廖建良 ，劉歡歡 ，賀握權(quán)，葉海宇

(1.惠州學(xué)院 生命科學(xué)系/生物技術(shù)研究所，廣東 惠州 516007;2.廣東第二師范學(xué)院 生物系，廣東 廣州 510303;3.惠州龍發(fā)山農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，廣東 惠州 516007)

1 前言

金銀花(Lonicera japonica Thunb)為忍冬科(Caprifoliaceae)忍冬屬(Lonicera)多年生半常綠纏繞木質(zhì)藤本或木本植物［1］。其莖中空，密生短柔毛。單葉對生，卵形，長3～8cm 棒狀的花生于葉腋，一梗兩花，花下偶爾可見2 苞片葉狀，開放花冠筒狀唇形，長3～4cm，初開白色，數(shù)日后為金黃色，故稱金銀花。全世界忍冬屬植物大約有200種，98種為主要金銀花種質(zhì)資源，可供藥用的達(dá)47個品種。主要分布在我國的山東、湖南、四川、貴州、廣東等地。金銀花的藥用歷史在我國已有兩千多年，是國務(wù)院確定的38種名貴藥材之一［2］。金銀花的化學(xué)成分復(fù)雜多樣，各研究表明，其富含綠原酸、黃酮類、皂苷類、揮發(fā)油類和至少含有人體必需的Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Ni、Co7種微量元素。金銀花性寒，味甘苦。其清熱解毒的功效最為顯著，廣泛應(yīng)用于風(fēng)熱感冒、溫病發(fā)熱、熱毒血痢、咽喉腫痛等多種疾病;此外，還有抑菌、抗內(nèi)毒素和抗炎、保肝利膽、止血、抗氧化、降血脂作用［3-8］。

金銀花目前最常用的繁殖方式是扦插，方法簡便，春夏秋都可以進(jìn)行扦插。但切口容易攜帶病菌，會導(dǎo)致金銀花生長不良，有效成分減少而使產(chǎn)品質(zhì)量下降。根系生長不好，容易導(dǎo)致抗逆性差，成活率低［1］。LED 燈作為新型的第四代光源，具有光譜分布純，光譜分布類型豐富，光譜能量調(diào)制方便快捷，發(fā)熱較低，體積小，壽命較長等突出優(yōu)勢，在植物栽培和科研中逐步得到應(yīng)用［9-13］。為了探討LED 植物燈在植物工廠中應(yīng)用，本實(shí)驗(yàn)通過LED紅藍(lán)光處理金銀花，以期獲得較好的LED 補(bǔ)光對金銀花栽培效果。

2 材料和方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料與儀器

金銀花品種為四季金銀花(巨花一號)，購于廣東金銀花種植四會示范基地;LED 植物燈是惠州學(xué)院訂制，燈芯為日本進(jìn)口的;95%乙醇為天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品;二氧化硅和碳酸鈣為廣東臺山化工產(chǎn)產(chǎn)品;α-萘乙酸和生根粉為廣州市齊云生物技術(shù)有限公司的產(chǎn)品。

電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司;游標(biāo)卡尺，上海恒量量具有限公司。752N 紫外可見分光光度計(jì)，上海精科。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 實(shí)驗(yàn)處理

實(shí)驗(yàn)在惠州學(xué)院生物光譜實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行，采用棕色塑料花盆(20cm×20cm)育苗，育苗泥土取自基地附近，上層加沙混勻至4～5cm 厚。把購買回來高度在20～30cm 生長一致的金銀花扦插苗于2013年3月6日種在盆中，每天澆水管理。15 天生長穩(wěn)定后，于2013年3月21日開始補(bǔ)光。光源為定制的LED 植物生長燈，設(shè)置2個處理，藍(lán)光(B，450nm)和紅光(R，625nm)，以自然光為對照(CK)。每個處理金銀花3 株，每天補(bǔ)充光照12h，時間為每天20:00-次日8:00，實(shí)驗(yàn)時將LED 燈置于金銀花頂部的10cm 處左右，使其盡可能近距離照射植物，充分利用光能。培養(yǎng)周期為30d。每10d 對給個處理的全部金銀花的生長狀況進(jìn)行測量記錄，測量的內(nèi)容包括株高、葉片數(shù)、葉面積和葉長寬，30d 后對植株的根、莖和葉綠素進(jìn)行測量，葉綠素采用95%乙醇提取。

2.2.2 金銀花各指標(biāo)的測定

金銀花株高的測量，金銀花葉片的計(jì)數(shù)，金銀花葉長寬比和葉面積的測量，金銀花莖粗和莖節(jié)間長度測定，金銀花根數(shù)和最長根的測量。用常規(guī)方法對金銀花葉綠素提取和測定［13］。

3 結(jié)果及分析

3.1 LED 光對金銀花苗高生長的影響

從圖1 可知，經(jīng)紅光和藍(lán)光處理的金銀花的株高增加速度均比對照組快;對照組增長緩慢，幾乎沒有變化。藍(lán)光處理的株高生長較為緩慢，但整個生長過程中仍然比對照組高。紅光處理的不僅增長速度最快而且株高為最高。這說明，適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充紅光和藍(lán)光可以促進(jìn)金銀花植株生長，特別是在幼苗期，補(bǔ)充紅光的效果最好。

圖1 不同處理下金銀花苗高隨時間的變化曲線圖

3.2 LED 光對金銀花葉的影響

從圖2 知，紅光處理下的葉片數(shù)在生長過程中都在增加，每株的平均葉片數(shù)量也是最大的。藍(lán)光下的葉片數(shù)在中期略有下降，然后繼續(xù)增長。自然光下的葉片數(shù)比較平穩(wěn)，中間有點(diǎn)波動，但前后無明顯變化。可能試驗(yàn)期間雨水天氣多，導(dǎo)致自然光下的葉片數(shù)略有下降。相對于自然光，紅光和藍(lán)光補(bǔ)光處理下的金銀花葉片數(shù)后期都是增加。紅光對金銀花葉片數(shù)目的增加是比較明顯的。

圖2 金銀花在不同處理下葉片數(shù)隨時間變化的曲線圖

從圖3 可知，補(bǔ)光處理的前10d，自然光、紅光和藍(lán)光處理的葉面積都是大幅度增加，特別是自然光和紅光處理增長比較快而且相當(dāng);從第10d 到第30 天之間，藍(lán)光和自然光處理增加十分平緩，而紅光處理在這段時間的葉面積是快速增長的。紅光處理下的葉面積是最大的，自然光下的葉面積比藍(lán)光的還大，藍(lán)光對葉片的增長有些抑制作用。紅光處理對葉的生長是有明顯優(yōu)勢的。

圖3 金銀花在不同處理下葉面積隨時間的變化曲線圖

從圖4 可知，在第1d～10d 之間，紅光、藍(lán)光處理以及對照組的金銀花的葉長寬比都是在增大的，而紅光和藍(lán)光的增長速度明顯比自然光的大，此后藍(lán)光下的比值快速增長;紅光處理下的比值下降后又增大，而自然光下的比值則緩慢下降。藍(lán)光處理下的葉面積是最小的，長寬比卻是最大的，顯然藍(lán)光下的葉子小和狹長;紅光處理下的葉面積最大，長寬比僅次于藍(lán)光而大于自然光;自然光的葉面積大于藍(lán)光，長寬比最小，其葉比較接近卵形。

圖4 金銀花在不同處理下的葉片長寬比隨時間的變化的曲線圖

從表1 可以看出，光處理30d 后，平均每片葉子的鮮重大小依次為:自然光＞紅光＞藍(lán)光，自然光下的葉子濃綠，葉片比較厚，紅光和藍(lán)光的葉子顏色較淺，葉片也略薄。金銀花中的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素(a +b)含量以藍(lán)光處理為最高，紅光處理的較低，自然光的葉中色素含量最低。葉綠素a/b 的比值從大到小依次為:自然光＞紅光＞藍(lán)光，藍(lán)光更有利于葉綠素b 的合成。藍(lán)光和紅光都有利于葉綠素的積累，藍(lán)光的作用更明顯。自然光下的葉綠素與和王建偉等(2007)用乙醇提取比色法測定的葉綠素a 含量:0.923～1.703 mg·g-1，葉綠素b:0.3～0.604 mg·g-1，葉綠素總量為1.228～2.307 mg·g-1 基本相符［13］。

表1 金銀花在不同處理下30d 后其葉片鮮重和葉綠素含量

3.3 LED 光對金銀花根、莖和花的影響

從表2 中可知，自然光下的金銀花的根長和根數(shù)均比紅藍(lán)光處理的更顯優(yōu)勢，而紅光和藍(lán)光之間差別不明顯;自然光下新長的根較長，但莖節(jié)間明顯較短;紅光處理的金銀花枝條的節(jié)間長和莖粗都是明顯的高于藍(lán)光和自然光的，但其生根數(shù)目則比自然光少;藍(lán)光的節(jié)間長比紅光略短，且細(xì)小，其生根數(shù)目比紅光少。在相同時間下紅光處理的有66.7%金銀花已含苞待放，藍(lán)光和自然光處理的則沒有出現(xiàn)花蕾。由此可見，紅光、藍(lán)光均可以促進(jìn)金銀花枝條伸長，紅光最明顯;紅光還可以提早花期，至于藍(lán)光對金銀花的花期是提早還是推遲作用還有待于研究。

表2 金銀花在不同處理下30d 后其根、莖和開花情況

4 結(jié)論與討論

從本實(shí)驗(yàn)條件結(jié)果可以得出，不同光質(zhì)補(bǔ)光30d 后對金銀花幼苗生長影響顯著。在補(bǔ)充紅光的條件下，金銀花幼苗的株高、葉片數(shù)、葉面積、節(jié)間長和莖粗都是明顯高于藍(lán)光和自然光的;紅光下的葉片鮮重、葉綠素a、b和總?cè)~綠素含量以及葉綠a/b 的比值均介于藍(lán)光和自然光之間，紅光還使金銀花的花期大大提前，在30d 后已經(jīng)有66.7%的植株含苞待放。藍(lán)光下的葉長寬比、葉綠素a、b和總?cè)~綠素含量均達(dá)到最大，藍(lán)光下的葉綠素a、b和總?cè)~綠素含量分別比自然光下的高出44.01%、59.38%和48.32%;紅光則分別增長23.37%、26.49%和24.26%，顯然藍(lán)光更有利于葉綠素的積累。這與車生泉等(1997)的發(fā)現(xiàn)藍(lán)光下葉綠素含量最高卻是一致［9］。藍(lán)光下的株高、葉片數(shù)、節(jié)間長不及紅光，但仍然比自然光下的好，藍(lán)光對金銀花的生長還是起促進(jìn)作用。其中紅光苗高增加了208.43%，藍(lán)光增加了47.89%;這和魏勝林等(1998)發(fā)現(xiàn)藍(lán)光利于菊花葉面積增加和莖伸長，而紅光下受到抑制實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同［10］，但和陳文昊等(2011)發(fā)現(xiàn)紅光有利于葉面積和莖長增加是一致的［11］。自然光下的金銀花在株高、葉片數(shù)、長寬比、葉面積等都沒有明顯的變化，但其葉片鮮重高于紅藍(lán)光，葉片顏色更深，葉片也較厚，其有效根數(shù)也是比紅藍(lán)光多;而紅光和藍(lán)光下的根長和根數(shù)上沒有明顯的區(qū)別。

綜上所述，本實(shí)驗(yàn)條件下光質(zhì)能顯著調(diào)控金銀花的生長，用單色紅光下的金銀花長勢較好，但葉綠素合成較藍(lán)光低;藍(lán)光長勢稍比紅光遜色，但更有利于葉綠素的合成，莖高適宜。光質(zhì)對植物的形態(tài)建成、生理代謝、生長發(fā)育有著廣泛的調(diào)節(jié)作用。因此，我們可以從不同的紅藍(lán)光比例方面考慮，并設(shè)置不同比值下來確定金銀花生長的最佳紅藍(lán)光配比。紅藍(lán)復(fù)合光是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培金銀花的較好光源。在栽培過程中可以考慮設(shè)定紅藍(lán)光的比例，以控制金銀花的開花期。

［1］鄧再生，牛志達(dá).金銀花的利用價值與豐產(chǎn)栽培技術(shù)［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2012(10):207-208.

［2］廖建良，戴良英，賀握權(quán).羅浮山維管植物資源調(diào)查及保護(hù)利用［J］.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報2007，33(3):281-284.

［3］馬烽，朱亞玲，陳明輝，李飛.金銀花中綠原酸提取工藝研究進(jìn)展［J］.食品研究與開發(fā)，2010，31(7):164-167.

［4］張百霞，周鳳琴，郭慶梅.金銀花中黃酮類化合物的研究進(jìn)展［J］.中國實(shí)驗(yàn)方劑學(xué)雜志，2012，18(23):349-352.

［5］張玲，彭廣芳，林慧彬，鐘方曉.山東金銀花揮發(fā)油化學(xué)成分的研究［J］.中國藥學(xué)雜志，1995，30(11):651-653.

［6］林慧彬，彭廣芳，鐘方曉，張玲，李巖.山東金銀花微量元素的研究［J］.山東中醫(yī)雜志，1996，15(4):172.

［7］汪艷.含金銀花成分中成藥臨床應(yīng)用調(diào)查［J］.浙江中西醫(yī)結(jié)合雜志，2009，19(3):179.

［8］趙國玲，劉佳佳，林丹，章曉驊，王暉.金銀花化學(xué)成分及藥理研究進(jìn)展［J］.中成藥，2002，24(12):973-976.

［9］車生泉，盛月英，秦文英.光質(zhì)對小蒼蘭莖尖試管培養(yǎng)的影響［J］.園藝學(xué)報，1997，24(3):269-273.

［10］魏勝林，王家保，李春保.藍(lán)光和紅光對菊花生長和開花的影響［J］.園藝學(xué)報，1998，25(2):203-204.

［11］陳文昊，徐志剛，劉曉英，楊楊，王志敏，宋非非.LED 光源對不同品種生菜生長和品質(zhì)的影響［J］.西北植物學(xué)報，2011，31(7):1434-144.

［12］ANDERSON J M.Insights into the consequences of grana stacking of thylakoid membranes in vascular plants:a personal perspective［J］.Australian Journal of Plant Physiology，1999，26:625-639.

［13］王建偉，周凌云.土壤水分變化對金銀花葉片生理狀態(tài)特征的影響{J}.土壤，2007，39(3):479-482.