不同LED光源組合對金葉復葉槭組培苗生長的影響

李艷敏,孟月娥,王利民,董曉宇,王慧娟,符真珠,張和臣,蔣卉

（河南省農業(yè)科學院園藝研究所,鄭州450002）

不同LED光源組合對金葉復葉槭組培苗生長的影響

李艷敏,孟月娥,王利民,董曉宇,王慧娟,符真珠,張和臣,蔣卉

（河南省農業(yè)科學院園藝研究所,鄭州450002）

以金葉復葉槭組培苗為試驗材料,研究飛利浦公司V1和V3兩種LED光源組合對其生長的影響.結果表明：V3+V3光源組合下金葉復葉槭組培苗最高,為3.04 cm,其次是V1+V3光源組合,苗高為2.9 cm,二者差異不顯著；在V1+V3光源組合下,金葉復葉槭組培苗含總葉綠素量為2.71 mg/g,根數9.62條,根長5.74 cm,根系活力0.087 mg（/g·h）,均極顯著高于其他處理.LED光源V1+V3組合更適合金葉復葉槭組培苗生長.

LED光源；金葉復葉槭；組培苗

光照是植物組培苗生長不可缺少的條件,對組培苗的生長發(fā)育有重要影響.光質與植物體內的光合色素、光敏色素作用,進而影響植物的光合作用及形態(tài)建成,其中400～700 nm波長范圍的光是影響植物生長發(fā)育的主要因素.傳統(tǒng)的組培光源主要采用白色熒光燈,光譜廣,存在生物能效低、燈管發(fā)熱量大等問題,而新型的LED光源屬于冷光源,可以做成植物生長所需波長的光質組合,克服了熒光燈耗能高、生物能效低的問題,在植物組培中的應用已經有研究報道.研究表明,復合光質比單一光質更有利于植物生長,不同植物對光質的種類及比例需求有差別[1-3].目前關于LED光源的研究主要在菊花、洋桔梗、紅掌、蝴蝶蘭等草本觀賞植物上[4-8],尚無木本觀賞植物的研究報道；光質主要集中在紅、藍兩種單光質,很少研究遠紅光光質.紅光與遠紅光兩種光波能夠促進光合效率產生雙光增益效應.因此,本研究以金葉復葉槭組培苗為研究材料,依托飛利浦公司生產的GreenPower LED組培燈管V1和V3兩種型號提供光源,研究其對金葉復葉槭Acer negundo‘Aurea’組培苗生長及生理特性的影響,為LED光源在彩葉植物組培方面的應用提供理論依據.

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以金葉復葉槭組培瓶苗為試驗材料,所用的培養(yǎng)基為WPM+IBA0.05 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂6 g/L[9].

試驗所用的LED燈管均為飛利浦GreenPower LED組培燈管,燈管型號為V1和V3兩種,V1的光譜組成為深紅、白和低藍,V3光譜組成為深紅、白、低藍和遠紅.將兩種型號的燈設計3種組合,即2根V1（V1+V1）、1根V1和1根V3（V1+V3）、2根V3（V3+V3）,用2根普通節(jié)能熒光燈作為CK.

1.2 試驗方法

將金葉復葉槭組培苗轉接到新鮮培養(yǎng)基上,放在不同組合的LED組培燈下,觀察組培苗的莖葉和根系生長情況.每個組合處理30瓶,每瓶5株苗.培養(yǎng)條件為溫度（25±1）℃,光照時間為12 h/d.

培養(yǎng)40 d后,進行生長指標和生理指標測定.每個處理隨機抽取9瓶苗進行葉綠素和根系活力測定,葉綠素采用比色法測定,根系活力采用TTC法測定[10]；另外每個處理再隨機取9瓶測定苗高、植株干質量、根長、根數及根系活力,最后取平均值.植株干質量測定是取整株,放在烘箱內烘至恒質量稱量.

1.3 數據處理

所有數據采用DPS軟件進行分析.

2 結果與分析

2.1 光源對金葉復葉槭苗高及植株干質量的影響

不同光源組合對金葉復葉槭苗高及植株干質量的影響見表1.

表1 光源對金葉復葉槭苗高和植株干質量的影響Tab.1 The effects of light emitting diode on the seeding height and the dry weight of Acer negundo‘Aurea’in vitro

由表1可知,在不同組合的LED組培燈下,金葉復葉槭的苗高和植株干質量也不相同,但是各處理間的差異均不顯著.CK的苗高和植株干質量最低,苗高僅為2.26 cm,植株干質量為0.018 g/株；苗高在V3+V3光源下最高,為3.04 cm,其次為V1+V3,苗高2.90 cm,V1+V1苗高2.60 cm；植株干質量在V1+V3光源下最大,為0.029 g/株,其次為V3+V3的0.027 g/株,V1+V1下植株的干質量只有0.022 g/株.說明光源中添加遠紅光可以促進金葉復葉槭苗高生長,并且適量的遠紅光比例能夠促進植株干質量增加.

2.2 光源對金葉復葉槭葉片葉綠素含量的影響

不同光源對金葉復葉槭葉片葉綠素含量的影響見表2.

表2 光源對金葉復葉槭葉片葉綠素含量的影響Tab.2 The effects of light emitting diode on the chlorophyll contentof Acer negundo‘Aurea’in vitromg/g

由表2可知,不同光源對金葉復葉槭組培苗的葉綠素含量有極顯著影響.在V1+V3光源組合下,葉綠素a、葉綠素b及總葉綠素含量均達到最大值,分別為2.07、0.64、2.71 mg/g,且與其他3種光源處理差異達極顯著水平.CK熒光燈下葉綠素含量最低,其中葉綠素a和總葉綠素含量極顯著低于其他3種光源處理,葉綠素b含量顯著低于其他3種光源處理.V1+V1和V3+V3兩種光源組合下葉綠素含量差異不顯著,說明V1+V3光源組合利于金葉復葉槭組培苗葉綠素合成.

2.3 光源對金葉復葉槭根系的影響

不同光源對金葉復葉槭根系的影響見表3.

表3 光源對金葉復葉槭根系的影響Tab.3 The effects of light emitting diode on the root growth of Acer negundo‘Aurea’in vitro

由表3可知,在所有光源處理下,金葉復葉槭的組培苗生根率均為100%.在根長方面,V1+V3光源組合下根長為5.74 cm,顯著高于CK的3.66 cm,但是與V1+V1和V3+V3處理差異不顯著.在根數方面,同樣也是V1+V3處理根數最多,為9.62條；其次是CK,為8.84條；V1+V1和V3+V3處理下均為8.02條,4種光處理之間差異不顯著.在根系活力方面,V1+V3光源組合下金葉復葉槭的根系活力最高,為0.087mg/（g·h）,與其他3個光源處理差異達極顯著水平；其次是V1+V1處理,根系活力為0.040 mg/（g·h）,顯著高于CK；V3+V3處理的根系活力為0.036 mg/（g·h）,與CK差異不顯著.從根長、根數、生根率總體考慮,V1+V3光源組合有利于金葉復葉槭組培苗根系的生長.

3 結論與討論

不同組合LED光源對金葉復葉槭組培苗的生長有較大的影響,在本試驗所設計的3種LED燈組合下,即2根V1（V1+V1）、1根V1和1根V3（V1+V3）、2根V3（V3+V3）,金葉復葉槭組培苗的生長均優(yōu)于對照熒光燈.在（V1+V3）的光源組合下,金葉復葉槭生長表現(xiàn)最佳,植株干質量、葉綠素含量、根長、根數、根系活力等均最高.

本試驗中所用LED光源為飛利浦GreenPower LED組培燈,V1與V3光源相比,均含有深紅、白、低藍光源成分,V3中還含有遠紅光成分.金葉復葉槭組培苗在LED光源下的苗高、植株干質量、葉綠素含量、根系活力等均高于對照熒光燈,驗證了400～700 nm波長范圍的光是影響植物光合作用與生長發(fā)育的主要因素,LED燈更適合金葉復葉槭組培苗生長.

光譜中紅光與遠紅光光通量的比值（R/FR）對植物形態(tài)建成和植株高度都有影響.紅光能降低植物體內赤霉素（GA）的含量,從而減少節(jié)間長度和植株高度；而遠紅光的作用恰好與紅光相反,能提高植物體內的赤霉素的含量,從而增加節(jié)間長度和植株高度,R/FR比值已成為控制植株形態(tài)的一個評價參數[11].在本試驗中的3種LED燈組合下,V3+V3光源下苗高最高,其次是V1+V3光源下,遠紅光能夠促進金葉復葉槭組培苗苗高生長,對苗高的促進作用與遠紅光在光源中所占比例成正比.這與邸秀茹等在菊花中的研究結果不一致[4],可能與植物材料有關,同時也跟光質配比有關,在菊花的光質試驗中,只設計了紅光分別與藍光和遠紅光配比組合.

R/FR比值不僅影響植株的高度,而且對某些物種的葉綠素含量、根部的發(fā)育等均有不同程度的影響[11].紅光與藍光組合的光譜能量分布與葉綠素a、b的吸收波長相匹配；不同比例的紅光和遠紅光影響光敏色素的吸收類型,并通過光敏色素與植物激素互相影響,改變植物的生長和分化.在本試驗中3種不同組合的LED燈下,金葉復葉槭組培苗干質量、葉綠素含量及根系活力在V1+V3光源組合下最高,其次是V3+V3,說明LED光源中添加適當的遠紅光成分能夠促進金葉復葉槭組培苗的生長.

參考文獻：

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[2]張歡,徐志剛,崔瑾,等.不同光譜能量分布對菊花試管苗增殖及生根的影響[J].園藝學報,2010,37（10）：1629-1636.

[3]柳金鳳,伍會萍,劉曉剛,等.不同光質對枸杞試管苗生長的影響[J].中國農學通報,2011,27（22）：109-113.

[4]邸秀茹,焦學磊,崔瑾,等.新型光源LED輻射的不同光質配比光對菊花組培苗生長的影響[J].植物生理學通訊,2008, 44（4）：661-664.

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[6]陳穎,王政,紀思羽,等.LED光源不同光質比例對紅掌試管苗生長的影響[J].江西農業(yè)大學學報,2013,35（2）：375-380.

[7]戴艷嬌,王瓊麗,張歡,等.不同光譜的LED對蝴蝶蘭組培苗生長的影響[J].江蘇農業(yè)科學,2010（5）：227-231.

[8]王亞沉,王玉英,徐詩濤,等.LED不同光質對碧玉蘭組培苗增殖的影響[J].安徽農業(yè)科學,2015,43（22）：3-4,16.

[9]李艷敏,孟月娥,趙秀山,等.金葉復葉槭組培快繁技術研究[J].河南農業(yè)科學,2008（7）：98-99.

[10]鄒琦.植物生理學實驗指導[M].北京：中國農業(yè)出版社,2000：8.

[11]劉再亮,馬承偉,楊其長,等.設施環(huán)境中紅光與遠紅光比值調控的研究進展[J].農業(yè)工程學報,2004,20（1）：270-273.

（責任編輯：鄧天福）

Effects of light emitting diode（LED）on the growth of Acer negundo‘Aurea’in vitro

LI Yanmin,MENG Yuee,WANG Limin,DONG Xiaoyu,WANG Huijuan,FU Zhenzhu, ZHANG Hechen,JIANG Hui
（Horticulture Institute of Henan Academy of Agricutural Sciences,Zhengzhou 450002,China）

The effects of LED light on the growth of Acer negudo‘Aurea’in vitro were studied.The results showed that the plantlet height of Acer negudo‘Aurea’in vitro was 3.04 cm in V3+V3 light,followed by V1+V3 light,there was no significant difference between the two treatment.Under V1+V3 light treatment condition,the chlorophyll content was 2.71 mg/g,root numbers were 9.62,root length was 5.74 cm and root activity was 0.087 mg/（g·h）,which were significantly higher than other treatment.V1+V3 LED light was more suitable for the growth of Acer negudo‘Aurea’in vitro.

light emitting diode（LED）；Acer negudo‘Aurea’；plantlet in vitro

S792.35

A

1008-7516（2016）04-0012-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2016.04.003

2016-05-19

國家農轉資金項目（2013GB2D000307）

李艷敏（1978―）,女,河南湯陰人,碩士,副研究員.主要從事園林植物組織培養(yǎng)技術研究工作.