紅藍光質不同配比對番石榴光合生理性狀的影響

吳寬然，邱坤財，張 樂

（浙江省湖州玲瓏生態農業發展有限公司,浙江湖州 313000）

紅藍光質不同配比對番石榴光合生理性狀的影響

吳寬然，邱坤財，張 樂

（浙江省湖州玲瓏生態農業發展有限公司,浙江湖州 313000）

研究LED光源不同紅/藍 （R/B）光比例對浙北大棚內番石榴光合生理性狀的影響。結果表明R/B為9時,各項光合作用指標和葉綠素含量最高。

LED；紅/藍光配比；番石榴；光合生理性狀

植物生長發育,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紫光［1］。LED（light emitting diode）是一種發光二極管,特點是節能環保、小巧輕便、發熱少、使用壽命長,并可以精確地配比不同波長的光譜,以達到特殊要求［2］。因此對不同種植物、同種植物不同部位和同種植物不同發育時期,設定特定光譜進行近距離照射,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,維生素A、C等營養物質及磷、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,結果早、品質好。對土壤水分要求不嚴,土壤pH值4.5～8.0均能種植。珍珠芭樂番石榴適應性強,易種植,管理要求不高,經濟效益顯著,現臺灣、海南、廣東、廣西、福建等省均有栽培,但浙江省尚無栽培報道［4］。

本研究將臺灣番石榴種植于浙北地區連棟大棚內,通過用不同配比的LED光源對番石榴進行補光,探究不同光質對番石榴生長的影響,為番石榴能在浙北地區優質豐產提供理論依據。

l 材料與方法

1.1 材料

LED植物補光燈由國光綠能光照技術有限公司提供,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）的藍光組成。一般光源為飛利浦品牌T5型40W熒光燈。

試驗用的番石榴為珍珠芭樂番石榴,于2011年12月定植。

試驗在湖州市吳興區妙西鎮五星村湖州玲瓏生態農業發展有限公司基地連棟大棚A棟中進行。基地土地肥沃,土層厚度100 cm,排灌條件良好。棚內外溫差3～15℃ （冬季有加溫設施）、透光率85%、土壤經基質改良后 pH值6.8左右。當地四季分明,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,年日照時數20 000 h左右,無霜期224～246 d。

1.2 處理設計

試驗設5種不同光質的補充光照處理,各處理的不同光質的光強如表1,以40 W熒光燈 （W）為對照 （CK）。

隨機選取棚內長勢相仿的番石榴植株15株,分為5組,每組3株為1個處理,共進行6個月不同光強配比處理。由ICT低壓霧化系統對試驗區環境進行溫度濕度的控制,統一水肥管理。

1.3 測定項目及方法

光合作用指標測定。在7月白天,天氣晴朗日光充足時,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便攜式光合測定儀測定各處理間材料的凈光合速率、氣孔導度和蒸騰速率,每片葉子觀測持續120 s,每組選取3片葉子,重復3次,用平均值±標準差表示［3］。

葉綠素含量測定。取樣及測量時間與光合作用指標測定一致。每份取樣0.1 g,切碎后置于10 m L浸提液中,經48 h浸提后,用Lambda36型紫外可見分光光度計測定645 nm和663 nm波段的光密度值,按A rnon公式計算葉綠素a、葉綠素b含量,重復3次,數據采用平均值±標準差表示［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 番石榴補充光照不同處理光質設置

2 結果與分析

2.1 光合生理指標

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

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,對照和LED4處理的含量最低。表明R/B為9時,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比較

表3 番石榴不同處理葉綠素含量比較

3 小結與討論

光照是植物生長的重要環境因素之一,光照強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的藍光以及610～700 nm的紅光對光合作用的貢獻最大［1］。不同植物種類甚至同一種植物的不同品種對光質的響應表現不同,光質在調節光合機構及其作用功能上起著重要的作用［6］。大棚設施內由于光照不足,自然光線很難滿足熱帶果樹的正常生長,所以通常要增加補光設施。應用LED光源補光可以有效地促進植物生長發育,提高產量及品質［7］。

不同光質對同種植物的補光效果是有差異的,而同種光質不同配比對不同植物補光的效果也不一樣。李雯琳等［8］通過各種光質對葉用萵苣補光效果的比較,發現合理配置的LED光源達到的效果是最佳的。不同配置的LED光源的補光效果相差甚大,R/B值太大或太小都不利于增強植物的光合作用,本研究中R/B為9時,各種光合指標最佳,與聞婧等［9］的研究結果相近。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達到9后再繼續增加,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/藍光比值與葉綠素a/b比值呈負相關,結果與部分報道一致［10］。R/B小于9的2個處理光合速率明顯高于對照組,推測在光合作用未達到光飽和狀態下,其光合速率主要由光質和光強決定。

研究證明很多植物LED補光最佳紅藍配比為9∶1［11］,但番石榴不同生長階段所需最佳光強有所不同［12］,其最佳補光光強與光質配比還有待進一步研究。

［1］ 潘瑞熾.植物生理學 ［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：中國農業科學科技出版社,2005：144-149.

［3］ 周碧容.番石榴光合特性的研究 ［D］.長沙：湖南農業大學,2006：3.

［4］ 何宗金.珍珠芭樂番石榴高產優質栽培技術 ［J］.廣東農業科學,2007（10）：85-86.

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

［6］ 孫慶麗,陳志,徐剛,等.不同光質對水稻幼苗生長的影響 ［J］.浙江農業學報,2010,22（3）：321-325.

［7］ 趙根,潘月,楊鈺,等.LED光源在設施園藝生產中的應用與前景 ［J］.浙江農業科學,2013（9）：1110-1112.

［8］ 李雯琳,郁繼華,張國斌,等.LED光源不同光質對葉用萵苣幼苗葉片氣體參數和葉綠素熒光參數的影響 ［J］.甘肅農業大學學報,2010,2（1）：47-51.

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

［10］ 徐凱,郭延平,張上隆.不同光質對草莓葉片光合作用和葉綠素熒光的影響 ［J］.中國農業科學,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.不同光照強度對番石榴幼苗葉片生長發育的影響初報 ［J］.華南熱帶農業大學學報, 2000,6（4）：10-13.

（責任編輯：張才德）

S 667

：A

：0528-9017（2014）04-0509-02

文獻著錄格式：吳寬然,邱坤財,張樂.紅藍光質不同配比對番石榴光合生理性狀的影響 ［J］.浙江農業科學,2014（4）：509-510,514.

2014-03-09

湖州市吳興區農業科技項目 （2012WXNY07）

吳寬然 （1984-）,男,安徽壽縣人,碩士,主要從事現代農業設施栽培研究工作。E-mail：wkr0410291@163.com。