不同LED光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗生長(zhǎng)、生理特性和氣孔特征的影響

李慧敏，陸曉民，趙詩(shī)浩

(安徽科技學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 鳳陽(yáng) 233100)

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不同LED光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗生長(zhǎng)、生理特性和氣孔特征的影響

李慧敏，陸曉民，趙詩(shī)浩

(安徽科技學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 鳳陽(yáng) 233100)

秋葵是一種重要的藥食兼用作物，為篩選適合秋葵工廠化育苗的人工光源，以秋葵品種卡里巴為試材，采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的盆栽試驗(yàn)，將穴盤(pán)育苗后長(zhǎng)至子葉展平時(shí)的秋葵幼苗轉(zhuǎn)入熒光燈(FL，對(duì)照)、藍(lán)光(B)、藍(lán)紅組合1∶2(BR1∶2)、紅光(R)和黃光(Y)下進(jìn)行照射，考察不同光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)、根系活力、光合色素含量、光合產(chǎn)物和氣孔特征等的影響。結(jié)果表明，(1)秋葵幼苗的鮮樣質(zhì)量、干樣質(zhì)量、根長(zhǎng)和莖粗以BR1∶2處理最大，株高和葉面積以R處理最大；(2)BR1∶2處理幼苗根系活力最高，其次為B處理；(3)幼苗葉片葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量在各光質(zhì)處理下變化趨勢(shì)基本一致，即BR1∶2處理最大，其次是B處理，R處理下最??；(4)BR1∶2處理幼苗葉片的可溶性糖和蔗糖的含量最高，R處理幼苗葉片的淀粉含量最高；(5)秋葵葉片上、下表皮的氣孔面積均以BR1∶2處理最大，其次為B處理，Y處理最?。蝗~片上、下表皮的氣孔頻度在BR1∶2處理下最大，其次為R處理，F(xiàn)L處理較小。可見(jiàn)，BR1∶2能顯著提高秋葵幼苗根系活力、葉片光合色素、光合產(chǎn)物的含量和氣孔發(fā)育，有效促使幼苗快速、健壯生長(zhǎng)，可采用BR1∶2作為秋葵育苗的人工光源。

光質(zhì)；秋葵；生長(zhǎng)；生理特性；氣孔特征

秋葵(AbelmoschusesculentusL.)又名黃秋葵、羊角豆、毛茄，民間也稱(chēng)洋辣椒，為錦葵科秋葵屬一年生草本植物，以采食嫩果為主，分綠色和紅色2種，口感脆嫩多汁，滑潤(rùn)不膩，香味獨(dú)特，種子可榨油，性喜溫暖和強(qiáng)光，耐熱，耐旱，對(duì)土壤適應(yīng)性較廣[1-2]。目前，我國(guó)秋葵的栽培方式主要為露地栽培和設(shè)施栽培，在長(zhǎng)三角及其以北的地區(qū)，由于氣候、光照等因素的限制，秋葵較多采用設(shè)施栽培模式[3]。工廠化基質(zhì)育苗具有省工、節(jié)本、輕簡(jiǎn)和高效的優(yōu)勢(shì)，因而較多地應(yīng)用在設(shè)施栽培育苗中。工廠化育苗光照條件主要依賴(lài)于人工光源，較常使用的人工光源為熒光燈、高低壓鈉燈和金屬鹵化物燈等，但是這些光源具有高耗能和低效率的缺點(diǎn)，并且還含有不利于植物生長(zhǎng)的波長(zhǎng)[4]。

新型半導(dǎo)體光源發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)因其純光質(zhì)、高光效、光質(zhì)光量可調(diào)和節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢(shì)[5]，適用于可控環(huán)境中的植物培養(yǎng)或栽培，如工廠化育苗、設(shè)施園藝、植物組織培養(yǎng)和航天生態(tài)生保系統(tǒng)等方面[6-7]。近年來(lái)，應(yīng)用LED進(jìn)行光源環(huán)境調(diào)控植物生長(zhǎng)的研究逐漸引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。植物對(duì)不同的光質(zhì)產(chǎn)生了多樣的生物學(xué)效應(yīng)，例如，紅色LED在植物光合器官發(fā)育中發(fā)揮重要作用[8]，藍(lán)色LED在葉綠素形成、葉綠體發(fā)育和氣孔發(fā)育等方面具有重要作用[9]，藍(lán)紅復(fù)合LED則有利于幼苗的生長(zhǎng)、發(fā)育和光合作用[10-22]。設(shè)施育苗中應(yīng)用光環(huán)境調(diào)控技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)能環(huán)保的新方法，在工廠化育苗中具有重要意義和廣泛前景。已有國(guó)內(nèi)外的學(xué)者展開(kāi)了相關(guān)設(shè)施環(huán)境中LED調(diào)控的應(yīng)用研究，其結(jié)果已證實(shí)光對(duì)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育表現(xiàn)出了顯著效應(yīng)[4-22]，但是不同植物物種或品種對(duì)光的反應(yīng)有明顯差異。為了篩選適合秋葵育苗的人工光源，有必要利用LED進(jìn)行設(shè)施光源調(diào)控技術(shù)方面的研究。本試驗(yàn)以熒光燈(FL)為對(duì)照，采用藍(lán)光LED(B)、藍(lán)紅復(fù)合(BR1∶2)LED、紅光LED(R)和黃光LED(Y)，研究了不同LED光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗生長(zhǎng)、生理特性和氣孔特征的影響，篩選適合秋葵幼苗生長(zhǎng)的光源與相關(guān)技術(shù)，為秋葵工廠化育苗中光源的選擇提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

挑選大小一致的秋葵品種卡里巴種子(購(gòu)于合肥合豐種業(yè)有限公司)，播入基質(zhì)為V(蛭石)∶V(草炭)∶V(珍珠巖)=1.5∶1.5∶1.0的穴盤(pán)中，待7～10 d子葉展平后，移栽至基質(zhì)為V(蛭石)∶V(草炭)∶V(珍珠巖)=1.5∶1.5∶1.0的營(yíng)養(yǎng)缽中。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，根據(jù)保持光強(qiáng)相同的原則，將子葉展平后的秋葵幼苗，隨機(jī)放置在藍(lán)光(B)LED、藍(lán)紅復(fù)合(B∶R=1∶2，BR1∶2)LED、紅光(R)LED和黃光(光馳科技有限公司，中國(guó)上海)和熒光燈(FL，T5-28W，飛利浦照明工業(yè)有限公司，中國(guó)揚(yáng)州)下照射，以熒光燈為對(duì)照，并采用光譜光度計(jì)(OPT-2000，上海雙旭電子有限公司，中國(guó)上海)測(cè)定各個(gè)光質(zhì)的光譜能量分布(圖1)，光強(qiáng)設(shè)置為110 μmol· m-2·s-1，光周期為12 h·d-1，處理30 d，保持幼苗與各個(gè)光質(zhì)光源的距離為10～15 cm，澆灌Hoagland’s營(yíng)養(yǎng)液，進(jìn)行常規(guī)管理，環(huán)境溫度保持24～26 ℃(日夜)，相對(duì)濕度為55%～60%，試驗(yàn)重復(fù)3次，每個(gè)處理60株，每次300株。

FL：熒光燈；B：藍(lán)光LED；R：紅光LED；Y：黃光LED。圖1 不同光質(zhì)下的光譜能量分布參數(shù)Fig.1 The light energy distribution of different lights

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

幼苗光處理35 d后，從每處理取15株，每小區(qū)隨機(jī)取5株，進(jìn)行生長(zhǎng)分析。先記錄株高、根長(zhǎng)和莖粗。同時(shí)，采用LI-3000葉面積儀(LI-COR，USA)測(cè)定葉面積。最后，測(cè)定鮮樣質(zhì)量，并在烘干后測(cè)定干樣質(zhì)量。

1.3.2 生理指標(biāo)測(cè)定

在幼苗經(jīng)光處理35 d后，從每處理取15株，每小區(qū)隨機(jī)取5株，進(jìn)行生理指標(biāo)分析。其中，采用氯化三苯基四氮唑(TTC)還原法進(jìn)行測(cè)定根系活力；采用80%丙酮提取法測(cè)定光合色素含量；用蒽酮法測(cè)定可溶性糖和淀粉含量；采用間苯二酚法測(cè)定蔗糖含量[23]。

1.3.3 氣孔特征觀測(cè)

采用印跡法觀察氣孔。于上午9∶00—10∶00選取健康、完整的秋葵主莖功能葉(倒2葉)，先用脫脂棉蘸水輕輕擦拭葉片上、下表皮去掉灰塵。然后在上、下表皮中部靠近主脈兩側(cè)1 cm處快速涂一層薄薄的透明指甲油，待風(fēng)干結(jié)成膜后，用貼有兩面黏性透明膠帶的載玻片壓在葉片上。然后輕輕剝下葉片，使指甲油印膜粘在透明膠帶上，用中性樹(shù)膠封片，制成臨時(shí)片，用OLYMPUS-DP71顯微攝影系統(tǒng)拍照與測(cè)量。氣孔面積是由測(cè)量的氣孔長(zhǎng)軸和短軸的長(zhǎng)度計(jì)算所得，氣孔頻度是由單位面積內(nèi)的氣孔數(shù)目來(lái)表示[24]。

1.4 數(shù)據(jù)整理與分析

采用Excel 2003和SPASS 16.0系統(tǒng)進(jìn)行單因素方差分析和顯著性差異檢測(cè)(Tukey法，P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗生長(zhǎng)的影響

由表1可知，與對(duì)照(FL)相比，藍(lán)光(B)、藍(lán)紅復(fù)合光(BR1∶2)、紅光(R)和黃光(Y)處理秋葵幼苗的鮮樣質(zhì)量、干樣質(zhì)量、莖粗和根長(zhǎng)有不同程度增加，并均以BR1∶2處理最高，其增幅分別為73.75%，40.54%，38.32%和30.93%，且差異均達(dá)到顯著水平(P<0.05)；R處理下的株高和葉面積最高，分別比對(duì)照顯著增加35.7%和48.41%，BR1∶2處理僅次于R處理，各指標(biāo)值分別比對(duì)照顯著增加32.67%和34.53%；B處理的鮮樣質(zhì)量、干樣質(zhì)量、株高、莖粗、根長(zhǎng)和葉面積分別比對(duì)照顯著增加49.56%，75.68%，12.59%，26.95%，17.83%和10.97%，但顯著低于BR1∶2處理，鮮樣質(zhì)量與R處理無(wú)顯著差別；Y處理的鮮樣質(zhì)量、干樣質(zhì)量、株高和葉面積分別比對(duì)照顯著增加29.79%，29.73%，17.19%和31.83%，莖粗和根長(zhǎng)與對(duì)照無(wú)顯著差別，但顯著低于BR1∶2處理，其干樣質(zhì)量與R處理相近，葉面積與BR1∶2處理無(wú)顯著差異?？梢?jiàn)，與對(duì)照相比，B，BR1∶2，R和Y處理均能不同程度促進(jìn)秋葵幼苗的生長(zhǎng)，尤其以BR1∶2表現(xiàn)更為突出。

表1 不同光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗生長(zhǎng)的影響

Table 1 Effects of different light qualities on growth of okra seedling

光處理鮮樣質(zhì)量/g干樣質(zhì)量/g株高/cm莖粗/cm根長(zhǎng)/cm葉面積/cm2FL3.39±0.16d0.37±0.01d13.50±0.32d1.67±0.05d8.86±0.33d38.11±1.27dB5.07±0.24b0.65±0.02b15.20±0.30c2.12±0.04b10.44±0.21b42.29±1.45cBR1∶25.89±0.21a0.73±0.03a17.91±0.18b2.31±0.06a11.06±0.18a51.27±1.24bR4.87±0.18b0.52±0.03c18.32±0.21a1.92±0.08c9.94±0.23c56.56±2.03aY4.40±0.15c0.48±0.03c15.82±0.35c1.72±0.08d9.45±0.21d50.24±1.31b

注：FL：熒光燈；B：藍(lán)光；BR1∶2：藍(lán)紅復(fù)合光；R：紅光；Y：黃光；同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同小寫(xiě)字母表示處理間(n= 3)在0.05水平存在差異。

2.2 不同光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗根系活力的影響

藍(lán)光(B)、藍(lán)紅復(fù)合光(BR1∶2)、紅光(R)和黃光(Y)處理秋葵幼苗的根系活力都顯著高于對(duì)照(FL)(圖2)，BR1∶2處理幼苗的根系活力最大，其次為B處理，BR1∶2，B，R和Y處理分別比對(duì)照高61.97%，43.51%，16.31%和11.87%(P<0.05)，其中，BR1∶2和B處理顯著高于R和Y處理，R和Y處理之間無(wú)顯著差異。可見(jiàn)，B、BR1∶2、R和Y處理均顯著提高了秋葵幼苗的根系活力，并以BR1∶2處理效果最佳。

2.3 不同光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗葉片葉綠素含量的影響

秋葵葉片中葉綠素a、葉綠素b和葉綠素總量在各光質(zhì)處理間含量趨勢(shì)一致(圖3)，即BR1∶2

FL：熒光燈；B：藍(lán)光；BR1∶2：藍(lán)紅復(fù)合光；R：紅光；Y：黃光；不同柱子無(wú)相同小寫(xiě)字母表示差異顯著(P<0.05)；圖3、圖4同。圖2 不同光質(zhì)下秋葵幼苗根系活力的變化Fig.2 The root activity of okra seedling under different light qualities

圖3 不同光質(zhì)下秋葵幼苗光合色素含量的變化Fig.3 The photosynthetic pigment content of okra seedling under different light qualities

處理下均最大，其次為B處理，然后為Y處理和對(duì)照，R處理下最小，各處理間差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)；類(lèi)胡蘿卜素的含量在BR1∶2處理和B處理下均最大，二者無(wú)顯著差異，其次為Y處理和對(duì)照，R處理下最小?？梢?jiàn)，BR1∶2及B處理顯著提高了秋葵幼苗葉片光合色素含量，為提高其光合速率奠定了基礎(chǔ)，但是R處理卻降低了光合色素的含量。

2.4 不同光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗光合產(chǎn)物的影響

秋葵葉片中蔗糖和可溶性糖在各光質(zhì)處理間表現(xiàn)趨勢(shì)一致(圖4)，即BR1∶2處理下均最大，其次為R處理，然后為B和Y處理，對(duì)照最小，各處理間差異均達(dá)顯著水平(P<0.05)；葉片中淀粉含量以R處理最高，其次為BR1∶2，B和Y，F(xiàn)L處理最小，各處理間差異均達(dá)顯著水平?？梢?jiàn)，BR1∶2及R處理顯著提高了秋葵幼苗葉片光合產(chǎn)物的含量。

2.5 不同光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗葉片氣孔特征的影響

不同光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗葉片氣孔特征具有顯著影響(表2，圖5)。秋葵葉片上、下表皮的氣孔面積均以BR1∶2處理最大，其次為B處理，然后為R處理，Y處理最小，其中BR1∶2和B處理顯著高于對(duì)照，其中各處理的上、下表皮之間的氣孔面積無(wú)顯著差別；葉片上、下表皮的氣孔頻度在BR1∶2處理下最大，其次為R處理，對(duì)照較?。黄渲懈魈幚淼南卤砥饪最l度約為上表皮的3倍?？梢?jiàn)，BR1∶2促進(jìn)了秋葵幼苗葉片氣孔的開(kāi)放。

圖4 不同光質(zhì)下秋葵幼苗葉片光合產(chǎn)物的含量Fig.4 Contents of photosynthetic products in leaves of okra seedlings under different light qualities

表2 不同光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗氣孔特征的影響

Table 2 Effects of different light qualities on stomatal characteristic of okra seedling

光處理氣孔面積/μm2上表皮下表皮氣孔頻度/mm-2上表皮下表皮FL6.12±0.16e7.14±0.06c335.16±16.45e915.13±25.12dB9.05±0.12b9.68±0.06b416.21±20.12c1067.45±29.14bBR1∶29.24±0.15a9.95±0.14a478.15±19.42a1154.00±28.61aR7.93±0.18c8.33±0.11c421.32±18.12b1049.40±30.51bY6.45±0.21d6.95±0.05d378.13±21.24d981.70±22.41c

FL， 熒光燈；B， 藍(lán)光；BR， 藍(lán)紅復(fù)合光；R， 紅光；Y， 黃光；U， 上表皮；D， 下表皮；Ep， 表皮；Sto， 氣孔。標(biāo)尺， 1 μm。圖5 不同光質(zhì)對(duì)秋葵幼苗氣孔特征的影響(100×)Fig.5 Effects of different light qualities on stomatal characteristic of okra seedling (100×)

3 討論

3.1 光質(zhì)與植物生長(zhǎng)的關(guān)系

本研究比較了熒光燈、藍(lán)光LED、藍(lán)紅組合LED、紅光LED和黃光LED對(duì)秋葵品種卡里巴幼苗生長(zhǎng)、生理特性和氣孔特征的影響。發(fā)現(xiàn)秋葵幼苗在BR1∶2處理下生長(zhǎng)健壯，各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)優(yōu)于對(duì)照和其他處理。不同波長(zhǎng)的光通過(guò)與其相關(guān)的色素受體作用來(lái)影響植物體內(nèi)的激素平衡，植物主要是通過(guò)不同的光受體接收和傳導(dǎo)信號(hào)來(lái)完成對(duì)光的應(yīng)答反應(yīng)，進(jìn)而引發(fā)植物的生理生態(tài)變化[25]，但是不同植物所需的最適波長(zhǎng)是有差異的。前人的一些研究發(fā)現(xiàn)，辣椒在B∶R=1∶5，生菜在B∶R=1∶1，B∶R=1∶2和1∶4處理下，甘藍(lán)型油菜和不結(jié)球白菜在B∶R=1∶8，水稻在B∶R=4∶7和7∶4處理下植株生長(zhǎng)快速、健壯[13，20，21，26-28]。本研究結(jié)果表明，BR1∶2處理下秋葵幼苗生長(zhǎng)較好，根系活力也最大(表1，圖2)?？梢?jiàn)，適宜比例的藍(lán)紅復(fù)合光能有效促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。復(fù)合光譜有利于幼苗的生長(zhǎng)和形態(tài)建成[22]，光受體之間通過(guò)相互作用調(diào)節(jié)植物光形態(tài)建成，藍(lán)光可能是通過(guò)藍(lán)光受體與紅光受體的相互作用，從而促進(jìn)了幼苗的生長(zhǎng)[29]。植株對(duì)光質(zhì)的響應(yīng)可能因物種的不同而有差異，而且不同的植物對(duì)光環(huán)境變化的再適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制也因內(nèi)在基因的調(diào)控表達(dá)而不同[30]，采用適宜光比例的LED光源可以使植物的生長(zhǎng)潛力得到充分的發(fā)揮[19]。本研究表明，BR1∶2可以作為秋葵育苗的首選光源。

3.2 光質(zhì)與植物光合產(chǎn)物代謝的關(guān)系

光質(zhì)可以調(diào)控高等植物碳水化合物的代謝[31]。紅光可以提高水稻和蘿卜葉片可溶性糖和淀粉含量[26，32]，促進(jìn)大豆和高粱的淀粉積累[33]，提高生菜、番茄、黃瓜和不結(jié)球白菜的可溶性糖含量[15，17，19]，藍(lán)紅復(fù)合光下的水稻幼苗可溶性糖含量較高[26]，甘藍(lán)型油菜的淀粉在藍(lán)紅復(fù)合光下較高[21]。史宏志等[34]和蘇俊等[35]認(rèn)為，復(fù)合光中較高的紅光比例可促進(jìn)煙草葉片碳代謝。本研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)紅復(fù)合光(1∶2)下秋葵幼苗葉片可溶性糖和蔗糖含量最高，而紅光處理下的淀粉含量最高(圖4)，推測(cè)紅光可能是通過(guò)抑制光合產(chǎn)物向葉外的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)淀粉的積累[8]。Tanaka等[36]和Sb?等[8]發(fā)現(xiàn)，紅光能夠降低蘭花和白樺葉片的葉綠素含量。紅光處理下的幼苗葉片葉綠素含量較低，可能是由于較多的葉綠素參與了光合作用，進(jìn)而在紅光下合成了較多的光合產(chǎn)物，如淀粉[16]。本研究也發(fā)現(xiàn)，秋葵幼苗的葉綠素含量在紅光下較低，紅光降低了葉片的光合色素含量。因此，本研究認(rèn)為，紅光和BR1∶2促進(jìn)了秋葵幼苗葉片的碳代謝，但是卻降低了光合色素的積累。

3.3 光質(zhì)與植物光合色素合成和氣孔發(fā)育的關(guān)系

氣孔是植物與外界進(jìn)行水分、氣體交換的重要通道[37]，不同植物的光敏感反映在氣孔上的效應(yīng)是有差異的，藍(lán)光在氣孔開(kāi)放和葉綠素形成中具有重要作用[9]。甘藍(lán)型油菜組培苗在藍(lán)紅復(fù)合光3∶1下氣孔開(kāi)度較大，同時(shí)葉片光合色素的含量也最大，陸地棉組培苗葉片氣孔面積在藍(lán)光和藍(lán)紅1∶1 LED下最大[12，16]。葡萄組培苗在藍(lán)光下的葉綠素值較高，同時(shí)氣孔數(shù)目較多[38]。番茄幼苗葉片的氣孔面積和氣孔密度在藍(lán)紅復(fù)合光、藍(lán)紅綠復(fù)合光和藍(lán)光下較高[22]。菊花組培苗在藍(lán)紅1∶1 LED下氣孔開(kāi)度大但是數(shù)量較少[39]。鼠尾草的氣孔開(kāi)度在藍(lán)光下較小，但是金盞菊的氣孔開(kāi)度沒(méi)有太大變化[40]。本研究也發(fā)現(xiàn)，秋葵幼苗葉片氣孔面積在藍(lán)紅復(fù)合光和藍(lán)光下最大，同時(shí)光合色素的含量也最大(圖3，表2，圖5)?？梢?jiàn)，藍(lán)光在氣孔開(kāi)啟中的重要作用[41]。藍(lán)光可能是通過(guò)光合色素接受激發(fā)一系列信號(hào)途徑引起在紅光背景下氣孔的快速開(kāi)放[42]。因此，本研究認(rèn)為，BR1∶2可以有效促進(jìn)秋葵葉片光合色素的積累和氣孔的開(kāi)放，氣孔的開(kāi)放可能受葉綠素含量的影響。

綜上所述，藍(lán)光、藍(lán)紅復(fù)合光、紅光和黃光處理后，秋葵幼苗的生長(zhǎng)、葉片光合色素和光合產(chǎn)物等生理指標(biāo)產(chǎn)生了不同的響應(yīng)特征，BR1∶2能有效促使幼苗健壯生長(zhǎng)，并且顯著提高了各項(xiàng)生理指標(biāo)。因此，在秋葵育苗時(shí)，可以采用藍(lán)紅復(fù)合光(BR1∶2)作為育苗的人工光源。本研究結(jié)果為今后秋葵工廠化育苗、栽培技術(shù)的光調(diào)控措施提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

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(責(zé)任編輯 侯春曉)

Effects of different light qualities on growth， physiological and stomatal characteristic of okra (AbelmoschusesculentusL. ) seedlings

LI Hui-min， LU Xiao-min， ZHAO Shi-hao

(CollegeofLifeScience，AnhuiScienceandTechnologyUniversity，F(xiàn)engyang233100，China)

Okra was an important medicinal and edible plants. The present study evaluated the effects of different light qualities on the growth， root activity， pigment content， photosynthetic production and stomatal characteristic of okra (AbelmoschusesculentusL.) seedlings with pot experiment in order to select a suitable light for okra artificial breeding. Cultivar Kaliba with two expanded cotyledons were exposed to five lights including fluorescent lamps (FL， control)， blue (B) light emitting diode (LED)， blue plus red LED (BR1∶2)， red LED (R) and yellow LED (Y). The present results showed that， (1) Fresh weight， dry weight， root length and plant height were greatest in okra seedlings under BR1∶2LED， stem width and leaf area were greatest in okra seedlings under R LED; (2) Root activity was greatest in okra seedlings under BR1∶2treatment， followed by B treatment; (3) The concentrations trend of chlorophyll a， chlorophyll b and total chlorophyll under five treatment were the same， the values were greatest in seedlings under BR1∶2light， followed by B treatment， and smallest in seedlings under R light; (4) The concentration of soluble sugar and sucrose were greatest in seedlings under BR1∶2treatment， and the concentration of starch was greatest in seedlings under R treatment; (5) Stomatal areas on the adaxial and abaxial surfaces of leaves were greatest in seedlings grown under BR1∶2LED， followed by those grown under B LED， and smallest in seedlings grown under Y light; Stomatal frequencies on the adaxial and abaxial surfaces of leaves were greatest in seedlings grown under BR1∶2light， followed by those grown under R， and smallest in seedlings grown under FL. So the growth and physiological index of okra seedlings were promoted under BR1∶2light. BR1∶2was the suitable light for okra seedling growth and could be used as a priority light for okra culture system.

light quality; okra; growth; physiological characteristic; stomatal characteristic

10.3969/j.issn.1004-1524.2016.06.10

2015-12-16

安徽省高校省級(jí)自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(KJ2014A053)；安徽省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專(zhuān)項(xiàng)(AHCYTX-13)；安徽科技學(xué)院重點(diǎn)學(xué)科資助項(xiàng)目(AKZDXK2015C05)

李慧敏(1981—)，女，博士，講師，從事作物栽培生理與設(shè)施環(huán)境調(diào)控的相關(guān)研究。E-mail：hmli0621@163.com

S565.403

A

1004-1524(2016)06-0966-07

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