不同光照條件對幾種姜荷花生長的影響

王陳 任少華 周鑫偉 張馳強 童琪

(貴州省植物園，貴州 貴陽 550004)

姜荷花(Curcuma alismatifolia Gagnep.)是姜科姜黃屬多年生球根植物。原產于泰國清邁，目前在我國廣東、云南等地大量種植，且在南方多個地區有栽培觀賞地[1]。姜荷花具有花型美觀大氣、花色豐富、花型神似荷花、花期持久等特色，非常適合用于應季觀賞花卉或切花。姜荷花的生長環境長期溫暖濕潤、陽光充足，但貴州省貴陽市全年整體溫度不高、光照不強，有“天無三日晴”之說，因此，若想要了解姜荷花是否適宜在貴陽推廣種植，還需了解本地光照條件對其生長的影響。掌握植物的生長習性是開展植物栽培技術研究的前提與關鍵[2]，植物的生長習性決定了植物的應用范圍，要想合理應用植物，必須對植物的習性有所了解[3]。光照條件是姜荷花生長的一大重要環境因子[4]，影響著姜荷花的生存和生長。姜黃屬中的姜黃、郁金、莪術在貴州望謨、冊亨、興仁等地都有人工種植及野生資源，同屬的植物生長環境可作為推廣種植的參考。姜荷花生長對光照強度要求較高，而不同品種的姜荷花對光照的需求不同，其在貴陽本地的具體最佳光照條件暫未有研究。現開展不同光照條件對“紅火炬”“藍蓮雪”“紫仙子”“白雪公主”“清邁粉”和“黎明”6種不同姜荷花品種生長的影響研究，旨在探索6種常見姜荷花品種的需光習性，以期為提高繁殖培育技術及在貴陽本地推廣應用提供光照條件上的參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地設在貴州省貴陽市貴州省植物園內，地理位置E106°42′，N26°24′，海拔為1280m，年平均氣溫14℃，年平均降雨量1200mm，平均日照時數約1174h，屬亞熱帶季風氣候。

1.2 試驗材料

6種供試姜荷花品種分別為“紅火炬”“藍蓮雪”“紫仙子”“白雪公主”“清邁粉”“黎明”。將6種姜荷花種球分別種植于口徑30cm、高30cm的營養袋中，緩苗至各姜荷花均已展葉[5]，生長至一定株高后，做4個處理，每個處理3個重復。4個處理分別為在全光照、1層遮陽網、2層遮陽網、3層遮陽網的環境中培養2個月，試驗期間各處理進行正常一致的養護管理[6]。樣本命名如表1所示。

表1 樣本命名表

1.3 試驗方法

試驗設4個不同光照梯度，于7月10日開始使用黑色遮陽網進行遮蔭處理，通過增加遮陽網層數進行光照強度的梯度設置，分別為全光照(FL)、1層遮陽網處理(F1)、2層遮陽網處理(F2)、3層遮陽網處理(F3)[7]。將6種姜荷花按上述光強各自分成4組放置于遮陽網內，每處理3次重復。選擇晴朗天氣，于10：00—11：00使用便攜式高精度光照度測試儀測量并記錄各遮蔭處理中姜荷花葉片表面處的光照強度，分別為FL處理123660lx，透光率為100.00%；F1處理67980lx，透光率為55%；F2處理16945lx，透光率為14%；F3處理3716lx，透光率為3%。常規管理2個月后，于9月10日開始測量各處理姜荷花的葉綠素含量、葉片可溶性糖含量及生物量參數。

1.4 項目測定

采用蒽酮比色法測定不同處理姜荷花葉片的可溶性糖含量[8]；采用95%乙醇提取方法，提取姜荷花葉片葉綠素，取葉綠體色素提取液在波長645nm、633nm下測定吸光度，計算葉綠素a、葉綠素b、總葉綠素含量；姜荷花生物量：取成熟期各處理成熟期姜荷花地上部分和地下部分，稱量樣品重量(g)，統計花苞數量、種球數量、試驗期新發出奶罐數量[9]。

1.5 數據分析

采用Excel軟件進行數據處理和圖表繪制，采用SPSS 20.0軟件對相應指標進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 不同光照條件對6種姜荷花可溶性糖含量的影響

通過蒽酮比色法測定可以看出，不同的光照強度對6種姜荷花的可溶性糖含量的影響較大，由圖1可知，6種姜荷花在FL、F1、F2處理中可溶性糖含量呈現下降趨勢，說明隨著光照強度的降低，可溶性糖含量下降；在F3處理中可溶性糖的含量比F2處理含量高，推測原因可能是F3處理覆蓋了3層遮蔭網，保溫效果導致可溶性糖含量高于F2處理(溫度也是影響姜荷花生長的重要因子之一[10])。6種姜荷花中“紫仙子”Z-1的可溶性糖含量最高，含量為67.006mg·g-1，其次為“白雪公主”B-1，含量為66.468mg·g-1；6種品種中“紫仙子”和“白雪公主”在全光照下的可溶性糖含量最高，說明這2種品種相較于其他品種可溶性糖含量在光照強度增大時合成最高；FL處理下的可溶性糖含量均高于其他組，說明光照強度的增大會促使姜荷花的葉片大量合成可溶性糖，而F2處理時光照強度降低，造成葉片可溶性糖合成降低，說明光照強度的降低會導致姜荷花葉片可溶性糖降低；其中可溶性糖含量最低的是“藍蓮雪”L-3為43.583mg·g-1，說明光照強度降低對“藍蓮雪”造成的影響最大。

圖1 不同光照強度下6種姜荷花葉片的可溶性糖含量變化

2.2 不同光照條件對6種姜荷花葉綠素含量的影響

姜荷花除了觀賞其花型以外，葉片也具有一定的觀賞價值[11,12]，可適當對姜荷花用遮陽網遮蔭，以增加其觀賞性。由圖2可知，不同光照強度處理對6種姜荷花葉片的葉綠素含量影響顯著。“紅火炬”“藍蓮雪”“紫仙子”“白雪公主”4個品種的葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量F1處理均高于FL處理，“清邁粉”和“黎明”的FL處理葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量最高，說明“紅火炬”“藍蓮雪”“紫仙子”“白雪公主”4個姜荷花品種進行適當遮蔭可提高葉片葉綠素的合成，“清邁粉”和“黎明”2個姜荷花品種在全日照時葉綠素合成最高。

圖2 不同光照強度下6種姜荷花的葉片葉綠素含量比較

由表2可知，FL環境下葉綠素a含量最高的為“清邁粉”0.794mg·g-1，葉綠素b含量最高的為“黎明”0.882mg·g-1，葉綠素總量最高的為“黎明”1.669mg·g-1；F1處理下葉綠素a含量最高的為“紫仙子”0.804mg·g-1，葉綠素b含量最高的為“紫仙子”1.004mg·g-1，葉綠素總量最高的為“紫仙子”1.808mg·g-1；F2處理下葉綠素a含量最高的為“藍蓮雪”0.798mg·g-1，葉綠素b含量最高的為“白雪公主”0.983mg·g-1，葉綠素總量最高的為“白雪公主”1.78mg·g-1；F3處理下葉綠素a含量最高的為“紫仙子”0.805mg·g-1，葉綠素b含量最高的為“紫仙子”0.971mg·g-1，葉綠素總量最高的為“紫仙子”1.776mg·g-1，F1處理與F3處理葉綠素含量最高均為“紫仙子”，且“紫仙子”F1與F3處理之間的差異不顯著。6種姜荷花品種各處理的葉綠素a/b差異不顯著。“藍蓮雪”的葉綠素總量在各處理中差異最小，“紫仙子”隨著光照強度降低葉綠素總量升高最大，“清邁粉”隨著光照強度降低葉綠素總量降低最多。

表2 不同光照強度下6種姜荷花的葉片葉綠素含量

2.3 不同光照條件對6種姜荷花生物量的影響

2.3.1 不同光照強度對6種姜荷花鮮重的影響

對各處理的6種姜荷花全部完整挖出根系，用清水洗凈[13]，將其擦干后進行稱重。由圖3可知，其中除“清邁粉”在F2處理下鮮重略大于F1處理，“紫仙子”F1處理略大于FL處理，其余品種姜荷花在各處理中其鮮重隨著光照強度的下降而逐漸降低，整體均處于下降趨勢，說明光照對姜荷花長勢有較強影響，光照越低其長勢越低，若是在栽植培育中需要姜荷花長勢大而壯可適當增加光照強度/光照時長。由于品種之間性狀差別，“紅火炬”具有花苞長大、花莖短粗、葉片碩大、葉柄短等特征[14]，其葉片、花苞、種球皆為最大者，因此鮮重為6種姜荷花品種中重量最大的。除“紅火炬”之外的其他5個品種除花色外，在葉形、花型、種球大小上相似[15]，因此鮮重差別不大。

圖3 不同光照強度下6種姜荷花葉片鮮重的變化

2.3.2 不同光照強度對6種姜荷花種球數的影響

由表3可知，6種姜荷花種球在FL、F1處理時數量均大于F2、F3處理，姜荷花的種球質量及數量受光照時長及光照強度的影響。本試驗均設置在室外光照時長一致，說明光照時長固定時，光照強度越低，姜荷花種球發育越差，種球數量減少，若需要增產姜荷花種球，可適當增加光照強度。

表3 不同光照強度下6種姜荷花的生物量

2.3.3 不同光照強度對6種姜荷花新發奶罐數的影響

姜荷花的種球下面通常還伴有球狀貯藏根，又稱奶罐，是專門貯藏養分的營養器官，其養分含量直接決定了姜荷花的萌芽速度和萌芽后初期的發育情況。由表3可知，6種不同品種的姜荷花隨著光照強度降低，其當年新發育的奶罐數量就越少，且光照強度降至一定時奶罐不發育。因此，奶罐的發育也尤為重要，栽植姜荷花時光照強度不能過低。

2.3.4 不同光照強度對6種姜荷花花苞發育的影響

由表3可知，6種姜荷花在全日照環境中均發出花苞并且開花，但隨著光照強度降低，花苞數逐漸減少，開花減少。F2處理時開花數量只達到整體1/3，F3處理下的所有品種的姜荷花均未發出花苞，由此可見，花苞的發育受光照強度影響較大。

3 討論與結論

植物的生長發育離不開光照，植物生長環境的光照條件與其生長狀況有著密切聯系[16]。姜荷花葉片的可溶性糖含量，葉綠素a含量、葉綠素b含量、葉綠素a/b比值、葉綠素總量，以及姜荷花的生物量均與遮蔭處理有一定相關性[17-20]。通過蒽酮比色法測定可以看出，6種姜荷花在全日照、覆蓋1層遮蔭網、覆蓋2層遮蔭網處理中可溶性糖含量呈現逐漸下降趨勢，說明隨著光照強度的降低，姜荷花葉片可溶性糖含量合成減弱，含量下降；但在F3處理中可溶性糖的含量略超F2處理，由于外界因素基本一致，存在的差異因素只有遮蔭網覆蓋層數不同，因此可能是由于覆蓋3層遮蔭網后F3處理內部溫度大于F2處理；F3因遮蔭網覆蓋較厚后得到保溫，由于溫度也是影響姜荷花生長的重要因子之一，推測由保溫效果導致F3處理可溶性糖含量高于F2處理。姜荷花品種中的“紅火炬”“藍蓮雪”“紫仙子”“白雪公主”的葉綠素含量F1處理均大于FL處理，而“清邁粉”和“黎明”在FL處理時葉綠素合成最高；“紫仙子”在F1處理與F3處理中葉綠素含量最高，且差異不顯著。“藍蓮雪”的葉綠素總量在各處理中差異最小，“紫仙子”隨著光照強度降低葉綠素總量升高最大，“清邁粉”隨著光照強度降低葉綠素總量降低最多；說明“紅火炬”“藍蓮雪”“紫仙子”“白雪公主”4個姜荷花品種種植培育時進行適當遮蔭可提高葉片葉綠素的合成，但不宜過度遮蔭，“清邁粉”和“黎明”的FL處理葉綠素含量最高，說明這2個品種最適宜在全日照環境下栽植。通過對不同光照處理的6種姜荷花生物量測定可以看出，整體在全日照和1層遮蔭網處理下的發育情況最優，在3層遮蔭網處理時發育狀況最差，屬于基本存活。姜荷花中的“紅火炬”品種與其他品種有著明顯外部生理特征區別，除了花型較大、花苞長、花柄短外，其葉片大且多、葉柄短，因此除觀花外還可觀葉，栽植培育時通過提高光照強度擴大葉面積、控制花柄葉柄不徒長等提升“紅火炬”的觀賞品質。由于本次試驗設置FL為123660lx，F1為67980lx，F2為16945lx，F3為3716lx，整體發育情況在F1～FL較優，F3～F2時較差。因此在貴陽本地栽植姜荷花時可設置在光照強度≥68000lx，室外全日照時可不作處理，室內可人工增加光照設施提高光照強度[21,22]。本次除試驗設置條件環境外，同一地點旁的全透光玻璃溫室也有種植與本次試驗一致的6個品種姜荷花。觀察可見，生長發育狀況基本與FL處理相似，但在11月入秋后地上植株部分逐漸枯萎時，溫室內種植的姜荷花枯萎程度緩慢，室外試驗姜荷花全部枯萎進入休眠，溫室內仍基本存在，僅有部分葉片枯黃。這一現象與F3處理中可溶性糖含量略超F2處理的原因可能一致，皆由于保溫效果導致[22-25]。因此，在栽植培育姜荷花時除提高光照強度外也應適當提高溫度[26]。在貴陽本地種植姜荷花時盡量選擇在全日照或適當遮蔭的環境下，由于貴陽全年溫度不高，可在11月將其移栽至透光溫室內，第2年5—6月光照強度增大、日照時間增長時移至室外[27]。