2021 Vol 41 No 22 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 種植科學(xué) 大棚草莓開花與結(jié)果期補(bǔ)光的 LED 光質(zhì)優(yōu)選試驗(yàn) 吳慧玲 1 陳善飛 1 陳暉 2 王正良 1 1 浙江萬里學(xué)院 浙江 寧波 315101 2 寧波亞茂光電股份有限公司 浙江 寧波 315502 摘 要 草莓大棚種植在我國極為廣泛 在已有大棚草莓補(bǔ)光優(yōu)選的光照強(qiáng)度和光照時(shí)間基礎(chǔ)上 根據(jù)大棚草莓 開花與結(jié)果期所需的光譜特點(diǎn) 以白光 色溫 3000K 為主光源 增加影響開花結(jié)果的紅光 波長 660nm 和藍(lán) 光 波長 450nm 的比例 研制了 3 種不同光質(zhì)配比 白光 紅光 藍(lán)光 1 2 0 1 2 1 1 1 1 的功 率為 36W 的 LED 燈管 開展了優(yōu)選 LED 光質(zhì)的大棚草莓補(bǔ)光試驗(yàn) 試驗(yàn)表明 光質(zhì)配比為白光 紅光 藍(lán)光 1 2 1 補(bǔ)光時(shí) 最有利于大棚草莓的植株生長 較多提高葉綠素含量 最有利于果實(shí)品質(zhì)的改善 較多提高果 實(shí)總糖和固形物含量 關(guān)鍵詞 草莓 大棚種植 開花與結(jié)果期 LED 補(bǔ)光 中圖分類號 S668 4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A DOI 10 19754 j nyyjs 20211130019 收稿日期 2021 10 25 基金項(xiàng)目 浙江省基礎(chǔ)公益研究計(jì)劃項(xiàng)目 適合大棚果蔬補(bǔ)光的 LED 燈及其智能控制系統(tǒng)研制與推廣 項(xiàng)目編號 LGN19C130001 作者簡介 吳慧玲 1975 女 講師 研究方向 應(yīng)用數(shù)學(xué) 通訊作者陳善飛 1968 女 教授 研究方向 設(shè)施農(nóng)業(yè) 草莓 Fragaria ananassa Duchesne 為多年生草本 植物 性喜光耐陰 以其豐富的營養(yǎng)物質(zhì)以及較高的 藥用價(jià)值 深受人們的喜愛 是設(shè)施栽培的主栽時(shí)令 果品之一 光照主要通過光質(zhì) 光的輻射量以及光照的時(shí)間 等來調(diào)節(jié)大棚設(shè)施內(nèi)的光環(huán)境 對于大棚草莓的生長 發(fā)育起了關(guān)鍵性的決定作用 大棚草莓主要是在晚 秋 冬 早春 3 季生長 而冬春季節(jié)因陰 雨 雪 霧等天氣的影響 以及大棚覆蓋材料的影響 使大棚 內(nèi)草莓生長光照強(qiáng)度較弱 隨著光照時(shí)間和光照強(qiáng)度 的不足 嚴(yán)重阻礙了草莓植株的正常生長 植株極易 發(fā)生病蟲害 導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量降低等問題日益突 出 1 2 我國當(dāng)前草莓生產(chǎn)主要以大棚種植為主 因 此 探索在大棚內(nèi)調(diào)節(jié)好適宜草莓生長發(fā)育的光環(huán) 境 進(jìn)行有效的人工補(bǔ)光 改善果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì) 有重 要的經(jīng)濟(jì)效益 不同的光譜波長對植物有著不同的影響 在植物 生長期范圍內(nèi) 波長為 610 720nm 的紅橙光有助于 植物的開花和發(fā)芽 波長為 400 510nm 的藍(lán)紫光有 助于植物的莖葉的生長 3 6 LED 光源因其光譜可以 隨意搭配 7 可對植物進(jìn)行有針對性的照射 滿足植 物不同生長發(fā)育對光的需求 且具有電光轉(zhuǎn)化效率較 高 環(huán)保等明顯優(yōu)勢 近年來受到很多農(nóng)企和大專院 校實(shí)驗(yàn)室的青睞 但是 目前 LED 作為大棚植物補(bǔ)光 光源在國內(nèi)田間生產(chǎn)應(yīng)用還處在試驗(yàn)研究階段 更缺 乏可操作的技術(shù)規(guī)范 為此 在廣泛調(diào)研和前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)上 8 10 根 據(jù)大棚草莓開花與結(jié)果期所需的光譜特點(diǎn) 以白光 色溫 3000K 為主光源 加入影響開花結(jié)果的紅光 波長 660nm 和藍(lán)光 波長 450nm 的比例 設(shè)計(jì) 制造了 T 1 白光 紅光 藍(lán)光 1 2 1 T 2 白光 紅光 藍(lán)光 1 1 1 和 T 3 白光 紅光 藍(lán)光 1 2 0 3 種不同光質(zhì)配比的功率為 36W 的 LED 燈管 開展了優(yōu)選 LED 光質(zhì)的大棚草莓補(bǔ)光試驗(yàn) 比 較同一光照強(qiáng)度和同一補(bǔ)光時(shí)間下不同白紅藍(lán)光組合 的 LED 補(bǔ)光對大棚草莓植株的生長情況 分析 LED 補(bǔ)光對草莓果品產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)材料 以 紅顏 草莓為試材 在專業(yè)合作社草莓基地 生產(chǎn)大棚內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)光種植試驗(yàn) 補(bǔ)光時(shí)間在草莓開花與結(jié)果期進(jìn)行 時(shí)間為 2021 年 1 月 17 日 3 月 7 日 晴天 6 00 9 00 15 00 18 00 下雨天和陰天則全天補(bǔ)光 其余按正常棚室栽培管理澆水 追肥 管理 66 種植科學(xué) 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 2021 Vol 41 No 22 1 2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 種植大棚東西的寬度為 6m 高度為 2 4m 南北 長度為 72m 試驗(yàn)組和對照組均設(shè)在同一個(gè)生產(chǎn)大棚 內(nèi) 補(bǔ)光 試 驗(yàn) 組 T 1 T 2 T 3 和 不 補(bǔ) 光 對 照 組 T 面積都為 6m 12m 分 6 個(gè)小區(qū) 各組間隔排 列 即 T 1 T T 2 T T 3 T LED 燈管長度為 180cm 功率為 36W 暗室中實(shí)測光照強(qiáng)度分布 見表 1 固 定于高度可調(diào)節(jié)的鋼架上 保持 LED 燈距草莓正上 方 10cm 處 使試驗(yàn)小區(qū)采光均勻 單位面積光照強(qiáng) 度 38umol m 2 s 1 觀察分析不同光質(zhì)的 LED 補(bǔ) 光對調(diào)節(jié)草莓的開花與結(jié)果 控制植株?duì)I養(yǎng)與生殖生 長的效果 表 1 單根 LED 燈管 10cm 高度處的光照強(qiáng)度分布 距離 cm 0 mol s 1 30 mol s 1 60 mol s 1 90 mol s 1 120 mol s 1 150 mol s 1 180 mol s 1 15 0 48 0 48 0 42 0 46 0 52 0 54 0 60 0 2 34 2 46 2 70 2 50 2 52 2 86 2 60 15 0 54 0 84 0 76 0 78 0 76 0 88 0 78 1 3 測定項(xiàng)目及方法 1 3 1 不同光質(zhì) LED 補(bǔ)光對草莓植株生長狀況的測 定 從各試驗(yàn)小區(qū)和對照區(qū)各隨機(jī)選取 6 株草莓植 株 用直尺測量株高 隨機(jī)采收第 3 茬成熟果實(shí) 用 天平稱取單果重 計(jì)算單株產(chǎn)量 每株隨機(jī)選取 6 片 葉 用游標(biāo)卡尺測量葉片長與寬 取平均值 葉綠素 含量采用 SPAD 502plus 測定 均重復(fù) 6 次 取平均 值 分析不同光處理對草莓生長的影響 1 3 2 不同光質(zhì) LED 補(bǔ)光對草莓品質(zhì)影響的測定 果實(shí)營養(yǎng)指標(biāo)的測量 可溶性固形物含量用手持 式折光儀測出 用酸堿滴定法測定總酸 用蒽酮比色 法測定可溶性總糖含量 用 2 6 二氯酚靛酚滴定法 測定維生素 C 含量 均重復(fù) 6 次 取平均值 2 結(jié)果與分析 2 1 不同光質(zhì) LED 補(bǔ)光對草莓植株生長的影響 在相同設(shè)施管理?xiàng)l件下 目測即可明顯發(fā)現(xiàn) LED 補(bǔ)光的草莓植株長勢試驗(yàn)組比對照組好些 植株 相對較健壯 葉色深綠 由表 2 可知 T 1 組比 T 組草 莓的株高提高了 9 8 葉長提高了 8 0 葉寬提高 了 13 2 光合色素是植物進(jìn)行光合作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ) 在植物進(jìn)行光合作用過程中 光合色素主要承擔(dān)吸收 和傳遞光能的作用 由表 2 可知 不同白紅藍(lán)比的 LED 補(bǔ)光對光合色素含量的影響差異明顯 補(bǔ)光處理 的葉綠素總含量均顯著高于未進(jìn)行補(bǔ)光處理的情況 T 1 T 2 T 3 T 其中 T 1 比 T 提高了 11 2 可見 增 加波長 450nm 的藍(lán)光有利于草莓合成葉綠素 選用光 譜組合白 紅 藍(lán) 1 2 1 的在草莓開花與結(jié)果期 進(jìn)行補(bǔ)光 對光合作用影響最大 最有利于草莓植株 葉片營養(yǎng)物質(zhì)積累 表 2 補(bǔ)光處理草莓植株生長的影響 株高 cm 葉長 cm 葉寬 cm 葉綠素含量 SPAD T 15 08b 6 25b 5 33a 47 25a T 1 16 56a 6 75a 6 03a 52 52a T 2 16 09a 6 52a 5 73b 51 08b T 3 16 20a 6 48b 5 54a 49 10a 注 表中同列不同小寫字母表示在 P 0 05 水平差異顯著 下同 2 2 不同光質(zhì) LED 補(bǔ)光對草莓產(chǎn)量的影響 由表 3 可知 LED 不同補(bǔ)光處理下草莓果實(shí)的平 均單果質(zhì)量和單株產(chǎn)量均高于對照組 顯示出在草莓 的開花與結(jié)果期 補(bǔ)光在一定程度上可以促進(jìn)果實(shí)成 熟 提高草莓果實(shí)產(chǎn)量 在 3 種光質(zhì)中 以白 紅 藍(lán) 1 2 1 的光譜組合補(bǔ)光更有利于提高大棚草莓 產(chǎn)量 表 3 補(bǔ)光處理對草莓第 3 茬果實(shí)單株產(chǎn)量的影響 平均單果重 g 平均單株產(chǎn)量 g 株 T 25 25b 176 45b T 1 27 85a 200 25 T 2 26 58a 184 80a T 3 26 78a 185 36a 2 3 不同光質(zhì) LED 補(bǔ)光對草莓的品質(zhì)影響 表 4 補(bǔ)光處理對草莓果實(shí)品質(zhì)的影響 總糖含量 總酸含量 可溶性固 形物 維生素 C mg 100g 1 T 6 32a 0 68b 9 51a 108 22b T1 7 18a 0 70a 10 90b 110 02a T2 6 98b 0 69a 10 32a 109 85b T3 6 90a 0 72a 10 02a 116 01a 76 2021 Vol 41 No 22 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 種植科學(xué) 從表 4 可知 不同光質(zhì)的 LED 補(bǔ)光 可溶性固形 物 總糖均表現(xiàn)為 T 1 T 2 T 3 T 維生素 C 含量以 T 3 處理差異明顯 總酸含量相差不大 其中 可溶性固 形物 T 1 高于對照處理 T 約 14 6 總糖含量 T 1 高于 對照 T 約 13 6 維生素 C 含量 T 3 高于對照組 T 約 7 2 說明大棚草莓開花與結(jié)果期 LED 補(bǔ)光有利于 營養(yǎng)物質(zhì)的貯存 對草莓果實(shí)的品質(zhì)有積極的促進(jìn)作 用 白 紅 藍(lán) 1 2 1 的光譜組合能有效提高果 實(shí)總糖 固形物含量 改善果實(shí)品質(zhì) 3 結(jié)論 根據(jù)大棚草莓開花與結(jié)果期所需的光譜特點(diǎn) 在 光照強(qiáng)度和光照時(shí)間確定條件下 開展優(yōu)選 LED 光 質(zhì)的大棚草莓補(bǔ)光試驗(yàn) 試驗(yàn)表明 以白光 紅光 藍(lán)光 1 2 1 補(bǔ)光時(shí) 最有利于大棚草莓植株的生 長 較多提高葉綠素含量 最有利于果實(shí)品質(zhì)的改 善 較多提高果實(shí)總糖和固形物含量 有必要進(jìn)一步研究光質(zhì) 光強(qiáng)與光照時(shí)間對大棚 草莓開花與結(jié)果期的相互作用影響機(jī)理 以及大棚草 莓 LED 補(bǔ)光生產(chǎn)成本 經(jīng)濟(jì)效益等方面的研究 參考文獻(xiàn) 1 趙淼 林毅 林永萍 不同光質(zhì)對草莓果實(shí)成熟過程中色素類 物質(zhì)含量的影響 J 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 2008 20 01 64 66 2 孫洪助 林春波 孫文華 等 光質(zhì)對作物光合作用影響的研 究進(jìn)展 J 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015 23 14 16 3 王昊 馬文禮 陳永偉 等 不同補(bǔ)光位置下草莓光合特性 光能和電能利用效率研究 J 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào) 2020 22 07 29 36 4 劉慶 連海峰 劉世琦 等 不同光質(zhì) LED 光源對草荀光合 特性 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 J 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 2015 26 06 1743 1750 5 王君 楊其長 仝宇欣 紅藍(lán)光下光強(qiáng)對生菜電能 光能利用 效率及品質(zhì)的影響 J 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2016 21 08 59 66 6 錢舒婷 李建明 補(bǔ)光燈類型對設(shè)施草莓光合特性與產(chǎn)量的影 響 J 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2019 47 04 41 48 7 崔瑾 徐志剛 邸秀茹 LED 在植物設(shè)施栽培中的應(yīng)用和前景 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2008 24 08 249 253 8 Erik S unkle Sonali Padhye Wook Oh et al eplacing in candescent lamps with compact fluorescent lamps may delay Flower ing J Scientia Horticulturae 2012 143 56 61 9 陳暉 陳善飛 王正良 LED 植物補(bǔ)光燈的試制及其大棚草莓 補(bǔ)光栽培效果初析 J 中國照明電器 2019 04 10 13 10 程芳芳 李紅衛(wèi) 余輝 等 不同補(bǔ)光方式對大棚草莓生產(chǎn) 的影響 J 農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào) 2021 01 80 84 責(zé)任編輯 賈燦 86