不同光質(zhì)對白魔芋生長及產(chǎn)量的影響

李南林，牛義，蔣學(xué)寬，劉海利，張盛林

（西南大學(xué)園藝園林學(xué)院，重慶，400716）

白魔芋（Amorphophallus albusP.Y.Liu et J.F.Chen）是我國特有的天南星科（Araceae）魔芋屬（Amorphophallus）植物，廣泛種植于我國云南、貴州[1]、四川。白魔芋作為我國魔芋主栽品種之一，在魔芋屬中葡甘聚糖（KGM）含量最高，但是相比于花魔芋等主栽品種，其產(chǎn)量卻較低[2]。因而，如何提高白魔芋的產(chǎn)量是研究人員關(guān)注的重要課題。光質(zhì)是不同波長的光譜，由最大輻射能量的波長和光輻射的波長范圍所決定。光質(zhì)既可以通過光受體的調(diào)節(jié)，將光信號從葉傳到根系，并對整個植株的生長發(fā)育進(jìn)行調(diào)控[3]，也可以通過影響植物內(nèi)源激素水平來實現(xiàn)對根、莖、葉的生長調(diào)節(jié)[4]。不同光質(zhì)對同種植物同時期生長的影響存在顯著差異[5]。近年來，不同光質(zhì)對薯芋作物生長及增產(chǎn)的研究報道頗多，但關(guān)于光質(zhì)對白魔芋生長及產(chǎn)量的影響卻鮮有報道。為此，本試驗通過透光率相近的白色、紅色、綠色、藍(lán)色、紫色薄膜覆蓋大棚，創(chuàng)造不同光質(zhì)環(huán)境進(jìn)行白魔芋栽培，研究不同光質(zhì)下白魔芋生長及產(chǎn)量差異，為設(shè)施栽培白魔芋提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

種芋材料：10 g左右的白魔芋種芋球莖若干（由西南大學(xué)石柱魔芋基地提供）。

薄膜材料：厚度為0.08 mm，透光率為85%～90%，顏色為白色、紅色、綠色、藍(lán)色、紫色（由濟南永發(fā)塑料廠提供）。

1.2 試驗時間與地點

2014年4～10月于西南大學(xué)石柱縣魔芋示范實踐基地鋼架結(jié)構(gòu)大棚內(nèi)進(jìn)行，試驗地海拔900 m，肥力中等。

1.3 試驗處理

以透光率相近的白色膜、紅色膜、綠色膜、藍(lán)色膜、紫色膜覆蓋大棚，進(jìn)行白魔芋栽培，為試驗組，以無薄膜覆蓋栽培為對照（CK）。采用隨機區(qū)組排列，3次重復(fù)。小區(qū)面積7 m2，播種量100 kg/667 m2，即每小區(qū)播種100個白魔芋種芋；復(fù)合肥50 kg/667 m2，有機肥600 kg/667 m2作為基肥；壟作栽培，株行距為20 cm×25 cm，按照常規(guī)進(jìn)行管理。播種時間為4月20日。

1.4 測試指標(biāo)

從魔芋播種開始，每15 d左右分別測定各個小區(qū)的出苗數(shù)，直至苗齊；播種后20 d開始取樣，各處理選擇代表性植株5株，每20 d取樣一次，每次按如下方法進(jìn)行指標(biāo)測定：葉柄長度、葉柄粗度參照NY/T 2500-2013測定[6]；壯苗指數(shù)參照張超等[7]方法測定；葉綠素含量參照李合生[8]方法測定；收獲后測定魔芋產(chǎn)量和KGM含量，其中KGM含量參照王照利等[9]方法測定。

表1 不同光質(zhì)下白魔芋出苗情況

1.5 數(shù)據(jù)分析

用Excel、SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)處理對出苗情況的影響

從表1可以看出，在5月21日前后，試驗大棚內(nèi)的白魔芋開始破土出苗，而對照在6月4日前后才開始破土出苗，因而覆膜處理較對照提早15 d左右出苗。不過各處理間出苗率無顯著性差異。

2.2 不同光質(zhì)處理對農(nóng)藝性狀的影響

由表2可知，白魔芋播種后20～60 d，葉柄長度隨處理時間延長而快速增加；播種后60～100 d，葉柄長度隨處理時間的延長增長緩慢，并趨于穩(wěn)定。白膜處理、紅膜處理、綠膜處理、藍(lán)膜處理、紫膜處理各個處理間，除播種后60 d外，紅膜處理葉柄長度同期相比最大；藍(lán)膜處理各個時期葉柄長度同期相比最小。在播種后40～100 d，紅膜處理和藍(lán)膜處理間，葉柄長度的生長變化存在顯著性差異；除播種后60 d外，其他處理均與對照存在顯著性差異。在播種后100 d時，紅膜處理的葉柄長度最大，為28.4 cm，較CK高16.67%，藍(lán)膜處理的葉柄長度最小，為21.6 cm，較對照低12.19%。以上試驗結(jié)果說明，紅膜處理在一定程度上促進(jìn)葉柄長度增加，藍(lán)膜處理抑制葉柄長度增加。

由表3可知，葉柄粗度在播種后20～80 d，隨處理時間的延長而快速增加；在播種后80～100 d，隨處理時間的延長逐漸趨于穩(wěn)定。白膜處理、紅膜處理、綠膜處理、藍(lán)膜處理、紫膜處理各個處理間，紅膜處理葉柄粗度同期相比最大；播種80 d以后，藍(lán)膜處理葉柄粗度同期相比最小。在播種后40～100 d，紅膜處理和藍(lán)膜處理間，葉柄粗度的生長變化存在顯著性差異，除播種后60 d外，均與對照存在顯著性差異。在100 d時，紅膜處理葉柄粗度最大，為1.56 cm，較對照高19.14%；藍(lán)膜處理葉柄粗度最小，為1.16 cm，較對照低10.87%。綜上所述，紅膜處理在一定程度上促進(jìn)葉柄粗度增加，而藍(lán)膜處理對葉柄粗度的增加有抑制作用。

表2 不同光質(zhì)下白魔芋葉柄長度動態(tài)變化

表3 不同光質(zhì)下白魔芋葉柄粗度動態(tài)變化

表4 不同光質(zhì)下白魔芋壯苗指數(shù)動態(tài)變化

由表4可知，播種后60～100 d，紅膜處理下各個時期的壯苗指數(shù)同期相比最大，且顯著大于同期對照。在100 d時，紅膜處理壯苗指數(shù)最大，為43.43，顯著大于其他處理；而藍(lán)膜處理的壯苗指數(shù)最小，為27.36；白膜處理下壯苗指數(shù)顯著大于紫膜、綠膜、藍(lán)膜以及對照；紫膜處理與綠膜處理壯苗指數(shù)間無顯著性差異，但均大于對照與藍(lán)膜處理；藍(lán)膜處理與對照壯苗指數(shù)差異不顯著。以上結(jié)果說明，紅膜處理下白魔芋生長勢最好，苗質(zhì)量最好。

2.3 不同光質(zhì)處理對葉片葉綠素含量的影響

從圖1可知，各處理葉片中葉綠素含量隨葉齡增長，先逐漸增加；播種100 d后，各處理葉片中葉綠素含量趨于穩(wěn)定；播種140 d后，各處理葉片中葉綠素含量呈現(xiàn)出下降趨勢。這與白魔芋從幼齡苗到成熟苗的生長發(fā)育過程，及葉片衰老過程基本一致[1]。本試驗不同處理各個時間段的葉綠素含量均明顯高于對照。在播種后100 d時，葉片中葉綠素含量趨于穩(wěn)定，且由高到低依次為藍(lán)膜、紫膜、紅膜、綠膜、白膜；其中藍(lán)膜處理下葉綠素含量為8.34 mg/g（干樣質(zhì)量），比對照高32.17%，其他顏色的膜處理組依次分別比對照高29.31%、25.51%、19.33%、13.79%。

2.4 不同光質(zhì)處理對球莖KGM含量的影響

KGM是魔芋的主要貯藏物質(zhì)，也是魔芋產(chǎn)量形成的主要成分，KGM含量的多少可反映魔芋品質(zhì)的優(yōu)劣，由圖2可知，各覆膜處理中，紅膜處理球莖KGM含量最高，其次為藍(lán)膜、白膜、紫膜、綠膜，分別比對照高 18.24%、13.18%、7.66%、-8.96%、-12.72%。

圖1 不同光質(zhì)對白魔芋葉綠素含量的影響

圖2 不同光質(zhì)對白魔芋KGM含量的影響

2.5 不同光質(zhì)處理對產(chǎn)量的影響

由表5可知，覆膜處理下的白魔芋產(chǎn)量顯著高于對照，并且紅膜、紫膜、綠膜、藍(lán)膜下白魔芋產(chǎn)量顯著大于白膜處理，其中紅膜處理產(chǎn)量最高，為2517.13 kg/667 m2，較對照提高28.86%，較白膜提高7.82%。

表5 不同光質(zhì)對白魔芋產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

光質(zhì)通過光受體的調(diào)節(jié)，將光信號從葉傳到根系，并對整個植株的生長發(fā)育進(jìn)行調(diào)控。本試驗通過不同顏色的薄膜創(chuàng)造不同復(fù)合光質(zhì)，而不同光質(zhì)下白魔芋的生長具有顯著差異，藍(lán)膜處理抑制白魔芋葉柄長度和粗度的增長，而紅膜處理促進(jìn)葉柄長度和粗度的增長，這與杜建芳等[10]的試驗結(jié)果紅光促進(jìn)油菜幼苗的生長是一致的。作物不同，光質(zhì)影響的結(jié)果也不一致，例如余讓才等[11]的研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光抑制水稻幼苗伸長，而田發(fā)明等[12]研究表明，藍(lán)光促進(jìn)甜椒幼苗伸長。有人認(rèn)為這是因為紅光促進(jìn)細(xì)胞的伸長，而藍(lán)光具有相反的效果，還有人認(rèn)為植物的伸長并不僅僅是因為紅光的作用，還與藍(lán)光的缺乏有關(guān)[13]。紅膜處理下白魔芋壯苗指數(shù)最高，為43.43，顯著大于其他處理，藍(lán)膜處理壯苗指數(shù)最小，這與不同顏色塑料薄膜的透射光譜比率有關(guān)，例如史宏志等[14]研究發(fā)現(xiàn)，在復(fù)合光中增加紅光比例對煙草葉面積的增加有一定的促進(jìn)作用，但葉片的葉重降低，葉片變薄，造成地上部質(zhì)量降低，地下部質(zhì)量增加，最終影響其壯苗指數(shù)。

光質(zhì)對植物葉片葉綠素含量的影響也因植物種類不同而異。增加藍(lán)光比率可使煙草葉綠素含量增加，而增加紅光比率可降低其葉綠素含量[14]；生姜葉片葉綠素含量以藍(lán)膜及綠膜處理較高，均高于白膜[15]；藍(lán)光處理下鐵皮石斛葉片葉綠素含量最高[16]。本試驗結(jié)果表明，藍(lán)膜處理白魔芋葉片葉綠素含量最高，紫膜、紅膜、綠膜、白膜、CK依次降低。

KGM含量決定魔芋的內(nèi)在品質(zhì)，本試驗結(jié)果表明，紅膜和藍(lán)膜處理促進(jìn)白魔芋KGM的積累，這與前人研究結(jié)果紅光促進(jìn)豌豆可溶性糖的積累[17]，以及藍(lán)光有利于布朗葡萄藻多糖的積累[18]相一致。但是光質(zhì)對不同植物體內(nèi)可溶性糖含量的影響是有差異的，例如紅光和藍(lán)光抑制庫拉索蘆薈可溶性糖的積累[19]。覆膜處理白魔芋產(chǎn)量的影響顯著大于對照，并且紅膜處理白魔芋產(chǎn)量較對照提高28.86%，較白膜提高7.82%。

此外，本試驗還發(fā)現(xiàn)，所有覆膜處理出苗時間均比對照提早15 d左右，這與夏海乾等[20]的試驗結(jié)果覆膜處理下通過光溫效應(yīng)植物能早生快發(fā)是一致的。綜上所述，白魔芋采用紅膜覆蓋栽培，能保證其提早出苗且壯苗指數(shù)高，還能提高KGM含量和增加產(chǎn)量。

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