紅藍(lán)光質(zhì)不同配比對(duì)番石榴光合生理性狀的影響

吳寬然，邱坤財(cái)，張 樂

（浙江省湖州玲瓏生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司,浙江湖州 313000）

紅藍(lán)光質(zhì)不同配比對(duì)番石榴光合生理性狀的影響

吳寬然，邱坤財(cái)，張 樂

（浙江省湖州玲瓏生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司,浙江湖州 313000）

研究LED光源不同紅/藍(lán) （R/B）光比例對(duì)浙北大棚內(nèi)番石榴光合生理性狀的影響。結(jié)果表明R/B為9時(shí),各項(xiàng)光合作用指標(biāo)和葉綠素含量最高。

LED；紅/藍(lán)光配比；番石榴；光合生理性狀

植物生長發(fā)育,光是必不可少的因素。太陽光的光譜范圍極其寬闊,從紅外線、可見光、紫外線到X射線、γ射線等,而對(duì)于植物來說,可以利用的只是其中的很小一部分,比如可見光中的紅光和藍(lán)紫光［1］。LED（light emitting diode）是一種發(fā)光二極管,特點(diǎn)是節(jié)能環(huán)保、小巧輕便、發(fā)熱少、使用壽命長,并可以精確地配比不同波長的光譜,以達(dá)到特殊要求［2］。因此對(duì)不同種植物、同種植物不同部位和同種植物不同發(fā)育時(shí)期,設(shè)定特定光譜進(jìn)行近距離照射,可以獲得理想的效果［2］。

番石榴俗名芭樂,為熱帶水果,成熟的番石榴為淺綠色,含有較豐富的蛋白質(zhì),維生素A、C等營養(yǎng)物質(zhì)及磷、鈣、鎂等微量元素,是非常好的保健食品。植株生長最適溫度23～28℃,最低月平均溫度15.5℃以上才有利其生長［3］。年降雨量以1 000～2 000 mm為宜,耐旱亦耐濕,陽光充足情況下,結(jié)果早、品質(zhì)好。對(duì)土壤水分要求不嚴(yán),土壤pH值4.5～8.0均能種植。珍珠芭樂番石榴適應(yīng)性強(qiáng),易種植,管理要求不高,經(jīng)濟(jì)效益顯著,現(xiàn)臺(tái)灣、海南、廣東、廣西、福建等省均有栽培,但浙江省尚無栽培報(bào)道［4］。

本研究將臺(tái)灣番石榴種植于浙北地區(qū)連棟大棚內(nèi),通過用不同配比的LED光源對(duì)番石榴進(jìn)行補(bǔ)光,探究不同光質(zhì)對(duì)番石榴生長的影響,為番石榴能在浙北地區(qū)優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)提供理論依據(jù)。

l 材料與方法

1.1 材料

LED植物補(bǔ)光燈由國光綠能光照技術(shù)有限公司提供,光譜由波長為650 nm（半波寬為±20 nm）紅光和波長為460 nm（半波寬為±20 nm）的藍(lán)光組成。一般光源為飛利浦品牌T5型40W熒光燈。

試驗(yàn)用的番石榴為珍珠芭樂番石榴,于2011年12月定植。

試驗(yàn)在湖州市吳興區(qū)妙西鎮(zhèn)五星村湖州玲瓏生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司基地連棟大棚A棟中進(jìn)行?；赝恋胤饰?土層厚度100 cm,排灌條件良好。棚內(nèi)外溫差3～15℃ （冬季有加溫設(shè)施）、透光率85%、土壤經(jīng)基質(zhì)改良后 pH值6.8左右。當(dāng)?shù)厮募痉置?氣候溫和,年均氣溫12.2～17.3℃,最低氣溫-4℃,年平均雨日142～155 d,年平均降水量1 300 mm左右,年日照時(shí)數(shù)20 000 h左右,無霜期224～246 d。

1.2 處理設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5種不同光質(zhì)的補(bǔ)充光照處理,各處理的不同光質(zhì)的光強(qiáng)如表1,以40 W熒光燈 （W）為對(duì)照 （CK）。

隨機(jī)選取棚內(nèi)長勢(shì)相仿的番石榴植株15株,分為5組,每組3株為1個(gè)處理,共進(jìn)行6個(gè)月不同光強(qiáng)配比處理。由ICT低壓霧化系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)區(qū)環(huán)境進(jìn)行溫度濕度的控制,統(tǒng)一水肥管理。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

光合作用指標(biāo)測(cè)定。在7月白天,天氣晴朗日光充足時(shí),在10：00選取距離光源約30 cm處葉齡35～45 d的葉片,使用LI-6400便攜式光合測(cè)定儀測(cè)定各處理間材料的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率,每片葉子觀測(cè)持續(xù)120 s,每組選取3片葉子,重復(fù)3次,用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示［3］。

葉綠素含量測(cè)定。取樣及測(cè)量時(shí)間與光合作用指標(biāo)測(cè)定一致。每份取樣0.1 g,切碎后置于10 m L浸提液中,經(jīng)48 h浸提后,用Lambda36型紫外可見分光光度計(jì)測(cè)定645 nm和663 nm波段的光密度值,按A rnon公式計(jì)算葉綠素a、葉綠素b含量,重復(fù)3次,數(shù)據(jù)采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示［5］。葉綠素a/（mg·mL-1）=（12.7D663-2.69D645） ×V/1 000×W；葉綠素 b/（mg·m L-1）= （22.9D645-4.68D663） ×V/ 1 000×W。

表1 番石榴補(bǔ)充光照不同處理光質(zhì)設(shè)置

2 結(jié)果與分析

2.1 光合生理指標(biāo)

由表2可見,用LED燈補(bǔ)光的各處理的光合速率明顯高于對(duì)照,說明LED光源可有效促進(jìn)番石榴葉片光合作用,LED2處理的光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度均最高,說明R/B為9時(shí),葉片光合作用最強(qiáng)；對(duì)照處理蒸騰速率最高,可能與熒光燈產(chǎn)生大量熱量有關(guān)。

2.2 葉綠素含量

由表3可見,LED2處理的葉綠素a和葉綠素b含量均最高,LED1和LED3處理次之,對(duì)照和LED4處理的含量最低。表明R/B為9時(shí),最適宜葉片葉綠素的積累,隨著R/B的降低,葉綠素的積累下降。

表2 番石榴不同處理光合作用生理指標(biāo)比較

表3 番石榴不同處理葉綠素含量比較

3 小結(jié)與討論

光照是植物生長的重要環(huán)境因素之一,光照強(qiáng)度直接影響到植物的光合作用從而影響植物的生長。自然光照中太陽光波長大約為300～2 600 nm,其中425～490 nm的藍(lán)光以及610～700 nm的紅光對(duì)光合作用的貢獻(xiàn)最大［1］。不同植物種類甚至同一種植物的不同品種對(duì)光質(zhì)的響應(yīng)表現(xiàn)不同,光質(zhì)在調(diào)節(jié)光合機(jī)構(gòu)及其作用功能上起著重要的作用［6］。大棚設(shè)施內(nèi)由于光照不足,自然光線很難滿足熱帶果樹的正常生長,所以通常要增加補(bǔ)光設(shè)施。應(yīng)用LED光源補(bǔ)光可以有效地促進(jìn)植物生長發(fā)育,提高產(chǎn)量及品質(zhì)［7］。

不同光質(zhì)對(duì)同種植物的補(bǔ)光效果是有差異的,而同種光質(zhì)不同配比對(duì)不同植物補(bǔ)光的效果也不一樣。李雯琳等［8］通過各種光質(zhì)對(duì)葉用萵苣補(bǔ)光效果的比較,發(fā)現(xiàn)合理配置的LED光源達(dá)到的效果是最佳的。不同配置的LED光源的補(bǔ)光效果相差甚大,R/B值太大或太小都不利于增強(qiáng)植物的光合作用,本研究中R/B為9時(shí),各種光合指標(biāo)最佳,與聞婧等［9］的研究結(jié)果相近。隨著R/B的變化,葉綠素a和葉綠素b的含量也隨之變化,R/B達(dá)到9后再繼續(xù)增加,葉綠素a的含量明顯下降,葉綠素a/葉綠素b的值隨之下降,且紅/藍(lán)光比值與葉綠素a/b比值呈負(fù)相關(guān),結(jié)果與部分報(bào)道一致［10］。R/B小于9的2個(gè)處理光合速率明顯高于對(duì)照組,推測(cè)在光合作用未達(dá)到光飽和狀態(tài)下,其光合速率主要由光質(zhì)和光強(qiáng)決定。

研究證明很多植物L(fēng)ED補(bǔ)光最佳紅藍(lán)配比為9∶1［11］,但番石榴不同生長階段所需最佳光強(qiáng)有所不同［12］,其最佳補(bǔ)光光強(qiáng)與光質(zhì)配比還有待進(jìn)一步研究。

［1］ 潘瑞熾.植物生理學(xué) ［M］.4版.北京：高等教育出版社,2001：59-63.

［2］ 楊其長,張成波.植物工廠概論 ［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)科技出版社,2005：144-149.

［3］ 周碧容.番石榴光合特性的研究 ［D］.長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué),2006：3.

［4］ 何宗金.珍珠芭樂番石榴高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培技術(shù) ［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2007（10）：85-86.

［5］ 胡緒嵐,張上隆.國外果樹光合作用研究進(jìn)展 ［J］.園藝學(xué)文摘,1983（5）：1-9.

［6］ 孫慶麗,陳志,徐剛,等.不同光質(zhì)對(duì)水稻幼苗生長的影響 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2010,22（3）：321-325.

［7］ 趙根,潘月,楊鈺,等.LED光源在設(shè)施園藝生產(chǎn)中的應(yīng)用與前景 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2013（9）：1110-1112.

［8］ 李雯琳,郁繼華,張國斌,等.LED光源不同光質(zhì)對(duì)葉用萵苣幼苗葉片氣體參數(shù)和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響 ［J］.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2010,2（1）：47-51.

［9］ 聞婧,鮑順淑,楊其長.LED光源R/B對(duì)葉用萵苣生理性狀及品質(zhì)的影響 ［J］.中國農(nóng)業(yè)氣象,2009,30（3）：413-416.

［10］ 徐凱,郭延平,張上隆.不同光質(zhì)對(duì)草莓葉片光合作用和葉綠素?zé)晒獾挠绊?［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,38（2）：369-375.

［11］ Yorio N C,Goins G D,Kagie H R,et al.Improving spinach,radish,and lettuce growth under red light-emitting diodes（LEDs）with blue light supplementation［J］.Hort Science,2001,36（2）：380-383.

［12］ 魏守信,王家寶,陳翔,等.不同光照強(qiáng)度對(duì)番石榴幼苗葉片生長發(fā)育的影響初報(bào) ［J］.華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2000,6（4）：10-13.

（責(zé)任編輯：張才德）

S 667

：A

：0528-9017（2014）04-0509-02

文獻(xiàn)著錄格式：吳寬然,邱坤財(cái),張樂.紅藍(lán)光質(zhì)不同配比對(duì)番石榴光合生理性狀的影響 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué),2014（4）：509-510,514.

2014-03-09

湖州市吳興區(qū)農(nóng)業(yè)科技項(xiàng)目 （2012WXNY07）

吳寬然 （1984-）,男,安徽壽縣人,碩士,主要從事現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施栽培研究工作。E-mail：wkr0410291@163.com。