鄭 亮 邢文鑫 董海泉 宋衛(wèi)堂，2*

（1中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院，北京 100083；2農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)工程重點（綜合）實驗室，北京 100083）

植物育苗的過程中，生產(chǎn)壯苗是育苗的方向，幼苗的健壯程度直接影響植株的生長發(fā)育，利用調(diào)控光照的技術(shù)培育壯苗是一項環(huán)保、經(jīng)濟有效而且簡便易行的方法。LED光源為冷光源，較傳統(tǒng)光源有壽命長、光譜純、能耗低的優(yōu)勢，能更精準(zhǔn)地獲得植物所需波長的光質(zhì)，在設(shè)施光環(huán)境的調(diào)控中有著重要的意義和作用。

現(xiàn)有的研究表明，紅光光質(zhì)對植株的營養(yǎng)生長和形態(tài)有著明顯的促進作用，蒲高斌等（2005）研究發(fā)現(xiàn)紅色熒光燈可以顯著促進番茄幼苗的生長；崔瑾等（2009）研究發(fā)現(xiàn)補充紅光可以使辣椒、黃瓜、番茄幼苗的莖粗、干鮮質(zhì)量及壯苗指數(shù)增加，有利于培育壯苗。但利用單一光質(zhì)進行植物生長的暗期補光，研究其對育苗過程中幼苗的形態(tài)、生理、抗氧化物質(zhì)含量及其機制方面的報道較少。本試驗以育苗過程中常見的 3種茄果類蔬菜——番茄、辣椒、茄子為試材，利用不同光照強度的LED紅光進行育苗期的暗期補光，研究其對3種蔬菜苗期生長及抗氧化系統(tǒng)酶活性和非酶系統(tǒng)物質(zhì)含量的影響，試圖提供一種新型的、低成本的可以促進植物苗期生長、利于培育壯苗的育苗方式。

1 材料與方法

1.1 材料培養(yǎng)及處理

試驗于2012年3～4月在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工程學(xué)院植物育苗工廠進行。供試?yán)苯罚–apsicum annuumL.）品種為京椒5號，茄子（Solanum melongenaL.）品種為京茄20號，番茄（Lycopersicon esculentumMill．）品種為中農(nóng)115號。挑選籽粒飽滿、大小一致的種子，在漂浮式育苗穴盤（128孔）中播種，育苗基質(zhì)為珍珠巖∶蛭石∶草炭=1V∶1V∶1V。育苗光周期為光期14 h，暗期10 h。播種時間為3月25日，3月28日起夜間增加光照，直至育苗期結(jié)束。

1.2 試驗設(shè)計

試驗采用單因素區(qū)組試驗設(shè)計，育苗光期采用傳統(tǒng)熒光燈照明，光照強度為（249±21）μmol·m-2·s-1；暗期采用 LED 補光（10 h），LED光源采用深圳市希蘭光電有限公司生產(chǎn)的 LED燈珠，功率為 1 W，光質(zhì)光譜采用LI-1400（美國基因有限公司）測定，波峰為650 nm，半波寬15 nm，其光譜分布圖見圖1。將LED燈珠每隔5 cm一個焊接在長條形的燈板上，利用增減燈板數(shù)量控制試驗組的光照強度，試驗組設(shè)置4個光照強度梯度，即4個處理，分別為：（45±10）μmol·m-2·s-1（A），（95±10）μmol·m-2·s-1（B），（145±10）μmol·m-2·s-1（C），（195±10）μmol·m-2·s-1（D）。每處理組設(shè)置 1 個穴盤，穴盤苗 128 株，3次重復(fù)。育苗期結(jié)束后，進行隨機取樣并測定其形態(tài)和生理指標(biāo)，試驗結(jié)果取平均值。

圖1 LED燈珠光質(zhì)波長分布曲線

1.3 測定項目

1.3.1 形態(tài)指標(biāo) 采用隨機取樣，每次抽取10株。株高為從幼苗基部到生長點的長度，采用直尺測量；莖粗采用游標(biāo)卡尺測量；植株地上部、地下部鮮質(zhì)量及干質(zhì)量的測定：將幼苗用蒸餾水沖洗干凈，用吸水紙吸干水分后，置于分析天平上稱質(zhì)量，為植株鮮質(zhì)量；幼苗稱質(zhì)量后在105 ℃下殺青15 min，然后在75 ℃下烘干至恒質(zhì)量，于分析天平上稱質(zhì)量，為植株干質(zhì)量。壯苗指數(shù)=（莖粗/株高+根干質(zhì)量/地上部干質(zhì)量）×全株干質(zhì)量（韓素芹 等，2004）。

1.3.2 生理指標(biāo) 超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定采用氮藍(lán)四唑法（李合生 等，2000），葉片過氧化氫酶（CAT）活性的測定采用紫外吸收法（李合生 等，2000）。葉片類黃酮與總酚含量的測定采用甲醇-鹽酸浸提比色法（趙玉梅 等，2007），分別用OD325·g-1和OD280·g-1表示。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2010，SPSS 20軟件的ANOVA過程處理，顯著性檢驗采用鄧肯法進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光照強度LED暗期補光對3種茄果類蔬菜苗期形態(tài)指標(biāo)的影響

由表1可知，番茄：經(jīng)過暗期補光處理后，番茄幼苗的株高均低于對照，其中以C處理的株高值最小，且C處理莖粗顯著大于對照和其他處理；與對照相比，除D處理的番茄幼苗地下部干質(zhì)量顯著增加外，其他補光處理對番茄幼苗地上部干質(zhì)量和地下部干質(zhì)量無顯著影響；C處理的壯苗指數(shù)較對照顯著增加，其他補光處理與對照差異不顯著。

辣椒：C處理的辣椒幼苗株高相比對照顯著增加，其他處理均沒有顯著的變化，各處理莖粗均比對照顯著增加，其中以C處理莖粗最大；生物量方面，C處理的地上部干質(zhì)量和植株總干質(zhì)量比對照顯著增加。C、D處理的壯苗指數(shù)相比對照有顯著增加，C處理最高。

茄子：4個處理的茄子幼苗株高相比對照均顯著降低，B、C、D處理的幼苗莖粗、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量、植株總干質(zhì)量、壯苗指數(shù)相比對照均顯著增加。

綜合可知，與對照相比，補光處理后，絕大多數(shù)茄果類蔬菜的株高降低，莖粗增加，全株干質(zhì)量和壯苗指數(shù)提高，即暗期補光的植株較對照徒長狀態(tài)減輕。番茄和辣椒的處理組中以 C組光照強度效果最佳，茄子的處理組中B、C、D組光照強度效果差異不顯著。

表1 不同光照強度補光處理對茄果類幼苗生長的影響

2.2 不同光照強度 LED暗期補光對 3種茄果類蔬菜幼苗抗氧化系統(tǒng)中酶活性和非酶系統(tǒng)物質(zhì)含量的影響

由表2可知，番茄：與對照相比，補光處理對番茄幼苗葉片的SOD活性無顯著影響，A、B、D組的番茄幼苗葉片的CAT活性有所增加，但與對照差異不顯著，C組CAT活性較對照顯著增加，A、B、C組的番茄葉片類黃酮和總酚含量與對照差異不顯著，D組的總酚和類黃酮含量顯著增加。

辣椒：與對照相比，C、D處理的辣椒SOD活性顯著增加，各補光處理對辣椒葉片的CAT活性無顯著影響，B、C組的葉片總酚含量比對照顯著增加。4個處理組的葉片類黃酮含量均顯著增加。

茄子：4個補光處理對茄子苗期SOD、CAT活性及葉片內(nèi)的類黃酮和總酚含量均無顯著影響。

表2 不同光照強度補光處理對茄果類幼苗抗氧化系統(tǒng)指標(biāo)的影響

3 結(jié)論與討論

光環(huán)境是植物育苗生產(chǎn)環(huán)節(jié)的重要影響和調(diào)控因素，作物葉綠素在紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)具有吸收峰值，故植物生長光合能效最高的輻射集中在紅光和藍(lán)光區(qū)。利用LED能效高、集中的特點，精準(zhǔn)地提供人工光源成為目前研究的熱點，光質(zhì)對植物的形態(tài)建成和光合作用等方面有著不同的生理效應(yīng)，利用不同的光質(zhì)調(diào)節(jié)組合可以達到控制植物生長或者發(fā)育過程的目的（謝景 等，2012）。

本試驗結(jié)果表明，與對照相比，暗期增加紅光光照在一定程度上對茄果類蔬菜苗期的形態(tài)生長有促進作用：4個處理的番茄、辣椒和茄子幼苗，其株高明顯降低，莖粗增加，壯苗指數(shù)提高，此結(jié)果與蒲高斌等（2005）、徐志剛等（2009）、張立偉（2010）的研究結(jié)果相似，紅光光質(zhì)可以增加幼苗的莖粗和干物質(zhì)積累等形態(tài)指標(biāo)，促進番茄幼苗的生長，抑制植株的徒長，有利于培育壯苗。

紅光的補光處理在抑制莖的伸長方面有明顯效果，其作用效果可能是紅光通過降低植株體內(nèi)的赤霉素含量，從而減少節(jié)間長度和植株高度。

不同光質(zhì)對植株的抗氧化系統(tǒng)產(chǎn)生影響，影響抗氧化酶的活性及次生代謝物質(zhì)含量（蒲高斌 等，2005）。本試驗結(jié)果表明，補光處理可以提高番茄和辣椒的類黃酮和總酚的含量，同時也對抗氧化酶系統(tǒng)的CAT和SOD活性有一定的增加效果，有利于提高植株的抗逆性和對環(huán)境的適應(yīng)能力，適用于培育壯苗。

根據(jù)試驗結(jié)果，苗期補光對光照強度的要求是：番茄、辣椒以C處理，（145±10）μmol·m-2·s-1為宜，茄子的4種光照強度的處理中，B、C、D處理的壯苗指數(shù)及其他指標(biāo)之間無顯著差異，本著降低成本的原則，選擇B處理，光照強度為（95±10）μmol·m-2·s-1為宜。

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謝景，劉厚誠，宋世威，孫光聞，陳日遠(yuǎn)．2012．光源及光質(zhì)調(diào)控在溫室蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進展．中國蔬菜，（2）：1-7．

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