不同光照條件對(duì)幾種姜荷花生長(zhǎng)的影響

王陳 任少華 周鑫偉 張馳強(qiáng) 童琪

(貴州省植物園，貴州 貴陽(yáng) 550004)

姜荷花(Curcuma alismatifolia Gagnep.)是姜科姜黃屬多年生球根植物。原產(chǎn)于泰國(guó)清邁，目前在我國(guó)廣東、云南等地大量種植，且在南方多個(gè)地區(qū)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(yīng)季觀賞花卉或切花。姜荷花的生長(zhǎng)環(huán)境長(zhǎng)期溫暖濕潤(rùn)、陽(yáng)光充足，但貴州省貴陽(yáng)市全年整體溫度不高、光照不強(qiáng)，有“天無(wú)三日晴”之說(shuō)，因此，若想要了解姜荷花是否適宜在貴陽(yáng)推廣種植，還需了解本地光照條件對(duì)其生長(zhǎng)的影響。掌握植物的生長(zhǎng)習(xí)性是開(kāi)展植物栽培技術(shù)研究的前提與關(guān)鍵[2]，植物的生長(zhǎng)習(xí)性決定了植物的應(yīng)用范圍，要想合理應(yīng)用植物，必須對(duì)植物的習(xí)性有所了解[3]。光照條件是姜荷花生長(zhǎng)的一大重要環(huán)境因子[4]，影響著姜荷花的生存和生長(zhǎng)。姜黃屬中的姜黃、郁金、莪術(shù)在貴州望謨、冊(cè)亨、興仁等地都有人工種植及野生資源，同屬的植物生長(zhǎng)環(huán)境可作為推廣種植的參考。姜荷花生長(zhǎng)對(duì)光照強(qiáng)度要求較高，而不同品種的姜荷花對(duì)光照的需求不同，其在貴陽(yáng)本地的具體最佳光照條件暫未有研究。現(xiàn)開(kāi)展不同光照條件對(duì)“紅火炬”“藍(lán)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(zhǎng)的影響研究，旨在探索6種常見(jiàn)姜荷花品種的需光習(xí)性，以期為提高繁殖培育技術(shù)及在貴陽(yáng)本地推廣應(yīng)用提供光照條件上的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地設(shè)在貴州省貴陽(yáng)市貴州省植物園內(nèi)，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(shí)數(shù)約1174h，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。

1.2 試驗(yàn)材料

6種供試姜荷花品種分別為“紅火炬”“藍(lán)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(yíng)養(yǎng)袋中，緩苗至各姜荷花均已展葉[5]，生長(zhǎng)至一定株高后，做4個(gè)處理，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。4個(gè)處理分別為在全光照、1層遮陽(yáng)網(wǎng)、2層遮陽(yáng)網(wǎng)、3層遮陽(yáng)網(wǎng)的環(huán)境中培養(yǎng)2個(gè)月，試驗(yàn)期間各處理進(jìn)行正常一致的養(yǎng)護(hù)管理[6]。樣本命名如表1所示。

表1 樣本命名表

1.3 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)4個(gè)不同光照梯度，于7月10日開(kāi)始使用黑色遮陽(yáng)網(wǎng)進(jìn)行遮蔭處理，通過(guò)增加遮陽(yáng)網(wǎng)層數(shù)進(jìn)行光照強(qiáng)度的梯度設(shè)置，分別為全光照(FL)、1層遮陽(yáng)網(wǎng)處理(F1)、2層遮陽(yáng)網(wǎng)處理(F2)、3層遮陽(yáng)網(wǎng)處理(F3)[7]。將6種姜荷花按上述光強(qiáng)各自分成4組放置于遮陽(yáng)網(wǎng)內(nèi)，每處理3次重復(fù)。選擇晴朗天氣，于10：00—11：00使用便攜式高精度光照度測(cè)試儀測(cè)量并記錄各遮蔭處理中姜荷花葉片表面處的光照強(qiáng)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(guī)管理2個(gè)月后，于9月10日開(kāi)始測(cè)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(shù)。

1.4 項(xiàng)目測(cè)定

采用蒽酮比色法測(cè)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(zhǎng)645nm、633nm下測(cè)定吸光度，計(jì)算葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~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(tǒng)計(jì)花苞數(shù)量、種球數(shù)量、試驗(yàn)期新發(fā)出奶罐數(shù)量[9]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，采用SPSS 20.0軟件對(duì)相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光照條件對(duì)6種姜荷花可溶性糖含量的影響

通過(guò)蒽酮比色法測(cè)定可以看出，不同的光照強(qiáng)度對(duì)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(xiàn)下降趨勢(shì)，說(shuō)明隨著光照強(qiáng)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(cè)原因可能是F3處理覆蓋了3層遮蔭網(wǎng)，保溫效果導(dǎo)致可溶性糖含量高于F2處理(溫度也是影響姜荷花生長(zhǎng)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(shuō)明這2種品種相較于其他品種可溶性糖含量在光照強(qiáng)度增大時(shí)合成最高；FL處理下的可溶性糖含量均高于其他組，說(shuō)明光照強(qiáng)度的增大會(huì)促使姜荷花的葉片大量合成可溶性糖，而F2處理時(shí)光照強(qiáng)度降低，造成葉片可溶性糖合成降低，說(shuō)明光照強(qiáng)度的降低會(huì)導(dǎo)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(lán)蓮雪”L-3為43.583mg·g-1，說(shuō)明光照強(qiáng)度降低對(duì)“藍(lán)蓮雪”造成的影響最大。

圖1 不同光照強(qiáng)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(duì)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(jià)值[11,12]，可適當(dāng)對(duì)姜荷花用遮陽(yáng)網(wǎng)遮蔭，以增加其觀賞性。由圖2可知，不同光照強(qiáng)度處理對(duì)6種姜荷花葉片的葉綠素含量影響顯著?！凹t火炬”“藍(lán)蓮雪”“紫仙子”“白雪公主”4個(gè)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(shuō)明“紅火炬”“藍(lán)蓮雪”“紫仙子”“白雪公主”4個(gè)姜荷花品種進(jìn)行適當(dāng)遮蔭可提高葉片葉綠素的合成，“清邁粉”和“黎明”2個(gè)姜荷花品種在全日照時(shí)葉綠素合成最高。

圖2 不同光照強(qiáng)度下6種姜荷花的葉片葉綠素含量比較

由表2可知，F(xiàn)L環(huán)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(lán)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，F(xiàn)1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?！八{(lán)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(qiáng)度降低葉綠素總量升高最大，“清邁粉”隨著光照強(qiáng)度降低葉綠素總量降低最多。

表2 不同光照強(qiáng)度下6種姜荷花的葉片葉綠素含量

2.3 不同光照條件對(duì)6種姜荷花生物量的影響

2.3.1 不同光照強(qiáng)度對(duì)6種姜荷花鮮重的影響

對(duì)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(jìn)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(qiáng)度的下降而逐漸降低，整體均處于下降趨勢(shì)，說(shuō)明光照對(duì)姜荷花長(zhǎng)勢(shì)有較強(qiáng)影響，光照越低其長(zhǎng)勢(shì)越低，若是在栽植培育中需要姜荷花長(zhǎng)勢(shì)大而壯可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度/光照時(shí)長(zhǎng)。由于品種之間性狀差別，“紅火炬”具有花苞長(zhǎng)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(gè)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(qiáng)度下6種姜荷花葉片鮮重的變化

2.3.2 不同光照強(qiáng)度對(duì)6種姜荷花種球數(shù)的影響

由表3可知，6種姜荷花種球在FL、F1處理時(shí)數(shù)量均大于F2、F3處理，姜荷花的種球質(zhì)量及數(shù)量受光照時(shí)長(zhǎng)及光照強(qiáng)度的影響。本試驗(yàn)均設(shè)置在室外光照時(shí)長(zhǎng)一致，說(shuō)明光照時(shí)長(zhǎng)固定時(shí)，光照強(qiáng)度越低，姜荷花種球發(fā)育越差，種球數(shù)量減少，若需要增產(chǎn)姜荷花種球，可適當(dāng)增加光照強(qiáng)度。

表3 不同光照強(qiáng)度下6種姜荷花的生物量

2.3.3 不同光照強(qiáng)度對(duì)6種姜荷花新發(fā)奶罐數(shù)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(yǎng)分的營(yíng)養(yǎng)器官，其養(yǎng)分含量直接決定了姜荷花的萌芽速度和萌芽后初期的發(fā)育情況。由表3可知，6種不同品種的姜荷花隨著光照強(qiáng)度降低，其當(dāng)年新發(fā)育的奶罐數(shù)量就越少，且光照強(qiáng)度降至一定時(shí)奶罐不發(fā)育。因此，奶罐的發(fā)育也尤為重要，栽植姜荷花時(shí)光照強(qiáng)度不能過(guò)低。

2.3.4 不同光照強(qiáng)度對(duì)6種姜荷花花苞發(fā)育的影響

由表3可知，6種姜荷花在全日照環(huán)境中均發(fā)出花苞并且開(kāi)花，但隨著光照強(qiáng)度降低，花苞數(shù)逐漸減少，開(kāi)花減少。F2處理時(shí)開(kāi)花數(shù)量只達(dá)到整體1/3，F(xiàn)3處理下的所有品種的姜荷花均未發(fā)出花苞，由此可見(jiàn)，花苞的發(fā)育受光照強(qiáng)度影響較大。

3 討論與結(jié)論

植物的生長(zhǎng)發(fā)育離不開(kāi)光照，植物生長(zhǎng)環(huán)境的光照條件與其生長(zhǎng)狀況有著密切聯(lián)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(guān)性[17-20]。通過(guò)蒽酮比色法測(cè)定可以看出，6種姜荷花在全日照、覆蓋1層遮蔭網(wǎng)、覆蓋2層遮蔭網(wǎng)處理中可溶性糖含量呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)，說(shuō)明隨著光照強(qiáng)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F(xiàn)2處理，由于外界因素基本一致，存在的差異因素只有遮蔭網(wǎng)覆蓋層數(shù)不同，因此可能是由于覆蓋3層遮蔭網(wǎng)后F3處理內(nèi)部溫度大于F2處理；F3因遮蔭網(wǎng)覆蓋較厚后得到保溫，由于溫度也是影響姜荷花生長(zhǎng)的重要因子之一，推測(cè)由保溫效果導(dǎo)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(lán)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(shí)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?！八{(lán)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(qiáng)度降低葉綠素總量升高最大，“清邁粉”隨著光照強(qiáng)度降低葉綠素總量降低最多；說(shuō)明“紅火炬”“藍(lán)蓮雪”“紫仙子”“白雪公主”4個(gè)姜荷花品種種植培育時(shí)進(jìn)行適當(dāng)遮蔭可提高葉片葉綠素的合成，但不宜過(guò)度遮蔭，“清邁粉”和“黎明”的FL處理葉綠素含量最高，說(shuō)明這2個(gè)品種最適宜在全日照環(huán)境下栽植。通過(guò)對(duì)不同光照處理的6種姜荷花生物量測(cè)定可以看出，整體在全日照和1層遮蔭網(wǎng)處理下的發(fā)育情況最優(yōu)，在3層遮蔭網(wǎng)處理時(shí)發(fā)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(qū)別，除了花型較大、花苞長(zhǎng)、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(shí)通過(guò)提高光照強(qiáng)度擴(kuò)大葉面積、控制花柄葉柄不徒長(zhǎng)等提升“紅火炬”的觀賞品質(zhì)。由于本次試驗(yàn)設(shè)置FL為123660lx，F(xiàn)1為67980lx，F(xiàn)2為16945lx，F(xiàn)3為3716lx，整體發(fā)育情況在F1～FL較優(yōu)，F(xiàn)3～F2時(shí)較差。因此在貴陽(yáng)本地栽植姜荷花時(shí)可設(shè)置在光照強(qiáng)度≥68000lx，室外全日照時(shí)可不作處理，室內(nèi)可人工增加光照設(shè)施提高光照強(qiáng)度[21,22]。本次除試驗(yàn)設(shè)置條件環(huán)境外，同一地點(diǎn)旁的全透光玻璃溫室也有種植與本次試驗(yàn)一致的6個(gè)品種姜荷花。觀察可見(jiàn)，生長(zhǎng)發(fā)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(shí)，溫室內(nèi)種植的姜荷花枯萎程度緩慢，室外試驗(yàn)姜荷花全部枯萎進(jìn)入休眠，溫室內(nèi)仍基本存在，僅有部分葉片枯黃。這一現(xiàn)象與F3處理中可溶性糖含量略超F(xiàn)2處理的原因可能一致，皆由于保溫效果導(dǎo)致[22-25]。因此，在栽植培育姜荷花時(shí)除提高光照強(qiáng)度外也應(yīng)適當(dāng)提高溫度[26]。在貴陽(yáng)本地種植姜荷花時(shí)盡量選擇在全日照或適當(dāng)遮蔭的環(huán)境下，由于貴陽(yáng)全年溫度不高，可在11月將其移栽至透光溫室內(nèi)，第2年5—6月光照強(qiáng)度增大、日照時(shí)間增長(zhǎng)時(shí)移至室外[27]。