LE2和LE34个光环境。LE0 代表单一栽培菠萝系统，而其他条件表示以芒果为基础的菠萝间作系统。
在带有 LI-1500 G 数据记录仪的 LI-190R 量子传感器的帮助下，在菠萝植株上方 10 厘米处测量了三年的光合有效辐射。在每次处理下，从5月到4月，每隔两周在晴朗的天空中测量一次PAR。
四种光环境的面积均为2500 m2。在相距10米×10米的20年芒果树之间种植了六排菠萝。菠萝于2018年和2019年2月的第二周种植，采用双行种植系统。
不同制度下菠萝的种植示意图如下。实验采用随机区组设计，有四种处理，每种处理有四次重复，每次重复由 450 株菠萝植物组成。将健康的空中吸盘种植在高架床上，并用聚乙烯覆盖物。
1.2. 植物生长分析和生物质分配
从相对生长速率、作物生长速率和绝对生长速率分析菠萝的植株生长。为了估计植物生长，在营养生长前期和开花期从重复的地块中轻轻连根拔起20株植物。
在果实成熟期制定不同处理下的生物量分配模式。在每种处理下，从重复的地块中随机选择20株结果树，并在没有任何根系损伤的情况下连根拔起。
将植物部分适当洗涤并在65°C的烘箱中干燥72小时，并取干重。根据植物部位的平均干物质含量，计算出生物量分配。
1.3. 叶片养分含量
在营养分析方面，在2018年和2019年从6个月大的菠萝植株中收集了10片完全展开的'D'叶，采用不同的处理。
将叶子的基部烘干并研磨成细粉，并分析营养成分。叶片氮含量采用凯氏定氮法进行定氮分析，钾和磷分别采用火焰光度计和分光光度计进行定量。
2. 统计分析
采用单因素方差分析分析植物生物量、生长、叶绿素含量、叶片养分含量、产量和果实品质等数据。
采用Duncan多范围检验，采用OPSTAT统计包检验均值间差异。自变量和因变量之间的关系是通过使用SPSS程序包进行路径分析来确定的。
3. 结果
3.1. PAR和阴影强度
不同种植体系下光合有效辐射和遮荫强度随时间变化规律。在单一栽培和间作制度下，PAR的日变化随着时间的延长而变化，在中午达到PAR峰值。此外，随着PAR的可用性，遮荫强度也相应降低。
LE1、LE2和LE3的平均PAR值分别为76.2%、51.4 %和26.7 %，平均阴影强度分别为23.8 %、48.6 %和73.3 %。随着芒果树冠层的蔓延，遮荫强度也相应增加。由于果树冠层的反射率、透射率和吸光度，间作系统中PAR的有效性低于单一栽培系统。
3.2. 植物生长
菠萝的植株生长受遮荫强度的影响很大。2年汇总数据显示，AGR、CGR和RGR随遮荫强度的变化而显著变化。处理LE2的绝对植株生长速率最大，其次是LE3和LE1，而LE0处理的绝对植株生长速率最小。
研究了不同遮荫强度下叶、茎、根和果实的绝对生长速率，发现除根系外，其他植株部分均表现出显著变化。叶、茎和果实的AGR在LE2下较高，其次是LE3，而在LE0下最低。与LE0相比，LE2组的叶、茎和果实AGR分别提高了75%、50%和27%，其次是LE3。但不同处理下根系AGR差异不显著。
3.3. 生物质分配模式
植物生物量和生物量分配模式随遮荫强度的变化而显著变化。植物积累较高的生物量在LE2下，然后是LE3，而最小生物量是在LE0下测量的。数据清楚地表明，与开阔的田间条件相比，中等PAR透射率下的植物具有旺盛的活力。
LE2的生物量积累量较高，其次是LE3。与LE0相比，LE2和LE3的植物生物量分别提高了44.8%和35.9%。然而，在LE1下略有增加。不同遮荫强度下的生物量分配模式表明，叶片积累的生物量显著高于果实和茎。
另一方面，菠萝根系积累了最少量的生物量。在LE0下，叶片占生物量的53%以上，而果实和茎的生物量分别占14.31%和13.81%。LE0还具有高冠生物量和低吸盘生物量的特征。
在LE2下，叶片和树冠生物量较低，但果实、茎和吸盘积累的植株生物量显著较高。在LE3和LE1条件下，茎和吸盘的生物量积累量均大于LE0。从数据中可以明显看出，叶片和树冠生物量随植物生物量的增加而降低，而果实、茎和吸盘的生物量随着植物生物量的增加而增加。
3.4. 叶绿素和营养物质含量
两个研究年份的菠萝叶绿素含量均显著受遮荫强度的影响。Chl a、Chl b Chl a + b含量随PAR透射率的降低而增加。Chl a含量在LE3下显著高于LE2和LE1，而在旷场条件下含量最低。
菠萝叶片中N、P、K含量随遮荫强度的变化有显著差异。随着光照强度的降低，N、P含量逐渐增加;然而，在LE2下观察到更高的钾含量。钾的积累也明显高于氮。
3.5. 产量和果实品质
果实产量、果实重量和果实/冠比随遮荫强度的变化而显著变化。两年平均数据表明，在LE2处理下，果实产量、果实重量和果实冠比显著高于LE3和LE1处理。
与LE0相比，LE2和LE3的果实产量分别提高了41.5%和31%。在LE2下，果实/冠比显著增加。菠萝果实的化学性质数据显示，不同光照条件下，TSS、可滴定酸度和总糖存在显著差异。
总可溶性固形物和总糖含量随光照强度的降低而降低，而可滴定酸度随光照强度的增加而增加。单栽菠萝系晒伤强度显著较高，且随遮荫强度的增加而降低。与 LE0 相比，LE3 和 LE2 下的晒伤强度显着降低，而 LE1 下的晒伤强度降低约 50%。
4. 讨论
4.1. 植物生长和生物质分配
植物整合了环境线索，促进了它们的生长和繁殖发育，在这些线索中，光线在作物的整体性能中起着最重要的作用。结果表明，在中等光照强度下，菠萝的AGR、CGR和RGR生长速率较高。
在生物量积累中也观察到类似的模式。相反，高光照强度显著影响菠萝的生长速率和生物量积累。研究结果表明，在中等光照强度下，菠萝可能表现出较高的光合效率，进而积累了更高的生物量。
通常，通过CAM的碳同化 被认为是高光植物物种的适应性状。然而，所有CAM植物都不能适应高辐照度，因为在阴凉条件下的CAM凤梨科植物中观察到高光合能力。
功能平衡模型明确指出，在高辐照水平下，叶片的生物量分配受到限制，并转移到根系，因此地上部/根系价值降低。
他们进一步观察到，在高光照强度下，生物量分配模式的变化完全是由于投资从茎到根的转变，而不是由于分配给叶片的生物量比例的变化。然而，在高光照强度下，菠萝的生物量分配模式不同，因为生物质在根系的分配并不显著。
4.2. 果实产量和品质
从数据中可以明显看出，中等光照强度是提高菠萝果实产量和果实重量的有利光照环境。然而，果实的化学性质受光照强度的影响较小。高光照强度下菠萝产量低可能归因于碳同化减少。
在低光照强度下生长的CAM植株具有更高的叶绿素含量和更高的光能利用光同化的内在效率。另一方面，叶绿素含量和光合效率在高光照强度下降低。
5. 结论
从研究中可以明显看出，遮荫强度对菠萝的生长、生物量分配、养分吸收、叶绿素含量和产量有很大影响。中等光强度和约50%的PAR透射率不仅促进了更好的AGR、CGR和RGR，而且提高了菠萝的生物量产量。
同样明显的是，植物生物量的提高提高了菠萝的果实重量、果实/冠比和吸盘生产能力。在中等遮荫强度下，菠萝叶绿素含量和养分含量也较高。在∼50%的阴凉处种植菠萝也有助于提高果实产量，晒伤的发生率显着降低。
我们的研究结果表明，在印度东部热带地区，菠萝可以成功地作为间作种植，其遮荫强度约为50%，因为单一栽培系统显着影响作物的产量和质量。
本研究所带来的知识对于了解菠萝对光环境的响应具有重要意义，因为CAM途径被认为是一种适应性状，主要针对原生于高辐照度的植物物种。
