LED光譜對西瓜苗生長影響的探析

仲娃 陳康 陸嘉瑞 董慶

西瓜苗是一種重要的園藝作物幼苗，具有徒長特點(diǎn)。本文以光照強(qiáng)度為160umol/m2*s熒光燈為對照，以新金蘭西瓜品種（W-8030）為研究對象，探究了相同光照強(qiáng)度下，LED光譜、熒光燈對西瓜幼苗生產(chǎn)的影響。以期為西瓜種植效益提升提供依據(jù)。

現(xiàn)階段我國已有大量使用純LED光源培養(yǎng)作物的研究，如黃瓜、菠菜、水稻等，獲得了一定進(jìn)展。但是由于西瓜苗育苗難度較大，現(xiàn)階段西瓜苗育苗過程中仍然以自然光為主，LED燈為主要補(bǔ)充光源提供設(shè)施。據(jù)此，在脫離太陽光的情況下，利用LED光源對西光苗生產(chǎn)效果進(jìn)行適當(dāng)分析具有非常重要的意義。

1試驗(yàn)材料與前期準(zhǔn)備

試驗(yàn)用西瓜品種為新金蘭西瓜W-8030，試驗(yàn)場地在淮安某農(nóng)業(yè)有限公司LED植物燈育苗工廠，主要測試光源為hydz型LED燈光源，共進(jìn)行三個周期試驗(yàn)。每周期光照時長為10h，室內(nèi)白天溫度為24.8℃～27.8℃，晚上溫度為14.8℃～17.8℃，環(huán)境溫度為58%-78%。

在試驗(yàn)場地選擇完畢之后，由于LED燈光源具有紅色、藍(lán)色兩種不同顏色、波長的燈珠。因此，在試驗(yàn)階段，以熒光燈為對照，設(shè)定紅光光珠、藍(lán)光光珠比為7/3、6/4、5/5。

2實(shí)驗(yàn)測定指標(biāo)設(shè)置

在每一周期試驗(yàn)完畢后，依據(jù)隨機(jī)抽樣的原則各抽取2株西瓜幼苗，對西瓜幼苗質(zhì)量進(jìn)行檢測。主要檢測指標(biāo)除葉片數(shù)以外，還包括葉片面積、根直徑、干鮮重、莖粗及根長。在實(shí)驗(yàn)中，株高、根長、根直徑及莖粗主要采用游標(biāo)卡尺或其他精密長度測量工具進(jìn)行測量;而葉片數(shù)目采用目視觀測的方法進(jìn)行測量;干鮮重、葉面積主要在尺子測量后，利用數(shù)據(jù)計算公式進(jìn)行計算。

3 LED光譜對西瓜苗生長影響探究

如表1所示，相較于熒光對照組而言，紅藍(lán)光珠比在7/3的LED燈光源照射下西瓜幼苗植株高度遠(yuǎn)高于熒光燈照射植株高度。同時西瓜幼苗莖粗、根長、干鮮重也有一定程度的提升。即合理的LED燈光源處理可以提升西瓜幼苗育苗質(zhì)量。藍(lán)光比例高的LED燈光下西瓜幼苗植株低、干鮮重比小，表明藍(lán)光LED燈光源對西瓜幼苗在生長具有一定抑制作用。且對西瓜幼苗莖稈、根長影響較大，對西瓜幼苗葉片數(shù)目、根直徑?jīng)]有較大的影響。同理，紅光LED燈光源對西瓜幼苗生長具有一定促進(jìn)作用，紅光比例上升，西瓜幼苗生長速率較快，但實(shí)際干鮮重比并沒有明顯上升，即“徒長”。

在西瓜幼苗生長過程中，根據(jù)生長時期的差異，所需要紅藍(lán)光比也具有一定差異。即在西瓜幼苗生長前期，需要增加藍(lán)光比例，避免西瓜幼苗徒長對西瓜后期生長質(zhì)量的影響;而在西瓜幼苗生長后期，需要適當(dāng)增加紅光比例，保證西光秧苗持續(xù)、快速增長。只有保證恰當(dāng)?shù)腖ED燈光照補(bǔ)給，才可以促使西瓜幼苗健康生長。

為確定LED燈光源對西瓜幼苗生長參數(shù)的影響，本文采用SPAD-505葉綠素計、TTC法、蒽酮比色法，對不同LED燈光源照射下西瓜幼苗、熒光燈光源照射下西瓜幼苗相對葉綠素指數(shù)、根系活力及可溶性物質(zhì)含量進(jìn)行了檢測。最終得出LED燈光源處理下西瓜幼苗根系活力差異不大，相對葉綠素含量、可溶性物質(zhì)具有較大差異。相較于熒光對照組而言，LED燈光源照射下西瓜幼苗相對葉綠素含量及可溶性物質(zhì)含量具有明顯的上升。且LED燈光源紅藍(lán)光比在5/5時，西瓜幼苗可溶性物質(zhì)含量最高。這主要是由于葉綠素是植物吸收光能的主要物質(zhì)，葉綠素含量增加，可以促進(jìn)植物光合作用，為植物生存提供充足的能力。經(jīng)LED燈光源處理后，西瓜幼苗葉綠素含量增加，可以促進(jìn)西瓜幼苗氣孔開張，進(jìn)而增加西瓜幼苗光合作用后產(chǎn)物量。而可溶性物質(zhì)是西瓜幼苗重要的生長代謝調(diào)節(jié)物質(zhì)，可溶性物質(zhì)含量也是衡量西瓜幼苗質(zhì)量的重要指標(biāo)。藍(lán)光成分的增加，促使西瓜幼苗可溶性含量上升，表明在藍(lán)光強(qiáng)的環(huán)境中西瓜幼苗可以生長為壯苗。

隨著LED燈光源中藍(lán)光光珠比例的增加，西瓜幼苗氣孔開張度也有所增加。則表明LED燈光源中藍(lán)光成分可以促進(jìn)西瓜幼苗氣孔開張。即LED燈光源中藍(lán)光可以通過吸收西瓜幼苗中隱花色素、向光素，調(diào)節(jié)西瓜幼苗氣孔開張程度，從而提高西瓜幼苗光合能力。

綜上所述，采用純LED燈光源照射，可以進(jìn)行西瓜幼苗培養(yǎng)，且7/3的光源照射培養(yǎng)效果最佳。因此，在LED燈培養(yǎng)工藝應(yīng)用于工廠化西瓜幼苗實(shí)踐階段，西瓜幼苗培養(yǎng)人員應(yīng)根據(jù)西瓜幼苗生長時期，選擇恰當(dāng)?shù)募t藍(lán)光珠比。依據(jù)早藍(lán)光后紅光的原則，調(diào)整LED燈光源比例。同時控制西瓜秧苗育苗期光照強(qiáng)度在160umol/m2*s以上，保證全封閉環(huán)境下西瓜幼苗健康生長。

（作者單位：223003江蘇省淮陰工學(xué)院）