不同色光對南板藍生長的影響

周勁松，趙東興，陳林楊

(云南省紅河熱帶農業科學研究所，云南河口 661300)

?

不同色光對南板藍生長的影響

周勁松，趙東興，陳林楊

(云南省紅河熱帶農業科學研究所，云南河口 661300)

摘要[目的]了解紅、綠、藍3種不同基礎色調的光對南板藍生長的影響。[方法]運用易得到的材料自制濾光設備，采用不同光質的色光照射南板藍，研究自然日光與紅、綠、藍3種色光對南板藍生長的影響。[結果]紅光最有利于種子發芽，自然日光次之，再次藍光，綠光最后；生長量總體上以紅光照射最大，自然日光次之，藍光再次，綠光最后；定性比較葉面積大小順序為自然日光照射、藍光照射、紅光照射、綠光照射；平均總分枝數大小排序為紅光照射、藍光照射、自然日光照射、綠光照射。[結論]不同的色光對植物不同部分的形成和生長影響不同，對植物內部不同的生化反應影響也不同，有針對地根據植物的現狀進行光照干預調節，補充實際中自然光照的缺陷，才能促進植物更好地生長。

關鍵詞色光；南板藍；生長；影響

南板藍根是我國華南與西南地區的傳統地道藥材，也是年消耗量巨大的大宗藥材，在近十幾年來的疫情(如“非典”、“禽流感”、“甲型流感”等)中被發現具有較好的抗病毒效果。南板藍主要治療瘟毒發斑、活絳紫暗、爛喉丹腐、痄腮、喉痹、瘡腫、癰腫等癥。研究發現，南板藍根具有良好的抗病毒作用，其獨特療效在抗病毒方面優于北板藍根[1]。經本草考證，認為爵床科植物馬藍[Baphicacanthuscusia(Ness)Bremek]，即《本草綱目》所載“蘭根”，是板藍根的原植物之一[2]。

高等綠色植物生長發育的生化反應主要取決于光照。植物生長主要依靠波長范圍在380～760 nm的可見光，紅外與紫外波長的光對植物主要是負作用。隨著近年來臭氧層變薄，霧霾產生，到達地面的光質(光譜組成)比以前有了很大改變。隨著一天中太陽高度的變化和陰晴風雨的交替，照射植物的光質也變化多端，早晚紅光較多，陰天藍光較多。對光質在農業領域的研究多集中在紅、藍、綠3種基礎色調波長的光，紅光有利于植物生長、發芽、開花、結果，在植物增色中起著主導作用，使氣孔張開，促進植物光合作用；藍光促進氣孔張開[3]，增強葉綠體的活動，防止植物徒長，抑制光合作用；綠光卻閉合氣孔，抑制植物生長。由于目前針對不同色光對南板藍生長影響的研究較少，筆者研究了紅、綠、藍3種不同基礎色調的光對南板藍生長的影響，以期為南板藍栽培提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料南板藍種子購自藥材市場，選取飽滿、均勻的種子供試。選用紅、黃、藍色塑料薄膜獲得3種基礎光質的色光。太陽光照射紅色塑料薄膜透射綠光，黃色塑料膜透射藍光，藍色塑料膜透射紅光。

1.2試驗地概況試驗在云南省河口縣沙壩的基礎試驗地進行，紅河從地旁邊流經，排灌方便，土壤為紅河的沖積砂壤，肥力中等，肥力狀況：有機質38.40 g/kg，全氮1.10 g/kg，水解氮94.80 mg/kg，全磷0.43 g/kg，有效磷18.90 mg/kg，全鉀11.70 g/kg，速效鉀153.30 mg/kg，交換鈣856.00 mg/g，交換鎂100.10 mg/kg，有效銅2 021.00 mg/kg，有效鐵39.80 mg/kg，有效錳18.80 mg/kg，有效鋅1.76 mg/kg，pH 5.2。

1.3試驗設計試驗設4個處理：處理A為無塑料薄膜覆蓋(CK)；處理B為藍色塑料薄膜覆蓋，透射紅光；處理C為紅色塑料薄膜覆蓋，透射綠光；處理D為黃色塑料薄膜覆蓋，透射藍光。每個處理種植100株，制作4塊條狀平畦，長11.0 m，寬1.0 m，對應4個處理。

1.4試驗方法2015年4月8日制作4塊并排條狀平畦，分為A、B、C、D，兩畦邊沿之間留2.0 m的間距，使用旋耕機深翻平畦需30 cm以上，并快速打碎土壤。按株行距25 cm×40 cm挖穴深2 cm，每塊平畦挖穴100個，按25行每行4個穴挖。4月10日用水浸泡種子，浸泡2 h，泡后撈起晾干水即播種，處理后的種子播入平畦，每穴放3粒種子，細土覆蓋略高于地面1～2 cm，剩余種子回收。種罷后，B、C、D搭支架托塑料薄膜，然后覆蓋對應顏色的薄膜，薄膜離地1.5 m，四周邊沿超出種植平畦邊沿0.5 m以上，確保不同太陽高度的日光都是透過彩色薄膜照射3個處理南板藍，并且3個處理四周通風，薄膜不落地。

出苗后第16天定苗，每穴保留生長量最大的1株，拔出的苗移栽其他地方。每個處理的苗選10株掛牌標記，要求選出的共40株生長量接近，用于研究后續的不同色光對植物生長的影響，除草和澆水根據具體情況開展，在6、9月各施肥1次，施加腐熟的家禽、畜糞便為肥。

1.5調查方法

1.5.1發芽情況調查。從種下后第2天開始到第15天，每天記錄發芽情況，以芽長到種子長度的50%為發芽，發芽指標以發芽率、發芽勢、發芽指數、萌發活力指數為參考[4]。

式中，Gt指在一定時間內的發芽數；Dt指發芽的時間15d。

1.5.2株高和產量調查。于2015年12月20日收獲南板藍，收獲后對掛牌的4組40株測量株高、地上部分(包括莖、葉)、地下部分(包括地下莖、根)，取平均值。挖根時注意把根完整挖出。

1.5.3葉面積測量。從掛牌的4組40株，每株從莖中部取形態完整完全展開的4片葉片測定，按照東、南、西、北4個方向選取。運用剪紙稱量法，將葉片整齊的剪去葉柄后展開平放在質地均勻的A4紙上，固定好葉片不要滑動，沿葉片準確描出葉片形狀并剪下葉片紙樣，稱量每個處理的所有葉片紙樣后取平均值。稱量100cm2紙樣的質量，按葉面積=葉片樣紙的平均質量/100cm2紙樣的質量×100粗略計算葉面積。

1.5.4平均分枝情況調查。出苗第16天定苗掛牌后，每個月的26日調查統計總分枝情況，取平均值。

2結果與分析

2.1發芽情況由表1可知，紅光照射處理與自然光照射的各項指標都要高于另外2種處理，A、B二者數據接近，C、D二者數據接近，從發芽勢可以了解到A、B處理的發芽峰值要提前于C、D處理，其他3個指標顯示A、B處理在發芽的數量和發芽的速度上都高于C、D處理。發芽階段對光質無特別要求，但紅光具有熱效應，A、B處理的光照射在土壤表層的溫度高于C、D處理，南板藍種子埋藏淺，易感受到，在其他條件同等情況下溫度成為促進種子發芽的明顯因素。

表1　不同光質色光照射的發芽情況

2.2株高和產量由表2可知，紅光在生長量上處于領先地位，處理C所有指標均落后，株高大小順序為處理B、處理A、處理D、處理C；莖葉干重大小順序為處理B、處理A、處理D、處理C；地下莖及根干重大小順序為處理D、處理B、處理A、處理C。紅光有利于光合作用促進植物生長，光合作用所需的葉綠素則要在藍光下形成而藍光又抑制光合作用，處理B中除主要的透射紅光外，也接受到來自于空氣折射和地面漫反射的藍光合成葉綠素，所以光合作用促進植物長勢比較突出。D處理的植物光合作用的光質來源于空氣折射和地面放射的紅光，但不如自然白光搭配的長勢好。

表2不同光質色光照射的南板藍生長量

Table 2Growth ofB.cusiaunder the irradiation by colored light with different light qualities

處理Treatment株高Plantheightcm莖葉干重Dryweightofstemsandleaves∥g地下莖及根干重Dryweightofundergroundstemsandroots∥gA(CK)9746636B(紅光)10548242C(綠光)6233127D(藍光)8645745

2.3葉面積葉片顏色目測從深到淺排列為處理B、處理D、處理A、處理C。結果表明，無處理的自然日光照射的葉面積(81.0 cm2)最大，藍光(葉面積48.0 cm2)比紅光(葉面積46.2 cm2)更有利于葉片生長，綠光(葉面積38.5 cm2)關閉葉片氣孔阻礙了葉片與外界物質的交換，抑制植物生長。

2.4平均分枝情況由圖1可知，定植后的第1個月植物分枝大致相同，6月后溫度升高，植物分枝加快，7～9月當地進入雨季，雨水充沛，但陰雨天相對增多，日照減少，并且云層厚的天氣藍綠光易到達地面，抑制植物生長，在有限的晴天處理B透射紅光促進植物生長，處理B分枝速度遠快于其他3個處理。10～12月天氣轉晴，日照充足，當地溫度在15～25 ℃變化，分枝快速增加。平均總分枝數大小排序為處理B、處理D、處理A、處理C。

圖1　不同光質色光照射的平均總分枝數Fig.1　Average total branch number of under the irradiation by colored light with different light qualities

3結論與討論

該研究表明，光是植物生長的所有條件中最重要的部分，光為光合作用固定碳提供能量，為水分和營養物質交換提供動力，但不同的色光對于植物不同部分的形成和生長影響不同，對植物內部不同的生化反應影響也不同，應人為地根據植物的現狀進行光照干預調節，補充實際中自然光照的缺陷，從而促進植物更好地生長[5]。

光照必須和其他條件有機地結合，和肥料、水、空氣達到最適合植物生長的平衡點，才有利于植物生長。土壤肥力的高低決定了作物生長的營養源優劣，但作物必須通過光把肥料聯系起來，只有當光肥耦合時，作物產量才能最高。北方耕地黑壤的肥力遠遠高于南方的磚紅壤，然而作物的長勢、產量落后于南方的原因之一就是北方土肥光“瘦”，南方土瘦光“肥”。土壤的肥力可以利用現代工業化的成果大規模地改造，并且操作方便、持續時間長，而光照方面的改造受很多條件的限制，目前還多集中在實驗室和示范園。紅光有利于光合作用促進植物生長，光合作用所需的葉綠素則要在藍光下形成，而藍光又抑制光合作用，只有二者合理復合才能得到最適合植物生長的光質，單一色光無法滿足植物健康的生長[5]。

在有限的日光照射范圍內，光質對植物影響的研究應集中到光質調節光合作用的機理、光質對碳代謝的調節、光質對蛋白及基因表達的調節[6]，但目前對高等植物的研究較少。為滿足社會對農產品安全的期望，逐漸減小石油、化學對農業的影響，積極挖掘開發物理因素來提升農業的品質與產值已成為農業生產的主流發展方向，把光、電、磁、原子技術開發運用到農業中，從選種、育種、栽培、植保、倉儲、保鮮、加工等環節幾乎都是研究的主要方向。

參考文獻

[1] 王元梁.南北板藍根的異同[J].海峽藥學，2003，15(5)：86.

[2] 樓之岑，秦波.常用中藥材品種整理和質量研究(北方編)：第一冊[M].北京：北京醫科大學、中國協和醫科大學，1995：303-306.

[3] TALBOTT L D，ZEIGER E.Sugar and organic acid accumulation in guard cells ofViciafabain response to red and blue light[J].Plant physiology，1993，102：1163-1169.

[4] 李磊，趙檀方，胡延吉.大麥芽期耐鹽性鑒定指示初探[J].萊陽農學院學報，2000，17(1)：29-31.

[5] 樊小雪,宋波,徐海,等.不同LED光源對生菜生長和品質的影響[J].湖北民族學院學報(自然科學版),2015(3):330-333.

[6] 鄭潔，胡美君，郭延平.光質對植物光合作用的調控及其機理[J].應用生態學報，2008，19(7)：1619-1623.

作者簡介周勁松(1982- )，男，云南蒙自人，助理研究員，碩士，從事藥用植物研究。

收稿日期2016-03-14

中圖分類號S 501

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)15-010-02

Effects of Different Colored Lights on the Growth ofBaphicacanthuscusia(Ness) Bremek

ZHOU Jin-song, ZHAO Dong-xing, CHEN Lin-yang

(Honghe Research Institute of Tropical Agriculture, Hekou,Yunnan 661300)

Abstract[Objective] To understand the effects of three different basic color light of red, green and blue on the growth of Baphicacanthus cusia (Ness) Bremek. [Method] The filter equipment was made by ourselves using the materials easily got. Effects of natural sunlight and three color lights (red, blue and green) on the growth of B. cusia were researched. [Result] Red light was the most beneficial to seed germination, followed with natural sunlight; blue took the third place, and green was the last. Growth rate beamed by red light was the largest, followed with natural sunlight; blue took the third place, and green was the last. After qualitative comparison of leaf area, the order was natural sunlight irradiation>blue light irradiation>red light irradiation>green light irradiation. The order of average total branch number was red light irradiation> blue light irradiation>natural sunlight irradiation>green light irradiation. [Conclusion]Different color lights have different effects on the forming and growing of different plant parts, as well as on the biochemical reactions in plants. Light interference adjustment according to the current status of plant can offset the natural light deficiency, and promote the better growth of plants.

Key wordsColored light; Baphicacanthus cusia (Ness) Bremek; Growth; Influence