LED不同光質對盆栽粗肋草生長的影響

羅紅輝 陳婉儀 惠俊愛 侯軍曉 周厚高 伍青

（1. 仲愷農業工程學院園藝園林學院/廣東省普通高校熱帶亞熱帶花卉與園林植物重點實驗室 廣東廣州 510225；2. 廣州驕陽農業有限公司 廣東廣州 510653）

粗肋草（Aglaonema commutatun）為天南星科粗肋草屬（Aglanonema）植物，又稱為廣東萬年青、亮絲草，以其葉脈中肋明顯粗大而得名，原產于印度、泰國及馬來西亞等地，20世紀80年代以來，中國從各地引進不同品種的粗肋草[1-2]。粗肋草具有豐富的株形與葉色，且具有凈化空氣的效果，可作為室內觀賞植物，因而深受人們的喜愛[3]。除此之外，粗肋草觀賞期長，豐富了城市景觀與單調的季節色彩[4]。植物生長發育過程會受外界不同環境因子影響，其中，光是最重要的環境調控因子之一，不僅能夠為植物的生長發育提供能量，而且還參與植物許多生理生化過程[5]。光主要通過光強、光周期以及光質三方面對植物的生長發育產生影響[6]。植物對各種光質的敏感程度不同，表現為對紅光、藍光和紅外光較為敏感[7]。隨著農業技術的不斷進步，運用LED不同光質對植物進行補光處理以改善作物品質的方法已被廣泛運用到各項設施農業中[8]。

粗肋草在國際上極有名，在荷蘭盆栽花卉業中排在第18位[9]，具有高度耐陰性、防潮性、病蟲害少以及長勢強壯等優點，其葉片具有不同的顏色或鑲嵌點，株型十分豐富，具有很高的觀賞價值和推廣應用價值。粗肋草不耐寒，在溫度低于12℃的環境下容易出現凍害，廣東地區的氣候條件比較適合這類植物的生長發育。但由于粗肋草對栽培環境條件和技術要求較高，在栽培中常因栽培措施不合理而導致植株質量不高、色素不均勻，嚴重影響了粗肋草產業的發展[1-2]。

目前，國內外對于粗肋草的研究方向較為集中，主要在育種、離體組織培養及抗逆性等方面，關于利用LED光照改善其盆栽植株品質和葉色品質方面的研究極少。粗肋草的葉色豐富，在不同光環境下其葉片呈色不同，利用LED進行光質調控和改善粗肋草品質的栽培技術研究具有實踐意義。本試驗選用2個彩葉粗肋草品種，分別為白色系銀如意粗肋草和紅色系如意粗肋草的盆栽苗，對其進行4種LED不同光質處理，觀測不同處理后的粗肋草生長性狀和葉色變化，以探索 LED光質對粗肋草生長速度和葉色品質的影響效果，為粗肋草屬的進一步研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

供試粗肋草品種為課題組自育白色系品種銀如意（Aglaonema‘YinRuYi’，粵審花 20190025）和市場流行紅色系品種如意（Aglaonema‘RuYi’），試驗所用盆栽苗均由扦插擴繁得來。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計 扦插材料選取生長發育良好、無病蟲害的植株，剪取長勢健壯母株的帶有 2～4片小葉的頂部插條扦插于花泥中，在穴盤中培育35 d左右長根，生根情況如圖 1-A；之后上盆定植，定植生長40 d后（圖1-B、1-C），于廣州驕陽農業有限公司 LED植物培養室進行不同比例LED紅藍光質處理，處理周期為2021年12月至2022年2月，所有試驗組的處理天數均為60 d，其中每天照光處理12 h。

圖1 粗肋草扦插生根情況和照光處理0 d時的植株狀態

1.2.2 LED 處理方案 參考周佐葡[10]的 LED 光質條件，經過調整后所用光質配比組合及實際所測得的相關光參數見表1，其中LED白光處理為對照組。利用植物光照分析儀（型號：OHSP-350P，購自杭州虹譜色科技有限公司）測量植株頂端的光通量并調節LED光源高度，使得各處理組的光通量PPFD為 200～250 μmol/（m2·s）；所用 LED 光源為紫外/藍/白/紅/遠紅五通道燈板（型號：IGLAL1150X255-2835-UV/B/W/R/Fr；制造廠商：智卉光田），各色LED光珠光量子能量密度均可調。每天光照時間為12 h，一共處理60 d。階段Ⅰ：每天8:00 a.m.開始，按照表1的白光光質對所有處理組先進行白光照光8 h，接著白光對照組仍然繼續照射4 h，而其他3個試驗組立即轉用階段Ⅰ的3種不同比例紅藍光光質分別繼續照光4 h，20:00 p.m.所有處理組結束光照，進入夜間模式，此階段一共處理30 d。接著開始階段Ⅱ：每天8:00 a.m.開始，按照表1的階段Ⅱ各光質參數對對照組和3個試驗組分別進行照光處理12 h，20:00 p.m.所有組結束光照，進入夜間模式，此階段一共處理30 d。

表1 試驗實際所測LED光質參數情況

1.2.3 光處理期間盆花管理 每種LED處理下，每個粗肋草品種各放12盆植株，光質處理情景如圖2-A、2-B。植株照光期間室內開排氣扇保持通風，開空調并設定溫度24℃。使用滴灌系統（圖2-C）以及滴灌控制定時裝置（圖2-D），每隔5 d進行滴灌 5 min。光照時間采用定時裝置設置為8:00 a.m.開燈，20:00 p.m.關燈（圖 2-E）。

圖2 LED處理相關裝置

1.2.4 生長相關指標測定 整株生長形態指標：從每個處理的植株中，隨機選取6盆生長狀態相同的用于每次測量，測定結果取其平均值。用卷尺測定株高，用游標卡尺測定葉柄長、葉片長和寬，每月測量一次；統計最終全株葉片數。

葉片鮮重和干重：從每個處理的植株中，各摘取2片大小均勻、葉面完整且沒有病蟲害的葉片，用電子天平稱量葉片的鮮重，重復3次取平均值mf。將稱量鮮重后的葉片分別裝進不同信封袋中并做好標記，放置于電熱恒溫鼓風箱中，先在105℃下進行15 min殺青，再80℃烘干4 h，取出稱重；再放置于80℃繼續烘干至恒重，確定最終干重md。葉片相對含水量=（mf－md）*100/mf。

新長葉芽生長指標：統計各個處理下每個品種所有植株的新葉數量，用游標卡尺測量新長葉芽的長度。

1.2.5 葉色相關指標檢測 葉綠素相對含量：從每個處理的植株中，隨機選取6盆用于SPAD值的測量，每一盆隨機選取一片生長發育良好、無病蟲害的葉片，隨機選擇葉片上3個不同位置的綠色部位，使用SPAD-502 Plus葉綠素儀（Konica Minolta，日本）進行測量，通過SPAD值反映植物的葉綠素相對含量，求取平均值。

葉斑顏色記錄和觀察：定期對植株和葉片顏色外觀進行拍照記錄，并根據周佐葡[10]的方法觀察記錄和描述葉片斑塊變化情況。

1.2.6 數據處理和分析 數據整理分析在 Excel進行，使用IBM SPSS Statistics 23.0進行方差分析，比較平均值采用單因素ANOVA檢驗，多重比較使用沃勒-鄧肯檢驗法，p＜0.05。

2 結果與分析

2.1 LED不同光質處理對粗肋草植株基本生長的影響

階段Ⅰ各組LED光質處理30 d時，銀如意和如意株高都有增長（圖3）。白光組中，銀如意30 d株高比處理前增加 16.1%，而在紅∶藍（2∶8）光組合中增加 13.6%，在紅∶藍（5∶5）光組合中增加6.6%，在紅∶藍（8∶2）光組合中增加6.6%（圖3-A）；白光組中，如意30 d株高比處理前增加7.3%，而在紅∶藍（2∶8）光組合中增加7.0%，在紅∶藍（5∶5）光組合中增加2.6%，在紅∶藍（8∶2）光組合中增加5.5%（圖3-B）。說明LED紅藍光質處理對粗肋草株高的促進作用沒有LED白光處理的促進作用大。

圖3 LED不同光質處理下銀如意（A）和如意（B）的株高變化

繼續階段Ⅱ各組LED光質處理30 d，即總處理天數60 d時，白光組中，銀如意最終株高比處理前增加 19.9%，而在紅∶藍（2∶8）光組合中增加 17.5%，在紅∶藍（5∶5）光組合中增加15.5%，在紅∶藍（8∶2）光組合中增加7.9%（圖3-A）。白光組中，如意最終株高比處理前增加13.2%，而在紅∶藍（2∶8）光組合中增加10.8%，在紅∶藍（5∶5）光組合中增加 4.7%，在紅∶藍（8∶2）光組合中增加7.7%（圖3-B）。說明階段Ⅰ期間大部分粗肋草增高速度比階段Ⅱ期間更快。

在不同光質處理下，銀如意葉片形態存在差異。階段Ⅰ各組LED光質處理30 d時，白光組中，銀如意葉長比處理前增加8.4%、葉寬顯著增加 24.7%、葉寬/葉長增加 14.8%、葉柄長顯著增加44.2%；而在紅∶藍（2∶8）光組合中，葉長、葉寬、葉寬/葉長分別增加12.3%、14.7%、2.7%，而葉柄長顯著增加 68.6%；在紅∶藍（5∶5）光組合中，四者分別增加8.5%、8.6%、0.8%、22.8%；在紅∶藍（8∶2）光組合中，葉長、葉寬分別增加10.0%、5.2%，葉寬/葉長減少3.5%，而葉柄長增加36.8%（表2）。繼續階段Ⅱ各組LED光質處理30 d，即總處理天數60 d時，白光組中，銀如意最終葉長比處理前增加 15.1%、葉寬顯著增加35.0%、葉寬/葉長增加 17.3%、葉柄長顯著增加54.1%；在紅∶藍（2∶8）光組合中，葉長、葉寬、葉寬/葉長分別增加 13.0%、17.4%、4.0%，葉柄長顯著增加78.6%；在紅∶藍（5∶5）光組合中，葉長、葉寬分別增加 19.5%、13.1%，葉寬/葉長減少4.1%，葉柄長顯著增加40.1%；在紅∶藍（8∶2）光組合中，葉長、葉寬分別增加12.4%、7.5%，葉寬/葉長減少2.8%，葉柄長顯著增加48.7%（表2）。說明LED白光明顯促進銀如意葉片變寬大，而紅∶藍（2∶8）LED光組合明顯促進銀如意葉柄長度增長。

在不同光質處理下，如意葉片形態也存在差異。階段Ⅰ各組LED光質處理30 d時，白光組中，如意葉長比處理前增加 13.8%、葉寬增加0.2%、葉寬/葉長減少 11.3%、葉柄長顯著增加31.9%；在紅∶藍（2∶8）光組合中，葉長顯著增加22.0%、葉寬增加10.9%、葉寬/葉長減少6.5%，葉柄長顯著增加 29.9%；在紅∶藍（5∶5）光組合中，葉長、葉寬分別增加 8.6%、2.3%，葉寬/葉長減少6.0%，葉柄長顯著增加42.2%；在紅∶藍（8∶2）光組合中，葉長顯著增加 18.3%，葉寬增加 6.7%，葉寬/葉長減少 9.9%，葉柄長顯著增加38.9%（表2）。繼續階段Ⅱ各組LED光質處理30 d，即總處理天數60 d時，如意在白光組中的最終葉長比處理前顯著增加 22.1%、葉寬增加13.1%、葉寬/葉長減少 6.9%、葉柄長顯著增加36.3%；在紅∶藍（2∶8）光組合中，最終葉長顯著增加 23.3%，葉寬增加 12.5%，葉寬/葉長減少6.4%，葉柄長顯著增加34.6%；在紅∶藍（5∶5）光組合中，葉長、葉寬分別增加 11.0%、3.8%，葉寬/葉長減少6.6%，葉柄長顯著增加50.0%；在紅∶藍（8∶2）光組合中，最終葉長顯著增加20.5%，葉寬增加9.0%，葉寬/葉長減少9.6%，葉柄長顯著增加40.6%（表2）。說明紅∶藍（2∶8）LED光組合明顯促進如意葉片長度增長，紅∶藍（5∶5）LED光組合明顯促進如意葉柄長度增長。

表2 LED不同光質處理下粗肋草葉片生長形態的比較

2.2 LED不同光質處理對粗肋草葉片干鮮重和相對含水量的影響

不同LED光質處理60 d對銀如意和如意葉片干鮮重的影響不同（表3）。白光組中，銀如意最終葉片鮮重值和干重值都是最高的，分別比紅∶藍（2∶8）光組合的增加19.0%和24.2%、比紅∶藍（5∶5）光組合的增加23.1%和5.6%、比紅∶藍（8∶2）光組合的增加10.8%和130.6%。但紅∶藍（8∶2）光組合中的銀如意最終葉片相對含水量顯著高于其他光組合，為92.83%（表3）。

與銀如意明顯不同的是，白光組中，如意最終葉片鮮重值和干重值基本都是最低的。在紅∶藍（2∶8）光組合中，如意最終葉片鮮重值比白光組的明顯增加 78.2%，干重值則明顯減少17.4%；在紅∶藍（5∶5）光組合中的最終葉片鮮重值和干重值則比白光組的明顯增加 55.9%和50.0%；紅∶藍（8∶2）光組合中，最終葉片鮮重值和干重值比白光組的明顯增加30.4%和16.7%。此外，紅∶藍（2∶8）光組合中的如意最終葉片相對含水量顯著高于其他光組合，為92.93%（表3）。

表3 LED不同光質處理60 d后粗肋草葉片干鮮重和相對含水量

2.3 LED不同光質處理對粗肋草新葉生長的影響

LED紅藍光質處理60 d對銀如意最終葉芽長度的影響較大（圖 4）。紅∶藍（5∶5）光組合處理后的銀如意最終葉芽長度是最長的，為9.33 cm，是白光處理的2.15倍；而紅∶藍（2∶8）光組合處理后的是白光處理的1.97倍；但紅∶藍（8∶2）光組合處理后的僅比白光處理的長 23.1%。在如意中，紅∶藍（2∶8）光組合處理后的最終葉芽長度是最長的，為9.28 cm，但僅比白光處理的長12.1%；而紅∶藍（5∶5）光組合處理后的反而比白光處理的短 16.7%；紅∶藍（8∶2）光組合處理后的也比白光處理的短1.9%（圖4）。

圖4 LED不同光質處理60 d兩種粗肋草的最終葉芽長度

LED光質處理對銀如意和如意新長葉片數量的影響并不顯著，其中紅∶藍（2∶8）光組合處理60 d，銀如意（圖5-A）和如意（圖5-B）的最終新葉數量均為最多，即每株植株普遍新長約2片新葉；其他光質處理的植株大部分新長1片新葉，個別植株甚至未長新葉。說明紅∶藍（2∶8）光組合處理一定程度上可加速粗肋草的生長。

圖5 LED不同光質處理下銀如意（A）和如意（B）的單株新葉數量

2.4 LED不同光質處理對粗肋草葉色變化的影響

在不同光質處理下，隨著處理時間增加，銀如意和如意葉片SPAD值都呈下降趨勢（圖6）。階段Ⅰ各組LED光質處理30 d時，2種粗肋草的葉片SPAD值稍有下降，無顯著變化。繼續階段Ⅱ各組 LED光質處理 30 d，即總處理天數 60 d時，白光組銀如意最終葉片SPAD值比處理前明顯下降 35.2%，紅∶藍（2∶8）光組合的也明顯下降27.8%，紅∶藍（5∶5）光組合的下降28.7%，紅∶藍（8∶2）光組合的明顯下降 28.0%；其中紅∶藍（2∶8）光組合處理的銀如意最終葉片SPAD值最高，為 27.4（圖 6-A）。白光組如意最終葉片SPAD值比處理前下降30.8%，紅∶藍（2∶8）光組合的明顯下降31.6%，紅∶藍（5∶5）光組合的明顯下降34.7%，紅∶藍（8∶2）光組合的明顯下降39.7%；其中紅∶藍（2∶8）光組合處理的如意最終葉片SPAD值最高，為26.1（圖6-B）。

圖6 LED不同光質處理下銀如意（A）和如意（B）的葉片SPAD值

銀如意葉片外觀色澤變化（圖7）與葉片SPAD值變化情況（圖 6-A）基本相符，即葉片白斑增多時其綠色斑面積減小且變淺，SPAD值下降。分別觀察各處理組盆栽植株、成熟葉片和嫩葉的光處理效果，白光處理后的葉色總體呈現白多綠少的分布（圖 7-A1），其成熟葉片邊緣呈現黃綠色（圖7-B1），而嫩葉白色斑點較小且葉片較小（圖7-C1）；紅∶藍（2∶8）光組合處理后的葉片邊緣偏綠色（圖 7-A2），白斑主要在葉中脈附近，白斑和綠斑比例相當（圖 7-B2），而在嫩葉中，綠斑比例較大且葉片較大（圖7-C2）；紅∶藍（5∶5）光組合處理后的盆栽植株（圖 7-A3）和成熟葉片（圖7-B3）外觀表現與白光處理的相近，但其嫩葉白斑斑點較大且葉片較大（圖7-C3）；紅∶藍（8∶2）光組合處理后的盆栽植株（圖7-A4）和成熟葉片（圖7-B4）外觀表現與紅∶藍（2∶8）光組合處理的相近，而在嫩葉中，綠斑比例也較大但葉片較小（圖7-C4）。

圖7 LED不同光質處理后銀如意植株最終外觀變化情況

分別觀察如意各處理組盆栽植株（圖8-A）、成熟葉片（圖8-B）和嫩葉（圖8-C）的光處理效果，白光處理后的葉片呈色明顯，大多表現為紅多綠少的色澤分布（圖 8-A1），其成熟葉片紅色斑塊明顯加深（圖8-B1），而嫩葉以綠色為主（圖8-C1）；紅∶藍（2∶8）光組合處理后的大部分植株葉片紅色斑塊變為淺紅色（圖8-A2、圖8-B2），但其嫩葉中的紅斑較深色且紅斑比例明顯較大（圖 8-C2）；紅∶藍（5∶5）光組合處理后的盆栽植株（圖8-A3）、成熟葉片（圖8-B3）和嫩葉（圖8-C3）外觀表現都與白光處理的相近；紅∶藍（8∶2）光組合處理后的盆栽植株（圖8-A4）和成熟葉片（圖8-B4）外觀表現與紅∶藍（2∶8）光組合處理的相近，但其嫩葉綠色面積較大且紅斑比例小（圖8-C4）。

圖8 LED不同光質處理后如意植株最終外觀變化情況

綜合來看，在白光和紅∶藍（5∶5）光組合處理下，2個品種的特征葉色斑塊均有不同程度的增加（表4、圖7-B1、7-B3、8-B1、8-B3）。銀如意在4種光照處理下，葉片綠斑均由深綠色到黃綠色發生不同程度變化，在白光和紅∶藍（5∶5）光組合處理下，葉緣變為黃綠色的速度快于紅∶藍（2∶8）光組合和紅∶藍（8∶2）光組合處理。如意在4種光照處理下，葉片紅斑呈現加深或變淺現象，白光和紅∶藍（5∶5）光組合處理下的紅色斑塊加深，紅∶藍（2∶8）光組合和紅∶藍（8∶2）光組合處理下的紅色斑塊明顯變淺。

表4 不同光質處理下銀如意和如意葉色變化的觀察

3 討論與結論

3.1 討論

相關研究表明，彩葉植物葉片表現出豐富的葉色，與其葉片中各種色素的種類、含量及分布等均有關系[11]。許多研究表明，相比單色光，復合光在一定程度上能夠促進植物的生長發育，而合適的紅藍光比例處理能夠滿足植物正常生長[10]。本研究結果發現，不同紅藍光比例處理都降低了如意和銀如意葉片葉綠素含量水平，說明葉片綠斑在減少，這可能與粗肋草本身的特征葉色斑塊在擴大有關；其中在紅∶藍（2∶8）光組合處理后，2個品種粗肋草的最終SPAD值最高，而紅∶藍（5∶5）光組合處理后，2個品種粗肋草最終SPAD值最低（圖 6），該結果與其綠斑變化情況也大致相符（圖7、8）。此外，如意在白光和紅∶藍（5∶5）光組合處理下，植株多數葉片紅色加深（圖8-A1、8-A3），成熟葉片紅色斑塊明顯加深（圖8-B1、圖8-B3）；而在紅∶藍（2∶8）光組合和紅∶藍（8∶2）光組合處理下，大部分植株葉片紅色斑塊明顯變為淺紅色（圖 8-B2、8-B4）。

光質可以作為一種觸發信號，影響植物的生長發育。蘭明忠[8]在研究竹柏時發現，紅光對竹柏莖粗、竹柏伸長、竹柏的葉片面積具有促進作用，而藍光抑制竹柏葉面積的增長。曹剛[12]研究發現，紅∶藍（8∶2）處理提高了黃瓜和結球甘藍的莖粗、株高、植株干鮮重等。本試驗結果發現，紅藍光質處理對粗肋草株高的促進作用沒有白光處理的促進作用大，白光明顯促進銀如意葉片變寬大，紅∶藍（2∶8）光組合明顯促進銀如意葉柄長度增長；紅∶藍（2∶8）光組合明顯促進如意葉片長度增長，紅∶藍(5∶5)光組合明顯促進如意葉柄長度增長。此外，本研究中銀如意和如意粗肋草葉片干鮮重表現不同，紅∶藍（8∶2）光組合和紅∶藍（2∶8）光組合分別有利于銀如意和如意植株保持水分含量，這與張曼曼等[13]的研究結果基本一致。

不同光質處理對銀如意和如意葉芽生長的影響基本一致，紅∶藍（2∶8）光組合處理下，銀如意和如意的新葉數量都最多、最終葉芽長度都最長，即該光照處理一定程度上可加速粗肋草的生長，這與周鵬等[14]的研究結果一致。

3.2 結論

目前，國內外在對粗肋草的研究方向上大多集中于組織培養、抗性及育種等方面，關于LED光質對盆栽粗肋草生長及葉色變化方面的影響研究極少。本研究利用不同比例紅藍光LED光質處理盆栽銀如意和如意粗肋草，對其生長、葉色變化及性狀進行觀測，結果發現，在紅∶藍（2∶8）光組合處理下，2種粗肋草大部分生長指標值均大于其他處理組，一定程度上可加速盆栽粗肋草的生長；在紅∶藍（5∶5）光組合處理下，銀如意最終葉芽長度最長、葉片特征白斑最多，而如意葉柄長最長、葉片特征紅斑顏色加深，更為鮮艷。綜上，2種LED紅藍復合光處理在一定程度上可直接提升盆栽粗肋草的生長速度，并改善其特征葉色，研究結果可為以后進一步改良盆栽粗肋草的生產栽培技術提供參考。