王智勇，唐貝貝，王久興(河北科技師范學(xué)院，河北秦皇島 066000)

植物依靠光照進(jìn)行光合作用，對(duì)植物的生理活動(dòng)、形態(tài)建成、產(chǎn)量積累、品質(zhì)優(yōu)劣等起到非常重要的調(diào)節(jié)作用[1-3]。適當(dāng)?shù)脑耘嘌a(bǔ)光促進(jìn)植物的光合作用，可以使作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。生菜（Lactuca sativaL.）是人類(lèi)食用的主要多葉蔬菜，是世界范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)上重要的經(jīng)濟(jì)作物。2014 年，收獲了超過(guò)100 萬(wàn)hm2的菊苣和萵苣，總產(chǎn)量接近2500 萬(wàn)t。特別是在美國(guó)和歐洲，新的萵苣品種經(jīng)常被引入市場(chǎng)。例如，歐洲共同目錄中包含的新品種數(shù)量通常超過(guò)每年100 個(gè)。

目前的生菜品種可以區(qū)分各種各樣的作物類(lèi)型。Cos 萵苣形成高大的松散頭，主要在地中海地區(qū)種植。此外，拉丁萵苣形成松散的頭部，在地中海地區(qū)很受歡迎，而厚實(shí)的革質(zhì)葉子則是這種作物的特征。在美國(guó)和歐洲都很受歡迎的切割萵苣是無(wú)穗的，并且在葉形態(tài)上表現(xiàn)出很大的變化。秸稈萵苣主要在中國(guó)和埃及種植，用于食用其長(zhǎng)而粗的莖。由于種子含油量高，油籽萵苣主要在埃及種植，用于烹飪。油籽萵苣很大程度上類(lèi)似于萵苣（Lactuca serriolaL.），通常被認(rèn)為是栽培萵苣最可能起源的野生近緣種。因此，油菜被認(rèn)為是萵苣馴化中最原始的形式。干萵苣也被認(rèn)為是在馴化歷史的早期出現(xiàn)的，并被認(rèn)為是cos 萵苣的前身，而這些萵苣又被視為脆頭，萵苣，切割和拉丁萵苣進(jìn)化的來(lái)源。目前，有關(guān)光照時(shí)間對(duì)植物形態(tài)、產(chǎn)量積累、品質(zhì)優(yōu)劣等方面的影響已有一定的研究[6-8]，但是有關(guān)光照時(shí)間對(duì)植物影響的具體時(shí)間長(zhǎng)度仍有很多爭(zhēng)議。LED 在種苗繁育、苗菜栽培及植物組織培養(yǎng)領(lǐng)域也發(fā)揮著重要作用，可以低損耗、高效的培育植物[9-10]。本研究通過(guò)設(shè)置不同光照時(shí)間對(duì)水培葉用萵苣進(jìn)行處理，比較其外在形態(tài)指標(biāo)、生物積累量指標(biāo)、可溶性固形物指標(biāo)探索光照時(shí)間對(duì)葉用萵苣產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為生產(chǎn)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)葉用萵苣的光照時(shí)間調(diào)控做相關(guān)參考。

材料與方法

試驗(yàn)材料

葉用萵苣品種為‘青豐大速生’。在秦皇島市昌黎縣民生街種子市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)的當(dāng)年生產(chǎn)的種子。該品種具有早熟、優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)等特性。尤其是在播種期出苗快，出苗后生長(zhǎng)較整齊，生長(zhǎng)速度快。根系淺，再生能力強(qiáng)，主要分布于20～30 cm 的表層土壤中。試驗(yàn)于2020 年9 月10 日～10 月25 日在河北科技師范學(xué)院試驗(yàn)站連棟溫室內(nèi)進(jìn)行。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每個(gè)處理安裝金科德智能定時(shí)器開(kāi)關(guān)，各處理電路并聯(lián)，設(shè)定光照時(shí)間分別為15、18、21、24 h。連接燈管，燈管安放位置在栽培箱上端50 cm 處。為了各處理燈光不相互干擾，在各處理之間設(shè)材質(zhì)密度較好的厚度大于8 cm的聚乙烯泡沫板隔離。采用完全隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)，單因素試驗(yàn)。用相同的定植箱對(duì)供試材料（葉用萵苣）設(shè)4 個(gè)處理（T1=24 h、T2=21 h、T3=18 h、T4=15 h）。LED 光源由嘉宥照明有限公司提供，每根燈管由120 個(gè)0.36 W 的燈珠組成，光質(zhì)為紅藍(lán)光比為8:1，定植界面的有效光合輻射為 200μmol/(m2.s)，每個(gè)小區(qū)設(shè)置2 根燈管。重復(fù)4 次。每個(gè)定植箱定植4 株，每個(gè)小區(qū)設(shè)置3 個(gè)定植箱作為1 個(gè)處理（每個(gè)小區(qū)12 株）。

栽植方法

育苗

草炭、河沙和蛭石按1:1:1 的體積比例配制成復(fù)合育苗基質(zhì)，用128 孔穴盤(pán)育苗。育苗基質(zhì)應(yīng)提前陰濕、裝填基質(zhì)、刮平、壓穴，播種時(shí)將種子放在硬紙上用筆尖1 穴1 粒播種。覆蓋基質(zhì)用河沙，澆透水。由于天氣炎熱每天澆1 次水，后期加部分營(yíng)養(yǎng)液。當(dāng)葉用萵苣長(zhǎng)到生理苗齡（2 葉1 心）的時(shí)候，選擇長(zhǎng)勢(shì)整齊一致的幼苗進(jìn)入寄養(yǎng)池寄養(yǎng)。在連棟溫室的水培寄養(yǎng)池進(jìn)行寄養(yǎng)，大約寄養(yǎng)5～6 天待幼苗根系發(fā)育健壯，再進(jìn)行定植。

定植

采用的栽培箱為聚苯乙烯泡沫箱，箱長(zhǎng)35 cm，寬25 cm，深15 cm。定植箱的底部鋪一層白色透明的聚乙烯塑料薄膜，以防止?fàn)I養(yǎng)液滲漏。使用海綿和無(wú)紡布固定植株，將無(wú)紡布裹住幼苗的根部，同時(shí)也使用無(wú)紡布吸取營(yíng)養(yǎng)液供根部吸收。

定植后的管理

定植后注意溫室內(nèi)的溫度、濕度和通風(fēng)。葉用萵苣忌強(qiáng)光照，需要在2.5 m處搭上遮陽(yáng)網(wǎng)，防止強(qiáng)光傷害。同時(shí)注意泡沫箱內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)液的補(bǔ)充，每2～3 天需要注入配好的營(yíng)養(yǎng)液，保持營(yíng)養(yǎng)液的液面高度。

采收

定植后20 天左右，葉用萵苣達(dá)到商品成熟標(biāo)準(zhǔn)時(shí)采收，測(cè)定各指標(biāo)。

指標(biāo)測(cè)定

每箱隨機(jī)取出3 株分別測(cè)量各指標(biāo)，求取平均值。

植株形態(tài)指標(biāo)

株高是在采收期測(cè)量植株自莖基部至其自然最高處自然高度。莖粗是用游標(biāo)卡尺測(cè)量，距根3 cm 處的莖粗度。

植株葉片形態(tài)

植物葉片形態(tài)數(shù)據(jù)通常選取最大蓮座葉片進(jìn)行測(cè)量。葉長(zhǎng)是測(cè)量最大蓮座葉葉柄基部到葉頂端的距離。葉寬是測(cè)量最大蓮座葉葉片的最寬處的寬度。

植株生物積累量

植株地上部鮮重是在植物采收后，在莖基部用刀切開(kāi)，把地上部放在天平上稱(chēng)重，單位為g。根鮮重是在采收后，在莖基部用小刀切開(kāi)，將根部甩干水分，放在天平上稱(chēng)重，單位為g。

植株生理指標(biāo)

可溶性固形物含量是選取有代表性的葉用萵苣葉片適當(dāng)部位，利用電子測(cè)糖儀進(jìn)行可溶性固形物的測(cè)定。

統(tǒng)計(jì)分析方法

用Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，用DPS 生物統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析[11]。

結(jié)果與分析

不同光照時(shí)間對(duì)葉用萵苣植株形態(tài)指標(biāo)的影響

如表1 所示，不同處理中，葉用萵苣T2 處理的葉長(zhǎng)最長(zhǎng)，為28.55 cm。T2 處理較T4 處理，葉長(zhǎng)極顯著增加。但光照時(shí)間為T(mén)1 時(shí)，葉長(zhǎng)變短，與T3 呈極顯著差異。表明葉用萵苣的補(bǔ)光時(shí)間應(yīng)大于等于21 h，小于24 h 葉長(zhǎng)表現(xiàn)最好。

表1 不同補(bǔ)光時(shí)間對(duì)葉用萵苣植株形態(tài)指標(biāo)的影響/ cm

株高最大值為43.68 cm，最小值為41.43 cm。除T2、T1 之間差異顯著，其他處理之間差異不顯著。根長(zhǎng)隨著光照時(shí)間延長(zhǎng)，不斷減小，且T3、T2 之間差異顯著，最大值為42.55 cm，最小值為35.2 cm。葉寬T2 處理最寬，達(dá)到18.65 cm。T2 光照時(shí)間的處理較T3、T4 光照時(shí)間處理其葉寬極顯著增寬。但光照時(shí)間為T(mén)1 時(shí)，葉寬變窄，與T2 無(wú)顯著差異。表明葉用萵苣的補(bǔ)光時(shí)間應(yīng)≥21 h，＜24 h 時(shí)葉寬表現(xiàn)最好。莖粗T2的莖粗最粗，達(dá)到1.56 cm。T2 光照時(shí)間的處理較T3、T4 光照時(shí)間處理其莖粗極顯著增粗。但光照時(shí)間為T(mén)1（24 h）時(shí)，莖粗變細(xì)，與T2 呈極顯著差異，表明葉用萵苣的補(bǔ)光時(shí)間應(yīng)大于等于21 h，小于24 h 莖粗表現(xiàn)最好。

不同光照時(shí)間對(duì)葉用萵苣的生物積累量指標(biāo)的影響

由表2 可知，地上部鮮重T2 處理172.5 g為最大值，T4 處理97.5 g 為最小值。從T2～T4處理，隨補(bǔ)光時(shí)間的增長(zhǎng)，地上部鮮重增加。T1 處理時(shí)，地上部鮮重又下降，且T1 與T3、T4 差異顯著。葉用萵苣根重T2 處理155.0 g 為最大值，T4 處理65.3 g 為最小值。從T4 到T2處理，隨補(bǔ)光時(shí)間增長(zhǎng)，根重增加。T1 處理時(shí)，根重下降。且T1、T2 與T3、T4 差異極顯著。葉用萵苣葉重T2 處理15.2 g 為最大值，T4 處理6.3 g 為最小值。從T4 到T2 處理，隨補(bǔ)光時(shí)間的增長(zhǎng)，葉重增加。T1 處理時(shí)，葉重下降，且T2、T3 處理之間差異顯著，T4 處理與T1、T2、T3 處理之間差異顯著。綜上所述，適當(dāng)進(jìn)行栽培補(bǔ)光能夠增加葉用萵苣地上部分鮮重、根鮮重、葉重，但光照時(shí)間不建議超過(guò)21 h。

表2 不同光照時(shí)間對(duì)葉用萵苣的生物積累量指標(biāo)的影響/g

不同光照時(shí)間對(duì)葉用萵苣可溶性固形物的影響

從表3 中可以看出，葉用萵苣的可溶性糖含量隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，最大值為T(mén)1處理的1.6%，最小值為T(mén)4 處理的1.2%。且T1、T2 處理與T3、T4 處理差異極顯著。

表3 不同光照時(shí)間對(duì)葉用萵苣可溶性固形物的影響

結(jié)論與討論

光照時(shí)間的延長(zhǎng)，能夠有效提高葉用萵苣的葉長(zhǎng)、葉寬、莖粗等形態(tài)指標(biāo)和根重、地上部鮮重、葉重等產(chǎn)量指標(biāo)，改善可溶性固形物等品質(zhì)指標(biāo)。表現(xiàn)最優(yōu)的T2 處理的各指標(biāo)的值為葉長(zhǎng)、株高、根長(zhǎng)、葉寬、莖粗、地上部鮮重、根重、葉重。表現(xiàn)為T(mén)2 處理與T1、T3、T4 處理差異顯著。光照時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)株高的影響并不明顯。表現(xiàn)為T(mén)2 處理與T1、T4 處理差異顯著。但光照時(shí)間超過(guò)21 h 產(chǎn)量與品質(zhì)會(huì)下降。

惠婕，杜靜，黃叢林等[12]研究表明延長(zhǎng)光照時(shí)間，有利于植物光合時(shí)間的延長(zhǎng)，增加植物有機(jī)物質(zhì)的積累和植物形態(tài)指標(biāo)的增高，同時(shí)光敏素信號(hào)的傳導(dǎo)，基因的表達(dá)，生理反應(yīng)的調(diào)節(jié)，都與光照時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。影響作物的產(chǎn)量積累和品質(zhì)變化。楊梅、劉澤力、張英等[13]研究發(fā)現(xiàn)光照時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)葉用萵苣地上部鮮重、根鮮重、地上部干重有明顯提高，但對(duì)地上部分含水量、根冠比影響不明顯。嚴(yán)妍[14]研究發(fā)現(xiàn)，在20℃的人工氣候箱中，隨著光照時(shí)間在一定范圍內(nèi)的不斷延長(zhǎng)，葉用萵苣的株高不斷增加，地上部分鮮重、總重、葉重和葉面積不斷提高，地上部與地下部的比例逐漸下降，對(duì)地上部分含水量沒(méi)有顯著影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光照時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)葉用萵苣株高沒(méi)有顯著影響，但對(duì)葉用萵苣產(chǎn)量指標(biāo)（葉重、根重、地上部鮮重），形態(tài)指標(biāo)（葉長(zhǎng)和葉寬、莖粗），可溶性固形物都有顯著提高作用。根長(zhǎng)與光照時(shí)間的延長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān)。未來(lái)若進(jìn)一步研究延長(zhǎng)光照時(shí)間對(duì)葉用萵苣產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，應(yīng)該考證根長(zhǎng)是否與光照時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，可以采用光照時(shí)長(zhǎng)分段照射的方法來(lái)研究。