不同光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間對(duì)東方百合植株生長(zhǎng)的影響

胡紹泉，周艷虹

(1.浙江大學(xué) 農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310000； 2.紹興文理學(xué)院 元培學(xué)院，浙江 紹興 312000)

光是植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因素之一，是植物生長(zhǎng)和生理變化、形態(tài)結(jié)構(gòu)形成和干物質(zhì)積累過(guò)程中的關(guān)鍵因素[1]。隨著農(nóng)業(yè)、園藝產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，設(shè)施栽培廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物及園藝花卉栽培中，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的核心。溫室設(shè)施中因存在地理位置不一、光照時(shí)間短、光照量少及冬春季節(jié)連續(xù)陰雨天等現(xiàn)象，導(dǎo)致溫室設(shè)施栽培的植物生長(zhǎng)受到影響[2]。有研究表明，通過(guò)人工補(bǔ)光技術(shù)的應(yīng)用可大大改善這一困境，有效提高植物生長(zhǎng)發(fā)育，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)[3]。

東方百合被稱為世界“球根花卉之王”，是多年生草本花卉，高30～60 cm，鱗莖卵球形，具有氣味芬芳、色彩豐富及花朵型大等特點(diǎn)，已成為國(guó)際花卉市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，索邦、西伯利亞等東方百合品種較為知名[4-5]。東方百合屬長(zhǎng)日照花卉，需要充足的光照條件才能滿足其生長(zhǎng)發(fā)育，光照不足會(huì)導(dǎo)致植株徒長(zhǎng)、花苞萎縮及切花品質(zhì)低劣等現(xiàn)象[6]。邵小斌等[7]研究發(fā)現(xiàn)，冬季人工補(bǔ)光能夠增加切花百合株高、提早花期及增加花朵數(shù)；喇燕菲等[8]研究不同光強(qiáng)處理下觀賞百合植物葉綠素及光合特性的變化；劉偉等[9]研究發(fā)現(xiàn)，延長(zhǎng)光照對(duì)鐵炮百合葉片生長(zhǎng)有一定促進(jìn)作用。本文以東方百合植株為研究對(duì)象，研究分析不同光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間對(duì)東方百合植株株高、莖粗、節(jié)間距、動(dòng)態(tài)葉面積及葉片干物質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本試驗(yàn)于2017年9—12月在紹興文理學(xué)院元培學(xué)院溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。供試材料為東方百合品種索邦。選用無(wú)病害、周徑為14 cm以上、無(wú)損傷的獨(dú)頭鱗莖種球，用1 000倍高錳酸鉀溶液消毒30 min，用丹麥品氏泥炭土∶蛭石為2∶1配制基質(zhì)種植，每盆種植1個(gè)種球，在黑暗條件下進(jìn)行生根處理20 d，再進(jìn)行自然光照10 d，選取長(zhǎng)勢(shì)基本一致、沒有病蟲害的植株置于不同補(bǔ)光處理?xiàng)l件下栽培。

1.2 處理設(shè)計(jì)

采用二因素完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，試驗(yàn)因子為光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間。設(shè)紅光(R)、藍(lán)光(B)、白光(W)、紅藍(lán)組合光(R∶B為7∶3，R∶B為8∶2和R∶B為9∶1)6個(gè)光質(zhì)處理；設(shè)補(bǔ)光4 h(16：00—20：00)、6 h(16：00—22：00)和8 h(16：00—24：00)3個(gè)補(bǔ)光時(shí)間處理，光源購(gòu)買于深圳宸華照明有限公司的LED植物生長(zhǎng)燈；以不補(bǔ)光為對(duì)照，共設(shè)置19個(gè)處理。試驗(yàn)因子(光質(zhì)×補(bǔ)光時(shí)間)隨機(jī)排列，每處理放置25株索邦植株，各處理間用反光板隔開，重復(fù)3次。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 株高、莖粗和節(jié)間距

用卷尺測(cè)定植株株高、直尺測(cè)量節(jié)間距和用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗。植株測(cè)量從地表部分到植株生長(zhǎng)點(diǎn)為止，莖粗測(cè)量部位在莖基部上數(shù)第5節(jié)處基準(zhǔn)，節(jié)間距測(cè)量于第1、2片葉之間的距離。

1.3.2 葉面積

用便攜式葉面積測(cè)定儀測(cè)定植株葉面積，分別于不同處理?xiàng)l件下第14、28、42天隨機(jī)測(cè)定各處理植株頂尖以下第10片葉的植株葉面積。

1.3.3 葉片干物質(zhì)

選取每處理下植株頂尖以下第7～8片葉，用去離子水沖洗干凈，放入鼓風(fēng)干燥箱中105 ℃下殺青20 min，再80 ℃烘干至恒重，用精度為0.001的電子天平稱重。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

采用Excel 2003與SPSS 23.0軟件進(jìn)行二因素方差分析及多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)株高的影響

從表1看出，光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間對(duì)東方百合植株影響顯著且存在顯著互作效應(yīng)。從不同光質(zhì)處理可以看出，7R/3B、8R/2B和9R/1B紅藍(lán)組合光處理下東方百合植株株高分別為86.92、83.19和81.94 cm，7R/3B紅藍(lán)組合光處理株高最高，相比另外2組組合光存在一定差異，與紅光(R)、藍(lán)光(B)和白光(W)處理下植株株高存在顯著差異。從不同補(bǔ)光時(shí)間處理發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)光時(shí)間8 h東方百合植株株高達(dá)到79.71 cm，分別與補(bǔ)光時(shí)間4 h和6 h存在一定差異。通過(guò)對(duì)光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間的互作效應(yīng)比較發(fā)現(xiàn)，7R/3B紅藍(lán)組合光和補(bǔ)光8 h處理下，處理下株高達(dá)到最大值90.63 cm，顯著高于其他處理組；相同補(bǔ)光時(shí)間條件下，紅藍(lán)組合光處理顯著高于紅、藍(lán)、白等單色光的處理；相比對(duì)照組，各種補(bǔ)光處理都對(duì)東方百合植株株高有一定促進(jìn)作用。結(jié)果表明，紅藍(lán)組合光不同補(bǔ)光時(shí)間處理對(duì)東方百合植株株高具有明顯的促進(jìn)作用，顯著優(yōu)于單色光的處理，7R/3B紅藍(lán)組合光和補(bǔ)光8 h處理促進(jìn)效果最好。

2.2 對(duì)莖粗的影響

從表1看出，光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間對(duì)東方百合植株莖粗影響顯著，但互作效應(yīng)無(wú)顯著差異。從不同光質(zhì)處理可以看出，7R/3B、8R/2B和9R/1B紅藍(lán)組合光處理下東方百合植株莖粗分別為1.07、1.03和1.01 mm，7R/3B紅藍(lán)組合光處理與另外兩組組合光處理存在一定的差異，8R/2B和9R/1B紅藍(lán)組合光處理間差異不明顯，植株莖粗在不同單色光處理下未存在差異性，但紅藍(lán)組合光處理效果顯著高于單色光處理效果；不同補(bǔ)光時(shí)間處理下，補(bǔ)光時(shí)間8 h植株莖粗達(dá)到1.01 mm，相比與補(bǔ)光時(shí)間4 h和6 h處理存在一定的差異；與對(duì)照組相比，各處理組對(duì)植株莖粗的影響都顯著高于對(duì)照組。分析二因素(光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間)的互作效應(yīng)，從表1可以看出，光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間共同處理對(duì)東方百合植株莖粗影響不顯著。但是互作效應(yīng)結(jié)果表明，在補(bǔ)光時(shí)間8 h及7R/3B和8R/2B紅藍(lán)組合光處理下，植株莖粗明顯高于其他組，說(shuō)明補(bǔ)光時(shí)間8 h的紅藍(lán)組合光對(duì)東方百合植株莖粗生長(zhǎng)存在一定的促進(jìn)作用。

表1 不同光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間對(duì)東方百合植株 株高、莖粗、節(jié)間距

注：同列無(wú)相同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。

2.3 對(duì)節(jié)間距的影響

從表1看出，光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間對(duì)東方百合植株節(jié)間距影響顯著，并存在顯著的互作效應(yīng)。從不同光質(zhì)處理可以看出，7R/3B、8R/2B和9R/1B紅藍(lán)組合光處理下，東方百合植株節(jié)間距分別為8.01、7.79和7.54 cm，相對(duì)于對(duì)照組，分別高30.7%、27.1%和23.0%，差異顯著；三組單色光處理下植株節(jié)間距未存在差異，相比于對(duì)照組差異也并不明顯，但紅藍(lán)組合光處理效果顯著高于單色光的處理；不同補(bǔ)光時(shí)間處理下，補(bǔ)光時(shí)間8 h植株節(jié)間距達(dá)到7.33 cm，相比與補(bǔ)光時(shí)間4 h和6 h處理存在一定差異，但補(bǔ)光4 h和6 h處理間未存在差異，相比于不補(bǔ)光處理差異顯著。分析二因素(光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間)的互作效應(yīng)，從表1中可以看出，光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間共同處理對(duì)東方百合植株節(jié)間距存在顯著差異，在補(bǔ)光時(shí)間8 h及7R/3B和8R/2B紅藍(lán)組合光處理下，植株節(jié)間距分別達(dá)到8.50和8.37 cm，相比于其他處理存在顯著差異，但各三組單色光在不同補(bǔ)光時(shí)間處理下差異不顯著，說(shuō)明補(bǔ)光時(shí)間8 h的紅藍(lán)組合光對(duì)東方百合植株節(jié)間距的生長(zhǎng)促進(jìn)作用明顯。

2.4 對(duì)葉面積動(dòng)態(tài)變化的影響

從圖1可知，植株葉面積隨著補(bǔ)光處理周期的延長(zhǎng)明顯增加，說(shuō)明百合植株對(duì)光照有積極響應(yīng)。在不同補(bǔ)光時(shí)間處理下，3個(gè)不同光照時(shí)間處理14 d后，各處理間東方百合植株葉面積的差異不顯著，與對(duì)照組相比也未存在顯著差異；處理28 d后，3個(gè)處理組與對(duì)照組存在顯著差異，補(bǔ)光時(shí)間8 h葉面積值最高；處理42 d后，補(bǔ)光處理組東方百合植株葉面積顯著高于對(duì)照組，且補(bǔ)光8 h處理組相比于其他組差異顯著。從不同光質(zhì)處理可以看出，6種不同光質(zhì)處理14 d后，東方百合植株葉面積值在各處理間差異不顯著，且與對(duì)照組差異不顯著；處理28 d后，植株葉面積值各處理組明顯高于對(duì)照組，且差異顯著。另外，紅藍(lán)組合光(7R/3B和8R/2B)兩個(gè)處理組的百合植株葉面積值分別為57.47和55.50 cm2，分別高于對(duì)照組31.8%和27.3%，而單色光處理組間(R、B和W)差異不顯著；處理42 d后，補(bǔ)光處理組東方百合植株葉面積值顯著高于對(duì)照組，3個(gè)紅藍(lán)組合處理組與3個(gè)單色光處理組間存在顯著差異。由此說(shuō)明，光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間處理下，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)東方百合植株葉面積增長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用。處理28 d后，紅藍(lán)復(fù)合光組合在補(bǔ)光8 h處理下作用效果最好。

圖1 不同光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間處理對(duì)東方百合植株葉面積的影響

從圖2可以看出，不同光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間對(duì)東方百合植株處理42 d后植株葉面積值影響明顯，差異顯著，且存在顯著的互作效應(yīng)。在相同補(bǔ)光時(shí)間情況下，3種紅藍(lán)復(fù)合光組合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)處理42 d后東方百合植株葉面積值均高于3種單色光(R、B和W)處理及CK組。3個(gè)補(bǔ)光時(shí)間處理中，3種單色光(R、B和W)處理間均差異不顯著，而3種紅藍(lán)復(fù)合光組合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)處理相比于其他處理存在顯著差異，相比CK差異顯著。由此說(shuō)明，延長(zhǎng)人工補(bǔ)光時(shí)間能促進(jìn)東方百合花卉葉片的生長(zhǎng)，光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間處理對(duì)東方百合生長(zhǎng)存在顯著互作效應(yīng)。其中，補(bǔ)光8 h的紅藍(lán)組合光處理效果最佳，為今后東方百合人工補(bǔ)光技術(shù)調(diào)控具有重要的作用。

圖2 不同光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間處理42 d后 東方百合植株葉面積的變化

2.5 對(duì)葉片干物質(zhì)的影響

從圖3可知，植株干物質(zhì)積累隨著補(bǔ)光處理周期的延長(zhǎng)而增加明顯，說(shuō)明百合植株對(duì)光照有積極響應(yīng)。在不同補(bǔ)光時(shí)間處理下，3個(gè)不同光照時(shí)間處理14 d后，補(bǔ)光處理組對(duì)東方百合植株葉片干物質(zhì)積累的影響明顯高于對(duì)照組，而補(bǔ)光各處理間未存在顯著差異；處理28 d后，各補(bǔ)光處理組東方百合植株葉片干物質(zhì)積累量顯著高于CK組，且補(bǔ)光8 h處理百合植株葉片干物質(zhì)積累量最大；處理42 d后，補(bǔ)光處理組東方百合植株葉片干物質(zhì)積累量顯著高于對(duì)照組，且補(bǔ)光8 h處理組相比其他組差異顯著。從不同光質(zhì)處理可以看出，6種不同光質(zhì)處理14 d后，東方百合植株葉片干物質(zhì)積累量在各處理間存在一定差異，與對(duì)照組存在顯著差異；處理28 d后，各補(bǔ)光處理組東方百合植株葉片干物質(zhì)積累量顯著高于CK組，7R/3B、8R/2B和9R/1B紅藍(lán)組合光與藍(lán)光(B)處理組的百合植株葉片干物質(zhì)積累量較高于2種單色光(R和W)處理組，且存在一定差異；3種單色光處理組也出現(xiàn)顯著差異，藍(lán)光(B)處理組的百合植株葉片干物質(zhì)積累量相比其他兩組較高；處理42 d后，補(bǔ)光處理組東方百合植株葉面積值顯著高于對(duì)照組。由此說(shuō)明，光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間處理下，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)東方百合植株葉片干物質(zhì)積累有一定促進(jìn)作用。處理28 d后，紅藍(lán)復(fù)合光組合在補(bǔ)光8 h處理下積累效果最佳。

圖3 不同光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間處理下東方百合植株葉片干物質(zhì)積累變化

由圖4可知，不同光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間對(duì)東方百合植株處理42 d后植株葉片干物質(zhì)積累量有顯著影響，且存在顯著互作效應(yīng)。補(bǔ)光時(shí)間相同情況下，3種紅藍(lán)復(fù)合光組合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)處理42 d后東方百合植株葉片干物質(zhì)積累量均高于3種單色光(R、B和W)處理及CK組。3個(gè)補(bǔ)光時(shí)間處理，其中3種單色光(R、B和W)處理下白光(W)處理組影響不明顯，而3種紅藍(lán)復(fù)合光組合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)處理相比于其他處理存在顯著差異，與CK相比差異顯著。由此說(shuō)明，延長(zhǎng)人工補(bǔ)光時(shí)間能促進(jìn)東方百合花卉葉片干物質(zhì)的積累，光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間二因素處理對(duì)東方百合葉片生長(zhǎng)存在顯著互作效應(yīng)，其中補(bǔ)光8 h的紅藍(lán)組合光處理效果最佳。

圖4 不同光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間處理42 d后東方百合植株葉片干物質(zhì)積累變化

3 小結(jié)與討論

植物的生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成受到光強(qiáng)、光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間的影響[10]。設(shè)施園藝生產(chǎn)中因冬春季節(jié)出現(xiàn)連續(xù)陰雨天氣導(dǎo)致溫室大棚內(nèi)光照不足引起植株生長(zhǎng)受到限制，隨著LED技術(shù)的快速發(fā)展，其在植物栽培中的應(yīng)用已受到青睞[2-3]。延長(zhǎng)光照時(shí)間能有效提高農(nóng)作物幼苗地上部分生長(zhǎng)[11]；藍(lán)光處理能促進(jìn)扦插紫羅蘭根系的生長(zhǎng)，紅光處理能促進(jìn)畫眉草植株分蘗。本試驗(yàn)中紅藍(lán)復(fù)合光處理效果優(yōu)于紅、藍(lán)、白等單色光處理，這與曹剛等[12]研究結(jié)果相符合；而延長(zhǎng)補(bǔ)光時(shí)間對(duì)東方百合葉片生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用則與邵小斌等[7]的研究結(jié)果相符。在光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間互作下，7R/3B的紅藍(lán)組合光在8 h補(bǔ)光時(shí)間條件下效果顯著，為百合設(shè)施栽培中人工調(diào)控光照條件提供一定的理論依據(jù)。

光質(zhì)和補(bǔ)光時(shí)間對(duì)東方百合植株株高及節(jié)間距有顯著影響，存在顯著互作效應(yīng)。其中，7R/3B的紅藍(lán)組合光在8 h補(bǔ)光時(shí)間條件下能有效促進(jìn)東方百合植株株高、節(jié)間距及莖粗的增長(zhǎng)。東方百合植株在光質(zhì)及補(bǔ)光時(shí)間處理下，隨著補(bǔ)光周期的延長(zhǎng)，百合植株葉片葉面積值和干物質(zhì)積累量明顯提高，3組紅藍(lán)光組合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)在補(bǔ)光時(shí)間8 h條件下對(duì)東方百合植株葉片葉面積增長(zhǎng)和干物質(zhì)積累效果最好。