趙丹丹，桂 敏，蔣亞蓮，梁 華，瞿素萍，周旭紅*

LED燈補(bǔ)光對(duì)溫室內(nèi)香石竹生物學(xué)性狀的影響

趙丹丹1，桂 敏2，蔣亞蓮2，梁 華2，瞿素萍2，周旭紅2*

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與信息研究所，云南昆明 650205;2.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所/國(guó)家觀賞園藝工程技術(shù)研究中心，云南昆明 650205)

【目的】研究大棚設(shè)施內(nèi)不同光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)香石竹幼苗及開花株生物學(xué)性狀的影響?！痉椒ā坎捎蔑w利浦發(fā)光二極管(Lightemitting diode，LED)頂光模組溫室補(bǔ)光?！窘Y(jié)果】LED燈補(bǔ)光對(duì)幼苗期大花香石竹、多頭香石竹和盆栽香石竹無(wú)論在株高、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度、葉片數(shù)目、還是在芽直徑和芽的數(shù)目上均比自然光照有所增加，除盆花品種‘Menorca pink’在葉片數(shù)目和芽的直徑無(wú)顯著差異外，其余生物學(xué)性狀都有顯著差異。LED燈補(bǔ)光可使香石竹花期提早，增加香石竹花蕾數(shù)量，對(duì)多頭香石竹和盆花香石竹花蕾數(shù)量的影響顯著，但對(duì)大花香石竹花蕾數(shù)量無(wú)顯著影響。此外，LED燈補(bǔ)光還可以顯著增加大花和多頭香石竹株高，對(duì)盆花香石竹的株高無(wú)顯著影響?！窘Y(jié)論】LED燈補(bǔ)光可改善幼苗期香石竹葉片長(zhǎng)度、葉片寬度、葉片數(shù)目、芽直徑和芽的數(shù)目等生物學(xué)性狀，使香石竹株高增加，花蕾數(shù)量增多，花期提早。

LED燈;溫室補(bǔ)光;香石竹;生物學(xué)性狀

【研究意義】隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展，利用人工光源在設(shè)施內(nèi)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行補(bǔ)光已經(jīng)成為改善植物生長(zhǎng)發(fā)育的一種重要的手段[1]。傳統(tǒng)的植物生長(zhǎng)光源包括熒光燈和高壓鈉燈等，這些光源具有能耗高、光電轉(zhuǎn)化效率低以及熱光源等缺點(diǎn)。發(fā)光二極管(Light-emitting diode，LED)是一種新型的節(jié)能光源，具有體積小、低功耗、低發(fā)熱量以及高亮度等優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省電能，降低運(yùn)行成本，已被廣泛應(yīng)用于園藝設(shè)施內(nèi)。【前人研究進(jìn)展】LED紅藍(lán)組合光與

植物生長(zhǎng)的光譜范圍相吻合，可作為植物生長(zhǎng)的光源，不同的光源對(duì)植物的生長(zhǎng)效應(yīng)不同，紅光促進(jìn)植株地上部的生長(zhǎng)同時(shí)抑制根系的生長(zhǎng)[2]，藍(lán)光LED有利于葉綠體發(fā)育、葉綠素形成和氣孔開放等[3]，紅藍(lán)組合LED在幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育和提高光合作用具有重要作用[4-6]。【本研究切入點(diǎn)】香石竹是云南省的主栽鮮切花之一，但香石竹切花生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，從定植到開花需5～8個(gè)月時(shí)間，且花品質(zhì)參次不齊。能否縮短的生長(zhǎng)周期，提高花的品質(zhì)是保證花農(nóng)和花卉企業(yè)增產(chǎn)、增收的關(guān)鍵。隨著工廠化育苗和工廠化栽培技術(shù)的建立，使用高效節(jié)能的LED光源進(jìn)行植物的室內(nèi)育苗以及栽培目前已應(yīng)用于百合[5]、菊花[4]、生菜[7]、萵苣[8]、黃瓜[9]、番茄[10]、蘿卜[11]而LED光源對(duì)香石竹生長(zhǎng)發(fā)育的影響未見報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】文章研究大棚設(shè)施內(nèi)補(bǔ)充LED光源對(duì)香石竹生長(zhǎng)發(fā)育的影響，為設(shè)施栽培補(bǔ)光技術(shù)提供理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

補(bǔ)充光源使用飛利浦LED頂光模組溫室補(bǔ)光，紅光和藍(lán)光2種光比例為7∶3。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所寶峰基地的塑料大棚內(nèi)進(jìn)行，溫室尺寸為22 m×8 m×3.5 m(長(zhǎng)×寬×內(nèi)遮陽(yáng)下距離地面高度)，苗床尺寸為22 m×1 m(長(zhǎng)×寬)。供試香石竹品種為大花品種‘Master'、多頭品種‘Samba'和盆花品種‘Menorca pink'，2016年1月20日定植于苗床，株柜為15 cm ×10 cm(長(zhǎng)×寬)，實(shí)驗(yàn)設(shè)LED燈補(bǔ)光和自然光照2個(gè)組，每組3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)定植36株。LED光源到達(dá)葉片的光合光量子通量均為45μmol/m2·s。補(bǔ)光時(shí)間為早上6:00-9:00時(shí)，下午18:00-21:00時(shí)，持續(xù)補(bǔ)光6 h。

1.3 樣品測(cè)定

香石竹植株打頂后1個(gè)月，每個(gè)處理分別選取10株，3個(gè)重復(fù)，共計(jì)30株。測(cè)定香石竹植株株高、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度、葉片數(shù)目、芽直徑和芽的數(shù)目，開花期除了測(cè)量上述生物學(xué)性狀外，還測(cè)量香石竹蕾?gòu)?、蕾長(zhǎng)、花蕾數(shù)量、花直徑、花冠高、花瓣數(shù)、花瓣長(zhǎng)和花瓣寬。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采得SPSS 18.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 LED燈補(bǔ)光對(duì)香石竹幼苗的影響

香石竹植株打頂后1個(gè)月，側(cè)芽待萌發(fā)，此時(shí)期測(cè)定香石竹生物學(xué)性狀，目的是觀察LED燈補(bǔ)光對(duì)香石竹插穗及植株生長(zhǎng)的影響。測(cè)量發(fā)現(xiàn)，LED燈補(bǔ)光對(duì)幼苗期大花香石竹、多頭香石竹和盆栽香石竹在株高、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度、葉片數(shù)目、芽直徑和芽的數(shù)目都比自然光照有所增加。如香石竹品種‘Master'在LED燈補(bǔ)光和自然光照下的平均株高分別為11.95和8.09 cm，兩者有極顯著差異;‘Samba'在LED燈補(bǔ)光和自然光照下的平均株高分別為14.11和8.23 cm，具極顯著差異;‘Menorca pink'在LED燈補(bǔ)光和自然光照下的平均株高分別為8.28和6.51 cm，具極顯著差異(圖1A)?！甅aster'和‘Samba'LED燈補(bǔ)光比自然光照葉片數(shù)量顯著增加，而盆花品種‘Menorca pink'兩者在葉片數(shù)量上無(wú)顯著差異(圖1B)。3個(gè)香石竹品種在LED燈補(bǔ)光下比自然光照下的葉片寬度和葉片長(zhǎng)度顯著增加(圖1C和D)?！甅aster'在LED燈補(bǔ)光和自然光照下的平均芽的個(gè)數(shù)分別為3.0和2.2個(gè)，‘Samba'分別為3.13和2.5個(gè)，‘Menorca pink'分別為23.4和15.5個(gè)，都具有顯著差異(圖1E)。‘Master'在LED燈補(bǔ)光和自然光照下的平均芽的直徑分別為0.55和0.35 cm，‘Samba'分別為0.42和0.36 cm，‘Menorca pink'分別為0.35和0.3 cm，都具有極顯著差異(圖1F)。

2.2 LED燈補(bǔ)光對(duì)香石竹開花植株?duì)I養(yǎng)生長(zhǎng)的影響

由表1可見，在LED燈補(bǔ)光與自然光照下，大花香石竹‘Master'開花株株高分別為82.47和74. 4cm，具有顯著差異，而在莖粗、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度、葉片數(shù)目和芽的數(shù)目上無(wú)顯著差異;香石竹‘Samba'在LED燈補(bǔ)光與自然光照下，開花株株高分別為97.18和88.78 cm，具有顯著差異，葉片數(shù)目分別平均為32.47和31個(gè)，具有顯著差異，而在莖粗、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度和芽的數(shù)目上無(wú)顯著差異;盆栽香石竹‘Menorca pink'在LED燈補(bǔ)光與自然光照下葉片寬度有顯著差異外，其余在營(yíng)養(yǎng)器官性狀上無(wú)顯著差異。

2.3 LED燈補(bǔ)光對(duì)香石竹開花植株生殖生長(zhǎng)的影響

由表2可見，在LED燈補(bǔ)光與自然光照下，大花香石竹‘Master'花蕾直徑分別為1.79和1.67 cm，具有顯著差異，而在蕾長(zhǎng)、花蕾數(shù)量、花直徑、花冠高、花瓣數(shù)、花瓣長(zhǎng)和花瓣寬上無(wú)顯著差異;香石竹‘Samba'花蕾個(gè)數(shù)在LED燈補(bǔ)光與自然光照下分別平均為6.33和4.9個(gè)，有顯著差異，其余在花器官上無(wú)顯著差異;盆栽香石竹‘Menorca pink'花蕾個(gè)數(shù)在LED燈補(bǔ)光與自然光照下分別平均為3.2和2.7個(gè)，有顯著差異，花冠高分別為1.41和1.23 cm，有顯著差異，其余花器官性狀上無(wú)顯著差異。

圖1 LED燈補(bǔ)光對(duì)香石竹幼苗生物學(xué)性狀的影響Fig.1 Effects of LEDs supplementation on biological properties of carnation seedlings

2.4 LED燈補(bǔ)光對(duì)香石竹開花周期的影響

LED燈補(bǔ)光比自然光照香石竹開花期提前，大花香石竹‘Master'和多頭香石竹‘Samba'LED燈補(bǔ)光比僅自然光照開花期提前15 d，盆栽香石竹‘Menorca pink'LED燈補(bǔ)光比自然光照開花期提前10 d。

表1 LED燈補(bǔ)光對(duì)香石竹開花株生物學(xué)性狀的影響Table 1 Effects of LED supplementation on biological properties of carnation flowering plants

表2 LED燈補(bǔ)光對(duì)香石竹花器官的影響Table 2 Effects of LED supplementation on carnation flower organs

3 討 論

光可經(jīng)過內(nèi)環(huán)境，通過光受體的調(diào)節(jié)從地上部傳到根系，并對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行調(diào)控[12-13]，LED燈光照有利于植物幼苗的生長(zhǎng)。花生苗期時(shí)采用LED處理有利于幼苗的生長(zhǎng)，花生的鮮重、干重、株高、根長(zhǎng)以及總?cè)~綠素增加[14]。LED燈人工補(bǔ)光對(duì)水稻秧苗的葉齡、莖基寬、葉面積、根長(zhǎng)、根表面積和根體積有顯著的促進(jìn)作用[15]。紅藍(lán)復(fù)合光質(zhì)補(bǔ)光處理顯著提高了幼苗的干物質(zhì)積累量、壯苗指數(shù)和凈光合速率[16]。LED光源不同頻率的間歇光在一定程度上對(duì)黃瓜幼苗的生長(zhǎng)和光合作用起促進(jìn)作用[17]。

香石竹在云南的栽培面積大，是主栽花卉[18-19]，主要是通過摘取側(cè)芽進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)繁殖，香石竹生產(chǎn)常用插穗，芽的質(zhì)量和數(shù)量是擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高效益的關(guān)鍵[20]。本實(shí)驗(yàn)通過LED燈補(bǔ)光，發(fā)現(xiàn)大花、多頭和盆栽香石竹幼苗無(wú)論在株高、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度、葉片數(shù)目、芽直徑和芽的數(shù)目都比自然光照有所增加，芽的粗度增加和芽的數(shù)量增多，提高了香石竹插穗的質(zhì)量。

LED燈光照有利于促進(jìn)植物開花。LED燈紅藍(lán)光有助于水培瞿麥生物量的累積以及促進(jìn)瞿麥開花[21]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)LED燈補(bǔ)光可使香石竹花期提早，增加多頭香石竹和盆花香石竹的花蕾數(shù)量，但對(duì)大花香石竹花蕾數(shù)量無(wú)顯著影響，這說明強(qiáng)光照可促進(jìn)多頭和盆花香石竹的花芽數(shù)量的分化而對(duì)大花香石竹花芽數(shù)量的分化無(wú)顯著影響，可能的原因是強(qiáng)光可調(diào)控多頭和盆花香石竹的花芽數(shù)量的分化有關(guān)的基因，而不能影響大花香石竹花芽數(shù)量分化有關(guān)的基因，具體的原因還要進(jìn)一步證實(shí)。

此外，LED燈補(bǔ)光還可以顯著增加大花和多頭香石竹開花株的株高，對(duì)盆花香石竹的株高無(wú)顯著影響，這說明盆花香石竹株高受強(qiáng)光照的影響較小。LED燈補(bǔ)光無(wú)論對(duì)哪種類型的香石竹都不能顯著增加花的大小。

4 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過LED燈補(bǔ)光，發(fā)現(xiàn)大花香石竹、多頭香石竹和盆栽香石竹幼苗無(wú)論在株高、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度、葉片數(shù)目、芽直徑和芽的數(shù)目都比自然光照有所增加，芽的粗度增加和芽的數(shù)量增多，提高了香石竹插穗的質(zhì)量。LED燈補(bǔ)光可使香石竹花期提早，增加多頭香石竹和盆花香石竹的花蕾數(shù)量，但

對(duì)大花香石竹花蕾數(shù)量無(wú)顯著影響。此外，LED燈補(bǔ)光還可以顯著增加大花香石竹和多頭香石竹切花的株高，對(duì)盆花香石竹的株高無(wú)顯著影響。

[1]楊其長(zhǎng).LED在農(nóng)業(yè)與生物產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用與前景展望[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)，2008，10(6):42-47.

[2]趙姣姣，楊其長(zhǎng)，劉文科.LED光質(zhì)對(duì)白術(shù)苗期生長(zhǎng)及光合色素含量的影響[J].農(nóng)業(yè)科技通訊，2013(5):111-113.

[3]Senger H.The effectof blue lighton plants and microorganisms[J]. Photochem Photobiol，1982，35:911-920.

[4]Kim S J，Hahn E J，Heo JW，et al.Effects of LEDs on net photosynthetic rate，growth and leaf stomata of chrysanthemum plantlets in vitro[J].Sci Hortic，2004，101(1):143-151.

[5]Lian M L，Murthy H N，Paek K Y.Effects of lightemitting diodes on the in vitro induction and growth of bulblets of Lilium oriental hybrid′Pesaro′[J].Sci Hortic，2002，94(3):365-370.

[6]Nhut D T，Hong L TA，Watanabe H，etal.Growth of banana plantlets culturted in vitro under red and blue light-emitting diode(LED) irradiation source[J].Acta Hort，2002，575:117-124.

[7]Stutte G W，Edney S，Skerritt T.Photoregulation of bioprotectant content of red leaf lettuce with light-emitting diodes[J].Hort-Science，2009，44(1):79-82.

[8]Li Q，Kubota C.Effects of supplemental light quality on growth and phytochemicals of baby leaf lettuce[J].Environ Exp Bot，2009，67 (1):59-64.

[9]Menard C，DoraisM，Hovi T，etal.Developmental and phy-siological responses of tomato and cucumber to additional blue light[J]. Acta Hort，2006，711:291-296.

[10]Brazaityte A，Duchovskis P，Urbonaviciute A，et al.The effect of light-emitting diodes lighting on the growth of tomato transplants[J]. Zemdirbyste Agr，2010，97(2):89-98.

[11]吳家森，胡君艷，周啟忠，等.LED燈補(bǔ)光對(duì)蘿卜生長(zhǎng)及光合特性的影響[J].北方園藝，2009(10):30-33.

[12]Sun Q，Yoda K，Suzuki H.Internal axial light conduction in the stems and roots of herbaceous plants[J].JExp.Bot.，2005，56 (409):191-203.

[13]唐 軍，郭文鋒，閉志強(qiáng)，等.粗糙馬尾杉的馴化栽培[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，46(12):2180-2184.

[14]劉 丹.LED光源對(duì)花生以及黃瓜幼苗生長(zhǎng)的影響[D].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013:25-36.

[15]張喜娟，來永才，孟 英，等.紅藍(lán)光源LED在水稻立體化育秧模式中的應(yīng)用研究[J].作物雜志，2014(5):122-128.

[16]鄔奇，蘇娜娜，崔 瑾.LED光質(zhì)補(bǔ)光對(duì)番茄幼苗生長(zhǎng)及光合特性和抗氧化酶的影響[J].北方園藝，2013(21):59-63.

[17]王達(dá)菲，楊振超，蔡 華，等.LED連續(xù)光和不同頻率間歇光對(duì)黃瓜幼苗生長(zhǎng)及光合特性的影響[J].北方園藝，2016(19):55-59.

[18]桂 敏，周旭紅，盧珍紅，等.香石竹引種試驗(yàn)研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011(2):716-721.

[19]周旭紅，何 艷，歐陽(yáng)德愛，等.玻璃化法超低溫保存香石竹種質(zhì)資源的研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011(1):248-252.

[20]王秀美，陳相國(guó).香石竹扦插繁殖對(duì)比試驗(yàn)[J].山東林業(yè)科技，2000(5):42-43.

[21]趙姣姣，楊其長(zhǎng)，劉文科.LED光質(zhì)對(duì)水培瞿麥生長(zhǎng)及氮磷吸收的影響[J].照明工程學(xué)報(bào)，2013，24:146-149.

(責(zé)任編輯 王家銀)

Effect of Different Supplemental Light from LED on Biological Characters of Carnation in Greenhouse

ZHAO Dan-dan1，GUIMin2，JIANG Ya-lian2，LIANG Hua2，QU Su-ping2，ZHOU Xu-hong2*
(1.Institute of Agricultural Economy and Information，Yunnan Academy of Agricultural Sciences，Yunnan Kunming 650205，China;2. Flower Research Institute，Yunnan Academy of Agricultural Sciences/National Engineering Research Center for Ornamental Horticulture，Yunnan Kunming 650205，China)

【Objective】The effects of different supplemental lighton biological charactersof carnation seedlingsand flowering plants in greenhouse were studied.【Method】Philps Light-emitting diode top module in the greehouse supplied lightwas used.【Result】The plant height，leaf length，leafwidth，number of leaves，shoots diameter and number of shoots of seedling standard carnation，spray carnation and pot carnation under LED supplemental lightwere higher than thaton the natural light.Therewere no significant differences on the number of leaves and the diameter of buds of pot carnation varieties‘Menorca pink'，and the other biological traitswere significant differences.LED supplemental light could make carnation bloom early，increase the amount of buds on spray carnation and pot carnation，but there were no significant impact on the number of standard carnation buds.In addition，the light supplementation of LED could also significantly increase the plant height of the standard and spray carnation，which had no significanteffects on the pot carnation.【Conclusion】LED supplemental light could improve the leaf length，leafwidth，number of leaves，bud diameter，number of buds and other biological characters of seedling carnation，increase carnation plant height and number of buds，and make carnation bloom early.

LEDs;Supplemental light in greenhourse;Carnation;Biological characters

S682.19

A

1001-4829(2017)8-1882-04

10.16213/j.cnki.scjas.2017.8.032

2016-03-11

國(guó)家觀賞園藝工程技術(shù)研究中心(2012FU125X10);國(guó)家自然科學(xué)基金(31460530);國(guó)家科技支撐計(jì)劃(2015BAD10B00);云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃(2014FA044和2016IA001);云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人培養(yǎng)(2015HB077);重大科技專項(xiàng)(2016ZA005)

趙丹丹(1979-)，女，山西永濟(jì)人，副研究員，主要從事農(nóng)業(yè)信息研究，E-mail:dd-zhao@aliyun.com，*為通訊作者:周旭紅，E-mail:55219121@qq.com。