不同光源對4種蔬菜幼苗生長發(fā)育的影響

李 符，米國全，史艷艷，楊 凡，唐艷領(lǐng)，孫天梅，王晉華，李志剛，王文博

（1.鄧州市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，河南 鄧州 474150；2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，河南 鄭州 450002；3.鄧州市構(gòu)林鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心，河南 鄧州 474150）

河南省作為全國設(shè)施蔬菜重點(diǎn)生產(chǎn)區(qū)域，設(shè)施蔬菜面積近40萬hm2[1-2]，而河南省冬季日照百分率只有45%～60%[3]，每年11月至次年2月是茄果類、瓜類蔬菜的關(guān)鍵育苗期，低溫寡照等不良天氣頻發(fā)，已成為溫室大棚蔬菜幼苗生長的重要制約因素，雖然生產(chǎn)上可以通過清洗棚膜、延長光照時間、噴施葉面肥（紅糖水、核苷酸）等方式得到一定緩解[4]，但并不能從根本上解決低溫寡照對蔬菜幼苗造成的不良影響。作物生長發(fā)育離不開光照，光照參與作物新陳代謝和形態(tài)建成，而人工補(bǔ)光技術(shù)成為提高設(shè)施蔬菜育苗效率的重要手段。通過補(bǔ)光所育幼苗生長茁壯，抗逆性強(qiáng)，不易發(fā)生徒長[5]。本研究利用不同光源及其配比所形成的光環(huán)境，以番茄、茄子、辣椒和黃瓜為供試材料，通過對不同光環(huán)境下蔬菜幼苗生長發(fā)育的影響研究，試圖為蔬菜育苗提供最合適的補(bǔ)光方式，以期指導(dǎo)蔬菜育苗生產(chǎn)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

1.1.1 基質(zhì)及苗盆

試驗所用的基質(zhì)為W32優(yōu)質(zhì)混合型泥炭，由山東省壽光市天豐園藝材料廠生產(chǎn)。苗盆規(guī)格為5 cm×5 cm，從鄭州雙橋花卉市場購買。

1.1.2 肥料

整個生育期澆灌花無缺全水溶性肥料（20-10-20＋TE無脲態(tài)氮配方，高氮高鉀型），上海永通化工有限公司生產(chǎn)。

1.1.3 供試蔬菜品種及來源

供試蔬菜分4種，各種蔬菜品種及來源具體見表1。

1.1.4 光源設(shè)備

紅藍(lán)光源為SK-1339型LED補(bǔ)光燈，由東莞生物光環(huán)境科技有限公司生產(chǎn)；白光、紅光、黃光源均為歐普28W燈管。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所植物生理生化實(shí)驗室人工氣候室中進(jìn)行。光源有白光（W）、紅光（R）、黃光（Y）和LED紅藍(lán)組合光。試驗設(shè)7個光源處理，各處理均使用8根燈管，光源及其組合排列順序如表2，光通量（PPFD）均在距離燈管16 cm處測量。

4種蔬菜均于3月20日播種，播后分別置于7個光源處理條件下，光周期為白天12 h，夜晚12 h，直至4月28日試驗結(jié)束。每處理10株，設(shè)3次重復(fù)。分別取4種蔬菜幼苗葉片進(jìn)行指標(biāo)測定，各處理隨機(jī)取5株。黃瓜取樣與測定日期為4月15日，番茄為4月17日，茄子和辣椒均為4月28日。苗期管理方法：幼苗子葉展平后開始澆600倍全水溶性肥，1周2次，其余澆清水保持其濕度。

1.3 測定項目及方法

株高采用直尺測量；莖粗采用游標(biāo)卡尺測量，測量部位為子葉下方1 cm處；采用烘干法測量植株干質(zhì)量，利用以下公式計算壯苗指數(shù)，植株壯苗指數(shù)＝莖粗/株高×全株干質(zhì)量[6]；葉面積采用硫酸紙稱質(zhì)量法測定，只計算長度大于1 cm以上的葉片[7]；根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）還原法測定[8]；花蕾大小采用游標(biāo)卡尺測量。

1.4 數(shù)據(jù)分析方法

為便于更為直觀和簡潔地了解不同光源對蔬菜幼苗生長發(fā)育的影響，采用灰色關(guān)聯(lián)理論對不同光源進(jìn)行綜合評價。評價指標(biāo)包括壯苗指數(shù)、根系活力、葉片數(shù)、葉面積和早熟性（對應(yīng)花蕾大小，茄子幼苗無此項）。

表1 供試蔬菜品種及來源

表2 不同光源（組合）處理設(shè)計

采用Excel 2003軟件處理數(shù)據(jù)，采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，并運(yùn)用LSD檢驗法進(jìn)行顯著性差異（P＜0.05）檢驗。結(jié)果數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光源對蔬菜幼苗壯苗指數(shù)的影響

從表3可以看出，對于茄子幼苗來說，處理7植株壯苗指數(shù)最大，比對照增加32.6%，其次為處理2，比對照增加16.6%，二者顯著高于對照；處理4、處理6分別比對照降低16.4%和22.1%，顯著低于對照；處理3、處理5稍高于對照，但與對照無顯著差異。對于辣椒幼苗來說，處理7植株壯苗指數(shù)最大，比對照增加68.2%，其余依次為處理2、處理5、處理4，分別比對照增加43.5%、25.0%和23.2%，均顯著高于對照，處理6比對照降低37.5%，顯著低于對照。對于番茄幼苗來說，處理7植株壯苗指數(shù)最大，比對照增加90.7%，處理3比對照增加11.9%，二者顯著高于對照；處理2、處理4、處理5、處理6均高于對照，但與對照無顯著差異。對于黃瓜幼苗來說，處理7植株壯苗指數(shù)最大，比對照增加70.1%，處理2比對照增加34.4%，二者顯著高于對照；處理3、處理4、處理5、處理6分別比對照降低23.2%、33.2%、26.1%和22.0%，均顯著低于對照。以上結(jié)果表明，在茄子、辣椒、黃瓜育苗過程中，合理補(bǔ)充紅藍(lán)光源或紅光更有利于培育壯苗，而番茄育苗過程中，合理補(bǔ)充紅藍(lán)光源或黃光更有利于培育壯苗。

表3 不同光源對蔬菜幼苗壯苗指數(shù)的影響

2.2 不同光源對蔬菜幼苗葉片生長狀況的影響

不同光源處理對蔬菜幼苗葉片生長狀況的影響見表4。從表4可以看出，對于茄子幼苗來說，處理3、處理4、處理5可以增加茄子葉片數(shù)，處理6則少于對照，各處理與對照均無顯著差異。對于辣椒幼苗來說，處理4植株葉片數(shù)最多，比對照增加8.1%，處理6比對照降低10.6%，二者與對照差異顯著，其余處理與對照均不顯著，這表明在2W4R2Y光源下，有利于辣椒幼苗葉片數(shù)量的增加。對于番茄幼苗來說，處理7的葉片數(shù)最多，而處理6下則最少，所有處理與對照均無顯著差異。對于黃瓜幼苗來說，處理3可增加黃瓜葉片數(shù)，處理5葉片數(shù)則少于對照，所有處理與對照均無顯著差異。

從表4還可以看出，對于茄子幼苗來說，處理6的葉面積比對照減少37.8%，顯著低于對照，處理2、4、5、7葉面積大于對照，但與對照均無顯著差異。對于辣椒幼苗來說，處理2植株葉面積最大，處理2、3、4、5、7分別比對照增加50.1%、29.7%、41.8%、38.4%和22.2%，處理6則降低9.7%，所有處理與對照差異均達(dá)顯著水平。對于番茄幼苗來說，處理7的葉面積最大，比對照增加45.7%，二者差異顯著，其余處理與對照均無顯著差異。對于黃瓜幼苗來說，處理7的葉面積最大，處理2、3、6、7分別比對照增加30.2%、24.1%、7.6%、43.2%，均顯著大于對照，處理4、5與對照差異不顯著。以上結(jié)果表明，在茄子育苗過程中，紅藍(lán)光組合或4W2R2Y光源可增加幼苗葉面積，在辣椒育苗過程中，紅光、黃光及各組合光源（3W3R2Y除外）均有利于葉面積增長，番茄育苗過程中，紅藍(lán)光組合更有利于葉面積增長，黃瓜育苗過程中，紅藍(lán)光組合、紅光、黃光、紅藍(lán)光組合及3W3R2Y組合光源利于葉面積增長。

2.3 不同光源對蔬菜幼苗根系活力的影響

從表5可以看出，對于茄子幼苗來說，各處理根系活力均低于對照，但與對照間無顯著差異。對于辣椒幼苗來說，處理5根系活力最大，與對照無顯著差異，處理3、處理4、處理7顯著低于對照，分別比對照減少34.3%、41.2%、28.7%。對于番茄幼苗來說，紅藍(lán)光組合和4W2R2Y光源可增加根系活力，但各處理根系活力與對照間無顯著差異。對于黃瓜幼苗來說，處理4根系活力最大，處理4、處理5分別比對照增加115.5%、110.1%，與對照間差異顯著。

2.4 不同光源對蔬菜幼苗發(fā)育的影響

從表6可以看出，辣椒、番茄和黃瓜在處理2—7條件下的花蕾均大于對照。在辣椒幼苗中，所有處理的花蕾均顯著大于對照，其中以處理7的花蕾最大，比對照增加82.6%；在番茄幼苗中，同樣處理7的花蕾最大，處理3、處理4、處理6、處理7分別比對照增加111.5%、82.7%、48.1%、203.8%，均顯著大于對照；在黃瓜幼苗中，同樣以處理7的花蕾最大，處理2、處理3、處理4、處理7分別比對照增加28.7%、25.3%、18.0%和70.0%，均顯著大于對照。

2.5 多目標(biāo)綜合評價

在不同光源下，不同蔬菜種類綜合評價的加權(quán)關(guān)聯(lián)度及排序見表7?？梢钥闯?，對番茄幼苗來說，綜合評價排序依次為處理7＞處理3＞處理4＞處理5＞處理6＞處理2＞處理1，表明紅藍(lán)光源最好，其次為黃光光源，對照白光條件下番茄幼苗綜合評價最差；對于茄子幼苗來說，處理7＞處理1＞處理2＞處理5＞處理3＞處理4＞處理6，表明紅藍(lán)光源最好，其次為對照白光光源；對于辣椒幼苗來說，處理7＞處理5＞處理2＞處理4＞處理3＞處理1＞處理6，表明紅藍(lán)光源最好，多種光源組合都優(yōu)于對照（3W3R2Y除外）；對于黃瓜幼苗來說，處理7＞處理2＞處理4＞處理5＞處理3＞處理6＞處理1，表明紅藍(lán)光源最好，其次為紅光光源，對照白光光源綜合評價最差。

表4 不同光源對蔬菜幼苗葉片生長的影響

3 結(jié)論與討論

光是植物生長發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一，不僅是植物生長的能源，還可作為植物某些生命活動的信號，影響植物的生長發(fā)育和新陳代謝。植物通過光受體感受光源、光強(qiáng)、光周期及光方向而影響植物的整個生命周期。LED光源是一種新型高效的節(jié)能光源，具有光譜能量調(diào)制便捷、發(fā)熱低、節(jié)能環(huán)保等重要特點(diǎn)，有望取代傳統(tǒng)的補(bǔ)光光源。

壯苗指數(shù)是目前廣泛用于評價幼苗生長質(zhì)量狀況的壯苗指標(biāo)之一。劉振威等[9]研究表明，紅光、黃光處理不利于番茄幼苗壯苗指數(shù)的提高，紅藍(lán)光比1∶1和紅藍(lán)紫光比5∶3∶2處理下番茄壯苗指數(shù)最優(yōu)。本研究中紅光確實(shí)不利于提高番茄壯苗指數(shù)，但黃光有利于提高番茄壯苗指數(shù)，紅藍(lán)光源最優(yōu)，而在茄子、辣椒和黃瓜育苗過程中，合理補(bǔ)充紅藍(lán)光源或紅光更有利于培育壯苗。

表5 不同光源對蔬菜幼苗根系活力的影響 mg/（g·h）

表6 不同光源對蔬菜幼苗花蕾大小的影響

表7 不同光源下不同蔬菜種類綜合評價的加權(quán)關(guān)聯(lián)度及排序

不同光源或光源組合對不同蔬菜幼苗葉片數(shù)有不同的影響。對于茄子幼苗來說，黃光或4W2R2Y光源可以增加茄子幼苗葉片數(shù)。對于辣椒幼苗來說，2W4R2Y光源下，植株葉片數(shù)最多，對于番茄幼苗來說，紅藍(lán)光源下，番茄所產(chǎn)生的葉片數(shù)最多，與茄子、辣椒幼苗相同，3W3R2Y光源下葉片數(shù)最少。對于黃瓜幼苗來說，黃光可增加黃瓜葉片數(shù)，而4W2R2Y光源下葉片數(shù)最少。

不同光源或光源組合對不同蔬菜幼苗葉面積也有不同影響。對于茄子、番茄和黃瓜幼苗來說，紅藍(lán)光源下植株葉面積最大，而辣椒幼苗在純紅光源下葉面積最大。在3W3R2Y光源下，茄子和辣椒植株葉面積最小。

根系活力是反映根系生長狀況的重要指標(biāo)之一。對于茄子幼苗來說，對照與所有處理均無顯著差異；對于辣椒幼苗來說，4W2R2Y光源下根系活力最大；對于番茄幼苗來說，對照與所有處理均無顯著差異；對于黃瓜幼苗來說，2W4R2Y光源下根系活力最大。

不同光源或光源組合對蔬菜幼苗現(xiàn)蕾早晚有一定影響，對于辣椒、番茄和黃瓜幼苗來說，紅藍(lán)光源處理下植株現(xiàn)蕾開花都有所提前，其他處理均比對照顯著提高或有所增加，說明紅光、黃光和藍(lán)光對3種蔬菜幼苗的花芽分化都有一定的促進(jìn)作用。

通過多目標(biāo)綜合評價，對不同光源處理進(jìn)行了加權(quán)關(guān)聯(lián)度排序，結(jié)果表明，對番茄、茄子、辣椒和黃瓜育苗來說，最好的補(bǔ)光光源為紅藍(lán)光源。