不同光質及補光時間對東方百合植株生長的影響

胡紹泉，周艷虹

(1.浙江大學 農業與生物技術學院，浙江 杭州 310000； 2.紹興文理學院 元培學院，浙江 紹興 312000)

光是植物生長發育的重要環境因素之一，是植物生長和生理變化、形態結構形成和干物質積累過程中的關鍵因素[1]。隨著農業、園藝產業的快速發展，設施栽培廣泛應用于農作物及園藝花卉栽培中，成為現代農業發展的核心。溫室設施中因存在地理位置不一、光照時間短、光照量少及冬春季節連續陰雨天等現象，導致溫室設施栽培的植物生長受到影響[2]。有研究表明，通過人工補光技術的應用可大大改善這一困境，有效提高植物生長發育，提高農作物的產量和品質[3]。

東方百合被稱為世界“球根花卉之王”，是多年生草本花卉，高30～60 cm，鱗莖卵球形，具有氣味芬芳、色彩豐富及花朵型大等特點，已成為國際花卉市場的主流產品，索邦、西伯利亞等東方百合品種較為知名[4-5]。東方百合屬長日照花卉，需要充足的光照條件才能滿足其生長發育，光照不足會導致植株徒長、花苞萎縮及切花品質低劣等現象[6]。邵小斌等[7]研究發現，冬季人工補光能夠增加切花百合株高、提早花期及增加花朵數；喇燕菲等[8]研究不同光強處理下觀賞百合植物葉綠素及光合特性的變化；劉偉等[9]研究發現，延長光照對鐵炮百合葉片生長有一定促進作用。本文以東方百合植株為研究對象，研究分析不同光質及補光時間對東方百合植株株高、莖粗、節間距、動態葉面積及葉片干物質的影響。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗于2017年9—12月在紹興文理學院元培學院溫室大棚內進行。供試材料為東方百合品種索邦。選用無病害、周徑為14 cm以上、無損傷的獨頭鱗莖種球，用1 000倍高錳酸鉀溶液消毒30 min，用丹麥品氏泥炭土∶蛭石為2∶1配制基質種植，每盆種植1個種球，在黑暗條件下進行生根處理20 d，再進行自然光照10 d，選取長勢基本一致、沒有病蟲害的植株置于不同補光處理條件下栽培。

1.2 處理設計

采用二因素完全隨機試驗設計，試驗因子為光質和補光時間。設紅光(R)、藍光(B)、白光(W)、紅藍組合光(R∶B為7∶3，R∶B為8∶2和R∶B為9∶1)6個光質處理；設補光4 h(16：00—20：00)、6 h(16：00—22：00)和8 h(16：00—24：00)3個補光時間處理，光源購買于深圳宸華照明有限公司的LED植物生長燈；以不補光為對照，共設置19個處理。試驗因子(光質×補光時間)隨機排列，每處理放置25株索邦植株，各處理間用反光板隔開，重復3次。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 株高、莖粗和節間距

用卷尺測定植株株高、直尺測量節間距和用游標卡尺測量莖粗。植株測量從地表部分到植株生長點為止，莖粗測量部位在莖基部上數第5節處基準，節間距測量于第1、2片葉之間的距離。

1.3.2 葉面積

用便攜式葉面積測定儀測定植株葉面積，分別于不同處理條件下第14、28、42天隨機測定各處理植株頂尖以下第10片葉的植株葉面積。

1.3.3 葉片干物質

選取每處理下植株頂尖以下第7～8片葉，用去離子水沖洗干凈，放入鼓風干燥箱中105 ℃下殺青20 min，再80 ℃烘干至恒重，用精度為0.001的電子天平稱重。

1.4 數據分析與處理

采用Excel 2003與SPSS 23.0軟件進行二因素方差分析及多重比較。

2 結果與分析

2.1 對株高的影響

從表1看出，光質及補光時間對東方百合植株影響顯著且存在顯著互作效應。從不同光質處理可以看出，7R/3B、8R/2B和9R/1B紅藍組合光處理下東方百合植株株高分別為86.92、83.19和81.94 cm，7R/3B紅藍組合光處理株高最高，相比另外2組組合光存在一定差異，與紅光(R)、藍光(B)和白光(W)處理下植株株高存在顯著差異。從不同補光時間處理發現，補光時間8 h東方百合植株株高達到79.71 cm，分別與補光時間4 h和6 h存在一定差異。通過對光質和補光時間的互作效應比較發現，7R/3B紅藍組合光和補光8 h處理下，處理下株高達到最大值90.63 cm，顯著高于其他處理組；相同補光時間條件下，紅藍組合光處理顯著高于紅、藍、白等單色光的處理；相比對照組，各種補光處理都對東方百合植株株高有一定促進作用。結果表明，紅藍組合光不同補光時間處理對東方百合植株株高具有明顯的促進作用，顯著優于單色光的處理，7R/3B紅藍組合光和補光8 h處理促進效果最好。

2.2 對莖粗的影響

從表1看出，光質及補光時間對東方百合植株莖粗影響顯著，但互作效應無顯著差異。從不同光質處理可以看出，7R/3B、8R/2B和9R/1B紅藍組合光處理下東方百合植株莖粗分別為1.07、1.03和1.01 mm，7R/3B紅藍組合光處理與另外兩組組合光處理存在一定的差異，8R/2B和9R/1B紅藍組合光處理間差異不明顯，植株莖粗在不同單色光處理下未存在差異性，但紅藍組合光處理效果顯著高于單色光處理效果；不同補光時間處理下，補光時間8 h植株莖粗達到1.01 mm，相比與補光時間4 h和6 h處理存在一定的差異；與對照組相比，各處理組對植株莖粗的影響都顯著高于對照組。分析二因素(光質和補光時間)的互作效應，從表1可以看出，光質和補光時間共同處理對東方百合植株莖粗影響不顯著。但是互作效應結果表明，在補光時間8 h及7R/3B和8R/2B紅藍組合光處理下，植株莖粗明顯高于其他組，說明補光時間8 h的紅藍組合光對東方百合植株莖粗生長存在一定的促進作用。

表1 不同光質及補光時間對東方百合植株 株高、莖粗、節間距

注：同列無相同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

2.3 對節間距的影響

從表1看出，光質及補光時間對東方百合植株節間距影響顯著，并存在顯著的互作效應。從不同光質處理可以看出，7R/3B、8R/2B和9R/1B紅藍組合光處理下，東方百合植株節間距分別為8.01、7.79和7.54 cm，相對于對照組，分別高30.7%、27.1%和23.0%，差異顯著；三組單色光處理下植株節間距未存在差異，相比于對照組差異也并不明顯，但紅藍組合光處理效果顯著高于單色光的處理；不同補光時間處理下，補光時間8 h植株節間距達到7.33 cm，相比與補光時間4 h和6 h處理存在一定差異，但補光4 h和6 h處理間未存在差異，相比于不補光處理差異顯著。分析二因素(光質和補光時間)的互作效應，從表1中可以看出，光質和補光時間共同處理對東方百合植株節間距存在顯著差異，在補光時間8 h及7R/3B和8R/2B紅藍組合光處理下，植株節間距分別達到8.50和8.37 cm，相比于其他處理存在顯著差異，但各三組單色光在不同補光時間處理下差異不顯著，說明補光時間8 h的紅藍組合光對東方百合植株節間距的生長促進作用明顯。

2.4 對葉面積動態變化的影響

從圖1可知，植株葉面積隨著補光處理周期的延長明顯增加，說明百合植株對光照有積極響應。在不同補光時間處理下，3個不同光照時間處理14 d后，各處理間東方百合植株葉面積的差異不顯著，與對照組相比也未存在顯著差異；處理28 d后，3個處理組與對照組存在顯著差異，補光時間8 h葉面積值最高；處理42 d后，補光處理組東方百合植株葉面積顯著高于對照組，且補光8 h處理組相比于其他組差異顯著。從不同光質處理可以看出，6種不同光質處理14 d后，東方百合植株葉面積值在各處理間差異不顯著，且與對照組差異不顯著；處理28 d后，植株葉面積值各處理組明顯高于對照組，且差異顯著。另外，紅藍組合光(7R/3B和8R/2B)兩個處理組的百合植株葉面積值分別為57.47和55.50 cm2，分別高于對照組31.8%和27.3%，而單色光處理組間(R、B和W)差異不顯著；處理42 d后，補光處理組東方百合植株葉面積值顯著高于對照組，3個紅藍組合處理組與3個單色光處理組間存在顯著差異。由此說明，光質及補光時間處理下，隨著處理時間的延長，對東方百合植株葉面積增長有一定的促進作用。處理28 d后，紅藍復合光組合在補光8 h處理下作用效果最好。

圖1 不同光質和補光時間處理對東方百合植株葉面積的影響

從圖2可以看出，不同光質及補光時間對東方百合植株處理42 d后植株葉面積值影響明顯，差異顯著，且存在顯著的互作效應。在相同補光時間情況下，3種紅藍復合光組合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)處理42 d后東方百合植株葉面積值均高于3種單色光(R、B和W)處理及CK組。3個補光時間處理中，3種單色光(R、B和W)處理間均差異不顯著，而3種紅藍復合光組合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)處理相比于其他處理存在顯著差異，相比CK差異顯著。由此說明，延長人工補光時間能促進東方百合花卉葉片的生長，光質和補光時間處理對東方百合生長存在顯著互作效應。其中，補光8 h的紅藍組合光處理效果最佳，為今后東方百合人工補光技術調控具有重要的作用。

圖2 不同光質和補光時間處理42 d后 東方百合植株葉面積的變化

2.5 對葉片干物質的影響

從圖3可知，植株干物質積累隨著補光處理周期的延長而增加明顯，說明百合植株對光照有積極響應。在不同補光時間處理下，3個不同光照時間處理14 d后，補光處理組對東方百合植株葉片干物質積累的影響明顯高于對照組，而補光各處理間未存在顯著差異；處理28 d后，各補光處理組東方百合植株葉片干物質積累量顯著高于CK組，且補光8 h處理百合植株葉片干物質積累量最大；處理42 d后，補光處理組東方百合植株葉片干物質積累量顯著高于對照組，且補光8 h處理組相比其他組差異顯著。從不同光質處理可以看出，6種不同光質處理14 d后，東方百合植株葉片干物質積累量在各處理間存在一定差異，與對照組存在顯著差異；處理28 d后，各補光處理組東方百合植株葉片干物質積累量顯著高于CK組，7R/3B、8R/2B和9R/1B紅藍組合光與藍光(B)處理組的百合植株葉片干物質積累量較高于2種單色光(R和W)處理組，且存在一定差異；3種單色光處理組也出現顯著差異，藍光(B)處理組的百合植株葉片干物質積累量相比其他兩組較高；處理42 d后，補光處理組東方百合植株葉面積值顯著高于對照組。由此說明，光質和補光時間處理下，隨著處理時間的延長，對東方百合植株葉片干物質積累有一定促進作用。處理28 d后，紅藍復合光組合在補光8 h處理下積累效果最佳。

圖3 不同光質和補光時間處理下東方百合植株葉片干物質積累變化

由圖4可知，不同光質及補光時間對東方百合植株處理42 d后植株葉片干物質積累量有顯著影響，且存在顯著互作效應。補光時間相同情況下，3種紅藍復合光組合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)處理42 d后東方百合植株葉片干物質積累量均高于3種單色光(R、B和W)處理及CK組。3個補光時間處理，其中3種單色光(R、B和W)處理下白光(W)處理組影響不明顯，而3種紅藍復合光組合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)處理相比于其他處理存在顯著差異，與CK相比差異顯著。由此說明，延長人工補光時間能促進東方百合花卉葉片干物質的積累，光質和補光時間二因素處理對東方百合葉片生長存在顯著互作效應，其中補光8 h的紅藍組合光處理效果最佳。

圖4 不同光質和補光時間處理42 d后東方百合植株葉片干物質積累變化

3 小結與討論

植物的生長發育和形態建成受到光強、光質和補光時間的影響[10]。設施園藝生產中因冬春季節出現連續陰雨天氣導致溫室大棚內光照不足引起植株生長受到限制，隨著LED技術的快速發展，其在植物栽培中的應用已受到青睞[2-3]。延長光照時間能有效提高農作物幼苗地上部分生長[11]；藍光處理能促進扦插紫羅蘭根系的生長，紅光處理能促進畫眉草植株分蘗。本試驗中紅藍復合光處理效果優于紅、藍、白等單色光處理，這與曹剛等[12]研究結果相符合；而延長補光時間對東方百合葉片生長具有促進作用則與邵小斌等[7]的研究結果相符。在光質及補光時間互作下，7R/3B的紅藍組合光在8 h補光時間條件下效果顯著，為百合設施栽培中人工調控光照條件提供一定的理論依據。

光質和補光時間對東方百合植株株高及節間距有顯著影響，存在顯著互作效應。其中，7R/3B的紅藍組合光在8 h補光時間條件下能有效促進東方百合植株株高、節間距及莖粗的增長。東方百合植株在光質及補光時間處理下，隨著補光周期的延長，百合植株葉片葉面積值和干物質積累量明顯提高，3組紅藍光組合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)在補光時間8 h條件下對東方百合植株葉片葉面積增長和干物質積累效果最好。