海南冬季誘導火龍果開花的補光條件

熊 睿, 徐 敏, 劉成立, 林家年, 程 玉, 韋雙雙, 湯 華

(海南大學 熱帶農林學院/海南熱帶生物資源可持續利用國家重點實驗室培育基地， 海口 570228)

火龍果(HylocereusundulatusBritt)屬于仙人掌科(Cactaceae)植物，是熱帶亞熱帶果樹[1]，果實外形亮麗，口感清甜，營養豐富，具有抗氧化等保健功效，經濟價值較高[2-4]。目前國內主要種植三種類型的火龍果，即紅皮紅肉，紫紅皮白肉以及黃皮白肉。比較不同果肉火龍果可溶性固形物和可滴定酸含量比值，發現紅肉火龍果的口感比白肉火龍果的口感更好[5]，近年來，在我國的廣東、廣西、海南等省大力發展種植，經濟效益好，倍受果農青睞[6]。在海南，5～11月為火龍果正常產果期，12月至翌年3月為反季節果生產期。火龍果的花芽分化主要受光照和溫度的影響，海南全年平均氣溫22～26 ℃[7]，在溫度上滿足了火龍果誘導開花的條件。但火龍果是長日照植物，而冬季由于日照時間不足，不能正常開花，需要補光誘導開花。人工補光不僅應用在火龍果上，在其他水果上也有應用，如對西瓜需要補光8 h才滿足幼苗的生長條件，有利于提高西瓜品質[8]。通過人工補光來調節葡萄生長周期，延遲栽培進而增加葡萄品質[9]。目前，通過人工補光誘導火龍果冬季開花雖然在廣西、福建、臺灣等地也有應用，但是由于海南優越的氣候條件，其補光效果最好。在海南冬季補光誘導火龍果開花，應該采用的光源顏色、補光時長、最佳組合等方面的研究，目前，國內外尚未見報道。筆者設置不同的補光時間和不同光源組合，對火龍果進行開花誘導實驗，研究海南火龍果的冬季補光條件，為生產實踐提供理論指導。

1 材料與方法

1.1試驗材料供試材料為‘金都1號’紅肉火龍果，地點在海南省東方市板橋鎮的海南恩紅農業科技有限公司火龍果基地，該基地總面積10 hm2，火龍果種植時間2a，采用排式種植模式，寬窄行相間排列，寬行間距3 m，窄行間距2.4 m，株距40 cm，密度約9 000株·hm-2。實驗所用的不同光譜的燈泡均購自廣東中山丁臣照明有限公司。

1.2試驗設計選取生長狀況大致相同的1年生火龍果植株進行夜間補光。補光期：2018-01-01—2018-01-31，在此期間的處理組除補光條件不同外，澆水量、施肥量等田間管理措施均相同。試驗采用2因素完全隨機試驗設計，第1個因素為補光時間長短，第2個因素為光譜組合。補光時間設置0～8 h共9個梯度(其中0 h為不補光的空白對照)，光譜有3種類型[組合黃光15 W(λ=580 nm)、紅光15 W(λ=646 nm)、藍光15 W(λ=450 nm)，其中，組合黃光中的紅光︰藍光=7∶1]，共27個處理，每個處理4個生物學重復，每個重復有10株火龍果大苗。補光期間統計前3批各個處理的成花數目并記錄分析。

1.3補光期間的自然條件及開花統計補光實驗期間，1月8～12日，遭遇第1次低溫寒潮，氣溫低于15 ℃，枝條少量凍傷；1月28日至2月8日，遭遇第2次低溫寒潮，低于15 ℃的氣溫持續10 d，枝條大量凍傷。因寒潮低溫影響，預期2月上旬誘導出花的沒有成功，至2月28日，第1批花才現蕾，3月13日統計第1批花蕾數量，3月21日左右開花；第2批3月15日現蕾，3月23日統計第2批花蕾數量，4月5日開花；第3批3月25日現蕾，4月12日統計第3批花蕾數量，4月15日開花；第4批4月5日現蕾，4月25日開花。

1.4數據處理試驗數據用Excel 2007進行整理計算和圖表繪制，并用 SPSS 20.0 軟件進行2因素方差分析[8]及差異顯著性檢驗，計算結果用平均值±sd表示。

2 結果與分析

2.1不同的補光條件對第1批火龍果成花的影響將第1次統計的花蕾數目進行平方根轉換[9]，統計結果見表1。由表1可知，第1批花數量很少，組合黃光15 W補光3 h后才開始冒花，紅光15 W和藍光15 W基本沒有花。對表1數據進行2因素方差分析(SPSS) 的結果表明，光譜對火龍果成花有極顯著(P<0.01)影響，補光時間對于火龍果成花也有極顯著(P<0.01)的影響，這2個因素的交互作用也極顯著(P<0.01)影響火龍果的成花。

2.1.1 光源簡單效應從圖1可知，在相同的補光時間下，整體上組合黃光15 W下的成花數都是多于其他光源的。補光1 h和2 h，所有光下都沒有成花。補光3 h后，組合黃光15 W開始成花。補光7 h或8 h，組合黃光15 W下的成花數達到最大值。值得注意的是，在補光5 h后，組合黃光的成花數顯著大于紅光和藍光下的成花數。組合黃光下的成花數是隨著補光時間的延長而增多的。結果說明，此階段組合黃光15 W需要補光至少5 h才能較好地誘導火龍果成花。

2.1.2 補光時間簡單效應分析從圖2可知，在組合黃光15 W下，隨著補光時間的延長，成花數呈現逐步上升的趨勢。在該光譜下，補光5 h的成花數顯著高于補光0 h的空白對照和≤2 h的；高于補光3 h和4 h的，但不顯著；在補光7 h或8 h的時候達到最大值。建議此階段用組合黃光15 W進行補光，且補光時間要≥5 h才能顯著誘導火龍果成花。

2.2不同的補光條件對第2批火龍果成花的影響將第2批統計的成花數進行平方根轉換[9]，統計結果見表2。由表2可見，除了組合黃光15 W有花外，紅光15 W在補光2 h 后也開始誘導火龍果成花，而藍光條件下火龍果依舊沒有成花。SPSS 的分析結果表明，光譜和補光時間都能極顯著(P<0.01)影響火龍果的成花，同時，這2個因素的交互作用也極顯著(P<0.01)影響火龍果的成花。

表2 不同光譜和補光時間對第2批火龍果成花數的影響

2.2.1 光譜簡單效應從圖3可知，雖然紅光15 W在7 h 時的成花數目最多，但是在其他時間點上，組合黃光15 W的成花數顯著多于其他光源的，組合黃光15 W的成花數在補光6 h 時達到最多。

2.2.2 補光時間簡單效應分析從圖4可知，在組合黃光15 W下，≥4 h補光的成花數目明顯比≤3 h補光的多，但是補光超過4 h的不同時長之間的差異不顯著。從平均數來看，組合黃光15 W的成花數目隨著補光時間的延長而增大，補光6 h的成花數目最多。在紅光下，補光7 h顯著高于其他處理的成花數目。藍光光源下無論補光多長時間都沒有成花。從第2批花的統計結果來看，此時采用組合黃光15 W和補光至少4 h(夜間補光)，這樣對火龍果成花有明顯的誘導效果。

2.3不同補光條件對第3批火龍果成花的影響將第3批統計的成花數進行平方根轉換[9]，整理后的統計結果見表3。從表3可知，此時組合黃光15 W只需補光1 h就能誘導成花，而且總體來說，組合黃光15W下的成花數目的平均值在相同補光時間下都大于紅光15W下的成花數目。以此統計數據為依據進行2因素方差分析，結果表明，光譜和補光時間對火龍果成花的影響極大，而且兩者的交互作用也極顯著(P<0.01)影響火龍果成花。

表3 不同的光源和補光時間下的第3批火龍果成花數

2.3.1 光譜簡單效應分析用 SPSS 軟件對4種不同的光譜進行簡單效應分析，通過成對比較分析出在相同的補光時間下不同的光譜水平對火龍果成花的影響(圖5)。從圖5可見，在組合黃光15 W下補光1～8 h 火龍果都能成花，紅光條件下需補光 2 h 后才能促進火龍果成花，而藍光則需要補光 7 h 后才有成花的現象。有趣的是，藍光在補光期間基本上是不誘導火龍果成花的，即使成花其成花數目與空白對照相比也沒有顯著增多。補光﹤4 h，組合黃光15W條件下的成花數目顯著高于空白對照，但和紅光相比沒有顯著差異，補光5，6 h后才顯著多于紅光下的成花數目。總體來說，組合黃光15 W的成花的平均數大于其他光譜條件下的(表3)，而且該光譜在市場上容易獲得，制作成本相對于其他光源較低，因此，建議選用組合黃光15 W作為冬季促進火龍果成花的補光光源。

2.3.2 補光時間簡單效應分析從總體趨勢來看(圖6)，隨著補光時間的延長，火龍果成花數也隨之增多。在組合黃光 15 W條件下，補光﹥3 h的成花數目顯著高于補光﹤3 h 的，而且補光﹥3 h 后成花數目就沒有顯著差異了， 補光6 h達到最大值。紅光也有這種現象。所以，補光 3 h 很可能是補光關鍵點(即補光 3 h 就能顯著促進火龍果成花)。由于光譜和補光時間交互作用顯著，因此，建議采用組合黃光15 W且補光 3 h 的補光策略。

3 討 論

結果表明，在海南冬季，通過補光誘導火龍果開花是完全可行的，但誘導火龍果成花需要溫度與光照條件同時滿足，二者缺一不可。溫度低于15 ℃，光照少于12 h很難成花。植物從營養生長到生殖生長的轉變受到光周期、光源波長、光強度等的影響[10]。海南冬季的火龍果夜間補光顯然能促進其花芽分化。本試驗結果表明，火龍果補光一定時間后即可成花，而不補光的空白對照沒有成花。若補光時間短會導致成花數量少，補光時間太長則耗電量大、投入成本高。調研發現，海南的很多生產基地為了確保成花，整個冬季都補光5 ～6 h。根據觀察，補光后約1個月才有可見的花蕾。由于2月初海南的日照只有11.5 h，而3月15日后，海南的日照平均時長才能達到12 h，所以從2月初至2月下旬，在夜間至少要補光5 h才能有效誘導火龍果成花，在2月下旬至3月上旬在夜間至少要補光4 h，而在3月中旬至補光結束，只需補光3 h就能顯著誘導成花。

植物感受光照主要是通過光受體來完成的，光受體分為光敏色素和隱花色素，光敏色素主要吸收紅光和遠紅光，隱花色素吸收藍光和紫外光，這2種光受體在控制成花上有著重要作用[11]。在長日照植物矮牽牛中，用藍色LED光源照射會促進成花，而用紅色LED光照射會延遲成花[12]，這種情況同樣出現在長日照植物擬南芥中[13]。紅色LED光源也能促進一些植物比如美國蔓越莓的提早成花[14]。仙客來在紅光和藍光的混合光下成花數目比單獨處理藍光和紅光的成花數目多[13]。在郁金香中，除白光外，UVB、UVA、藍光和紅光補光處理均能提早成花并提高成花整齊度，紅光和藍光明顯促進郁金香植株干物質向花朵分配的比例[15]。本研究結果表明，不同光源對火龍果的誘導成花情況存在明顯差異，在相同補光時間下，組合黃光的成花數>單獨紅光處理的成花數>單獨藍光處理的成花數。

本實驗結果表明：1)冬季對火龍果進行夜間補光，組合黃光和紅光都有助于誘導火龍果成花。2)補光時間和光譜對誘導火龍果成花不僅主效應明顯而且有顯著的交互作用。3)采用組合黃光15 W，2月初至2月下旬，建議補光時長至少5 h；2月下旬至3月上旬，建議補光4 h；3月上旬到3月底，建議補光3 h。