摘要:工廠化生產高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)草坪需要適合的光源,本試驗以白光為對照處理,探究了工廠化培養(yǎng)模式中3種紅藍光比例、4種光照強度對高羊茅草坪株高、生物量、草坪密度、草坪蓋度反映的成坪趨勢和質量以及生理狀態(tài)的影響。結果表明,高羊茅成坪趨勢隨著光強度的增加(400~1200 μmol·m-2·s-1)而增加;800,1200,1600 μmol·m-2·s-1光強時草坪的成坪趨勢更好,且1200 μmol·m-2·s-1處理成坪趨勢最好,但與800 μmol·m-2·s-1無顯著差異;3種紅藍光比例處理,成坪趨勢均顯著高于對照,且隨著紅光比例的增加,草坪成坪趨勢和質量也相應提高,其中紅藍光配比為4∶1時,成坪趨勢各項指標均為最高,顯著優(yōu)于對照及其他光照條件??傊琇ED調控工廠化生產高羊茅草坪光照強度為800~1200 μmol·m-2·s-1,紅藍光配比為4∶1時高羊茅的生長和生理狀態(tài)較佳,工廠化生產高羊茅草坪可獲得較高的成坪趨勢和成坪質量。
關鍵詞:高羊茅;LED;光照強度;紅藍光;草坪質量;成坪趨勢
中圖分類號:S688.4""" 文獻標識碼:A""""" 文章編號:1007-0435(2024)12-3819-08
收稿日期:2024-01-02;修回日期:2024-05-22
基金項目:江蘇省科技計劃現代農業(yè)重點及面上項目(BE2020404);江蘇農林職業(yè)技術學院科技研究配套項目(2021kj92)資助
作者簡介:
何宇辰(1999-),男,漢族,江蘇蘇州人,碩士研究生,主要從事草坪草生理生化研究,E-mail:cc1005860966@qq.com;*通信作者Author for correspondence,E-mail:liunanqing@jsafc.edu.cn;cxwu@yzu.edu.cn
The Effects of LED Red Blue Light Ratio and Light Intensity on the
Establishment and Physiological Characteristics of Tall Fescue
HE Yu-chen1, JI Shu-ren2, LIU Nan-qing2*, WU Cai-xia1*
(1. College of Animal Science and Technology, Yangzhou University, Yangzhou, Jiangsu Province 225009, China;
2. College of Landscape Architecture, Jiangsu Vocational College of Agriculture and Forestry, Zhenjiang, Jiangsu Province 212499, China)
Abstract:The factory production of tall fescue (Festuca arundinacea Schreb.) turf needs suitable light. In this experiment,white light was used as a control treatment to explore the effects of three red and blue light ratios and four light intensities on turf formation trend reflected by plant height,biomass,lawn density,and lawn coverage,quality and physiological state of lawn cover in the factory culture mode.The results showed that the formation trend of the tall fescue was increased with the increase of light intensity (400-1200 μmol·m-2·s-1). At 800,1200 and 1600 μmol·m-2·s-1,the formation trend of lawn was all significantly higher than that of the control. At 1200 μmol·m-2·s-1,lawn formation trend was the fastest,but had no significance between 1200 and 800 μmol·m-2·s-1. With three kinds of red and blue light ratio treatment,the formation trend of lawn is significantly higher than that of the control. And with the increase of red light ratio,the trend and quality of the lawn were increased accordingly,in which the ratio of red and blue light was 4∶1,the formation trend indicators were the highest. It was significantly better than the control and other light conditions. In conclusion,it was feasible for using LED to regulate the growth of tall fescue in plant factory production. The more suitable light intensity is 800-1200 μmol·m-2·s-1,and the ratio of red and blue light is 4∶1,and at this light condition,the growth and physiological state of tall fescue are the best. Under these light conditions,tall fescue lawn has high trend and quality in plant factory production.
Key words:Tall fescue;LED;Light intensity;Red blue light;Turf quality;Flat trend
隨著我國經濟的快速發(fā)展以及城市化和新型城鎮(zhèn)化進程的推進,草皮作為草坪的建植材料,正迎來迅猛的發(fā)展期,市場需求巨大[1]。傳統(tǒng)草皮生產需要經常施肥、灌溉、噴藥,消耗大量的化肥、農藥、淡水資源、石化能源以及勞動力等,不僅消耗大量成本,還造成環(huán)境的污染。而草坪出售時,需要把草皮從生產大田中剝離,剝離出來的商品草坪塊與草坪卷根部帶土2~3 cm厚,在同一塊大田田內重復生產草坪,每年起挖出售草坪2~3次,損失大田耕作層土壤4~9 cm,對生產用地的土壤結構有極大的破壞性[2]。此外,草坪業(yè)發(fā)展存在與糧食生產爭奪耕地的情形,在目前糧食供應緊張的情況下,國家要求堅守耕地紅線,限制土地“非糧化”,禁止“非農化”,禁止占用永久基本農田種植苗木、草皮等用于綠化裝飾以及其他破壞耕作層的植物[3]。因此,用于生產種植草坪的土地十分有限,從而限制了草坪產業(yè)的快速發(fā)展。針對此現狀,草坪的離地化、工廠化生產成為解決途徑和新的發(fā)展趨勢,而草坪工廠化生產的相關技術研究和開發(fā)也迫在眉睫。
植物工廠由于可精準調控適宜草坪生長的溫、光、水、肥、氣等環(huán)境因子,避開外界自然條件的制約,實現植物的周年工業(yè)化生產,提高產量的同時改善品質[4],在花卉、蔬菜等農業(yè)生產上已廣泛應用。目前,工廠化無土草坪栽培還很少,發(fā)展滯后,存在不少亟待解決的技術問題。草坪的工廠化生產中,光的控制是一項基本的關鍵技術。已有的研究表明,發(fā)光二極管(Light-emitting diode,LED)作為一種高光效、低光衰的冷光源,兼具發(fā)散熱量少和壽命長等優(yōu)點[5-6],可根據植物需要調制出合適的光譜,為植物提供合適光源,還可大幅縮小栽培層間距,提高有效空間的產出效率,是植物工廠化生產中使用的理想光源[6]。通過改變LED燈的光照強度和紅藍光比例來對植物進行合適的處理,可提高植物生長速率和品質。目前,有關LED紅/藍光比例對不同植物的影響已有大量研究,但大多集中于蔬菜、園藝或組培植物[6],在草坪上的相關研究還相對較少。
高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)屬冷季型多年生牧草和草坪草,其分蘗能力強、抗性強、耐踐踏、綠期長,具有良好的耐熱性和較強的抗旱、抗寒和抗病蟲害能力,在草坪綠化和邊坡護理等方面被廣泛使用,也是工廠化草坪生產的重要研究對象[7]。因此,本試驗以高羊茅草坪草為材料,探討了LED光照條件下不同紅藍光比例和光照強度對其生長、成坪及生理特性的影響,以期篩選出適宜于高羊茅草坪草快速成坪的光照條件,為高羊茅草坪的離地工廠化生產提供一定的技術支持。
1" 材料與方法
1.1" 試驗材料
用于無土栽培的高羊茅植物材料來源于江蘇農博園自主培育的品種‘農林1號’,培育于江蘇農林職業(yè)技術學院風景園林系實驗室智能光照室。選籽粒飽滿、大小一致的高羊茅種子,以 40 g·m-2播種量播種于育苗盒內,育苗盒長 43 cm、寬 28 cm、高 3.9 cm,種植基質為陶瓷砂粒,并施入適量磷酸二銨作為基肥。育苗盒置于溫室內,控制溫度恒定為 23~25℃,室內相對濕度 40%~50%,種植區(qū)四周圍以反光紙遮擋,避免除LED光外其他光源的干擾。不同紅/藍光比例的LED燈均為定制光源,每日自動時間控制器保證LED連續(xù)光照14 h,自播種開始便進行不同光照條件處理,直至成坪并進行測定。養(yǎng)護期間修剪頻次為每周2次,修剪高度為6~8 cm;澆水頻次為每天2次,使用噴壺澆灌,每次每盒100 mL左右至表面濕潤;每周施肥2次,肥料的氮磷鉀配比為12∶6∶7,濃度為5 g·L-1,施肥量100 mL。
1.2" 試驗設計
試驗設置了3個紅藍光比例[2R(RED)1B(BLUE),3R1B,4R1B]和4個光強度(400,800,1200,1600 μmol·m-2·s-1)處理,采用完全隨機區(qū)組設計,以光照強度1200 μmol·m-2·s-1的白光(CK)為對照,光周期為14 h/10 h[8],每個處理3個重復,共39盒,具體處理設置如表1。
1.3" 測定指標
自從播種就開始不同光照處理,光照處理3周后開始測定,共連續(xù)測定3周,每周測定2次,共6次。測定項目包括株高、草坪蓋度、草坪密度,草坪蓋度使用針刺法測定,草坪密度使用格子法測定。
在草坪收獲前(光照處理5周后),測定高羊茅葉片的葉綠素相對含量、草坪色澤、可溶性蛋白質含量、相對電導率、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量以及抗氧化酶活性。使用SPAD便攜式葉綠素儀(SPAD-502plus)測定相對葉綠素含量;采用評分制來評定草坪色澤[9];使用考馬斯亮藍法測定高羊茅中的可溶性蛋白質含量[10];使用電導儀測定相對電導率;使用Elisa法[11]測定超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)、過氧化氫酶(Catalase,CAT)、過氧化物酶(Peroxidase,POD)活性并且使用分光光度法測定丙二醛(MDA)含量[12]。收獲后分別測定高羊茅草坪地上部和地下部鮮重及干重。
1.4" 統(tǒng)計分析
使用SPSS 24.0 軟件對數據進行統(tǒng)計分析,以標準誤和平均值表示試驗測定結果,圖表繪制使用Origin2022。
2" 結果與分析
2.1" 不同光照條件對高羊茅成坪趨勢與成坪質量的影響
2.1.1" 株高、生物量、草坪密度、草坪蓋度" 草坪的成坪趨勢主要由株高、生物量、草坪密度、草坪蓋度來決定。測定的成坪趨勢相關指標如表2所示。
高羊茅的株高在三種紅藍光比例下差異顯著(Plt;0.05),株高最高的為紅藍光配比為4R1B、光照強度1200 μmol·m-2·s-1時,最低為紅藍光配比為2R1B、光照強度為400 μmol·m-2·s-1時。株高隨著紅光比例提高而提高,其中紅藍光配比為4R1B時,株高顯著高于其他配比(Plt;0.05);紅藍光配比為4R1B、光照強度為1200 μmol·m-2·s-1時株高顯著高于對照以及其他光照條件(Plt;0.05)。
地上生物量在紅藍光配比為4R1B、光照強度為800 μmol·m-2·s-1時最高,紅藍光配比為2R1B、光照強度為400 μmolm-2 s-1時最低。地上生物量隨紅光比例提高而增加,在紅藍光配比為4R1B時、光照強度為800 μmol·m-2·s-1時顯著高于另外兩種紅藍光比例和對照組CK(Plt;0.05),但是在紅藍光配比為4R1B、光照強度為1600 μmolm-2·s-1時,顯著低于光照強度為800,1200 μmol·m-2·s-1時(Plt;0.05)。
地下生物量隨著光照強度提高而提高,在紅藍光配比為4R1B、光照強度為1600 μmol·m-2·s-1時最高,紅藍光配比為2R1B、光照強度為400 μmol·m-2·s-1時最低;紅藍光配比為4R1B、光照強度為1600 μmol·m-2·s-1時顯著高于其他配比(P lt; 0.05),在紅藍光配比為2R1B和3R1B、光照強度為400 μmol·m-2·s-1時最低。
草坪密度在紅藍光配比為4R1B、光照強度為1200 μmol·m-2·s-1時最高,紅藍光配比為2R1B、光照強度為400 μmol·m-2·s-1時最低;在紅藍光配比為4R1B、光照強度為1200 μmol·m-2·s-1時顯著高于其他配比(P lt; 0.05),在紅藍光配比為2R1B、光照強度為400 μmol·m-2·s-1時顯著低于其他配比(Plt;0.05)。
草坪最終蓋度在紅藍光配比為2R1B、光照強度為1600 μmol·m-2·s-1時最高,紅藍光配比為3R1B、光照強度為400 μmol·m-2·s-1時最低;在光照強度為1600 μmol·m-2·s-1時、紅藍光配比為2R1B的蓋度顯著高于其他配比(P lt; 0.05),在光照強度為400 μmol·m-2·s-1、紅藍光配比為3R1B時低于其他配比(Plt;0.05),和對照組CK無顯著差異。蓋度變化則是在光照強度為1200 μmol·m-2·s-1,紅藍光配比為2R1B和4R1B時顯著高于其他配比(Plt;0.05),在光照強度為400 μmol·m-2·s-1,紅藍光配比為3R1B時顯著低于其他配比(Plt;0.05)。
2.1.2" 相對葉綠素含量及草坪色澤評分" 不同光照條件下高羊茅的相對葉綠素含量及草坪色澤評分如表2所示。
不同紅藍光比例下相對葉綠素含量差異顯著(Plt;0.05),隨著紅光比例提高而提高,在紅藍光配比為2R1B時顯著低于其他兩種紅藍光配比和對照組CK(Plt;0.05)。相對葉綠素含量在紅藍光配比為3R1B和4R1B、光強為1200 μmol·m-2·s-1時顯著高于其他配比(Plt;0.05),紅藍光配比為3R1B、光照強度為1200 μmol·m-2·s-1時最高,紅藍光配比為2R1B、光照強度為1600 μmol·m-2·s-1時最低。
不同紅藍光比例下草坪色澤沒有顯著差異,不同光照強度條件下草坪色澤差異顯著(Plt;0.05),草坪色澤評分最高是在紅藍光配比為2R1B,光照強度為1200 μmol·m-2·s-1時,顯著高于其他配比(Plt;0.05)。在紅藍光配比為2R1B、光照強度為400 μmol·m-2·s-1和CK時顯著低于其他配比(Plt;0.05)。紅藍光配比為2R1B、光照強度為1200 μmol·m-2·s-1時最高,紅藍光配比為2R1B、光照強度為400 μmol·m-2·s-1時最低。
2.2" 不同光照條件對高羊茅的細胞膜透性及可溶性蛋白含量的影響
如圖1(A)所示,不同光照對細胞膜透性的影響差異顯著(Plt;0.05),在紅藍光配比為2R1B、光照強度為1600 μmol·m-2·s-1時的細胞膜透性最高,在紅藍光配比為3R1B 和4R1B以及CK的細胞膜透性較低。相同的光照強度下紅藍光配比為2R1B顯著高于其他配比(Plt;0.05),但是在光照強度為1600 μmol·m-2·s-1時,紅藍光配比為4R1B顯著高于其他配比(P lt; 0.05)。
如圖1(B)所示,不同紅藍光比例下可溶性蛋白的含量差異不顯著,在不同光照強度下可溶性蛋白差異顯著(Plt;0.05),在光照強度為400 μmol·m-2·s-1、紅藍光配比為2R1B時,顯著低于光照強度為800 μmol·m-2·s-1、紅藍光配比為3R1B和4R1B,以及光照強度為1200 μmol·m-2·s-1、紅藍光配比為4R1B和光照強度為1600 μmol·m-2·s-1、紅藍光配比為4R1B(Plt;0.05)的處理。對照組CK的可溶性蛋白含量顯著低于光照強度為1600 μmol·m-2·s-1、紅藍光配比為4R1B的處理(Plt;0.05)。
2.3" 不同光照條件對高羊茅的抗氧化酶活性及MDA含量的影響
如圖2A所示在光照強度為400,1600 μmol·m-2·s-1時,MDA含量在不同紅藍光比例間沒有差異;在光照強度為800 μmol·m-2·s-1時,MDA含量在紅藍光配比為2R1B,3R1B時顯著高于4R1B;在光照強度為1200 μmol·m-2·s-1時,MDA含量在紅藍光配比為2R1B時顯著高于4R1B(Plt;0.05)。對照組CK的MDA含量顯著低于在光照強度為800 μmol·m-2·s-1、紅藍光配比為2R1B,3R1B時以及光照強度為1600 μmol·m-2·s-1、紅藍光配比為2R1B時(Plt;0.05)。
如圖2B所示,在1600 μmol·m-2·s-1時SOD活性顯著高于400 μmol·m-2·s-1時和對照組CK(Plt;0.05)。不同紅藍光比例下SOD的活性差異不顯著,在紅藍光配比為2R1B,光強1600 μmol·m-2·s-1時SOD活性最高,在紅藍光比例為3R1B,400 μmol·m-2·s-1時SOD活性最低。
如圖2C所示,在紅藍光配比為2R1B時,不同光照強度下POD的活性差異不顯著,紅藍光配比為3R1B;光照強度為1200,1600 μmol·m-2·s-1時顯著低于400,800 μmol·m-2·s-1時(Plt;0.05);在紅藍光配比為4R1B,光照強度為1200,1600 μmol·m-2·s-1時顯著低于400,800 μmol·m-2·s-1時的POD活性(Plt;0.05)。對照組CK的POD活性顯著低于光照強度為400,800 μmol·m-2·s-1時(Plt;0.05)。
如圖2D所示,在光照強度較低的400,800 μmol·m-2·s-1時,CAT的活性顯著低于高光照強度1200,1600 μmol·m-2·s-1以及對照組CK。在光照強度為1600 μmol·m-2·s-1時,紅藍光配比為2R1B,4R1B的CAT活性顯著高于3R1B(Plt;0.05)。在紅藍光配比為4R1B,1600 μmol·m-2·s-1時CAT活性最高,在紅藍光配比為4R1B,800 μmol·m-2·s-1時CAT活性最低。
3" 討論
成坪趨勢包括草坪生長速度以及蓋度,是衡量草坪草的使用價值重要標準之一[13]。植物工廠內的光強對植物生長影響非常顯著,光強較弱容易造成植物徒長、葉片薄、葉色淺等現象,光強過強則會造成植物出現葉片厚、光能很難被葉片的光合器官完全吸收,光反應中心損傷從而導致光能流失[14]。因此,人工調控適宜的光照強度能夠避免光能損失,降低運行成本,培養(yǎng)壯苗,提高作物生產率。劉珂寧等[15]研究表明,在相同的生長周期內,草坪草的株高、蓋度會隨著光照強度增加而有所提高,但光照強度過高,高羊茅的株高和地上生物量減小,而地下生物量增加[15]。本試驗也發(fā)現不同光照處理下高羊茅草坪,在不超過1200 μmol·m-2·s-1時,提高光照強度可以增加高羊茅的生物量,但是,過強的光照,如1600 μmol·m-2·s-1對高羊茅的植株生長反而有一定抑制作用,對根系生長則有促進作用。在朱江麗等[16]的研究中也發(fā)現以上規(guī)律,在400~1200 μmol·m-2·s-1范圍內,增加光照強度對成坪趨勢有所促進,但超過1200 μmol·m-2·s-1時,高羊茅草坪的成坪趨勢,包括株高、蓋度反而有所降低。此外,在生產實際中,光強設置還要考慮能源成本問題,光照越強,能源成本越高。在本試驗中,光照強度為1600 μmol·m-2·s-1時,成坪趨勢雖然最好,但是草坪質量低于1200 μmol·m-2·s-1,且與800 μmol·m-2·s-1光照條件下沒有明顯差別。此外,光照強度低于800 μmol·m-2·s-1時無法滿足高羊茅的生長。因此,對于高羊茅草坪的工廠化生產,800~1200 μmol·m-2·s-1是較為合適的光照強度,既可以滿足高羊茅草坪成坪需求,又能在一定程度上節(jié)約能源。
已有的研究表明,藍光具有矮化植株、改善品質、控制植株開展度等功能,而紅光則可以促進植株分蘗、干物質的增加、色素的積累等[17]。本試驗發(fā)現,不同紅藍光比例處理的高羊茅在株高和蓋度上呈現較大差異,高羊茅的株高和密度/蓋度,隨紅光比例增加而出現顯著增加,因此,增加紅光比例不僅能促進草坪草伸長生長,而且對草坪草密度也有一定的促進作用。顧雪丹等[18]的研究也發(fā)現,紅光下紅砂幼苗生長速率最快,莖,葉生物量積累最高。而秦璐等[19]的研究報道,生長于藍光和綠光下的高羊茅的質量要優(yōu)于生長于紅光下的高羊茅,Fukuda等[20]的研究則發(fā)現,當藍光含量過高時會影響植物葉片中藍光受體介質如趨光蛋白對光合輻射的吸收,細胞不擴增從而影響植物生長發(fā)育。本研究也發(fā)現,藍光相對比例最高時,即紅光比例最低的處理2R1B,高羊茅的株高、生物量、蓋度等均低于紅光比例高的處理。莫言玲[21]的研究表明,紅藍光復合照射情況下,紅光比例占30 %~70 %時,藍光受體和紅光受體數量處于協(xié)同運作狀態(tài)從而促進生物量累積,本試驗中所有紅藍光復合照射生物量積累都優(yōu)于對照白光照射,且隨紅光比例的增加生物量的積累也增加。因此,植物在進行補光作業(yè)時,也要充分考慮光質的選擇。所以,高羊茅草坪工廠化生產時,不僅要設置適度的光強,更應考慮紅藍光比例,適當增加紅光比例以達到較快的成坪趨勢和最佳的成坪質量,在本研究設置的紅藍光比例中,紅光比例最高的處理(即4R1B下),高羊茅由株高、生物量、草坪密度、草坪蓋度反映的成坪趨勢與草坪色澤、可溶性蛋白、相對電導率、MDA含量、抗氧化酶活性反映的成坪質量等方面均為最佳,能滿足高羊茅的快速成坪需求。但高羊茅的最佳紅藍光比例尚未確定,未來需要擴大紅藍光比例的范圍進行進一步研究。
葉綠素具有捕獲光能等作用,是光合作用的重要部分,不同的光照強度和紅藍光比例會影響到葉綠色含量,從而影響草坪的色澤和質量[22]。光強是影響其含量的重要環(huán)境因子之一,有研究報道草坪草的葉綠素含量在一定范圍內隨著光強的提高呈先升高后降低的變化[23]。相對葉綠素含量能反映葉綠素含量,本試驗中相對葉綠素含量也呈現該變化規(guī)律,在光照強度為400,1600 μmol·m-2·s-1時低于800和1200 μmol·m-2·s-1。張輝等[24]的研究發(fā)現紅光可以促進植物光合色素的積累;而劉丹[25]等研究發(fā)現紅藍復合光下葉片的葉綠素含量明顯高于單一紅光和單一藍光。本試驗研究結果則發(fā)現,在800,1200和1600 μmol·m-2·s-1光強時,高羊茅的相對葉綠素含量均隨著紅光比例的增加而增加,但是在400 μmol·m-2·s-1的光照強度下,紅藍光比例對葉綠素含量無明顯影響。這可能是因為較低的光強會導致植物合成葉綠素能力不足,此時紅光與藍光比例無法明顯影響葉綠素的合成,但是在足夠強的光照下,增加紅光比例可以明顯增加高羊茅的相對葉綠素含量,從而影響草坪的色澤和草坪的質量。
植物的過氧化物酶在維持植物正常生理功能、適應環(huán)境變化以及抵抗生物和非生物壓力方面發(fā)揮著不可或缺的作用,抗氧化酶等生理指標也同時反映著植物的生理健康狀態(tài),間接地反映著草坪的成坪質量及后續(xù)移栽的成活率[26]。植物的SOD,POD和CAT活性保持在較低的水平,能減少膜脂過氧化情況的發(fā)生[27],MDA含量的高低反映了膜脂過氧化的程度??傮w來看,光照強度達到1600 μmol·m-2·s-1時,SOD,POD和CAT的活力高于對照和其他光照強度,說明此時的光照強度對植物產生了脅迫。朱江麗等[28]和陳斌等[29]也發(fā)現過高的光強會使SOD,POD和CAT活性始終保持高水平但無法消除體內積累的過氧根離子。但紅藍光比例變化對SOD,POD和CAT的活性影響沒有明顯規(guī)律。MDA含量則呈現出隨著紅光比例的提高而降低的規(guī)律,說明隨著紅光的比例提高,膜脂的過氧化作用有所減輕。相對電導率是植物的一個重要的生理生化指標,可反映植物膜系統(tǒng)狀況,通過觀察不同光照條件下相對電導率的高低,來判斷植物膜透性,從而反映草坪質量[18]。本試驗中在光強1600 μmol·m-2·s-1時相對電導率顯著高于對照及其他光照強度,也表明過高的光強使高羊茅的膜受到了損傷,與趙娜等[30]對冷季型草坪草的研究結果一致。在陳地杰[31]的研究表明,在高強光照條件下,提高紅藍光比例可顯著降低相對電導率,這表明在光強過高時,增加紅光比例有助于緩解此癥狀,與本試驗結果一致。可溶性蛋白是重要的滲透調節(jié)物質和營養(yǎng)物質,其積累能提高細胞的保水能力,對生物膜起到保護作用,也是判斷草坪質量的條件之一[32]。在本試驗中,在光強400 μmol·m-2·s-1以及CK對照組下可溶性蛋白含量顯著低于其他處理,推測低光強導致植物光合作用強度不夠,植物的光合產物不足,這與龔春燕等[33]的研究結果一致。本試驗還發(fā)現,可溶性蛋白質含量隨著紅光比例的提高而提高,說明提高紅光比例有助于促進高羊茅有機物的合成。研究表明,適當提高光照強度可以提高草坪的植物膜抗性,獲得更多的可溶性蛋白,提高草坪滲透調節(jié)能力,但是光照強度過高(1600 μmol·m-2·s-1)時會出現膜脂過氧化、植物膜透性過高的現象,導致草坪質量下降。在適合的光強下,隨著紅藍光比例中紅光的比例提高,膜脂的過氧化程度有所減輕,可溶性蛋白的含量提高,有利于提高草坪質量。
4" 結論
綜合看來,適量地提高光強有助于促進高羊茅草坪草的株高、生物量、草坪密度、草坪蓋度反映的成坪趨勢指標,同時也能改善草坪色澤、可溶性蛋白、相對電導率、MDA含量、抗氧化酶活性反映的草坪質量的指標,但是試驗中過高的光照強度(1600 μmol·m-2·s-1)不僅提高了工廠生產草坪的成本,并且會降低草坪的成坪質量。提高紅藍光比例對高羊茅草坪的成坪趨勢和成坪質量有一定的幫助。在草坪草生長方面,提高紅藍光比例有減輕膜脂過氧化、緩解細胞膜破裂以及提高有機物合成的作用。所以在人工植物工廠培養(yǎng)高羊茅草坪時,較為適宜的光照強度為800~1200 μmol·m-2·s-1,且紅藍光配比為4R1B時高羊茅的生長和生理狀態(tài)較佳,在以上光照條件,工廠化生產高羊茅草坪可獲得較快的成坪趨勢和較高的成坪質量。
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