紅藍綠LED 不同光質(zhì)對西瓜和甜瓜幼苗質(zhì)量的影響.pdf

doi 10 19928 ki 1000 6346 2022 1027 紅藍綠 LED 不同光質(zhì)對西瓜和甜瓜幼苗 質(zhì)量的影響 李鳳華 1 介元芬 2 吳幗秀 1 徐巧巧 1 李嚴曼 1 李 陽 1 張家梓 1 李勝利 1 1 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 河南鄭州 450002 2 河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院 河南鄭州 451450 摘 要 為探究不同光質(zhì)對西瓜和甜瓜幼苗質(zhì)量的影響 本試驗以西瓜品種甜王 50 和甜瓜品種青秀 2 號為試材 于光照培 養(yǎng)箱中進行育苗 以白光為對照 CK 分 析 4 種不同比例的組合光 R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 處理對幼苗生長的影 響 結(jié)果表明 與 CK 相比 組合光均促進了西瓜和甜瓜幼苗的生長 紅藍光顯著促進了西瓜幼苗的生長 紅藍綠光顯著促 進了甜瓜幼苗的生長 西瓜和甜瓜幼苗生長的最佳光質(zhì)組合分別是 R6B1 和 R4B1G1 R6B1 和 R4B1G1 處理可有效提高幼 苗的株高 莖粗 葉面積 根系生長 物質(zhì)積累等形態(tài)指標(biāo)和葉片光合色素含量 可溶性糖含量 根系活力等生理生化指標(biāo) 有助于幼苗進行物質(zhì)積累 進而達到壯苗的效果 關(guān)鍵詞 西瓜 甜瓜 紅藍綠 LED 育苗 壯苗 進而促進光合作用 Materovnull et al 2017 Jean 等 2007 發(fā)現(xiàn)綠光能夠參與植物光合作用 影響 葉片氣孔的開放 但不會降低植物的光合能力 對光合作用具有一定的積極作用 綠光提高了羅 勒和辣椒的生物產(chǎn)量 葉片數(shù) 莖長度和單個葉 面 積 Schenkels et al 2019 Claypool Lietha 2020 提高了番茄的葉面積 莖生物量 干質(zhì)量 和中部葉層葉片的葉綠素 a b 和類胡蘿卜素含量 Kaiser et al 2019 Kusuma et al 2021 對番 茄和黃瓜幼苗進行延時補照 LED 紅藍綠組合光 可以有效提高幼苗葉片的葉綠素含量 凈光合速率 以及根系活力 進而增加莖粗 葉面積和全株鮮 干質(zhì)量 達到壯苗的效果 朱鹿坤 等 2019 紅 藍綠光的研究主要集中在葉用萵苣 辣椒 番茄 黃瓜等蔬菜作物上 在其他蔬菜作物上的研究較少 西瓜 Citrulus lanatus 和甜瓜 Cucumis melo L 在我國設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)中占有重要地位 我國是 世界上西瓜和甜瓜生產(chǎn)與消費的第一大國 FAO http www fao org faostat en data QC 西瓜和甜 瓜均屬于喜光作物 對光強和光質(zhì)有較高的要求 郝 東川和司雨 2012 Bantis et al 2019 目前西瓜 和甜瓜主要通過溫室進行育苗 多采用太陽光作為 為同等貢獻作者 李鳳華 碩士研究生 專業(yè)方向 蔬菜育苗及設(shè)施栽培 E mail 1797783167 介元芬 實驗師 專業(yè)方向 園藝產(chǎn)品生產(chǎn)與 加工 E mail 984457987 通信作者 Corresponding author 李勝利 教授 博士生導(dǎo)師 專業(yè) 方向 蔬菜育苗及設(shè)施栽培 E mail lslhc 收稿日期 2021 12 23 接受日期 2022 05 05 基金項目 河南省蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目 S2010 03 03 光是影響植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因子之一 光質(zhì)一方面可作為能量物質(zhì)經(jīng)光合色素吸收而影響 光合作用的光反應(yīng)階段 另一方面可被不同的光受 體感知從而發(fā)揮光信號作用 影響植物的生長發(fā) 育 LED 光源因其可選擇特定波長而被廣泛應(yīng)用 在植物工廠中進行現(xiàn)代化蔬菜育苗 其中紅光和藍 光對植物生長發(fā)育有重要的影響 紅藍光可以提高 瓜果蔬菜的葉片葉綠素含量 光合效率 幼苗質(zhì)量 和果實品質(zhì) Lee et al 2010 盧寧 2013 崔曉 輝 等 2017 Bantis et al 2019 紅光和藍光的 光譜與植物光合作用所需的光譜相似 因此 目前 紅藍光是植物光生物領(lǐng)域研究及應(yīng)用最多的光譜 另外 近年來綠光的重要性也被逐漸認可 Smith et al 2017 綠光可以高透射性照射到植株下層 刺激較低冠層利用光能 同時還能延緩葉片衰老 49 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 2022 8 49 56 光源 光環(huán)境具有不可控性 影響植株的生長 因 此溫室常需要采取補光措施 但仍存在生產(chǎn)效率低 且易受外界環(huán)境影響等問題 本試驗在全人工光環(huán) 境下 通過改變紅藍綠光比例 研究不同光質(zhì)下西 瓜與甜瓜幼苗的生理特性 以期篩選出適宜西瓜和 甜瓜生長的育苗光質(zhì) 為植物工廠培育壯苗 縮短 育苗周期提供參考 1 材料與方法 1 1 試驗材料 試驗于 2021 年 3 5 月在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝 學(xué)院的光照培養(yǎng)箱中進行 供試西瓜品種為甜王 50 甜瓜品種為青秀 2 號 均由河南歐蘭德種業(yè)有 限公司提供 西瓜和甜瓜種子均播于 50 孔穴盤中 每個處理 3 次重復(fù) 2 個品種各 150 株 育苗基質(zhì) 為泥炭 蛭石和珍珠巖體積比為 2 1 1 的混合 基質(zhì) 光照培養(yǎng)箱為鋼架結(jié)構(gòu) 長 寬 高為 200 cm 70 cm 180 cm 平均分為 3 層 共計 2 個培 養(yǎng)箱 每個培養(yǎng)層四周均用銀色遮光布覆蓋 避免 了處理間光質(zhì)和外界光源的相互影響 每層安裝 2 臺小風(fēng)扇 12 V 0 90 A 以保證空氣循環(huán) 光源 置于每層的頂部 同一處理的西瓜和甜瓜幼苗均在 同一層培養(yǎng) 每層的光環(huán)境可獨立控制 LED 燈由河南智圣普電子科技有限公司提 供 燈與幼苗生長點的距離為 50 cm 距離可調(diào) 設(shè)置試驗光強為 200 5 mol m 2 s 1 試驗期 間所有光照培養(yǎng)箱的晝 夜溫度為 26 18 相 對濕度 65 75 光照時間 14 h CO 2 水平 600 mol mol 1 試驗處理分別為 R4B1 紅藍比 4 1 下同 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 以白光為對照 CK 使用遠方光譜分析儀在穴盤水平位置監(jiān)測 光源的光子通量密度 PPFD 和光譜分布情況 紅光 藍光 綠光的峰值波長分別為 630 460 520 nm 各處理的相對光譜分布情況如圖 1 所示 1 2 測定項目及方法 1 2 1 形態(tài)指標(biāo) 壯苗指標(biāo)測定 當(dāng)西瓜和甜瓜幼 苗長至一葉一心時 每個處理隨機選取 9 株幼苗測 定形態(tài)指標(biāo) 株高使用透明直尺測量幼苗從地上根 基處至生長點的距離 莖粗用游標(biāo)卡尺測量幼苗子 葉基部下 1 cm 處的寬度 用便攜式葉面積儀 LI 3000C Lincoln 美國 測量全株葉片葉面積 將 幼苗根部用水清洗干凈后吸干表面的水分 用電子 天平測定植株地上部 根部 全株鮮質(zhì)量 烘干 后測定其干質(zhì)量 并計算植株壯苗指標(biāo)中的 G 值 GV 根分配率 RDR 和壯苗指數(shù) SSI 朱 鹿坤 等 2019 GV 全株干質(zhì)量 育苗天數(shù) RDR 根部干質(zhì)量 全株干質(zhì)量 SSI 莖粗 株高 根部干質(zhì)量 地上部干質(zhì)量 全 株干質(zhì)量 1 2 2 葉片光合色素含量和可溶性糖含量測定 當(dāng) 西瓜和甜瓜幼苗長至一葉一心時 每個處理隨機 選取 6 株幼苗 混合真葉 采用丙酮和乙醇 1 1 體積比 浸泡法提取葉綠素 用紫外分光光度 計 U 5100 測定葉片中葉綠素 a Ca 葉綠素 b Cb 和類胡蘿卜素 C 的含量 并計算 Ca Cb Lichtenthaler Wellburn 1983 每個處理隨機 選取 6 株幼苗 混合真葉 采用蒽酮比色法測定幼 圖 1 不同光質(zhì)的相對光譜分布 1 0 0 5 0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 R4B1 R4B1G1 R6B1 R6B1G1 CK 波長 nm 相對光子通量 50 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 苗葉片中可溶性糖含量 任婧 等 2017 1 2 3 根系形態(tài)和根系活力測定 當(dāng)西瓜和甜瓜幼 苗長至一葉一心時 每個處理隨機選取 6 株幼苗 洗凈根系 使用根系掃描儀結(jié)合 Win RHIZO 軟件 分析根系形態(tài)的相關(guān)參數(shù) Fnullllner et al 2012 每個處理隨機選取 6 株幼苗 洗凈根系 用吸水 紙吸干根系表面的水分 采用氯化三苯基四氮唑 TTC 法測定根系活力 Zhang et al 2013 1 3 數(shù)據(jù)處理與分析 采用 Microsoft Office Excel 2010 軟件處理分析 基本數(shù)據(jù)和作圖 使用 SPSS 22 0 軟件對數(shù)據(jù)進行 分析 通過方差分析 ANOVA Duncan 多范圍 檢驗 確定處理之間的差異顯著性 2 結(jié)果與分析 2 1 不同光質(zhì)對西瓜與甜瓜幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響 對西瓜幼苗進行不同光質(zhì)處理發(fā)現(xiàn) 表 1 各處理組之間的株高沒有顯著性差異 但均顯著高 于 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 和 R6B1G1 處理 的幼苗株高分別比 CK 提高了 35 31 38 61 36 30 和 35 31 西瓜幼苗的莖粗以 R6B1 處理 最大 顯著高于 CK 比 CK 提高了 14 80 紅藍 組合光顯著提高了西瓜幼苗的全株干 鮮質(zhì)量 R6B1 處理的影響最大 全株干 鮮質(zhì)量比 CK 提 高了 50 67 49 70 紅藍光有利于西瓜幼苗的 物質(zhì)積累 在紅藍光的基礎(chǔ)上添加綠光則西瓜幼苗 的全株干 鮮質(zhì)量均有所下降 西瓜幼苗進行不同 光質(zhì)處理后具體生長形態(tài)見圖 2 對甜瓜幼苗進行不同光質(zhì)處理發(fā)現(xiàn) 表 1 不同光質(zhì)處理的甜瓜幼苗株高顯著高于 CK 紅光 比例的增加促進了甜瓜幼苗的株高增長 R4B1G1 和 R6B1G1 處理對甜瓜幼苗莖粗的增長作用最顯 著 比 CK 分別提高了 28 75 和 22 50 紅藍綠 組合光有利于提高幼苗的葉面積和全株干 鮮質(zhì) 量 其中 R4B1G1 處理對全株干 鮮質(zhì)量的影響最 顯著 分別比 CK 提高了 91 57 和 87 37 甜瓜 幼苗的葉面積隨著綠光的添加而增加 說明在紅藍 光存在的基礎(chǔ)上 綠光能夠在一定程度上促進葉片 的生長 以上結(jié)果表明 紅藍綠組合光在一定程度 上促進了甜瓜幼苗的生長 其中 R4B1G1 處理的總 體效果最好 甜瓜幼苗進行不同光質(zhì)處理后具體生 長形態(tài)見圖 2 2 2 不同光質(zhì)對西瓜與甜瓜幼苗壯苗指標(biāo)的影響 從圖 3 可以看出 不同光質(zhì)處理均提高了西 瓜和甜瓜幼苗的壯苗指標(biāo) 從而達到壯苗的效果 紅藍組合光顯著提高了西瓜幼苗的 GV R4B1 和 R6B1 處理分別比 CK 提高了 24 32 和 32 43 R6B1 處理的幼苗 RDR 顯著高于 CK R4B1G1 和 R6B1G1 處理 紅藍組合光處理的西瓜幼苗 SSI 均 得到了顯著提高 R4B1 和 R6B1 處理與 CK 相比 分別提高了 43 08 和 61 85 圖 3 A 在紅藍光的基礎(chǔ)上添加綠光可以提高甜瓜幼 苗的壯苗質(zhì)量 R4B1G1 和 R6B1G1 處理的甜瓜 幼苗 GV 均顯著高于 CK R4B1 和 R6B1 處理 R4B1G1 處理的幼苗 RDR 最高 顯著高于 CK R4B1 和 R6B1 處理 分別提高了 80 77 69 88 和 60 23 R4B1G1 和 R6B1G1 處理的甜瓜幼苗 SSI 顯著高于 CK 和 R4B1 處理 圖 3 B 說明紅 表 1 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗的形態(tài)指標(biāo) 品種 光質(zhì)處理 株高 cm 莖粗 mm 葉面積 cm 2 全株鮮質(zhì)量 g 全株干質(zhì)量 g 西瓜 CK 3 03 0 12 b 2 23 0 08 c 8 30 0 17 c 1 65 0 12 c 0 150 0 008 c R4B1 4 10 0 06 a 2 48 0 07 ab 10 72 0 73 ab 2 35 0 07 a 0 215 0 014 ab R6B1 4 20 0 15 a 2 56 0 09 a 12 28 0 78 a 2 47 0 08 a 0 226 0 010 a R4B1G1 4 13 0 07 a 2 40 0 06 abc 9 74 0 39 bc 2 17 0 11 ab 0 195 0 002 b R6B1G1 4 10 0 06 a 2 30 0 05 bc 9 04 0 17 bc 1 95 0 08 bc 0 154 0 004 c 甜瓜 CK 2 63 0 16 c 1 60 0 15 c 11 71 1 28 c 0 95 0 04 c 0 083 0 013 c R4B1 2 82 0 29 ab 1 72 0 02 bc 13 63 0 56 c 1 21 0 05 b 0 106 0 003 bc R6B1 3 10 0 10 a 1 80 0 04 b 14 14 0 55 bc 1 24 0 11 b 0 119 0 005 b R4B1G1 2 68 0 33 ab 2 06 0 11 a 18 81 1 64 a 1 78 0 15 a 0 159 0 012 a R6B1G1 2 70 0 18 ab 1 96 0 03 a 17 26 0 53 ab 1 41 0 16 b 0 133 0 007 ab 注 表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著 P 0 05 下表同 51 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 圖 2 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗表型 圖 3 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗的壯苗指標(biāo) 圖柱上不同小寫字母表示同一指標(biāo)下不同處理間差異顯著 P 0 05 下圖同 藍綠組合光特別是 R4B1G1 處理較適合甜瓜幼苗的 生長 可達到壯苗的效果 2 3 不同光質(zhì)對西瓜與甜瓜幼苗葉片光合色素含 量的影響 從 表 2 可以看出 各光質(zhì)處理的葉片 Ca 含 量均顯著高于 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 和 R6B1G1 處理分別比 CK 提高了 22 80 29 62 9 98 和 8 52 R6B1 和 R6B1G1 處理的 Cb 含量 顯著高于 CK 和 R4B1 處理 各光質(zhì)處理的 C 含量 沒有顯著性差異 但均顯著高于 CK 紅藍光處理 的西瓜葉片的 Ca Cb 值顯著高于 CK 和紅藍綠光處 理 綜上可知 組合光可以提高西瓜幼苗葉片的光 合色素含量 促進植株吸收光能 其中紅藍組合光 效果最好 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 光質(zhì)處理 甜瓜 西瓜 c b c ab ab ab a a a bc b bc c b c c c c bc bc c b bc bc a a a a ab ab c ab a b c c c b a b c ab a abc bc c bc bc a ab CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 AB AB AB 0 20 0 15 0 10 0 05 0 9 7 7 GV RDR SSI GV RDR SSI 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L 9 7 7 7 6 5 4 3 2 1 0 w W3 G mg g 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 7 6 5 4 3 2 1 0 L w W3 G mg g 1 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 0 02 0 i3 k mg g 1 h 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L i3 k mg g 1 h 1 52 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 由表 2 可以看出 R4B1G1 處理的甜瓜幼苗 葉片 Ca 含量最高 顯著高于 CK R4B1 R6B1 和 R6B1G1 處理 分別提高了 25 81 31 34 11 60 和 8 48 R6B1 R4B1G1 和 R6B1G1 處 理的 Cb 含量顯著高于 CK 分別比 CK 提高了 11 04 23 02 和 14 93 紅藍綠光處理提高了 葉片 C 含量和 Ca Cb 值 其中 R4B1G1 處理下效 果最顯著 分別比 CK 提高了 19 47 和 54 87 由此可見 紅藍組合光中添加綠光有利于提高甜瓜 幼苗葉片的光合色素含量 表 2 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗葉片的光合色素含量 品種 光質(zhì)處理 Ca mg g 1 Cb mg g 1 C mg g 1 Ca Cb 西瓜 CK 1 373 0 023 d 0 670 0 012 b 0 638 0 005 b 2 049 0 007 c R4B1 1 686 0 018 b 0 706 0 010 b 0 675 0 013 a 2 389 0 028 a R6B1 1 780 0 006 a 0 726 0 011 a 0 699 0 017 a 2 454 0 045 a R4B1G1 1 510 0 039 c 0 675 0 012 ab 0 693 0 009 a 2 237 0 053 b R6B1G1 1 490 0 007 c 0 714 0 011 a 0 685 0 004 a 2 087 0 023 c 甜瓜 CK 1 688 0 021 c 0 643 0 015 d 0 776 0 009 b 2 135 0 067 c R4B1 1 617 0 009 d 0 651 0 031 cd 0 710 0 012 c 2 494 0 108 b R6B1 1 903 0 011 b 0 714 0 020 bc 0 806 0 015 ab 2 579 0 070 b R4B1G1 2 123 0 020 a 0 791 0 009 a 0 849 0 022 a 3 306 0 042 a R6B1G1 1 957 0 037 b 0 739 0 022 ab 0 811 0 010 ab 2 747 0 129 b 2 4 不同光質(zhì)對西瓜與甜瓜葉片可溶性糖含量的 影響 從 圖 4 A 可 知 R4B1 R6B1 和 R4B1G1 處 理的西瓜幼苗葉片的可溶性糖含量顯著高于 CK 和 R6B1G1 處理 其中 R4B1 和 R6B1 處理的可溶性 糖含量分別比 CK 提高了 49 43 和 71 41 由此 可知 紅藍光能夠顯著提高西瓜葉片的可溶性糖 含量 由圖 4 B 可知 R4B1G1 處理的甜瓜幼苗 葉片中可溶性糖含量顯著高于 CK R4B1 R6B1 和 R6B1G1 處理 分別提高了 34 97 25 80 15 09 和 16 26 在紅藍光的基礎(chǔ)上添加綠光可 以提高甜瓜幼苗葉片的可溶性糖含量 圖 4 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗葉片的可溶性糖含量 c b c ab ab ab a a a bc b bc c b c c c c bc bc c b bc bc a a a a ab ab c ab a b c c c b a b c ab a abc bc c bc bc a ab CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 AB AB AB 0 20 0 15 0 10 0 05 0 9 7 7 GV RDR SSI GV RDR SSI 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L 9 7 7 7 6 5 4 3 2 1 0 w W3 G mg g 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 7 6 5 4 3 2 1 0 L w W3 G mg g 1 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 0 02 0 i3 k mg g 1 h 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L i3 k mg g 1 h 1 2 5 不同光質(zhì)對西瓜與甜瓜幼苗根系形態(tài)的影響 由表 3 可知 紅藍光能顯著提高西瓜幼苗的總 根長 根表面積 根體積及分叉數(shù) 其中 R6B1 處 理的幼苗根系效果最好 各指標(biāo)均顯著高于 CK 比 CK 分別提高了 28 03 80 76 85 56 和 57 93 對甜瓜幼苗進行不同光質(zhì)處理發(fā)現(xiàn) 除對 根平均直徑?jīng)]有顯著影響外 紅藍綠組合光顯著促 進了甜瓜幼苗的根系生長 其中 R4B1G1 處理的幼 苗根系生長最好 總根長 根表面積 根體積和分 叉數(shù)均顯著高于 CK 比 CK 分別提高了 16 32 53 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 44 71 63 23 和 33 10 2 6 不同光質(zhì)對西瓜與甜瓜幼苗根系活力的影響 從圖 5 A 可以看出 紅藍組合光可以顯著提 高西瓜幼苗的根系活力 隨著紅光成分的增加 西 瓜幼苗的根系活力也隨之增加 R6B1 處理與 CK 相比增加了 76 54 由圖 5 B 可知 在紅藍組合 光中加入綠光 甜瓜幼苗的根系活力得到了顯著提 高 其中 R4B1G1 處理的根系活力最高 相比 CK 增加了 27 77 3 結(jié)論與討論 不同的光質(zhì)處理可以影響植株的生理過程與形 態(tài)特征 紅光能夠促進植株的莖 葉和根系的生長 藍光可降低株高并增加莖粗 使植株的株型緊湊 許 大全 等 2015 綠光可以更加深入地穿透植物冠 層 促進植株生長 增加植株的葉生物量 干鮮質(zhì) 量和莖長 Kim et al 2004 Kaiser et al 2019 Kusuma et al 2021 本試驗研究發(fā)現(xiàn) 西瓜幼苗 的株高以 CK最低 其他光質(zhì)處理間無顯著性差異 紅藍組合光促進了西瓜幼苗的莖粗 葉面積 全株 干質(zhì)量和鮮質(zhì)量的增加 提高了幼苗的 G 值 根 冠比和壯苗指數(shù) 其中以 R6B1 處理的效果最為明 表 3 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗的根系形態(tài) 品種 光質(zhì)處理 總根長 cm 根表面積 cm 2 根平均直徑 mm 根體積 cm 3 分叉數(shù) 西瓜 CK 128 27 3 12 c 4 47 0 81 c 0 340 0 091 a 0 187 0 019 c 454 37 b R4B1 157 06 5 70 ab 7 94 0 23 a 0 375 0 022 a 0 277 0 035 ab 706 46 a R6B1 164 22 2 37 a 8 08 0 47 a 0 390 0 015 a 0 347 0 028 a 717 59 a R4B1G1 150 32 2 35 b 6 66 0 31 ab 0 376 0 015 a 0 201 0 024 bc 620 23 ab R6B1G1 133 24 5 19 c 5 45 0 82 bc 0 354 0 016 a 0 200 0 030 bc 574 44 ab 甜瓜 CK 146 97 5 80 c 4 57 0 22 c 0 355 0 002 a 0 171 0 028 c 515 24 c R4B1 154 90 6 39 c 5 64 0 23 b 0 364 0 002 a 0 195 0 017 bc 566 26 c R6B1 159 65 3 81 bc 6 24 0 23 ab 0 353 0 007 a 0 241 0 029 bc 659 33 b R4B1G1 176 58 3 79 a 7 04 0 47 a 0 372 0 002 a 0 337 0 033 a 740 37 a R6B1G1 170 96 2 49 ab 6 61 0 11 a 0 368 0 012 a 0 280 0 014 ab 685 30 b 圖 5 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗的根系活力 c b c ab ab ab a a a bc b bc c b c c c c bc bc c b bc bc a a a a ab ab c ab a b c c c b a b c ab a abc bc c bc bc a ab CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 AB AB AB 0 20 0 15 0 10 0 05 0 9 7 7 GV RDR SSI GV RDR SSI 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L 9 7 7 7 6 5 4 3 2 1 0 w W3 G mg g 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 7 6 5 4 3 2 1 0 L w W3 G mg g 1 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 0 02 0 i3 k mg g 1 h 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L i3 k mg g 1 h 1 顯 這與 Bantis 等 2019 研究的紅藍光提高了西 瓜嫁接苗葉面積和地上部干質(zhì)量的結(jié)果一致 在紅 藍光中加入綠光對甜瓜幼苗的株高沒有促進作用 但提高了莖粗 葉面積和全株干質(zhì)量 達到了壯苗 效果 其中 R4B1G1 處理的效果最佳 這與前人的 研究結(jié)果相似 光強一致的條件下 用綠光部分替 代藍光和紅光顯著增加了羅勒植株的莖粗 葉長和 葉面積 Schenkels et al 2019 葉綠體是植物光合作用中進行能量轉(zhuǎn)換和碳 同化的主要場所 葉綠素是氧化還原成分 因此 它們的積累和分配反映了植株的生理狀態(tài) 廖多 思 等 2019 本試驗研究發(fā)現(xiàn) R4B1G1 處理的 甜瓜幼苗葉片的 Ca Cb 含量和 Ca Cb 值與 CK 相 比均得到了顯著提高 綠光比例增加 甜瓜幼苗的 54 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 光合色素含量有增加的趨勢 這與前人的研究結(jié)果 相似 紅藍綠光可以提高番茄和黃瓜葉片中的葉 綠素含量 從而提高光合速率 朱鹿坤 等 2019 Kaiser et al 2019 紅藍光中添加綠光對西瓜葉 片的光合色素含量沒有顯著促進效果 反而呈下降 趨勢 紅藍組合光中 R6B1 處理的西瓜葉片光合色 素含量最高 且隨著紅光比例的增加而增加 與崔 曉輝等 2017 研究的紅藍光可以提高薄皮甜瓜葉 片中 Ca 和 Cb 含量的結(jié)果一致 可溶性糖含量反映了植株的代謝能力 光質(zhì)可 以影響植物的可溶性糖含量 陳文昊 等 2011 在本試驗中 紅藍組合光處理的西瓜葉片中的可 溶性糖含量均顯著高于 CK 紅光比例增加 西瓜 葉片中的可溶性糖含量也隨之增加 R6B1 處理的 西瓜幼苗葉片可溶性糖含量最高 這與李海達等 2014 的研究結(jié)果一致 紅光能夠有效提高番茄 和黃瓜幼苗葉片的可溶性糖含量 綠光的添加提高 了甜瓜葉片中的可溶性糖含量 其中 R4B1G1 處理 的葉片可溶性糖含量最高 比 CK 提高了 34 97 這與前人的研究結(jié)果相似 紅藍綠光有利于芹菜葉 柄的可溶性糖含量積累 劉玉兵 等 2020 光質(zhì) 影響了碳水化合物的合成及運轉(zhuǎn) 從而改變了葉片 中可溶性糖的含量 葉寶興 等 2005 光質(zhì)影響植物的光合作用 進而影響地上部 合成的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到根系部位 影響根系生長 而根系形態(tài)和根系活力又反過來影響植株地上部的 生長發(fā)育 程建峰 等 2007 植株的根長 根表 面積和根體積反映了植物吸收水分和養(yǎng)分的能力 Graham Gregorio 2001 胡田田 等 2008 本試驗研究發(fā)現(xiàn) 組合光提高了西瓜和甜瓜幼苗 的總根長 根表面積 根體積和分叉數(shù) 對根平均 直徑?jīng)]有顯著性影響 不同光質(zhì)處理的西瓜與甜瓜 幼苗的根系活力均高于 CK 其中紅藍光顯著提高 了西瓜幼苗的根系活力 以 R6B1 處理最佳 紅藍 綠光顯著提高了甜瓜幼苗的根系活力 R4B1G1 處 理的根系活力最高 根系生長最好 隨著組合光中 綠光的添加 甜瓜根系活力呈上升趨勢 說明適宜 比例的紅藍綠光能夠促進甜瓜根系的生長發(fā)育 這 一結(jié)果與前人的研究一致 綠光部分替代藍光和紅 光 辣椒植株的根系生物量 地上部緊密度和葉面 積都顯著增加 Schenkels et al 2019 綜上所述 采用適宜比例的 LED 組合光培育 西瓜和甜瓜幼苗 可有效提高幼苗的株高 莖粗 葉面積 根系生長 物質(zhì)積累等形態(tài)指標(biāo)和葉片光 合色素含量 可溶性糖含量 根系活力等生理生 化指標(biāo) 其中 西瓜幼苗生長的最佳光質(zhì)組合是 R6B1 甜瓜幼苗生長的最佳光質(zhì)組合是 R4B1G1 可以有效改善幼苗生長形態(tài) 提高幼苗的生理特 性 有助于幼苗進行物質(zhì)積累 進而達到壯苗的效 果 這一結(jié)果可為西瓜和甜瓜育苗提供理論依據(jù) 參考文獻 陳文昊 徐志剛 劉曉英 楊楊 王志敏 宋非非 2011 LED 光 源對不同品種生菜生長和品質(zhì)的影響 西北植物學(xué)報 31 7 1434 1440 程建峰 戴廷波 荊奇 2007 不同水稻基因型的根系形態(tài)生理特 性與高效氮素吸收 土壤學(xué)報 44 2 266 272 崔曉輝 郭小鷗 孫天宇 齊紅巖 2017 LED 補光對薄皮甜瓜 幼苗生長及果實品質(zhì)的影響 植物生理學(xué)報 53 4 657 667 郝東川 司雨 2012 LED 燈對設(shè)施栽培瓜果類蔬菜產(chǎn)量的影 響 長江蔬菜 18 58 60 胡田田 康紹忠 原麗娜 2008 不同灌溉方式對玉米根毛生長的 影響 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報 19 6 1289 1295 李海達 吉家曾 鄭桂建 劉厚誠 雷炳富 2014 不同 LED 補 光光源對櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 41 14 37 40 46 廖多思 彭綠春 林開文 解瑋佳 宋杰 李世峰 瞿素萍 2019 不同 LED 光質(zhì)對兩種黃花高山杜鵑組培增殖和生根的影響 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報 自然科學(xué) 34 5 826 832 劉玉兵 王軍偉 羅鑫輝 黃科 戴雄澤 劉明月 2020 LED 光質(zhì)對芹菜生長 品質(zhì)及氮代謝關(guān)鍵酶活性的影響 中國瓜 菜 33 12 71 76 盧寧 2013 不同光源補光對甜瓜和番茄幼苗生長的影響及其穴盤 育苗技術(shù)規(guī)程 碩士論文 南京 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 任婧 李景富 張佳 劉俊芳 許向陽 姜景彬 2017 基于蒽酮 硫酸比色法建立一種快速測定果糖含量的方法 黑龍江科學(xué) 8 10 82 85 許大全 高偉 阮軍 2015 光質(zhì)對植物生長發(fā)育的影響 植物生 理學(xué)報 51 8 1217 1234 葉寶興 毛達超 劉學(xué)春 2005 超級小麥生育后期根系活力與凈 光合速率相關(guān)性的研究 山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 4 15 18 朱鹿坤 陳俊琴 趙雪雅 張傳玲 王沖 劉曼 王景瑞 張軍超 齊明芳 2019 紅藍綠 LED 延時補光對日光溫室番茄育苗的 影響 中國蔬菜 10 51 57 Bantis F Koukounaras A Siomos A S Fotelli M N Kintzonidis D 2019 Bichromatic red and blue LEDs during healing enhance the vegetative growth and quality of grafted watermelon seedlings 55 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 Scientia Horticulturae 261 109000 Claypool N B Lietha J H 2020 Physiological responses of pepper seedlings to various ratios of blue green and red light using LED lamps Scientia Horticulturae 268 109371 Fnullllner K Temperton V M Rascher U Jahnke S Rist R Schurr U Kuhn A J 2012 Vertical gradient in soil temperature stimulates development and increases biomass accumulation in barley Plant Cell Environ 35 884 892 Graham R D Gregorio G 2001 Breeding for nutritional characteristics in cereals 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