摘 要：為了探究不同光質(zhì)對辣椒幼苗生長發(fā)育的影響，在人工氣候條件下研究了LED單質(zhì)光對辣椒幼苗生長特性的影響。結(jié)果表明：紅光處理后辣椒幼苗的葉綠素含量較低，但株高、鮮重、第一節(jié)間長度、完全伸展葉片的長度和寬度值均明顯高于其他處理，到處理結(jié)束（處理后第18周）時(shí)紅光處理的株高為121.35 mm，比紫光、藍(lán)光和全光（CK）處理分別高44.70、51.72和53.66 mm，紅光處理的葉片長度比紫光、藍(lán)光和全光（CK）處理分別長18.64、17.16和13.05 mm，葉片寬度比紫光、藍(lán)光和全光（CK）處理分別寬3.24、1.27和3.26 mm；而藍(lán)光和紫光處理辣椒幼苗的節(jié)間較短、莖較粗、葉綠素含量較高，到處理結(jié)束時(shí)，紫光、藍(lán)光和紅光處理的辣椒幼苗第一節(jié)間長度分別為40.22、45.97和48.01 mm，紫光處理的莖粗為2.07 mm，比藍(lán)光、CK（全光）和紅光處理分別粗0.17、0.33和0.39 mm；相對于紅光處理，藍(lán)光和紫光處理的葉片柵欄組織排列較密且細(xì)胞較長，海綿組織較致密、胞間距較??；藍(lán)光和紫光處理后根表皮和皮層細(xì)胞排列致密，中柱鞘、內(nèi)皮層所占根橫切面比例較大，莖的初生韌皮部分化較早，韌皮部和木質(zhì)部所占比例較大，木質(zhì)部和韌皮部增厚。因此，藍(lán)光和紫光處理可以使辣椒幼苗生長健壯、根系發(fā)達(dá)，而紅光處理可促進(jìn)辣椒幼苗生長。

關(guān)鍵詞：光質(zhì)；辣椒幼苗；生長指標(biāo)；結(jié)構(gòu)差異

中圖分類號：S641.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-060X（2023）07-0040-06

Abstract：This study aimed to explore the effects of different LED light quality on the growth characteristics of pepper seedlings under artificial climatic conditions. Three different light treatments were used， and the growth indexes and tissue structure of pepper seedlings in a closed light plant culture darkbox in an artificial climate chamber were investigated with white light （full light） as CK. The results showed that chlorophyl content in the pepper seedlings treated with red light was relatively low， but the plant height， fresh weight， the first internode length， and the length and width of the fully unfloded leaves were obviously superior to those of the other treatments; by the end of treating （the 18th week after treatment）， in red light treatment the plant height was 121.35 mm， respectively 44.70， 51.72 and 53.66 mm higher than in purple， blue and white light （CK） treatments， the leaf length was 18.64， 17.16 and 13.05 mm longer， respectively， and the leaf width was 3.24， 1.27 and 3.26 mm wider， respectively. The pepper seedlings treated with blue or purple light were relatively short in the first internode length， thick in the stem and high in the chlorophyl content. By the end of treating， the peper seedlings treated with purple， blue and red lights were respectively 40.22， 45.97 and 48.01 mm in the first internode length. The purple light treatment was 2.07 mm in the stem thickness， 0.17， 0.33 and 0.39 mm thicker than the blue， CK and red light treatments， respectively. In contrast to the red light treatment， of the blue and purple light treatments the leaf palisade tissue cells were long and arranged densely， the spongy tissues were dense and small in cell spacing; the cells of the root epidermis and cortex arranged densely， and the pericycle and endodermis accounted for a large proportion of root cross section; the primary phloem of the stem differentiated early， and the phloem and xylem thickened， accounting for a large proportion. Therefore， both blue and purple light treatments can make pepper seedlings robust and roots developed， while red light treatment can promote the growth of pepper seedlings.

Key words：light quality; pepper seedling; growth indexes; structure difference

辣椒（Capsicum annuum L.）是我國重要蔬菜作物，早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)對辣椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義[1]。育苗是生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，培育壯苗是早熟、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)[2]。為促使辣椒提早上市，我國南方地區(qū)普遍在冬前采用溫室大棚育苗，但南方春季常出現(xiàn)的陰雨寡照天氣會直接影響辣椒育苗的生長[3]。采用人工補(bǔ)光措施可改善育苗設(shè)施內(nèi)的光照條件，是大棚育苗時(shí)常采用的一種經(jīng)濟(jì)有效且簡單易行的方法。LED是一種新型冷光源，其光源發(fā)熱量小，能近距離照射植物，且光質(zhì)純，可按照需要獲得純正單色光或復(fù)合光譜，波長可與植物光形態(tài)建成的光譜范圍吻合[4]。光質(zhì)可影響植物的生命活動，能夠控制和調(diào)節(jié)植物的發(fā)育狀況、代謝過程、生長形態(tài)及產(chǎn)品品質(zhì)[5]，因此不同光質(zhì)強(qiáng)度對植物的生長發(fā)育、光合特性、產(chǎn)量、品質(zhì)[2]和抗逆性[6-7]等均有較大影響，而光質(zhì)對植物的這些影響會因植物種類或同一種植物的不同生長階段而存在差異[8]。為了確定不同光質(zhì)對辣椒幼苗生長發(fā)育的作用，筆者在人工氣候條件下研究了LED單質(zhì)光對辣椒生長特性的影響，以期為培育合理株型的辣椒壯苗提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試?yán)苯菲贩N為興蔬6號，由湖南興蔬種業(yè)有限公司提供。

供試LED燈管由深圳前景光電科技有限公司定做，分別為全光（CK）、紅光（R）、藍(lán)光（B）和紫光（P），各種光質(zhì)的光譜組成及總光強(qiáng)見表1。用反光板制作4個(gè)規(guī)格為100 cm×80 cm×80 cm的暗盒，每個(gè)暗盒內(nèi)安裝不同光質(zhì)的LED燈管各4支備用。

供試育苗盤為常規(guī)72孔育苗盤，育苗基質(zhì)為采購于山東省園藝研究所的商用育苗基質(zhì)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年11月至2022年2月在湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所蔬菜工程實(shí)驗(yàn)室的人工智能溫室中進(jìn)行。不同光質(zhì)設(shè)紅光（R）、藍(lán)光（B）和紫光（P）3個(gè)處理，以全光為對照（CK）。辣椒種子消毒后浸種6 h，置于30℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽，種子露白后播于72孔育苗盤中育苗，待幼苗子葉張開時(shí)置于上述準(zhǔn)備好的安裝有不同光質(zhì)LED燈管的暗盒中分別采用紅光、藍(lán)光、紫光和全光（CK）進(jìn)行培養(yǎng)，每個(gè)處理4個(gè)育苗盤。培養(yǎng)條件為溫度白天28℃、夜間18℃，每天光照時(shí)間為7：00—19：00，培養(yǎng)周期為18周。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 生長指標(biāo)測定 從不同光質(zhì)處理1周后開始，每處理隨機(jī)取3株測定株高、第一節(jié)間長、完全伸展葉片長度、完全伸展葉片寬度、莖粗、幼苗單株葉片數(shù)、幼苗鮮重，用便攜式葉綠素?zé)晒鈨x（HM-YA便攜式葉綠素?zé)晒鈨x，恒美）測定葉綠素含量。11月16日上午10時(shí)進(jìn)行第一次測定，此后每隔7 d測定1次，共測定18次。

1.3.2 幼苗組織結(jié)構(gòu)觀察 從不同光質(zhì)處理后的第4周至第8周，每隔1周取辣椒幼苗的根、莖、葉組織制作石蠟切片，經(jīng)番紅固綠染色、中性樹膠封片后，置于光學(xué)顯微鏡下觀察拍照。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

用Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，用Origin 8.5軟件做圖，用DPS 9.5軟件進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)處理對辣椒幼苗生長指標(biāo)的影響

2.1.1 不同光質(zhì)處理后辣椒幼苗的生長情況 由圖1可知，紅光處理后辣椒幼苗的株高較高，葉片較長較寬，但葉大而薄、莖較細(xì)、節(jié)間較長，莖節(jié)間色素累積少，根系發(fā)育較弱；藍(lán)、紫光處理后辣椒幼苗健壯、根系發(fā)育好，且較紅光和全光處理具有促進(jìn)辣椒幼苗分叉的效果，能提早花芽分化。

2.1.2 不同光質(zhì)處理對葉片葉綠素含量的影響 從圖2可以看出，不同處理辣椒幼苗葉片的SPAD值

總體維持在25～50，處理1周時(shí)各處理間的葉綠素含量差異不明顯，但在第2周后不同光質(zhì)處理間的葉綠素含量存在較為明顯的差異，其中CK（全光）處理的葉綠素含量稍高于藍(lán)光和紫光處理，藍(lán)光和紫光處理與CK的葉綠素含量均基本維持穩(wěn)定；紅光處理的葉綠素含量前期逐漸減少且明顯低于其他處理，到第7周后基本維持穩(wěn)定，SPAD值僅為25～28。

2.1.3 不同光質(zhì)處理對幼苗鮮重的影響 由圖3可知，從處理后第2周開始，紅光、藍(lán)光和紫光處理的幼苗鮮重均大于CK（全光）處理，且隨著處理時(shí)間的增長不同處理間的差異變大，到第18周時(shí)紅光處理的幼苗鮮重比紫光、藍(lán)光和CK分別多0.62、1.12和1.28 g；各處理的幼苗鮮重整體表現(xiàn)為紅光＞紫光＞藍(lán)光＞全光（CK）。

2.1.4 不同光質(zhì)處理對幼苗株高和第一節(jié)間長度的影響 由圖4可知，從處理后的第3周開始，紅光

處理的辣椒幼苗株高明顯高于其他處理，到第18周時(shí)，紅光處理的株高為121.35 mm，比紫光、藍(lán)光和全光（CK）處理分別高44.70、51.72和53.66 mm。CK（全光）處理辣椒幼苗的第一節(jié)間長度隨光照時(shí)間增加而明顯增長，紅光和藍(lán)光處理的第一節(jié)間長度也有一定程度增加，但紫光處理的第一節(jié)間長度增加較??；第一節(jié)間長度整體表現(xiàn)為全光（CK）＞紅光＞藍(lán)光＞紫光，到處理結(jié)束（第18周）時(shí)，紫光、藍(lán)光和紅光處理的辣椒幼苗第一節(jié)間長度分別為40.22、45.97和48.01 mm，CK為58.12 mm，CK比紫光、藍(lán)光和紅光處理分別長44.50%、26.43%和21.06%，這說明藍(lán)、紫單色光均能不同程度地抑制第一節(jié)間伸長且以紫光處理的抑制作用最明顯。

2.1.5 不同光質(zhì)處理對幼苗完全伸展葉片長度、寬度的影響 由圖5可知，到處理后第18周時(shí)，紅光處理的葉片長度比紫光、藍(lán)光和全光（CK）處理分別長18.64、17.16和13.05 mm；紅光處理的葉片寬度比紫光、藍(lán)光和全光（CK）處理分別寬3.24、1.27和3.26 mm。

2.1.6 不同光質(zhì)處理對幼苗莖粗和單株葉片數(shù)的影響 由圖6可知，到處理后第18周時(shí)，紫光處理的莖粗為2.07 mm，比藍(lán)光、CK（全光）和紅光處理分別粗0.17、0.33和0.39 mm，說明紫光和藍(lán)光處理能明顯增加幼苗的莖粗，在生產(chǎn)上有利于培養(yǎng)壯苗。紅光處理的幼苗單株葉片數(shù)略高于其他處理，但藍(lán)光、紫光和CK（全光）處理間的單株葉片數(shù)沒有明顯差異。

2.2 不同光質(zhì)處理對辣椒幼苗組織結(jié)構(gòu)的影響

2.2.1 對根組織結(jié)構(gòu)的影響 藍(lán)、紫光處理后辣椒根系的根毛萌發(fā)早，表皮和皮層細(xì)胞排列致密，中柱鞘、內(nèi)皮層所占根橫切面比例較大，細(xì)胞分裂旺盛；而紅光和CK（全光）處理的皮層薄壁組織所占根橫截面比例較高，且細(xì)胞體積較大（見圖7）。

2.2.2 對莖組織結(jié)構(gòu)的影響 由圖8可知，不同光質(zhì)處理對辣椒幼苗莖的韌皮部和木質(zhì)部影響較大，藍(lán)光和紫光處理辣椒幼苗莖的初生韌皮部分化較早，髓部所占莖橫切面比例較小，韌皮部和木質(zhì)部所占比例較大；前期各處理莖部都有較為清晰的4個(gè)維管束，隨著光處理時(shí)間的增加，藍(lán)光和紫光處理的韌皮部和木質(zhì)部分裂出多層致密的細(xì)胞，后期韌皮部和木質(zhì)部明顯增厚，維管束相互緊靠，幾乎成為連續(xù)的圓筒，髓的比例逐漸縮小，其中紫光更為明顯；而紅光處理的維管束數(shù)量并未隨光照處理時(shí)間的增加而增加，且韌皮部和木質(zhì)部發(fā)展緩慢，最終萎縮成薄薄的一層，髓部所占比例較大。藍(lán)光和紫光處理使木質(zhì)部和韌皮部增厚，有利于增加幼苗的韌性和抗倒伏能力，同時(shí)還有利于植株養(yǎng)分的運(yùn)輸，使根系獲得更多同化產(chǎn)物而有利于根系的發(fā)育。

2.2.3 對葉組織結(jié)構(gòu)的影響 由圖9可知，不同光質(zhì)處理對辣椒幼苗葉片組織結(jié)構(gòu)的影響更明顯，相對于紅光處理，藍(lán)光和紫光處理的葉片柵欄組織排列較密且細(xì)胞較長，葉綠體主要附著于柵欄組織，且海綿組織較致密、胞間距較小。

3 討 論

光質(zhì)對植物生長發(fā)育的影響首先表現(xiàn)在植物光形態(tài)建成方面，不同光質(zhì)及其組成比例對植物的生長發(fā)育、形態(tài)建成、光合作用及根系形態(tài)等均有影響[9-10]。有研究表明，紅光、藍(lán)光、紅藍(lán)復(fù)合光對植物的生長、品質(zhì)、光合特性都有一定的促進(jìn)作用，紅光能調(diào)控植物的生長發(fā)育，而藍(lán)光能夠調(diào)控植物的營養(yǎng)品質(zhì)，同時(shí)在葉綠素形成、葉綠體發(fā)育和氣孔發(fā)育等方面也具有重要作用，藍(lán)紅復(fù)合光則有利于幼苗的生長、發(fā)育和光合作用[11-13]。筆者的試驗(yàn)結(jié)果表明，紅光處理后辣椒幼苗的葉綠素含量較低，但株高、鮮重、第一節(jié)間長度、完全伸展葉片的長度和寬度值均明顯高于其他處理，到處理結(jié)束（處理后第18周）時(shí)紅光處理的株高為121.35 mm，比紫光、藍(lán)光和全光（CK）處理分別高44.70、51.72和53.66 mm，紅光處理的葉片長度比紫光、藍(lán)光和全光（CK）處理分別長18.64、17.16和13.05 mm，葉片寬度比紫光、藍(lán)光和全光（CK）處理分別寬3.24、1.27和3.26 mm，表明紅光處理可促進(jìn)辣椒幼苗莖的伸長、葉片擴(kuò)展以及干物質(zhì)積累；而藍(lán)光和紫光處理辣椒幼苗的節(jié)間較短、莖較粗、葉綠素含量較高，到處理結(jié)束時(shí)，紫光、藍(lán)光和紅光處理的辣椒幼苗第一節(jié)間長度分別為40.22、45.97和48.01 mm，紫光處理的莖粗為2.07 mm，比藍(lán)光、CK（全光）和紅光處理分別粗0.17、0.33和0.39 mm。因此，藍(lán)光和紫光處理可以使辣椒幼苗生長健壯、根系發(fā)達(dá)，而紅光處理可促進(jìn)辣椒幼苗生長。根據(jù)不同光質(zhì)效果，在實(shí)際生產(chǎn)中可在光照不足時(shí)采用紅光處理促進(jìn)幼苗生長，當(dāng)營養(yǎng)生長至一定階段后采用藍(lán)光和紫光處理促進(jìn)壯苗。

葉片是植物中可塑性較強(qiáng)的器官，植物葉片對環(huán)境條件的變化敏感，光質(zhì)對葉片的組織結(jié)構(gòu)有較明顯的影響[14]?？聦W(xué)等[15]的研究認(rèn)為，單質(zhì)藍(lán)光和紅藍(lán)組合光處理后煙草的葉片厚度、柵欄組織厚度均顯著高于單質(zhì)紅光處理。而紅光有利于黃瓜幼苗葉片的長度和寬度以及葉片面積增大[16]。三葉青用不同光質(zhì)處理60 d后莖葉的顯微結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，紅光有利于莖蔓的伸長，而藍(lán)光可明顯促進(jìn)新莖直徑增大、變粗，且有利于葉片擴(kuò)展和鮮重的增加[17]。筆者的試驗(yàn)結(jié)果表明，相對于紅光處理，藍(lán)光和紫光處理的葉片柵欄組織排列較密且細(xì)胞較長，葉綠體主要附著于柵欄組織，且海綿組織較致密、胞間距較小；藍(lán)、紫光處理后辣椒幼苗根表皮和皮層細(xì)胞排列致密，中柱鞘、內(nèi)皮層所占根橫切面比例較大，莖的初生韌皮部分化較早，髓部所占莖橫切面比例較小，韌皮部和木質(zhì)部所占比例較大，木質(zhì)部和韌皮部增厚，這不僅有利于增加幼苗的韌性和抗倒伏能力，而且還有利于植株養(yǎng)分的運(yùn)輸，使根系獲得更多同化產(chǎn)物而有利于根系的發(fā)育。

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（責(zé)任編輯：肖光輝）