不同LED光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛生長(zhǎng)及多糖含量的影響

楊維杰，梁 君，楊林林

(1.寧波德健生物科技有限公司，浙江寧波 315000;2.寧波華廈現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究所，浙江寧波 315000)

鐵皮石斛 (Dendrobium officinale)又名黑節(jié)草，為蘭科石斛屬植物，是中藥石斛中的名貴珍惜品種，具有很高的藥用價(jià)值。其對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求相對(duì)苛刻，生長(zhǎng)緩慢，自然繁殖率低，市場(chǎng)需求量大［1］。近年來(lái)，已有很多企業(yè)及學(xué)者對(duì)鐵皮石斛進(jìn)行了大量的生產(chǎn)和研究。而隨著鐵皮石斛市場(chǎng)的穩(wěn)步發(fā)展，很多企業(yè)及學(xué)者開(kāi)始關(guān)注鐵皮石斛的品質(zhì)。

新型半導(dǎo)體光源具有波長(zhǎng)具體、光譜性能好、光效高、系統(tǒng)發(fā)熱少、質(zhì)量和體積較小、壽命較長(zhǎng)、占用空間小等諸多傳統(tǒng)電光源技術(shù)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，因而受到人們的青睞，十分適用于可控設(shè)施環(huán)境中的植物栽培［2］。已有研究表明，紅藍(lán)光比例為1∶1時(shí)有利于鐵皮石斛試管苗的生長(zhǎng)、葉綠素合成以及干物質(zhì)和糖的積累［2］。在鐵皮石斛栽培中可用LED光源代替自然光，對(duì)鐵皮石斛植株株高和莖粗生長(zhǎng)影響顯著［3］。光質(zhì)選擇和品種選育是提高鐵皮石斛苗木質(zhì)量和改良藥材品質(zhì)的有效途徑［4］。而有關(guān)光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛移栽苗生長(zhǎng)和多糖含量的影響尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)研究了不同光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛組培苗和移栽苗生長(zhǎng)及多糖含量的影響，以期為高品質(zhì)鐵皮石斛產(chǎn)品商品化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

鐵皮石斛果莢于2012年11月采摘自溫州雁蕩山農(nóng)戶(hù)種植基地，不同階段組培苗及移栽苗由寧波德健生物科技有限公司生產(chǎn)。不同光質(zhì)T8單管植物燈采購(gòu)于深圳綠熒光電有限公司，包括紅光(R)、藍(lán)光 (B)、紅/藍(lán) 1∶1(RB)、紅/藍(lán) 2∶1(2RB)、紅/藍(lán)4∶1(4RB)5種不同光質(zhì)，普通白光 (W)T5日光燈采購(gòu)于濟(jì)南市中天組培園藝用品有限公司。

1.2 處理設(shè)計(jì)

將鐵皮石斛果莢經(jīng)無(wú)菌消毒后在超凈工作臺(tái)上播種于萌發(fā)培養(yǎng)基:MS+NAA 0.5 mg·L-1+6-BA 0.1 mg·L-1+香蕉8%+蔗糖30 g·L-1+瓊脂5.5 g·L-1。暗培養(yǎng)1周后放置在不同光質(zhì)下培養(yǎng)。鐵皮石斛種子萌發(fā)至飽滿狀態(tài)并有1～2片子葉時(shí)轉(zhuǎn)接到分化培養(yǎng)基:MS+NAA 0.2 mg·L-1+香蕉8%+蔗糖30 g·L-1+瓊脂5.5 g·L-1，每瓶接種30粒，放置于不同光質(zhì)下培養(yǎng)。將生長(zhǎng)至1.5～2 cm的鐵皮石斛分化苗轉(zhuǎn)接于生根培養(yǎng)基:1/2MS+IBA 0.3 mg·L-1+花寶1.5 g·L-1+香蕉12%+活性炭0.5 g·L-1+蔗糖30 g·L-1+瓊脂5.5 g·L-1，每瓶接種10棵苗，放置于不同光質(zhì)下培養(yǎng)。各個(gè)階段培養(yǎng)條件為光照強(qiáng)度2 000 lx，光照時(shí)間14 h·d-1，培養(yǎng)溫度23～25℃。

鐵皮石斛組培苗在4-5月進(jìn)行種植，經(jīng)過(guò)煉苗、馴化，移栽2年后可以采收，選取次年10月已經(jīng)種植18個(gè)月且生長(zhǎng)狀態(tài)相近的大苗重新移栽到苗床上，每叢3棵苗，株行間距15 cm，水肥統(tǒng)一管理。第3年開(kāi)春后，日落后進(jìn)行每天2 h補(bǔ)光。周期為3個(gè)月，白光同樣作為試驗(yàn)組進(jìn)行處理，以不進(jìn)行補(bǔ)光作為對(duì)照組 (CK)。

1.3 檢測(cè)與統(tǒng)計(jì)

鐵皮石斛組培過(guò)程中，各階段每個(gè)處理隨機(jī)抽取10瓶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。播種萌發(fā)階段統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)時(shí)間、萌發(fā)率、飽和度、培養(yǎng)周期。分化階段統(tǒng)計(jì)幼苗長(zhǎng)勢(shì)、幼苗高度、萌蘗數(shù)量。生根階段統(tǒng)計(jì)組培苗高度、莖粗及多糖含量。

鐵皮石斛移栽苗不同光質(zhì)補(bǔ)光處理3個(gè)月后，各個(gè)處理隨機(jī)抽取10叢苗統(tǒng)計(jì)每叢苗的數(shù)量、苗高、莖粗及多糖含量。通過(guò)直尺測(cè)定苗高、根長(zhǎng)，游標(biāo)卡尺測(cè)定莖粗。參照文獻(xiàn) ［5-7］方法測(cè)定多糖含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛組培苗階段的影響

由表1可知，單色光質(zhì)與復(fù)色光質(zhì)之間存在顯著差異。R，B處理的種子萌發(fā)時(shí)間、萌發(fā)率、萌發(fā)飽滿度都較差于復(fù)色光，培養(yǎng)周期較長(zhǎng)。其中RB處理下，培養(yǎng)周期最短，相較于對(duì)照 (W)可縮短培養(yǎng)時(shí)間7 d左右。其他紅藍(lán)配比處理的培養(yǎng)時(shí)間相較于對(duì)照也縮短5 d左右。研究表明，R，B單色光質(zhì)不利于鐵皮石斛種子的萌發(fā)，配比復(fù)色光質(zhì)可有效縮短播種階段的培養(yǎng)周期。

表1 不同光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛組培苗種子萌發(fā)階段的影響

由表2可知，不同光質(zhì)對(duì)組培苗分化階段影響較小，總體生長(zhǎng)長(zhǎng)勢(shì)處于同一水平。苗高變幅為1.5～1.9 cm，B處理最矮，R處理最高，相較于對(duì)照苗高差距僅為±0.2 cm。萌蘗數(shù)量對(duì)照 (W)最高，R，B單色光質(zhì)處理最低，說(shuō)明單色光質(zhì)在鐵皮石斛組培苗分化階段不利于其生長(zhǎng)。實(shí)際產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程中，仍可使用普通T5日光燈 (W)進(jìn)行組培苗的分化培養(yǎng)。

由表3可知，供試的6個(gè)處理間組培苗生長(zhǎng)性狀存在顯著差異。苗高與莖粗分別為R，B處理達(dá)到最高與最低，R對(duì)莖的長(zhǎng)高有促進(jìn)作用，B則對(duì)莖的長(zhǎng)高有抑制作用，但有利于莖的橫向加粗，這與高亭亭等［4］的研究結(jié)果相一致。復(fù)色配比光質(zhì)同對(duì)照 (W)相較差異較小。多糖含量4RB處理下最高，為3.04%，相對(duì)于對(duì)照多糖含量1.52%提高2倍左右，其他不同光質(zhì)配比處理同對(duì)照之間也存在顯著差異，說(shuō)明紅藍(lán)配比光質(zhì)有利于鐵皮石斛組培苗多糖含量的積累。

表2 不同光質(zhì)對(duì)組培苗分化階段的影響

表3 不同光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛組培苗生根階段的影響

2.2 不同光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛移栽苗階段的影響

由表4可知，不同光質(zhì)在對(duì)移栽苗進(jìn)行補(bǔ)光處理3個(gè)月之后，生長(zhǎng)勢(shì)與對(duì)照間差異不明顯，可能是在鐵皮石斛苗生長(zhǎng)過(guò)程中，其他因素如溫度、濕度、水肥管理、光照強(qiáng)度等的作用大于光質(zhì)對(duì)石斛苗生長(zhǎng)的影響。每叢苗萌蘗數(shù)量相近，平均每叢苗6.7條。不同光質(zhì)處理間苗高變化規(guī)律為:R＞CK＞4RB≥2RB＞W(wǎng)＞RB＞B，莖粗變化規(guī)律為:B＞2RB＞RB≥CK＞W(wǎng)＞4RB＞R，變幅不大，但仍能看出紅光有利于苗的長(zhǎng)高，藍(lán)光有利于苗的橫向加粗，這與組培階段的試驗(yàn)結(jié)果相一致。在多糖含量方面，不同光質(zhì)對(duì)移栽苗影響的試驗(yàn)結(jié)果基本同組培階段相一致，但變幅差異較組培階段要小很多，在4RB處理下，多糖含量最高，達(dá)到6.32%，相比對(duì)照要高出0.44%，含量提高6.96%。

3 小結(jié)與討論

不同光質(zhì)可以顯著影響鐵皮石斛組培苗的苗高、莖粗、多糖含量等生理生化性狀。在組培播種階段，不同紅藍(lán)配比復(fù)合光質(zhì)可有效縮短培養(yǎng)周期，從而減少電能消耗，降低產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)成本。在分化階段，仍可用普通日光燈進(jìn)行培養(yǎng)，畢竟LED燈光在造價(jià)成本上要比普通傳統(tǒng)光源高出很多，會(huì)加大產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的投入成本。生根階段，不同光質(zhì)對(duì)苗的影響作用比較顯著，各個(gè)處理間變幅較大，且多糖含量相較對(duì)照提高2倍以上。而在移栽苗階段，苗的生長(zhǎng)受到外界其他影響因素的作用，不同光質(zhì)的影響作用相比組培階段要小。但在多糖含量的積累方面，不同紅藍(lán)配比光質(zhì)明顯起到促進(jìn)作用。

表4 不同光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛移栽苗的影響

綜上，不同光質(zhì)配比對(duì)鐵皮石斛組培苗及移栽苗的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)品質(zhì)有一定的提高作用，本試驗(yàn)僅以生長(zhǎng)狀態(tài)和石斛多糖含量作為品質(zhì)高低標(biāo)準(zhǔn)存在一定的片面性，不同光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛組培苗及移栽苗的葉綠素含量、蛋白質(zhì)含量、甘露糖含量等指標(biāo)是否存在影響還有待進(jìn)一步研究試驗(yàn)。

［1］ 莫昭展，貝學(xué)軍，覃貴畢，等.鐵皮石斛叢生芽增殖研究［J］.西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，23(6):104-107.

［2］ 尚文倩，王政，侯甲男，等.不同紅藍(lán)光質(zhì)比LED光源對(duì)鐵皮石斛試管苗生長(zhǎng)的影響［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2013，41(5):155-159.

［3］ 尹翠翠，卜崇興，張艷苓，等.LED輻射的不同光質(zhì)對(duì)鐵皮石斛生長(zhǎng)的影響［J］.現(xiàn)代農(nóng)藝，2013(10):5-6.

［4］ 高亭亭，斯金平，朱玉球，等.光質(zhì)與種質(zhì)對(duì)鐵皮石斛種苗生長(zhǎng)和有效成分的影響［J］.中國(guó)中藥雜志，2012，37(2):198-201.

［5］ 中國(guó)藥典1部 ［S］.2010:266.

［6］ 張冬青，廖俊杰.鐵皮石斛試管培養(yǎng)物多糖含量測(cè)定［J］. 中藥材，2005，28(6):450-451.

［7］ 王學(xué)奎.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù) ［M］.北京:高等教育出版社，2006.