徐經(jīng)年，任四海，張 林，張 瑋，祖朝龍，曹 瑗，劉碧榮，汪文杰*

1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所，合肥市農(nóng)科南路40號(hào) 230031

2.安徽省煙草公司池州市公司，安徽省池州市清風(fēng)東路80號(hào) 247100

以立體、多層苗床為載體，將補(bǔ)光、溫濕度及營(yíng)養(yǎng)自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合而形成的立體育苗技術(shù)，是現(xiàn)代煙草育苗的發(fā)展方向之一［1］。立體多層育苗模式中的一個(gè)限制性因素為層間遮陰，育苗過(guò)程中遮陰或光照不足會(huì)導(dǎo)致種子萌發(fā)推遲［2］，進(jìn)而影響地上部煙苗的光合作用，同時(shí)對(duì)根系的生長(zhǎng)也產(chǎn)生較大影響，造成煙苗生長(zhǎng)發(fā)育不良［3］。前人在香蕉上的遮陰試驗(yàn)表明，遮陰會(huì)導(dǎo)致香蕉根系總鮮質(zhì)量和總干質(zhì)量減少，而且隨著遮陰強(qiáng)度的增加，降低幅度迅速增大［4］。楊立學(xué)［5］的研究表明，不同光照強(qiáng)度對(duì)幼苗主根生長(zhǎng)和生物量的積累影響均達(dá)到極顯著水平；張林青等［6］通過(guò)補(bǔ)充光照度對(duì)秧苗根系的影響試驗(yàn)，證明補(bǔ)充1 000 Lux 以上的光照度可促進(jìn)秧苗根系生長(zhǎng)。在煙草育苗上，采用多層及補(bǔ)光方式進(jìn)行育苗的研究也已有報(bào)道［7］，向金友等［8］研究認(rèn)為，在苗床上采取補(bǔ)光措施可解決烤煙漂浮育苗前期寡照問(wèn)題，促進(jìn)煙苗早生快長(zhǎng)；王瑞［9］、時(shí)向東［10］等提出光強(qiáng)與光質(zhì)可影響煙苗地上部分的生長(zhǎng)；林葉春等［11］研究表明，光質(zhì)對(duì)托盤(pán)育苗煙苗生長(zhǎng)和光合特性可產(chǎn)生較大影響。但對(duì)于立體育苗模式下層間遮陰，以及不同補(bǔ)光光源及其組合對(duì)煙苗根系的影響方面鮮見(jiàn)報(bào)道。為此，基于煙草立體育苗模式，設(shè)置了不同補(bǔ)光方式（或組合）對(duì)煙苗根系生長(zhǎng)發(fā)育的影響試驗(yàn)，旨在找出適宜的補(bǔ)光措施，解決層間遮陰問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試煙草品種為云煙87；育苗肥為烤煙育苗專用肥N∶P2O5∶K2O=20∶10∶20；采用立體三層T型育苗架，層與層間隔70 cm，每層育苗架規(guī)格為10 m×0.65 m；補(bǔ)光光源為熒光燈與LED燈。

1.2 試驗(yàn)概況

采用漂浮育苗，于2012年12 月—2014年3月在安徽省池州市煙草公司烤煙育苗基地立體育苗棚內(nèi)進(jìn)行。煙苗出齊后開(kāi)啟補(bǔ)光燈直至成苗，補(bǔ)光時(shí)間為7:00—19:00。利用供熱設(shè)備增溫使育苗棚內(nèi)溫度不低于10 ℃，其他育苗技術(shù)措施按標(biāo)準(zhǔn)方法［12］執(zhí)行。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置7 個(gè)補(bǔ)光處理，光源懸掛于上層架下中心位置，距育苗盤(pán)50 cm；設(shè)置兩個(gè)對(duì)照:頂層自然陽(yáng)光照射處理（CK1），層間遮陰但未采取補(bǔ)光措施處理（CK2），見(jiàn)表1。9個(gè)處理在層間隨機(jī)排列，設(shè)置3次重復(fù)。

表1 補(bǔ)光試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 測(cè)定方法

分別于煙苗第2，3，4，5 和6 片真葉發(fā)生期測(cè)定根系鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、根系活力、根系總吸收面積以及根系活躍吸收面積；第2 片真葉發(fā)生期測(cè)定光輻射強(qiáng)度。

采用Li 6400B 光合測(cè)定儀（Li-Cor，美國(guó)Lincon公司）于煙苗上方距光源50 cm處測(cè)定光輻射強(qiáng)度，連續(xù)10 d于9:00，13:00及17:00 3個(gè)時(shí)刻測(cè)量光輻射強(qiáng)度，其平均值為苗床輻射強(qiáng)度代表值；將煙苗根系沖洗干凈、吸干表面水分后稱量鮮質(zhì)量［13］，并用烘干稱量法測(cè)定根干質(zhì)量；采用TTC法［14］測(cè)定根系活力；采用甲烯藍(lán)比色法［15］測(cè)定根系總吸收面積及活躍面積。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)由Excel 2007 進(jìn)行初步處理，DPS 7.5 軟件進(jìn)行方差分析，采用最小顯著極差法（LSD）比較處理間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同補(bǔ)光處理對(duì)光輻射強(qiáng)度和光照度的影響

28 W 熒光燈的光輻射強(qiáng)度范圍在22～32 μmol·m-2·s-1之間，光照度在1 300～1 900 Lux 之間；15～16 W LED 光輻射強(qiáng)度范圍在55～70μmol·m-2·s-1之間，光照度在3 200～4 100 Lux之間?？梢?jiàn)，所有補(bǔ)光處理的光照度均在1 000 Lux 以上，LED 光輻射強(qiáng)度、光照度大于熒光燈處理。經(jīng)補(bǔ)光處理后，苗床光輻射強(qiáng)度代表值的范圍在37.2～82.7 μmol·m-2·s-1之間，光照度在2 214.3～4 922.6 Lux之間，見(jiàn)表2。

表2 不同補(bǔ)光處理的光輻射強(qiáng)度及光照度比較

2.2 不同補(bǔ)光措施對(duì)根系活力的影響

由圖1 可見(jiàn)，在第3 片真葉發(fā)生之前，所有處理的煙苗根系活力處于較低水平，第3 片真葉發(fā)生后，根系活力迅速增加，但CK2根系活力均小于補(bǔ)光處理及CK1，CK1 根系活力明顯高于其他處理。所有補(bǔ)光處理的煙苗根系活力在兩個(gè)對(duì)照之間，說(shuō)明補(bǔ)光措施較CK2 能提高煙苗根系活力。補(bǔ)光處理間比較表明，藍(lán)光處理（T3）及藍(lán)紅組合補(bǔ)光處理的煙苗根系活力高于其他補(bǔ)光處理，以T5處理表現(xiàn)最好，在第3片真葉發(fā)生期，煙苗根系活力高于CK2 73.5%，至第6 片真葉發(fā)生期，仍高于CK2 10.6%。

圖1 不同補(bǔ)光措施對(duì)煙苗真葉發(fā)生期煙苗根系活力的影響

2.3 不同補(bǔ)光措施對(duì)根系吸收面積的影響

表3結(jié)果表明，CK2根系總吸收面積及根系活躍吸收面積顯著低于CK1和T5處理，與T1處理間差異不顯著。在第2和第3片真葉發(fā)生期，LED補(bǔ)光處理（T5，T6 和T7）、紅藍(lán)熒光燈補(bǔ)光處理T4 及藍(lán)色熒光處理T3的根系總吸收面積、活躍吸收面積與CK1 無(wú)顯著差異；第4 和第5 片真葉發(fā)生期，T5根系總吸收面積與活躍吸收面積與CK1無(wú)顯著差異，而其他補(bǔ)光處理的根系活躍吸收面積顯著低于CK1；第6 片真葉發(fā)生期，所有處理的根系總吸收面積及活躍吸收面積顯著低于CK1?？梢?jiàn)，藍(lán)光處理T3 及藍(lán)紅組合補(bǔ)光處理（T4，T5，T6 和T7）的根系活躍吸收面積高于紅光補(bǔ)光處理T2及白光處理T1，與補(bǔ)光對(duì)煙草根系活力影響的趨勢(shì)基本一致。其中，T5 處理表現(xiàn)最好，在第2 至第6片真葉發(fā)生期，根系總吸收面積高于CK2 20.1%～36.2%，根系活躍吸收面積高于CK2 37.5%～56.2%，在第6 片真葉發(fā)生期，根系吸收面積與活躍吸收面積與CK1無(wú)顯著差異。

表3 不同補(bǔ)光措施對(duì)不同真葉發(fā)生期根系吸收面積的影響① （cm2·株-1）

2.4 不同補(bǔ)光措施對(duì)根系物質(zhì)積累的影響

表4結(jié)果表明，CK2處理干物質(zhì)積累顯著低于其他處理。在第2和第3片真葉發(fā)生期，CK1與補(bǔ)光處理間的干物質(zhì)積累無(wú)顯著差異；第4 片真葉發(fā)生期之后，CK1的根干質(zhì)量顯著高于其他處理。白色熒光燈處理T1干物質(zhì)積累量最低，紅色熒光補(bǔ)光處理T2 的干物質(zhì)積累量小于藍(lán)色熒光燈補(bǔ)光處理T3 以及藍(lán)紅光組合處理（T4，T5，T6 和T7），藍(lán)紅光組合處理根系物質(zhì)積累量顯著高于單獨(dú)藍(lán)色或紅色補(bǔ)光處理；LED組合補(bǔ)光處理中，隨紅光比例的增加，煙苗根系干物質(zhì)積累呈現(xiàn)降低趨勢(shì)。第2、第3片真葉發(fā)生期，補(bǔ)光處理間的根干質(zhì)量無(wú)顯著差異，但顯著高于CK2；第4 至第6 片真葉發(fā)生期，T5處理表現(xiàn)最好，根鮮質(zhì)量高于CK2 11.6%～22.7%，根干質(zhì)量高于CK2 11.3%～20.1%。

2.5 不同補(bǔ)光措施的光輻射強(qiáng)度與根系部分生理指標(biāo)間的相關(guān)性

根系活力變化曲線（圖1）在第3 片真葉發(fā)生期發(fā)生轉(zhuǎn)折。由表4可見(jiàn)，根系物質(zhì)積累量在第5片真葉急劇增加，較第4 片真葉發(fā)生期干物質(zhì)積累量提高6.26～7.69 倍，因此，選擇在第2、第3 及第5片真葉發(fā)生期分析光輻射強(qiáng)度與根系部分生理指標(biāo)的相關(guān)性。由表5可見(jiàn)，在第2片真葉發(fā)生期，光輻射強(qiáng)度與各項(xiàng)生理指標(biāo)的相關(guān)性不顯著（r＜0.70），但進(jìn)入第3 片真葉發(fā)生期后，光輻射強(qiáng)度與各項(xiàng)生理指標(biāo)相關(guān)性除根系總吸收面積之外均達(dá)到顯著水平，尤其是進(jìn)入第5片真葉發(fā)生期，根系總吸收面積、活躍吸收面積及根干質(zhì)量與光輻射強(qiáng)度的相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平；在本試驗(yàn)條件下（光輻射強(qiáng)度范圍19.5～92.6 μmol·m-2·s-1），煙苗根系活力、根系吸收面積及根系物質(zhì)積累量與光輻射強(qiáng)度呈正相關(guān)，光輻射強(qiáng)度愈大，煙苗根系活力、根系吸收面積及根系物質(zhì)積累量增加幅度愈大。

表4 不同補(bǔ)光措施對(duì)不同真葉發(fā)生期根系物質(zhì)積累的影響 （g·株-1）

表5 不同真葉發(fā)生期光輻射強(qiáng)度與根系生理指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)①

3 結(jié)論與討論

藍(lán)光波長(zhǎng)短（420～470 nm）、頻率高，光源能量高，光照強(qiáng)度高于紅光及白光。在誘導(dǎo)風(fēng)信子、水稻根系負(fù)向光性的研究中，最有效的是藍(lán)光，橙、紅光則無(wú)效，導(dǎo)致這種負(fù)向光性的原因是向光一側(cè)的根系細(xì)胞受到藍(lán)光誘導(dǎo)產(chǎn)生分生與伸長(zhǎng)，使根系吸收面積及活力增加，根系物質(zhì)積累量也相應(yīng)增加［16-18］。本研究中，藍(lán)紅組合光源及藍(lán)光處理煙苗的根系活力、吸收面積及物質(zhì)積累顯著高于紅光，而藍(lán)紅光組合處理的煙苗優(yōu)于單獨(dú)藍(lán)色熒光燈處理，可能與藍(lán)紅光組合后光譜范圍增加、光質(zhì)互補(bǔ)有關(guān)，這一結(jié)果與閆萌萌等［14］在花生幼苗上的光色試驗(yàn)結(jié)果存在差異，但與倪文［19］、李韶山等［18］在水稻幼苗上的研究結(jié)果基本一致。

不同光源組合中以LED 燈補(bǔ)光處理最好，熒光燈補(bǔ)光處理次之，這與LED燈光輻射強(qiáng)度、發(fā)光效率高于熒光燈有關(guān)；LED 燈3 個(gè)組合補(bǔ)光處理中，表現(xiàn)出隨著藍(lán)燈比例的增加，煙苗根系干物質(zhì)積累呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。所有補(bǔ)光處理各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定值均低于自然光照處理，實(shí)際長(zhǎng)勢(shì)也略弱于頂層煙苗?？梢?jiàn)，補(bǔ)光措施雖能滿足煙苗根系生長(zhǎng)發(fā)育的需求，但不能完全替代自然光照，這可能與單一或組合光源中波長(zhǎng)范圍較窄有關(guān)。

LED 燈價(jià)格高（相同功率，價(jià)格較熒光燈高5～6 倍），一次性投入成本較大；但LED 燈的使用壽命一般為5 000 h，熒光燈的使用壽命一般為2 000 h；熒光燈以汞為發(fā)光原料，LED燈則采用半導(dǎo)體為發(fā)光體，耗電量低且環(huán)保。因此，在立體育苗模式下選用LED燈作為補(bǔ)光光源較好。

［1］董建江.烤煙一生技術(shù)管理［M］.合肥:安徽科學(xué)技術(shù)出版社，2014.

［2］周冀衡.光溫條件對(duì)煙草種子萌發(fā)和煙苗素質(zhì)的影響［J］.煙草科技，1996（4）:41-42.

［3］劉國(guó)順，楊興有，位輝琴，等.光照強(qiáng)度對(duì)烤煙漂浮育苗成苗素質(zhì)的影響［J］.煙草科技，2000（8）:51-54.

［4］謝平，左清凡.冬春季不同遮蔭水平對(duì)香蕉假植苗單株生物量的影響［J］.中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2001，22（2）:6-10.

［5］楊立學(xué).俄羅斯大果沙棘種子萌發(fā)特性［J］.生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（6）:2219-2220.

［6］張林青，蔡小銘.光強(qiáng)對(duì)水稻秧苗素質(zhì)的影響［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（3）:31-33.

［7］江厚龍，李鈉鉀，單沛祥，等.煙草封閉式育苗技術(shù)的研究與應(yīng)用［J］.煙草科技，2013（6）:51-54.

［8］向金友，謝冰，張吉亞.不同烤煙品種苗期根系形態(tài)建成及相關(guān)研究［J］.耕作與栽培，2009（3）:45-47.

［9］王瑞，劉國(guó)順，陳國(guó)華，等.光強(qiáng)對(duì)苗期烤煙光合作用及干物質(zhì)生產(chǎn)的影響［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2010，21（8）:2072-2077.

［10］時(shí)向東，王林枝，滿曉麗，等.不同光質(zhì)對(duì)烤煙漂浮育苗中煙苗生長(zhǎng)發(fā)育及光合特性的影響［J］.中國(guó)煙草學(xué)報(bào)，2013，19（1）:43-46.

［11］林葉春，陳偉，黃錫才，等.光質(zhì)對(duì)立體托盤(pán)育苗煙苗生長(zhǎng)及葉片光合特性的影響［J］.煙草科技，2014（3）:67-70.

［12］GB/T 25241.1—2010 煙草集約化育苗技術(shù)規(guī)程第1部分:漂浮育苗［S］.

［13］華東師范大學(xué)生物系植物生理教研組.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［M］.北京:人民教育出版社，1981:66-73.

［14］閆萌萌，王銘倫，王洪波，等.光質(zhì)對(duì)花生幼苗根系生長(zhǎng)與根系活力的影響［J］.農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2013，3（8）:17-20.

［15］李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)［M］.北京:高等教育出版社，2000.

［16］韓鷹，王忠，朱旭東.光照對(duì)水培風(fēng)信子根系的生長(zhǎng)的影響［J］.園藝學(xué)報(bào)，2005，3（2）:326-327.

［17］汪月霞，王忠，索標(biāo)，等.關(guān)于水稻根負(fù)向光性光受體的探討［J］.中國(guó)水稻科學(xué)，2007，21（2）:155-158.

［18］李韶山，潘瑞熾.藍(lán)光對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)效應(yīng)的研究［J］.中國(guó)水稻科學(xué)，1994，8（2）:115-118.

［19］倪文.光對(duì)稻苗根系生長(zhǎng)及其生理活性的影響［J］.作物學(xué)報(bào)，1983（3）:199-204.