不同光質(zhì)LED燈對黃瓜幼苗生長的影響

不 同光質(zhì) LED 燈對黃瓜幼苗生長的影響謝景 ，劉厚誠 ，宋世威 ，孫光聞 ，陳日遠（華南農(nóng)業(yè)大學南方設(shè)施園藝研究中心 ，廣州 ，510642）利用光質(zhì)調(diào)控植株形態(tài)建成和生長發(fā)育是設(shè)施栽培領(lǐng)域的一項重要技術(shù) 。 由于幼苗健壯程度將直接影響植株的生長發(fā)育 ，并與作物的產(chǎn)量和品質(zhì)密切相關(guān) ，利用光調(diào)控技術(shù)培育壯苗是一項節(jié)能環(huán)保 、經(jīng)濟有效且簡便易行的方法 。 因 LED 光源為冷光源 ，較傳統(tǒng)光源具有壽命長 、光譜純 、能耗低等優(yōu)勢 ，將在設(shè)施光環(huán)境調(diào)控中發(fā)揮重要作用 。 已有少量關(guān)于蔬菜育苗期用 LED 光調(diào)控在櫻桃番茄1、黃瓜2，3、葉用萵苣4，5等蔬菜上的研究報道 ，本試驗研究不同光質(zhì) LED 燈對黃瓜幼苗生長和質(zhì)量的影響 ，為光質(zhì)控制技術(shù)在蔬菜育苗上的應(yīng)用提供參考 。1 材料與方法以深春黃瓜 （Cucumis sativus L.）為試材 。 試驗于2011 年在華南農(nóng)業(yè)大學園藝學院試驗基地溫室大棚內(nèi)進行 。 9 月 24 日用塑料營養(yǎng)缽 （15 cm×13 cm）育苗 ，采用泥炭 椰糠 （11）混合基質(zhì) ，并摻入 1%有機肥 。 當子葉平展時開始光照處理 。 試驗設(shè) 3 個不同 光 質(zhì) 的 LED 燈 補 光 處 理 ， 分 別 是 8 紅 1 藍（8R1B）、6 紅 2 綠 1 藍 （6R2G1B)、6 紅 3 藍 （6R3B）（紅光波長 ：630660 nm、綠光波長 ：520540 nm、藍光波長 ：450460 nm），每個處理重復(fù) 3 次 ，每個重復(fù) 10 株苗 。 光通量密度 100 mol·m-2·s-1，每天補光 12 h（7：3019:30）；待苗長至 4 葉 1 心 （連續(xù)補光 20 d）后取樣進行指標測定 。每個處理隨機取 5 株幼苗進行形態(tài)及產(chǎn)量指標的測定 ：株高 （從營養(yǎng)缽表面到生長點 ）、莖粗 （取子葉下端的位置 ）、葉面積 （Li-3000 葉面積儀 ）、壯苗指數(shù) 其計算公式為 ：（莖粗 /株高 ）×全株干樣質(zhì)量 、全株干質(zhì)量 （將幼苗洗凈放入烘箱 ，105殺青 ，75烘干至恒重 ）、地上部和下部鮮質(zhì)量 。 每個處理分別取 3 株幼苗用丙酮法測定葉綠素含量 ； 用 LI-6400 便攜式光合儀測定光合速率 、胞間 CO2濃度 、氣孔導度和蒸騰速率 ；葉片可溶性糖和可溶性蛋白含量 、根系活力采用李合生6的方法測定 。 試驗數(shù)據(jù)用 SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件和 Excel 2003 軟件進行統(tǒng)計和分析 。2 結(jié)果與分析2.1 對黃瓜幼苗生長的影響不同光質(zhì) LED 燈對黃瓜幼苗生長的影響不同（圖 1）。 其中 ，8R1B 處理下黃瓜幼苗的株高 、莖粗 、葉面積和壯苗指數(shù)最高且均顯著高于 6R2G1B 處理 ， 分別提高了 17.58%，14.75%，29.61%，38.46%。莖粗 、葉面積 、壯苗指數(shù)均是 6R2G1B 處理下最低（8R1B>6R3B>6R2G1B），而 6R2G1B 和 6R3B 處理對黃瓜幼苗生長的影響無顯著性差異 。 結(jié)果表明 ，紅光比例高的 LED 處理可以促進黃瓜幼苗的生長 。不同光質(zhì) LED 燈影響黃瓜幼苗鮮質(zhì)量 （表 1）。8R1B 處理的黃瓜幼苗全株鮮質(zhì)量及地上部鮮質(zhì)量最高 ，與其他處理差異達到顯著水平 。 8R1B 處理下黃瓜幼苗的全株鮮質(zhì)量分別比 6R2G1B 和 6R3B 處基金項目 ：廣東高?？萍汲晒D(zhuǎn)化重大項目 （cgzhzd0809）謝景 （1986-），女 ，碩士 ，研究方向為設(shè)施蔬菜 ，E-mail：xcxhqq.com劉厚誠 ，男 ，通信作者 ，博士 ，教授 ，研究方向為設(shè)施蔬菜 ，E-mail：liuhchscau.edu.cn收稿日期 ：2012-02-20摘 要 ：研究了 3 種不同光質(zhì) （8 紅 1 藍 、6 紅 2 綠 1 藍 、6 紅 3 藍 ）LED 燈對黃瓜幼苗生長的影響 。 試驗結(jié)果表明 ，8紅 1 藍 （8R1B）LED 燈處理下 ，黃瓜幼苗的株高 、莖粗 、葉面積 、壯苗指數(shù) 、地上部和全株鮮質(zhì)量均顯著高于另 2 個處理 ；而 6 紅 3 藍 （6R3B）LED 燈處理下 ，黃瓜幼苗根系活力和葉片的可溶性蛋白 、可溶性糖含量及凈光合速率均顯著高于另 2 個處理 ，該處理黃瓜幼苗的氣孔導度 、蒸騰速率 、葉綠素 a 含量 、葉綠素 a/b 比例較高 。關(guān)鍵詞 ：光質(zhì) ；LED 燈 ；黃瓜 ；幼苗生長2012（6）：23-25 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLES（學術(shù)版 ）DOI:10.3865/j.issn.1001-3547.2012.06.00723- -8R1B 6.57±0.79 a 6.03±0.79 a 4.31±0.14 b 7.54±0.56 b 0.26±0.04 b 1.31±0.01 a 1.60±0.07 a6R2G1B 3.96±0.21 b 3.49±0.19 b 5.21±0.27 b 8.22±0.22 b 0.30±0.02 ab 1.32±0.01 a 1.46±0.11 a6R3B 4.49±0.23 b 4.02±0.21 b 6.80±0.37 a 9.58±0.12 a 0.38±0.00 a 1.33±0.00 a 1.42±0.04 a處理葉綠素 a+b 含量 /mg·g-1類胡蘿卜素含量 /mg·g-1葉綠素a/b凈光合速率mol·m-2·s-1氣孔導度mol·m-2·s-1胞間 CO2濃度mol·mol-1蒸騰速率mmol·m-2·s-18R1B 2.93±0.06 a 0.63±0.00 a 0.82±0.04 a 4.42±0.10 b 0.13±0.01 a 300.33±1.20 a 3.04±0.18 a6R2G1B 2.81±0.10 a 0.63±0.00 a 0.92±0.08 a 2.99±0.03 c 0.08±0.00 b 298.33±2.19 a 2.26±0.06 b6R3B 2.76±0.04 a 0.63±0.00 a 0.94±0.03 a 4.98±0.05 a 0.14±0.01 a 296.33±6.23 a 3.36±0.18 a處理全株鮮質(zhì)量g地上部鮮質(zhì)量g可溶性糖含量 /mg·g-1可溶性蛋白含量 /mg·g-1根系活力mg·g-1·h-1葉綠素 a 含量 /mg·g-1葉綠素 b 含量 /mg·g-1表 1 不同光質(zhì) LED 燈對黃瓜幼苗鮮質(zhì)量 、生理特性 、葉綠素含量和光合特性的影響理提高了 65.91%和 46.33%； 地上部鮮質(zhì)量也分別提高了 72.78%和 50%。6R2G1B 處理下黃瓜幼苗的全株及地上部鮮質(zhì)量均最低 ，和 6R3B 處理差異不顯著 。2.2 對黃瓜幼苗生理特性的影響不同光質(zhì) LED 燈明顯影響黃瓜幼苗生理特性（表 1）。 6R3B 處理的黃瓜幼苗可溶性糖 、可溶性蛋白含量及根系活力均最高 。 6R3B 處理的可溶性糖含 量 分 別 比 6R2G1B 和 8R1B 處 理 顯 著 提 高 了30.52%和 57.77%；可溶性蛋白含量分別比 6R2G1B和 8R1B 處 理 顯 著 提 高 了 16.55% 和 27.06% 。6R2G1B 和 8R1B 處理的黃瓜幼苗可溶性糖 、 可溶性蛋白含量及根系活力沒有顯著差異 。 在根系活力方面 ，6R3B 處理較 8R1B 處理顯著提高了 46.15%，而其他處理間均無顯著差異 。2.3 對黃瓜幼苗光合特性的影響由表 1 可看出 ， 葉綠素 a 含量和葉綠素 a/b 比值以藍光比例高的 6R3B 光質(zhì)組合最高 ，但不同處理之間差異不顯著 ；葉綠素 b 和葉綠素 a+b 含量卻相反 ，為 8R1B>6R2G1B>6R3B，但不同處理之間差異也不顯著 。不同光質(zhì) LED 燈影響黃瓜幼苗光合特性 （表1）。 不同處理的凈光合速率的差異顯著 ，6R3B 處理的凈光合速率最大 ，6R2G1B 處理的最小 。黃瓜幼苗氣孔導度和蒸騰速率均是 6R3B 處理的最高 ，為6R3B>8R1B>6R2G1B，其中 ，6R3B 和 8R1B 處理沒有顯著差異 ，但均與 6R2G1B 處理差異顯著 。 不同LED 處理對黃瓜幼苗胞間 CO2濃度的影響不明顯 。3 小結(jié)與討論苗期補充照射紅光 LED 燈 （658 nm±5 nm）或紅藍組合 LED 燈 （658 nm/460 nm），黃瓜 、辣椒和番茄幼苗莖粗 、干鮮質(zhì)量 、壯苗指數(shù)均顯著高于自然光對照處理7。 本試驗發(fā)現(xiàn)紅光比例高的 8 紅 1 藍（8R1B）處理的黃瓜幼苗株高 、莖粗 、葉面積 、壯苗指數(shù) 、 地上部和全株鮮質(zhì)量均顯著高于其他處理 ，表明高比例的紅光能夠促進黃瓜幼苗生長 。光質(zhì)調(diào)節(jié)植物的碳水化合物和蛋白質(zhì)代謝 ，通2012 年 3 月下半月刊（學術(shù)版 ）24- -常 紅光下生長的植物碳水化合物含量較高 ，而在藍光下生長的植物蛋白質(zhì)含量較高 ，Kowallik8認為 ，藍光可顯著促進線粒體的暗呼吸 ，呼吸過程中的有機酸為有機含氮化合物的合成提供了碳架 ，促進了蛋白質(zhì)的合成 。 增加藍光比例可以促進煙葉的氮代謝9，使葉片總氮 、蛋白質(zhì) 、氨基酸含量提高 。 本試驗發(fā)現(xiàn)藍光比例高的 6 紅 3 藍 （6R3B）處理的黃瓜葉片的可溶性蛋白 、可溶性糖含量最高 。光是影響葉綠素合成的重要條件 ，不同波長的光與植物體內(nèi)相應(yīng)的光受體作用調(diào)控色素合成10。本試驗發(fā)現(xiàn)藍光比例高的 6 紅 3 藍 （6R3B）處理下的黃瓜幼苗葉片葉綠素 a 含量 、 葉綠素 a/b 比值最高 ，這一結(jié)果與萵苣11、番茄11、黃瓜12等作物上的研究結(jié)論相似 。大多數(shù)高等植物在橙 、紅光下光合速率最高 ，藍紫光下其次 ，綠光下最低 。 相同光量子通量下 ，白光及紅光處理姜苗光合速率較高 ，藍光次之 ，綠光處理則較紅光處理降低 50%13。 藍光 LED 燈 （460 nm）增大了葉用萵苣葉片氣孔導度4。 本試驗結(jié)果表明 ，藍光比例高的 6R3B 處理下的黃瓜幼苗葉片凈光合速率 、氣孔導度和蒸騰速率最大 ，其次是 8R1B，最小的是 6R2G1B 處理 ，可見不同植物對光質(zhì)處理的光合特性的反應(yīng)存在較大差異 ，這可能與光質(zhì)的實現(xiàn)條件不同有關(guān) 。參考文獻1 劉曉英 ，徐志剛 ，常濤濤 ，等 弱光 LED 對櫻桃番茄植株形態(tài)和光合性能的影響 J西北植物學報 ，2010，30（4）：725-732.2 唐大為 ，張國斌 ，張帆 ，等 .LED 光源不同光質(zhì)對黃瓜幼苗生長及生理生化特性的影響 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The results showed that, under the 8R1B treatment, the plant height, stem diameter, leaf area, seedlingindex, fresh weight of shoot and whole plant were significantly higher than those of the other two treatments. While underthe 6R3B treatment, the root activity, contents of soluble protein and sugar, net photosynthesis rate of the seedling leafwere significantly higher than those of the other two treatments, with the seedlings possessing higher stomatal conductance,transpiration rate, content of chlorophyll a and ratio of chlorophyll a/b.Key words: Light quality; LED light; Cucumber; Seedling growth25- -