不同LED光質對鐵皮石斛生長及多糖含量的影響

楊維杰，梁 君，楊林林

(1.寧波德健生物科技有限公司，浙江寧波 315000;2.寧波華廈現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究所，浙江寧波 315000)

鐵皮石斛 (Dendrobium officinale)又名黑節(jié)草，為蘭科石斛屬植物，是中藥石斛中的名貴珍惜品種，具有很高的藥用價值。其對生長環(huán)境要求相對苛刻，生長緩慢，自然繁殖率低，市場需求量大［1］。近年來，已有很多企業(yè)及學者對鐵皮石斛進行了大量的生產(chǎn)和研究。而隨著鐵皮石斛市場的穩(wěn)步發(fā)展，很多企業(yè)及學者開始關注鐵皮石斛的品質。

新型半導體光源具有波長具體、光譜性能好、光效高、系統(tǒng)發(fā)熱少、質量和體積較小、壽命較長、占用空間小等諸多傳統(tǒng)電光源技術無可比擬的優(yōu)勢，因而受到人們的青睞，十分適用于可控設施環(huán)境中的植物栽培［2］。已有研究表明，紅藍光比例為1∶1時有利于鐵皮石斛試管苗的生長、葉綠素合成以及干物質和糖的積累［2］。在鐵皮石斛栽培中可用LED光源代替自然光，對鐵皮石斛植株株高和莖粗生長影響顯著［3］。光質選擇和品種選育是提高鐵皮石斛苗木質量和改良藥材品質的有效途徑［4］。而有關光質對鐵皮石斛移栽苗生長和多糖含量的影響尚未見報道。本試驗研究了不同光質對鐵皮石斛組培苗和移栽苗生長及多糖含量的影響，以期為高品質鐵皮石斛產(chǎn)品商品化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

鐵皮石斛果莢于2012年11月采摘自溫州雁蕩山農(nóng)戶種植基地，不同階段組培苗及移栽苗由寧波德健生物科技有限公司生產(chǎn)。不同光質T8單管植物燈采購于深圳綠熒光電有限公司，包括紅光(R)、藍光 (B)、紅/藍 1∶1(RB)、紅/藍 2∶1(2RB)、紅/藍4∶1(4RB)5種不同光質，普通白光 (W)T5日光燈采購于濟南市中天組培園藝用品有限公司。

1.2 處理設計

將鐵皮石斛果莢經(jīng)無菌消毒后在超凈工作臺上播種于萌發(fā)培養(yǎng)基:MS+NAA 0.5 mg·L-1+6-BA 0.1 mg·L-1+香蕉8%+蔗糖30 g·L-1+瓊脂5.5 g·L-1。暗培養(yǎng)1周后放置在不同光質下培養(yǎng)。鐵皮石斛種子萌發(fā)至飽滿狀態(tài)并有1～2片子葉時轉接到分化培養(yǎng)基:MS+NAA 0.2 mg·L-1+香蕉8%+蔗糖30 g·L-1+瓊脂5.5 g·L-1，每瓶接種30粒，放置于不同光質下培養(yǎng)。將生長至1.5～2 cm的鐵皮石斛分化苗轉接于生根培養(yǎng)基:1/2MS+IBA 0.3 mg·L-1+花寶1.5 g·L-1+香蕉12%+活性炭0.5 g·L-1+蔗糖30 g·L-1+瓊脂5.5 g·L-1，每瓶接種10棵苗，放置于不同光質下培養(yǎng)。各個階段培養(yǎng)條件為光照強度2 000 lx，光照時間14 h·d-1，培養(yǎng)溫度23～25℃。

鐵皮石斛組培苗在4-5月進行種植，經(jīng)過煉苗、馴化，移栽2年后可以采收，選取次年10月已經(jīng)種植18個月且生長狀態(tài)相近的大苗重新移栽到苗床上，每叢3棵苗，株行間距15 cm，水肥統(tǒng)一管理。第3年開春后，日落后進行每天2 h補光。周期為3個月，白光同樣作為試驗組進行處理，以不進行補光作為對照組 (CK)。

1.3 檢測與統(tǒng)計

鐵皮石斛組培過程中，各階段每個處理隨機抽取10瓶進行統(tǒng)計。播種萌發(fā)階段統(tǒng)計種子萌發(fā)時間、萌發(fā)率、飽和度、培養(yǎng)周期。分化階段統(tǒng)計幼苗長勢、幼苗高度、萌蘗數(shù)量。生根階段統(tǒng)計組培苗高度、莖粗及多糖含量。

鐵皮石斛移栽苗不同光質補光處理3個月后，各個處理隨機抽取10叢苗統(tǒng)計每叢苗的數(shù)量、苗高、莖粗及多糖含量。通過直尺測定苗高、根長，游標卡尺測定莖粗。參照文獻 ［5-7］方法測定多糖含量。

2 結果與分析

2.1 不同光質對鐵皮石斛組培苗階段的影響

由表1可知，單色光質與復色光質之間存在顯著差異。R，B處理的種子萌發(fā)時間、萌發(fā)率、萌發(fā)飽滿度都較差于復色光，培養(yǎng)周期較長。其中RB處理下，培養(yǎng)周期最短，相較于對照 (W)可縮短培養(yǎng)時間7 d左右。其他紅藍配比處理的培養(yǎng)時間相較于對照也縮短5 d左右。研究表明，R，B單色光質不利于鐵皮石斛種子的萌發(fā)，配比復色光質可有效縮短播種階段的培養(yǎng)周期。

表1 不同光質對鐵皮石斛組培苗種子萌發(fā)階段的影響

由表2可知，不同光質對組培苗分化階段影響較小，總體生長長勢處于同一水平。苗高變幅為1.5～1.9 cm，B處理最矮，R處理最高，相較于對照苗高差距僅為±0.2 cm。萌蘗數(shù)量對照 (W)最高，R，B單色光質處理最低，說明單色光質在鐵皮石斛組培苗分化階段不利于其生長。實際產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過程中，仍可使用普通T5日光燈 (W)進行組培苗的分化培養(yǎng)。

由表3可知，供試的6個處理間組培苗生長性狀存在顯著差異。苗高與莖粗分別為R，B處理達到最高與最低，R對莖的長高有促進作用，B則對莖的長高有抑制作用，但有利于莖的橫向加粗，這與高亭亭等［4］的研究結果相一致。復色配比光質同對照 (W)相較差異較小。多糖含量4RB處理下最高，為3.04%，相對于對照多糖含量1.52%提高2倍左右，其他不同光質配比處理同對照之間也存在顯著差異，說明紅藍配比光質有利于鐵皮石斛組培苗多糖含量的積累。

表2 不同光質對組培苗分化階段的影響

表3 不同光質對鐵皮石斛組培苗生根階段的影響

2.2 不同光質對鐵皮石斛移栽苗階段的影響

由表4可知，不同光質在對移栽苗進行補光處理3個月之后，生長勢與對照間差異不明顯，可能是在鐵皮石斛苗生長過程中，其他因素如溫度、濕度、水肥管理、光照強度等的作用大于光質對石斛苗生長的影響。每叢苗萌蘗數(shù)量相近，平均每叢苗6.7條。不同光質處理間苗高變化規(guī)律為:R＞CK＞4RB≥2RB＞W(wǎng)＞RB＞B，莖粗變化規(guī)律為:B＞2RB＞RB≥CK＞W(wǎng)＞4RB＞R，變幅不大，但仍能看出紅光有利于苗的長高，藍光有利于苗的橫向加粗，這與組培階段的試驗結果相一致。在多糖含量方面，不同光質對移栽苗影響的試驗結果基本同組培階段相一致，但變幅差異較組培階段要小很多，在4RB處理下，多糖含量最高，達到6.32%，相比對照要高出0.44%，含量提高6.96%。

3 小結與討論

不同光質可以顯著影響鐵皮石斛組培苗的苗高、莖粗、多糖含量等生理生化性狀。在組培播種階段，不同紅藍配比復合光質可有效縮短培養(yǎng)周期，從而減少電能消耗，降低產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)成本。在分化階段，仍可用普通日光燈進行培養(yǎng)，畢竟LED燈光在造價成本上要比普通傳統(tǒng)光源高出很多，會加大產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的投入成本。生根階段，不同光質對苗的影響作用比較顯著，各個處理間變幅較大，且多糖含量相較對照提高2倍以上。而在移栽苗階段，苗的生長受到外界其他影響因素的作用，不同光質的影響作用相比組培階段要小。但在多糖含量的積累方面，不同紅藍配比光質明顯起到促進作用。

表4 不同光質對鐵皮石斛移栽苗的影響

綜上，不同光質配比對鐵皮石斛組培苗及移栽苗的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)品質有一定的提高作用，本試驗僅以生長狀態(tài)和石斛多糖含量作為品質高低標準存在一定的片面性，不同光質對鐵皮石斛組培苗及移栽苗的葉綠素含量、蛋白質含量、甘露糖含量等指標是否存在影響還有待進一步研究試驗。

［1］ 莫昭展，貝學軍，覃貴畢，等.鐵皮石斛叢生芽增殖研究［J］.西北林學院學報，2008，23(6):104-107.

［2］ 尚文倩，王政，侯甲男，等.不同紅藍光質比LED光源對鐵皮石斛試管苗生長的影響［J］.西北農(nóng)林科技大學學報:自然科學版，2013，41(5):155-159.

［3］ 尹翠翠，卜崇興，張艷苓，等.LED輻射的不同光質對鐵皮石斛生長的影響［J］.現(xiàn)代農(nóng)藝，2013(10):5-6.

［4］ 高亭亭，斯金平，朱玉球，等.光質與種質對鐵皮石斛種苗生長和有效成分的影響［J］.中國中藥雜志，2012，37(2):198-201.

［5］ 中國藥典1部 ［S］.2010:266.

［6］ 張冬青，廖俊杰.鐵皮石斛試管培養(yǎng)物多糖含量測定［J］. 中藥材，2005，28(6):450-451.

［7］ 王學奎.植物生理生化實驗原理和技術 ［M］.北京:高等教育出版社，2006.