紅藍(lán)LD不同光質(zhì)對茄子育苗的影響

智永祺，趙 虎，王 森，夏小歡，黃偉忠，謝劍材，楊明來，4

（1.紹興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 紹興 312000；2.紹興市柯橋區(qū)銀蘭泉花木場，浙江 紹興 312000；3.浙江長芯光電科技有限公司，浙江 杭州 310000；4.杭州長芯激光農(nóng)業(yè)技術(shù)研究院，浙江 杭州 310000）

光是影響植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因子之一，光質(zhì)一方面可作為能量物質(zhì)經(jīng)光合色素吸收而影響光合作用的光反應(yīng)階段，另一方面可被不同的光受體感知從而發(fā)揮光信號作用，影響植物的生長發(fā)育。市場上的植物補(bǔ)光燈多為高壓鈉燈和LED 燈等，存在能耗較大、布線較高、使用環(huán)境和作用有限等問題，不適合在農(nóng)業(yè)中大面積推廣應(yīng)用，而本試驗中采用的激光（LD）光源能大幅提高生物能效，支持高密度栽培模式，安裝方便，能耗低，不影響施肥、澆水，可廣泛應(yīng)用于植物工廠中進(jìn)行現(xiàn)代化蔬菜育苗。紅光和藍(lán)光對植物生長發(fā)育有重要影響，紅藍(lán)光可以提高瓜果蔬菜葉片的葉綠素含量、光合效率、幼苗質(zhì)量和果實品質(zhì)。因為紅光和藍(lán)光的光譜與植物光合作用所需的光譜相似，所以，目前紅藍(lán)光是植物光生物領(lǐng)域研究及應(yīng)用最多的光譜。

1 材料與方法

1.1 試驗地點

試驗于2022年3月—4月在紹興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院五和基地育苗大棚內(nèi)進(jìn)行。

1.2 試驗材料

供試茄子品種為杭茄1 號，由杭州市農(nóng)科院提供。光源為激光，由浙江長芯光電科技有限公司提供，茄子種子播種于50 孔穴盤中，置于80 cm 高育苗架，每個處理各1 000 株，育苗基質(zhì)為V（泥炭）∶V（蛭石）∶V（珍珠巖）為2∶1∶1 的混合基質(zhì)。

1.3 現(xiàn)場補(bǔ)光光源布置

試驗地面積40 m×8 m，將其劃分為3 塊，參照番茄[1]、芹菜[2]、生菜[3]等已有研究，設(shè)置紅藍(lán)光2 個處理，分別為RB205（紅藍(lán)比4∶1）、RB155（紅藍(lán)比3∶1），以及對照組CK（不補(bǔ)光）。光流安裝方式為斜照，安裝角度70°，安裝高度為距離苗床2 m。使用OHSP-350P 植物光照分析儀在穴盤水平位置監(jiān)測光源的光子通量密度（Photosynthetic Photon Flux Density，PPFD）情況。紅光、藍(lán)光的峰值波長分別為660 nm、450 nm，各處理的相對光譜分布情況見表1。

表1 2種光配比處理光譜分析Tab.1 Two kinds of light matching processing spectral analysis單位：μmol/（m2·s）

補(bǔ)光時間：6：30—20：00。按照日出前1 h、日出后2 h 設(shè)定每日常規(guī)補(bǔ)光時長。光源布置見圖1。

圖1 現(xiàn)場補(bǔ)光光源布置Fig.1 Field fill light source layout

1.4 形態(tài)指標(biāo)測定項目及方法

3 月8 日移栽后，每隔1 周于固定位置隨機(jī)選擇30 株幼苗測定形態(tài)指標(biāo)。株高使用透明直尺測量幼苗從地上根基處至生長點的距離；莖粗用游標(biāo)卡尺測量幼苗子葉基部下方1 cm 處的寬度；葉片數(shù)僅計真葉數(shù)量。將幼苗根部用水清洗干凈后吸干表面的水分，用電子天平測定全株干、鮮質(zhì)量；根長使用透明直尺測量幼苗從根基處至根尖的距離。于定植前連續(xù)測定4周。

1.5 數(shù)據(jù)處理和分析

采用Microsoft Office Excel 2010 軟件處理基本數(shù)據(jù)，使用Minitab軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

不同光質(zhì)處理下育苗期茄子幼苗形態(tài)學(xué)指標(biāo)見表2。由表2 可知，在育苗期，連續(xù)4 周觀測不同光質(zhì)組合補(bǔ)光處理下茄子幼苗形態(tài)學(xué)指標(biāo)。發(fā)現(xiàn)不同光質(zhì)組合補(bǔ)光處理處理對茄子幼苗影響有差異，不同測定時期，與CK 相比，RB155 光質(zhì)組合補(bǔ)光處理能促進(jìn)茄子幼苗生長，株高、根長、莖粗、葉片數(shù)、鮮質(zhì)量和干質(zhì)量等指標(biāo)的差異均達(dá)到顯著水平。與CK 相比，RB205 光質(zhì)組合補(bǔ)光處理部分抑制茄子幼苗生長，但通過統(tǒng)計學(xué)分析顯示，差異未達(dá)到顯著水平。

表2 不同光質(zhì)處理下育苗期茄子幼苗形態(tài)學(xué)指標(biāo)Tab.2 Morphological indices of eggplant seedling at seedling stage under different light treatment

通過對比A、D 2個時期，RB155處理的幼苗株高比CK提高了16.67%，根長提高了19.34%，莖粗比CK 提高了16.08%，葉片數(shù)提高了11.68%，鮮質(zhì)量提高了39.38%，干質(zhì)量提高了38.89%，差異水平顯著；RB205 補(bǔ)光處理對茄子幼苗生長起到了部分抑制作用，株高比CK 下降了5.22%，鮮質(zhì)量下降了7.81%，干質(zhì)量下降了14.81%，但差異水平均不顯著，莖粗和葉片數(shù)幾乎無影響。

3 結(jié)論

光質(zhì)影響植物生長發(fā)育和形態(tài)結(jié)構(gòu)建成。多種波段的光相互比較時，合適的紅藍(lán)組合光對植株最有利。對不同紅藍(lán)光組合的研究發(fā)現(xiàn)，不同植物對紅藍(lán)光需求的比例有差異[4]。適量藍(lán)光能使植株更高大[5]，紅光更有利于植株干質(zhì)量的積累[6]，促進(jìn)葉柄和莖生長[7]。因此，探尋特定物種適宜的紅藍(lán)光補(bǔ)光條件，對育苗生產(chǎn)過程有重大意義。

光質(zhì)會影響植物光合作用，促進(jìn)地上的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到植株根系，影響植株根系生長。反之，根系也會影響植株地上部分生長發(fā)育[8]。本試驗研究發(fā)現(xiàn)，育苗期茄子幼苗株高、莖粗以RB205 光質(zhì)組合補(bǔ)光處理最低，但與CK 相比較無顯著差異；而RB155 光質(zhì)組合補(bǔ)光處理效果明顯，能顯著提高各形態(tài)學(xué)指標(biāo)。本研究結(jié)果與尹娟的研究有差異，其試驗光照為紅藍(lán)光（4∶1）LED 光照，本試驗中采用“自然光+LD 紅藍(lán)光補(bǔ)光”的形式，光質(zhì)差異可能是導(dǎo)致結(jié)果差異的主要原因[9]。RB155 光質(zhì)組合補(bǔ)光處理能有效提高茄子幼苗干物質(zhì)的積累，這與狄清華的研究結(jié)果一致[10]。

綜上所述，采用適宜比例的激光（LD）紅藍(lán)光補(bǔ)光組合培養(yǎng)茄子幼苗，可有效提高幼苗的株高、根長、莖粗、葉片數(shù)量、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量等形態(tài)學(xué)指標(biāo)。促進(jìn)茄子幼苗生長的最佳補(bǔ)光組合處理是RB155，能有效改善幼苗生長狀態(tài)，促進(jìn)幼苗物質(zhì)積累，達(dá)到壯苗效果。周年生產(chǎn)的大棚蔬菜，育苗期往往提前，甚至在氣溫較低光照不足的冬季進(jìn)行。尤其2023年春，浙江地區(qū)陰冷潮濕，光照少。本研究結(jié)果為育苗過程中補(bǔ)充合適激光（LD）組合的紅藍(lán)光、促進(jìn)育苗質(zhì)量、提供了重要理論支撐。