不同光質對劍麻組培苗生長的影響研究

蘇艷霞，陳士偉，潘彥霏，楊 泓，陳曉敏，劉俊杰，柯志娟，尹美玲，林 穎，周小娟，李棟宇

(1.嶺南師范學院 物理科學與技術學院，廣東 湛江 524048；2. 廣東省湛江農墾局， 廣東 湛江 524022）

不同光質對劍麻組培苗生長的影響研究

蘇艷霞1，陳士偉2，潘彥霏1，楊 泓1，陳曉敏1，劉俊杰1，柯志娟1，尹美玲1，林 穎1，周小娟1，李棟宇1

(1.嶺南師范學院 物理科學與技術學院，廣東 湛江 524048；2. 廣東省湛江農墾局， 廣東 湛江 524022）

本文利用自主研發的高效智能LED組培系統研究不同光質對劍麻組培苗生長的影響，以找到適宜其生長的最優光質。研究結果表明，中心波長為450納米的藍光+660納米的紅光組合光質下，劍麻組培苗的發芽數量和干重均最大。

劍麻；組培苗；干重；LED組培；光質

劍麻屬龍舌蘭科龍舌蘭屬，其葉片內富含優質纖維，質地堅韌、拉力強、抗撕裂、耐磨、耐腐蝕等特性，廣泛用于制造生活用品和環保用品。劍麻組培苗是利用組織培養技術，采用性狀優良的外植體，在無病無毒的環境中繁育出來的種苗，具有遺傳性狀相對穩定、種性優良純正、不帶病毒及病原菌、個體均勻、長勢一致等優點，是優良的種植材料。劍麻組培苗對劍麻產業的持續發展起到關鍵的作用。

植物對光有選擇性吸收作用，研究表明植物光合作用主要利用波長為610～720納米的紅橙光和波長為400～510納米的藍紫光，黃光和藍綠光吸收較少，傳統人工光源的紅橙光和藍紫光所占比例較小，導致劍麻組培苗有機物積累少，生長緩慢，延長了培育周期。由此可見，不同光質在植物生長發育中起著不同的作用，設定特定波長的光質有利益提高組培苗的品質。

本實驗在自主研發的高效智能LED燈組培系統的基礎進行，該系統能對組培室內光環境進行精確控制，實現輸出不同波長光的輸出，研究不同光質對劍麻組培苗的影響。

1 試驗方案

本試樣的劍麻組培苗是由廣東省湛江農墾科學研究所提供，為我國主打產品“東1號”。將形態基本一致的劍麻組織置于培養基上后密封于聚丙烯薄膜袋，然后置于自研發的LED組培系統內，在9種不同光質、但光強和光周期相同的光照環境下，生長26天后取出對比其發芽數和干重。為了提高數據的準確性，每種光質下均有9袋；本試驗測定試樣的發芽數量和干重都是指取平均后的值。實驗期間，培養室溫度控制在26±1℃，相對濕度50%～70%。

自研發的LED組培系統基于ZigBee無線網絡，由終端控制器、LED燈板、上位機控制軟件組成，可實時操作和設置定時任務完成對組培室內部光質、光照強度和光周期的精確控制。該組培系統可以提供九種不同波長組合的光質，藍光和紅光的強度比為3∶7，藍光和紅光的中心波長分別如下：A：440納米+620納米、B：440納米+650納米、C：440納米+660納米、D：450納米+640納米、E：450納米+650納米、F：450納米+660納米、G：460納米+640納米、H：460納米+650納米、I：460納米+660納米。

2 結果與分析

在9種不同光質環境里，劍麻組培苗均有新生芽，但數目各不相同。其中，在光質450納米+660納米處理下，劍麻組培苗的發芽數達19.3，而440納米+640納米光質下的劍麻組培苗發芽數僅為15.4。同時發現中心波長為650納米的光照射的劍麻組培苗的發芽數均較低，這可能是該波段對發芽有一定的抑制作用。由此可知，光質450納米+660納米有利于促進劍麻組培苗發芽，增加其發芽率。

圖1 不同種光質下劍麻組培苗發芽數量

干重是組培苗有機物的積累量，可作為研究光合作用強度的指標，最能體現劍麻組培苗生長發育優劣的指標之一。我們把劍麻組培苗從聚丙烯薄膜袋取出，清洗培養基后置于干燥箱內80℃下烘干一定時間后，稱其質量即為干重。圖2為不同光質下劍麻組培苗的干重值。在光質450納米+660納米照射下，劍麻組培苗的干重高達0.871克，遠大于440納米+640納米和460納米+660納米光質下的干重值。從圖2中可以發現，整體上中心波長為450納米的光質有利于增大劍麻組培苗的干重。

圖2 不同光質下劍麻組培苗的干重值

3 結論

本文基于自主研發的智能LED組培系統研究不同光質對劍麻組培苗的發芽數量和干重影響。結果表明，中心波長分別為450納米+660納米的組合光質下，劍麻組培苗的發芽數量和干重均為最大；而中心波長為650納米的紅光對劍麻組培苗發芽有一定的抑制作用，中心波長為450納米的藍光有利于劍麻組培苗干重。

廣東大學生科技創新培育專項資金(pdjh2016b0314)。