不同光照時間對葉用萵苣產量及品質的影響

王智勇，唐貝貝，王久興(河北科技師范學院，河北秦皇島 066000)

植物依靠光照進行光合作用，對植物的生理活動、形態建成、產量積累、品質優劣等起到非常重要的調節作用[1-3]。適當的栽培補光促進植物的光合作用，可以使作物優質高產。生菜（Lactuca sativaL.）是人類食用的主要多葉蔬菜，是世界范圍內經濟上重要的經濟作物。2014 年，收獲了超過100 萬hm2的菊苣和萵苣，總產量接近2500 萬t。特別是在美國和歐洲，新的萵苣品種經常被引入市場。例如，歐洲共同目錄中包含的新品種數量通常超過每年100 個。

目前的生菜品種可以區分各種各樣的作物類型。Cos 萵苣形成高大的松散頭，主要在地中海地區種植。此外，拉丁萵苣形成松散的頭部，在地中海地區很受歡迎，而厚實的革質葉子則是這種作物的特征。在美國和歐洲都很受歡迎的切割萵苣是無穗的，并且在葉形態上表現出很大的變化。秸稈萵苣主要在中國和埃及種植，用于食用其長而粗的莖。由于種子含油量高，油籽萵苣主要在埃及種植，用于烹飪。油籽萵苣很大程度上類似于萵苣（Lactuca serriolaL.），通常被認為是栽培萵苣最可能起源的野生近緣種。因此，油菜被認為是萵苣馴化中最原始的形式。干萵苣也被認為是在馴化歷史的早期出現的，并被認為是cos 萵苣的前身，而這些萵苣又被視為脆頭，萵苣，切割和拉丁萵苣進化的來源。目前，有關光照時間對植物形態、產量積累、品質優劣等方面的影響已有一定的研究[6-8]，但是有關光照時間對植物影響的具體時間長度仍有很多爭議。LED 在種苗繁育、苗菜栽培及植物組織培養領域也發揮著重要作用，可以低損耗、高效的培育植物[9-10]。本研究通過設置不同光照時間對水培葉用萵苣進行處理，比較其外在形態指標、生物積累量指標、可溶性固形物指標探索光照時間對葉用萵苣產量和品質的影響，以期為生產高產優質葉用萵苣的光照時間調控做相關參考。

材料與方法

試驗材料

葉用萵苣品種為‘青豐大速生’。在秦皇島市昌黎縣民生街種子市場購買的當年生產的種子。該品種具有早熟、優質、豐產、適應性強等特性。尤其是在播種期出苗快，出苗后生長較整齊，生長速度快。根系淺，再生能力強，主要分布于20～30 cm 的表層土壤中。試驗于2020 年9 月10 日～10 月25 日在河北科技師范學院試驗站連棟溫室內進行。

試驗設計

每個處理安裝金科德智能定時器開關，各處理電路并聯，設定光照時間分別為15、18、21、24 h。連接燈管，燈管安放位置在栽培箱上端50 cm 處。為了各處理燈光不相互干擾，在各處理之間設材質密度較好的厚度大于8 cm的聚乙烯泡沫板隔離。采用完全隨機區組試驗設計，單因素試驗。用相同的定植箱對供試材料（葉用萵苣）設4 個處理（T1=24 h、T2=21 h、T3=18 h、T4=15 h）。LED 光源由嘉宥照明有限公司提供，每根燈管由120 個0.36 W 的燈珠組成，光質為紅藍光比為8:1，定植界面的有效光合輻射為 200μmol/(m2.s)，每個小區設置2 根燈管。重復4 次。每個定植箱定植4 株，每個小區設置3 個定植箱作為1 個處理（每個小區12 株）。

栽植方法

育苗

草炭、河沙和蛭石按1:1:1 的體積比例配制成復合育苗基質，用128 孔穴盤育苗。育苗基質應提前陰濕、裝填基質、刮平、壓穴，播種時將種子放在硬紙上用筆尖1 穴1 粒播種。覆蓋基質用河沙，澆透水。由于天氣炎熱每天澆1 次水，后期加部分營養液。當葉用萵苣長到生理苗齡（2 葉1 心）的時候，選擇長勢整齊一致的幼苗進入寄養池寄養。在連棟溫室的水培寄養池進行寄養，大約寄養5～6 天待幼苗根系發育健壯，再進行定植。

定植

采用的栽培箱為聚苯乙烯泡沫箱，箱長35 cm，寬25 cm，深15 cm。定植箱的底部鋪一層白色透明的聚乙烯塑料薄膜，以防止營養液滲漏。使用海綿和無紡布固定植株，將無紡布裹住幼苗的根部，同時也使用無紡布吸取營養液供根部吸收。

定植后的管理

定植后注意溫室內的溫度、濕度和通風。葉用萵苣忌強光照，需要在2.5 m處搭上遮陽網，防止強光傷害。同時注意泡沫箱內的營養液的補充，每2～3 天需要注入配好的營養液，保持營養液的液面高度。

采收

定植后20 天左右，葉用萵苣達到商品成熟標準時采收，測定各指標。

指標測定

每箱隨機取出3 株分別測量各指標，求取平均值。

植株形態指標

株高是在采收期測量植株自莖基部至其自然最高處自然高度。莖粗是用游標卡尺測量，距根3 cm 處的莖粗度。

植株葉片形態

植物葉片形態數據通常選取最大蓮座葉片進行測量。葉長是測量最大蓮座葉葉柄基部到葉頂端的距離。葉寬是測量最大蓮座葉葉片的最寬處的寬度。

植株生物積累量

植株地上部鮮重是在植物采收后，在莖基部用刀切開，把地上部放在天平上稱重，單位為g。根鮮重是在采收后，在莖基部用小刀切開，將根部甩干水分，放在天平上稱重，單位為g。

植株生理指標

可溶性固形物含量是選取有代表性的葉用萵苣葉片適當部位，利用電子測糖儀進行可溶性固形物的測定。

統計分析方法

用Excel 軟件進行數據整理，用DPS 生物統計軟件進行分析[11]。

結果與分析

不同光照時間對葉用萵苣植株形態指標的影響

如表1 所示，不同處理中，葉用萵苣T2 處理的葉長最長，為28.55 cm。T2 處理較T4 處理，葉長極顯著增加。但光照時間為T1 時，葉長變短，與T3 呈極顯著差異。表明葉用萵苣的補光時間應大于等于21 h，小于24 h 葉長表現最好。

表1 不同補光時間對葉用萵苣植株形態指標的影響/ cm

株高最大值為43.68 cm，最小值為41.43 cm。除T2、T1 之間差異顯著，其他處理之間差異不顯著。根長隨著光照時間延長，不斷減小，且T3、T2 之間差異顯著，最大值為42.55 cm，最小值為35.2 cm。葉寬T2 處理最寬，達到18.65 cm。T2 光照時間的處理較T3、T4 光照時間處理其葉寬極顯著增寬。但光照時間為T1 時，葉寬變窄，與T2 無顯著差異。表明葉用萵苣的補光時間應≥21 h，＜24 h 時葉寬表現最好。莖粗T2的莖粗最粗，達到1.56 cm。T2 光照時間的處理較T3、T4 光照時間處理其莖粗極顯著增粗。但光照時間為T1（24 h）時，莖粗變細，與T2 呈極顯著差異，表明葉用萵苣的補光時間應大于等于21 h，小于24 h 莖粗表現最好。

不同光照時間對葉用萵苣的生物積累量指標的影響

由表2 可知，地上部鮮重T2 處理172.5 g為最大值，T4 處理97.5 g 為最小值。從T2～T4處理，隨補光時間的增長，地上部鮮重增加。T1 處理時，地上部鮮重又下降，且T1 與T3、T4 差異顯著。葉用萵苣根重T2 處理155.0 g 為最大值，T4 處理65.3 g 為最小值。從T4 到T2處理，隨補光時間增長，根重增加。T1 處理時，根重下降。且T1、T2 與T3、T4 差異極顯著。葉用萵苣葉重T2 處理15.2 g 為最大值，T4 處理6.3 g 為最小值。從T4 到T2 處理，隨補光時間的增長，葉重增加。T1 處理時，葉重下降，且T2、T3 處理之間差異顯著，T4 處理與T1、T2、T3 處理之間差異顯著。綜上所述，適當進行栽培補光能夠增加葉用萵苣地上部分鮮重、根鮮重、葉重，但光照時間不建議超過21 h。

表2 不同光照時間對葉用萵苣的生物積累量指標的影響/g

不同光照時間對葉用萵苣可溶性固形物的影響

從表3 中可以看出，葉用萵苣的可溶性糖含量隨著光照時間的延長而增加，最大值為T1處理的1.6%，最小值為T4 處理的1.2%。且T1、T2 處理與T3、T4 處理差異極顯著。

表3 不同光照時間對葉用萵苣可溶性固形物的影響

結論與討論

光照時間的延長，能夠有效提高葉用萵苣的葉長、葉寬、莖粗等形態指標和根重、地上部鮮重、葉重等產量指標，改善可溶性固形物等品質指標。表現最優的T2 處理的各指標的值為葉長、株高、根長、葉寬、莖粗、地上部鮮重、根重、葉重。表現為T2 處理與T1、T3、T4 處理差異顯著。光照時間的長短對株高的影響并不明顯。表現為T2 處理與T1、T4 處理差異顯著。但光照時間超過21 h 產量與品質會下降。

惠婕，杜靜，黃叢林等[12]研究表明延長光照時間，有利于植物光合時間的延長，增加植物有機物質的積累和植物形態指標的增高，同時光敏素信號的傳導，基因的表達，生理反應的調節，都與光照時間的長短有關。影響作物的產量積累和品質變化。楊梅、劉澤力、張英等[13]研究發現光照時間的延長對葉用萵苣地上部鮮重、根鮮重、地上部干重有明顯提高，但對地上部分含水量、根冠比影響不明顯。嚴妍[14]研究發現，在20℃的人工氣候箱中，隨著光照時間在一定范圍內的不斷延長，葉用萵苣的株高不斷增加，地上部分鮮重、總重、葉重和葉面積不斷提高，地上部與地下部的比例逐漸下降，對地上部分含水量沒有顯著影響。試驗發現，光照時間的延長對葉用萵苣株高沒有顯著影響，但對葉用萵苣產量指標（葉重、根重、地上部鮮重），形態指標（葉長和葉寬、莖粗），可溶性固形物都有顯著提高作用。根長與光照時間的延長呈負相關。未來若進一步研究延長光照時間對葉用萵苣產量和品質的影響，應該考證根長是否與光照時間呈負相關，可以采用光照時長分段照射的方法來研究。