不同光質LED補光對火龍果植株生長發育的影響

尤小婷 陳士偉 李棟宇 張曼其 姚雷業 張正賀 劉偉清 徐楊玉

(1廣東省湛江農墾科學研究所廣東湛江524000;2廣東省農墾南亞熱帶作物科技中心廣東廣州510506;3嶺南師范學院LED前沿技術開發與粵西特色利用研究所廣東湛江524048)

火龍果是仙人掌科、量天尺屬攀援肉質灌木，是熱帶亞熱帶果樹，集鮮食、加工、觀賞、藥用等于一體，具有較高的經濟、藥用和保健價值［1］。另外，由于火龍果喜光耐陰、耐熱耐旱、喜肥耐瘠，具有投產快、開花到采果時間短、年采果批次多、產量高、市場需求缺口大等特點，是我國熱區產業調整和產業扶貧比較理想的亞熱帶水果之一［2］。

火龍果是長日照植物，但春、冬季常由于日照時間不足而無法成花。實踐證明，利用燈光控花技術對火龍果進行補光處理，能提前其開花或延長其花期，有利于提高產量和錯峰上市［3-7］。但目前使用什么光質補光效果較好還未有定論，各火龍果種植戶使用的燈具光質也各有差異。本試驗利用不同光質LED燈對火龍果植株進行補光，研究對其生長發育和產量的影響，以篩選出合適的補光光源，為火龍果提前開花或延長花期提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試材

供試火龍果品種為大紅1號。供試驗的燈具均為功率15 W的LED燈，其光質參數由杭州遠方（EVERFINE）SPIC-200A手持式光譜測定，具體參數見表1。

表1 不同LED燈的光質參數

1.1.2 試驗地概況

試驗地點位于廣東省湛江農墾科學研究所基地，地處南亞熱帶雷州半島北部，海洋性季風氣候，常年高溫，年平均氣溫23.2℃，終年無雪，年均降水量為1 417～1 802 mm，年日照時長為1 864～2 160 h，年太陽輻射總量為102～118 kCal/m2，積溫8 309～8 519℃。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

在種植區內選0.6 hm2試驗基地，采用9種不同光質的LED進行補光，燈距間隔1.5 m，燈到植株的距離為50 cm。試驗為隨機排列，每種LED為一組，每組設3個重復，以不補光作為對照組（CK）。

補光試驗從2020年1月5日開始，至2020年5月1日結束，每天補光時間為17：30～21：30共4 h。

1.2.2 項目測定

測定和計算不同處理的植株新芽數量、花芽數量、成花枝率（成花枝率=花枝數量/總枝條數量）、果實錘度、單果重和單株產量（每株火龍果的果實重量）。

1.2.3 數據處理

繪制出果實生長發育曲線。所有數據處理均用SPSS 21.0軟件完成。

2 結果與分析

2.1 不同光質補光對火龍果植株新芽數量、花芽數量和成花枝率的影響

從表2可以看出，ZH1、ZH2、ZH3、ZJ1、ZJ2和ZJ3處理的植株新芽數量與CK沒有顯著差異，而PTJHG、PTFDD和PTD處理的新芽數量與CK相比顯著變少；對于花芽數量來說，CK組只有1個，所有處理均顯著高于CK，其中以ZH1、ZH2、ZH3、ZJ3、PTFDD和PTD處理較多；對于成花枝率來說，除PTJHG外的所有處理均顯著高于CK，其中以PTFDD處理最多，PTD、ZH2和ZJ3處理居次。由此可知，不同光質對火龍果植株的新芽數量影響較大，有望通過光質來調控新芽。相對其他生理指標，花芽數量和成花枝率對于產量至關重要。從表2可見，PTFDD處理能夠獲得最多的花芽數量和最高的成花枝率，PTD處理次之。

2.2 不同光質補光的火龍果果實生長發育規律

圖1和圖2分別表示在不同光質補光條件下火龍果果實的生長發育曲線，果實最大是ZH1處理。由圖可以看出，2020年5月8—15日是果實快速生長期，2020年5月15—22日果實生長變緩慢，2020年5月22—29日果實生長緩慢趨向于成熟。

表2 不同光質補光對火龍果植株新芽數、花芽數和成花枝率的影響

圖1 不同光質補光的火龍果果實發育曲線（橫徑）

2.3 不同光質補光對火龍果果實錘度、單果重和單株產量的影響

從表3可看出，果實錘度最高的是PTFDD處理，PTDJHG和ZH1處理次之；對于單果重來說，除了ZH3和PTJHG較差外，其余處理與CK沒有顯著差異；對于單株產量來說，各處理都顯著高于CK，說明補光可以顯著提高火龍果的單株產量，其中ZJ2的單株產量最高。

圖2 不同光質補光的火龍果果實發育曲線（縱徑）

表3 不同光質補光對火龍果果實錘度、單果重和單株產量的影響

3 討論與結論

光周期是影響植物開花的重要因素之一，對花芽分化、果實品質提高、面積產量等均產生重要影響［7-9］。陳心源等［10］研究顯示，補光處理的火龍果植株花芽數比不補光的顯著增加；Demer等［11］研究發現，延長光周期有利于番茄的生長；李海云等［12］研究發現，延長光周期可以促進黃瓜增粗；賴瑞云等［13］研究顯示，補光有利于提高火龍果植株的抽花蕾率；卓福昌等［14］研究表明，補光有利于誘導火龍果植株成花。

本試驗使用9種不同光質的LED對火龍果植株進行補光，總體來說，對植株的新芽數量、花芽數量、成花枝率、錘度、單果重和單株產量等指標都有不同程度的影響。在各指標中，單株產量這個指標最具實際意義。研究表明各補光處理均可以促進火龍果提前開花，果實提前上市，并可以顯著提高火龍果的單株產量，其中PTFDD補光處理能夠獲得最多的花芽數量、最高的成花枝率和最高錘度。