摘" "要" "為探究夜間LED補(bǔ)光強(qiáng)度和時間對辣椒種苗培育質(zhì)量的影響，以隴椒13號為試材，通過育苗穴盤基質(zhì)栽培方式，在辣椒種子直播出芽后進(jìn)行不同LED補(bǔ)光強(qiáng)度和時間的處理，并對補(bǔ)光處理下辣椒種苗生長發(fā)育、光合能力、葉綠素含量、熒光特性、生物量積累和能源利用效率進(jìn)行分析。研究發(fā)現(xiàn)，選用R ∶ B=2 ∶ 1的LED植物生長燈，調(diào)控DLI（全天補(bǔ)光能總量）為11.52 mol/m2·d，在夜間0：00—2：00進(jìn)行光強(qiáng)為200 μmol/m2·s的補(bǔ)光，有助于辣椒種苗的優(yōu)質(zhì)培育和育苗環(huán)節(jié)中LED能源消耗的降低。

關(guān)鍵詞" "LED補(bǔ)光；辣椒；生長發(fā)育；光能利用效率

光為植物的發(fā)育提供了能量來源，在工廠化育苗中，LED（發(fā)光二極管，Light emitting diode）光源的光譜單一穩(wěn)定、使用壽命長、節(jié)能低耗，為作物的生長提供了理想的光條件，工廠化育苗為辣椒種苗滿足市場的需求和改善育苗環(huán)境提供了新的思路，而LED照明作為工廠化育苗中重要的技術(shù)之一，在改善育苗質(zhì)量、縮短育苗周期和降低育苗耗能具有積極作用。

本研究對辣椒幼苗進(jìn)行夜間LED補(bǔ)光處理，通過對幼苗生長形態(tài)、光合能力、生物積累量和能源利用效率等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測定，篩選出適宜的夜間補(bǔ)光參數(shù)，為當(dāng)?shù)乩苯犯咝г耘嗵峁┮罁?jù)。

1" "材料與方法

1.1" "試驗材料" "試驗辣椒品種為隴椒13號，由甘肅農(nóng)科院提供，辣椒育苗基質(zhì)為珍珠巖 ∶ 蛭石 ∶ 草炭= 2 ∶ 1 ∶ 1（體積比）。

1.2" "試驗設(shè)計" "試驗處理組設(shè)置見表1，單次試驗為1板穴盤苗（50孔），3次重復(fù)。白天光照強(qiáng)度和時間設(shè)定一致，在夜間進(jìn)行補(bǔ)光處理，設(shè)置2個補(bǔ)光時段（0：00—1：00和0：00—2：00）。種子發(fā)芽后開始補(bǔ)光，在辣椒幼苗生長至4葉1心時，進(jìn)行各指標(biāo)測定。

1.3" "主要數(shù)據(jù)計算" "能量利用效率：其中包括光能（LUE）和電能利用效率（EUE）。

光能利用效率（LUE）=K×Ww/PAR

電能利用效率（EUE）= K×Ww/Ew

式中，K是幼苗干物質(zhì)所含的化學(xué)能，取值為20 MJ/kg[1]。

2" "結(jié)果與分析

2.1" "補(bǔ)光對辣椒生長形態(tài)的影響" "方差分析表明（表2），LED補(bǔ)光強(qiáng)度和時間對辣椒種苗的莖粗和葉片面積有顯著影響作用。由表3可知，夜間LED補(bǔ)光可促進(jìn)辣椒種苗的生長發(fā)育，其中T4處理下綜合效果最佳，其株高、莖粗、葉片數(shù)和葉面積較CK分別顯著增加了39.24%、67.53%、31.47%和43.59%。

2.2" "補(bǔ)光對辣椒葉綠素含量和SPAD的影響" "方差分析表明（表4），夜間LED補(bǔ)光時間對辣椒種苗葉片葉綠素含量無顯著影響，補(bǔ)光強(qiáng)度對葉綠素a和總?cè)~綠素含量影響顯著，兩者交互下對葉片葉綠素a、葉綠素a/b和總?cè)~綠素有顯著影響。夜間補(bǔ)光對辣椒種苗葉片葉綠素含量的增加有促進(jìn)作用，其中葉綠素b在各處理組間無顯著差異，同時隨著夜間補(bǔ)光強(qiáng)度的增加，T5和T6處理組較T4葉綠素含量開始降低。綜合表現(xiàn)T4最佳，其葉綠素a、類胡蘿卜素、葉綠素a/b和總?cè)~綠素含量較CK分別顯著增加了29.93%、33.33%、21.63%和24.36%（表5）。夜間補(bǔ)光各處理辣椒種苗SPAD值較CK均有顯著增加，隨著補(bǔ)光強(qiáng)度的增加SAPD值呈先上升后下降的趨勢，其中T4處理值最高，較CK顯著增加了27.69%（圖1）。

2.3" "補(bǔ)光對辣椒光合能力和葉片熒光特性的影響" 方差分析表明（表6），夜間補(bǔ)光時間對辣椒種苗的凈光合速率影響顯著；補(bǔ)光強(qiáng)度對胞間CO2沒有影響外，對其他光合指標(biāo)影響顯著；兩者交互下對種苗氣孔導(dǎo)度影響顯著。辣椒種苗光合能力隨光照強(qiáng)度的上升呈先上升后下降趨勢；同等光照強(qiáng)度下，隨著補(bǔ)光時間的增加光合能力增加，其中T4處理下各光合指標(biāo)表現(xiàn)最佳，其凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（GS）和蒸騰速率（Tr）較CK相比，分別顯著提高了59.57%、52%和27.04%；胞間CO2濃度（Ci）較CK相比顯著降低了9%（表7）。由圖2可知，夜間補(bǔ)光下，對辣椒種苗的Fv/Fm（光系統(tǒng)Ⅱ最大化學(xué)效率）并無顯著影響；在相同光照強(qiáng)度條件下，隨著補(bǔ)光時間增加，φE0（量子產(chǎn)額）、ψ0（電子傳遞鏈的量子效率） 和PI_ABS（吸收光能的性能指數(shù)）的值均有所降低；說明夜間補(bǔ)光會對辣椒種苗造成光脅迫，但對其Fv/Fm無影響，說明對補(bǔ)光對葉片PSⅡ（光系統(tǒng)Ⅱ）無影響。

2.4" "補(bǔ)光對辣椒種苗生物積累量和種苗質(zhì)量的影響" "夜間補(bǔ)光對辣椒種苗地上和地下部干鮮重均有促進(jìn)作用，隨著光照強(qiáng)度的上升種苗生物量呈現(xiàn)先上升后降低趨勢，在相同光照強(qiáng)度條件下隨著補(bǔ)光時間的增加種苗生物積累量降低（圖3）。綜合表現(xiàn)T4處理最佳，其地上部鮮重和干重分別是CK的2.07和3.51倍，地下部鮮重和干重分別是CK的4.86和1.88倍。壯苗指數(shù)T4表現(xiàn)最佳，是CK的1.75倍，且差異顯著（圖4）。

由圖5可知，辣椒種苗處理組CK、T1、T2、T3、T4、T5和T6的DLI（全天補(bǔ)光能總量）分別為8.64、9.36、10.08、10.08、11.52、10.8和12.24 mol/m·d。通過分析補(bǔ)光總能量與辣椒種苗生物量的關(guān)系，并構(gòu)建方程發(fā)現(xiàn)，隨著光照能量的增加辣椒種苗的生物積累量不斷增加。

2.5" "補(bǔ)光對辣椒能源利用效率的影響" "夜間補(bǔ)光下，對辣椒育苗過程中光能和電能利用效率的提升有促進(jìn)作用（圖6）。其中T4處理表現(xiàn)最優(yōu)，其光能（LUE）和電能利用效率（EUE）分別是CK的2.58和2.51倍。

3" "討論與結(jié)論

LED照明作為工廠化育苗中重要的技術(shù)之一，在改善育苗質(zhì)量、減短育苗周期和降低育苗耗能具有重要作用[2]。研究發(fā)現(xiàn)，LED補(bǔ)光（光強(qiáng)150 μmol/m2·s）可顯著促進(jìn)黃瓜[3]幼苗的生長發(fā)育及生物量的積累；在甜瓜[4]幼苗生長中發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)光條件下甜瓜莖粗和葉面積顯著增加，其凈光合速率、葉綠素含量和壯苗指數(shù)顯著提高。劉志強(qiáng)等[5]研究發(fā)現(xiàn)，T3（光強(qiáng)90 μmol/m2·s，補(bǔ)光3 h）處理下番茄幼苗的凈光合和壯苗指數(shù)較CK（不補(bǔ)光）相比，分別顯著提高了43.76%和54.55%，認(rèn)為補(bǔ)光通過對番茄幼苗的光合能力的增加，進(jìn)而促進(jìn)了幼苗生物的積累和健壯種苗的培育。本試驗發(fā)現(xiàn)，T4（200 μmol/m2·s，補(bǔ)光2 h）處理下辣椒種苗的生長和生物積累量表現(xiàn)最優(yōu)，其壯苗指數(shù)較CK增加1.75倍，辣椒種苗的凈光合速率和葉片中葉綠素含量顯著增加。丁娟娟等[6]研究補(bǔ)光對不結(jié)球白菜生長的影響時發(fā)現(xiàn)，光強(qiáng)不斷增加下（153 μmol/m2·s增加至 330 μmol/m2·s），植株生長率及電能轉(zhuǎn)換率隨之增加，其生物積累量也不斷增加。Song等[7]研究番茄發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)DLI（補(bǔ)充光能總量）的增加會顯著促進(jìn)番茄幼苗生物量的積累，且EUE會隨著光強(qiáng)的增加而降低；Yan等[8]在研究萵苣時也有相似發(fā)現(xiàn)，其地上部和地下部的干鮮重隨著DLI的增加呈現(xiàn)線性增加，但光能和電能利用效率（LUE和EUE）則會隨著DLI的增加而降低。本研究通過構(gòu)建方程發(fā)現(xiàn)，隨著DLI的增加辣椒種苗的生物積累量呈線性增加，T4處理下LUE和EUE值最大。

綜上，LED補(bǔ)光對辣椒種苗的生長、光合能力、生物量積累和能源利用率方面起到積極調(diào)節(jié)作用，其中光照強(qiáng)度200 μmol/m2·s補(bǔ)光2 h有助于辣椒種苗的優(yōu)質(zhì)培育和育苗環(huán)節(jié)中LED能源消耗的降低。

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