doi 10 19928 ki 1000 6346 2022 1027 紅藍(lán)綠 LED 不同光質(zhì)對(duì)西瓜和甜瓜幼苗 質(zhì)量的影響 李鳳華 1 介元芬 2 吳幗秀 1 徐巧巧 1 李嚴(yán)曼 1 李 陽(yáng) 1 張家梓 1 李勝利 1 1 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院 河南鄭州 450002 2 河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院 河南鄭州 451450 摘 要 為探究不同光質(zhì)對(duì)西瓜和甜瓜幼苗質(zhì)量的影響 本試驗(yàn)以西瓜品種甜王 50 和甜瓜品種青秀 2 號(hào)為試材 于光照培 養(yǎng)箱中進(jìn)行育苗 以白光為對(duì)照 CK 分 析 4 種不同比例的組合光 R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 處理對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影 響 結(jié)果表明 與 CK 相比 組合光均促進(jìn)了西瓜和甜瓜幼苗的生長(zhǎng) 紅藍(lán)光顯著促進(jìn)了西瓜幼苗的生長(zhǎng) 紅藍(lán)綠光顯著促 進(jìn)了甜瓜幼苗的生長(zhǎng) 西瓜和甜瓜幼苗生長(zhǎng)的最佳光質(zhì)組合分別是 R6B1 和 R4B1G1 R6B1 和 R4B1G1 處理可有效提高幼 苗的株高 莖粗 葉面積 根系生長(zhǎng) 物質(zhì)積累等形態(tài)指標(biāo)和葉片光合色素含量 可溶性糖含量 根系活力等生理生化指標(biāo) 有助于幼苗進(jìn)行物質(zhì)積累 進(jìn)而達(dá)到壯苗的效果 關(guān)鍵詞 西瓜 甜瓜 紅藍(lán)綠 LED 育苗 壯苗 進(jìn)而促進(jìn)光合作用 Materovnull et al 2017 Jean 等 2007 發(fā)現(xiàn)綠光能夠參與植物光合作用 影響 葉片氣孔的開(kāi)放 但不會(huì)降低植物的光合能力 對(duì)光合作用具有一定的積極作用 綠光提高了羅 勒和辣椒的生物產(chǎn)量 葉片數(shù) 莖長(zhǎng)度和單個(gè)葉 面 積 Schenkels et al 2019 Claypool Lietha 2020 提高了番茄的葉面積 莖生物量 干質(zhì)量 和中部葉層葉片的葉綠素 a b 和類(lèi)胡蘿卜素含量 Kaiser et al 2019 Kusuma et al 2021 對(duì)番 茄和黃瓜幼苗進(jìn)行延時(shí)補(bǔ)照 LED 紅藍(lán)綠組合光 可以有效提高幼苗葉片的葉綠素含量 凈光合速率 以及根系活力 進(jìn)而增加莖粗 葉面積和全株鮮 干質(zhì)量 達(dá)到壯苗的效果 朱鹿坤 等 2019 紅 藍(lán)綠光的研究主要集中在葉用萵苣 辣椒 番茄 黃瓜等蔬菜作物上 在其他蔬菜作物上的研究較少 西瓜 Citrulus lanatus 和甜瓜 Cucumis melo L 在我國(guó)設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)中占有重要地位 我國(guó)是 世界上西瓜和甜瓜生產(chǎn)與消費(fèi)的第一大國(guó) FAO http www fao org faostat en data QC 西瓜和甜 瓜均屬于喜光作物 對(duì)光強(qiáng)和光質(zhì)有較高的要求 郝 東川和司雨 2012 Bantis et al 2019 目前西瓜 和甜瓜主要通過(guò)溫室進(jìn)行育苗 多采用太陽(yáng)光作為 為同等貢獻(xiàn)作者 李鳳華 碩士研究生 專(zhuān)業(yè)方向 蔬菜育苗及設(shè)施栽培 E mail 1797783167 介元芬 實(shí)驗(yàn)師 專(zhuān)業(yè)方向 園藝產(chǎn)品生產(chǎn)與 加工 E mail 984457987 通信作者 Corresponding author 李勝利 教授 博士生導(dǎo)師 專(zhuān)業(yè) 方向 蔬菜育苗及設(shè)施栽培 E mail lslhc 收稿日期 2021 12 23 接受日期 2022 05 05 基金項(xiàng)目 河南省蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目 S2010 03 03 光是影響植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因子之一 光質(zhì)一方面可作為能量物質(zhì)經(jīng)光合色素吸收而影響 光合作用的光反應(yīng)階段 另一方面可被不同的光受 體感知從而發(fā)揮光信號(hào)作用 影響植物的生長(zhǎng)發(fā) 育 LED 光源因其可選擇特定波長(zhǎng)而被廣泛應(yīng)用 在植物工廠(chǎng)中進(jìn)行現(xiàn)代化蔬菜育苗 其中紅光和藍(lán) 光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有重要的影響 紅藍(lán)光可以提高 瓜果蔬菜的葉片葉綠素含量 光合效率 幼苗質(zhì)量 和果實(shí)品質(zhì) Lee et al 2010 盧寧 2013 崔曉 輝 等 2017 Bantis et al 2019 紅光和藍(lán)光的 光譜與植物光合作用所需的光譜相似 因此 目前 紅藍(lán)光是植物光生物領(lǐng)域研究及應(yīng)用最多的光譜 另外 近年來(lái)綠光的重要性也被逐漸認(rèn)可 Smith et al 2017 綠光可以高透射性照射到植株下層 刺激較低冠層利用光能 同時(shí)還能延緩葉片衰老 49 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 2022 8 49 56 光源 光環(huán)境具有不可控性 影響植株的生長(zhǎng) 因 此溫室常需要采取補(bǔ)光措施 但仍存在生產(chǎn)效率低 且易受外界環(huán)境影響等問(wèn)題 本試驗(yàn)在全人工光環(huán) 境下 通過(guò)改變紅藍(lán)綠光比例 研究不同光質(zhì)下西 瓜與甜瓜幼苗的生理特性 以期篩選出適宜西瓜和 甜瓜生長(zhǎng)的育苗光質(zhì) 為植物工廠(chǎng)培育壯苗 縮短 育苗周期提供參考 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)于 2021 年 3 5 月在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝 學(xué)院的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行 供試西瓜品種為甜王 50 甜瓜品種為青秀 2 號(hào) 均由河南歐蘭德種業(yè)有 限公司提供 西瓜和甜瓜種子均播于 50 孔穴盤(pán)中 每個(gè)處理 3 次重復(fù) 2 個(gè)品種各 150 株 育苗基質(zhì) 為泥炭 蛭石和珍珠巖體積比為 2 1 1 的混合 基質(zhì) 光照培養(yǎng)箱為鋼架結(jié)構(gòu) 長(zhǎng) 寬 高為 200 cm 70 cm 180 cm 平均分為 3 層 共計(jì) 2 個(gè)培 養(yǎng)箱 每個(gè)培養(yǎng)層四周均用銀色遮光布覆蓋 避免 了處理間光質(zhì)和外界光源的相互影響 每層安裝 2 臺(tái)小風(fēng)扇 12 V 0 90 A 以保證空氣循環(huán) 光源 置于每層的頂部 同一處理的西瓜和甜瓜幼苗均在 同一層培養(yǎng) 每層的光環(huán)境可獨(dú)立控制 LED 燈由河南智圣普電子科技有限公司提 供 燈與幼苗生長(zhǎng)點(diǎn)的距離為 50 cm 距離可調(diào) 設(shè)置試驗(yàn)光強(qiáng)為 200 5 mol m 2 s 1 試驗(yàn)期 間所有光照培養(yǎng)箱的晝 夜溫度為 26 18 相 對(duì)濕度 65 75 光照時(shí)間 14 h CO 2 水平 600 mol mol 1 試驗(yàn)處理分別為 R4B1 紅藍(lán)比 4 1 下同 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 以白光為對(duì)照 CK 使用遠(yuǎn)方光譜分析儀在穴盤(pán)水平位置監(jiān)測(cè) 光源的光子通量密度 PPFD 和光譜分布情況 紅光 藍(lán)光 綠光的峰值波長(zhǎng)分別為 630 460 520 nm 各處理的相對(duì)光譜分布情況如圖 1 所示 1 2 測(cè)定項(xiàng)目及方法 1 2 1 形態(tài)指標(biāo) 壯苗指標(biāo)測(cè)定 當(dāng)西瓜和甜瓜幼 苗長(zhǎng)至一葉一心時(shí) 每個(gè)處理隨機(jī)選取 9 株幼苗測(cè) 定形態(tài)指標(biāo) 株高使用透明直尺測(cè)量幼苗從地上根 基處至生長(zhǎng)點(diǎn)的距離 莖粗用游標(biāo)卡尺測(cè)量幼苗子 葉基部下 1 cm 處的寬度 用便攜式葉面積儀 LI 3000C Lincoln 美國(guó) 測(cè)量全株葉片葉面積 將 幼苗根部用水清洗干凈后吸干表面的水分 用電子 天平測(cè)定植株地上部 根部 全株鮮質(zhì)量 烘干 后測(cè)定其干質(zhì)量 并計(jì)算植株壯苗指標(biāo)中的 G 值 GV 根分配率 RDR 和壯苗指數(shù) SSI 朱 鹿坤 等 2019 GV 全株干質(zhì)量 育苗天數(shù) RDR 根部干質(zhì)量 全株干質(zhì)量 SSI 莖粗 株高 根部干質(zhì)量 地上部干質(zhì)量 全 株干質(zhì)量 1 2 2 葉片光合色素含量和可溶性糖含量測(cè)定 當(dāng) 西瓜和甜瓜幼苗長(zhǎng)至一葉一心時(shí) 每個(gè)處理隨機(jī) 選取 6 株幼苗 混合真葉 采用丙酮和乙醇 1 1 體積比 浸泡法提取葉綠素 用紫外分光光度 計(jì) U 5100 測(cè)定葉片中葉綠素 a Ca 葉綠素 b Cb 和類(lèi)胡蘿卜素 C 的含量 并計(jì)算 Ca Cb Lichtenthaler Wellburn 1983 每個(gè)處理隨機(jī) 選取 6 株幼苗 混合真葉 采用蒽酮比色法測(cè)定幼 圖 1 不同光質(zhì)的相對(duì)光譜分布 1 0 0 5 0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 R4B1 R4B1G1 R6B1 R6B1G1 CK 波長(zhǎng) nm 相對(duì)光子通量 50 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 苗葉片中可溶性糖含量 任婧 等 2017 1 2 3 根系形態(tài)和根系活力測(cè)定 當(dāng)西瓜和甜瓜幼 苗長(zhǎng)至一葉一心時(shí) 每個(gè)處理隨機(jī)選取 6 株幼苗 洗凈根系 使用根系掃描儀結(jié)合 Win RHIZO 軟件 分析根系形態(tài)的相關(guān)參數(shù) Fnullllner et al 2012 每個(gè)處理隨機(jī)選取 6 株幼苗 洗凈根系 用吸水 紙吸干根系表面的水分 采用氯化三苯基四氮唑 TTC 法測(cè)定根系活力 Zhang et al 2013 1 3 數(shù)據(jù)處理與分析 采用 Microsoft Office Excel 2010 軟件處理分析 基本數(shù)據(jù)和作圖 使用 SPSS 22 0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 分析 通過(guò)方差分析 ANOVA Duncan 多范圍 檢驗(yàn) 確定處理之間的差異顯著性 2 結(jié)果與分析 2 1 不同光質(zhì)對(duì)西瓜與甜瓜幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響 對(duì)西瓜幼苗進(jìn)行不同光質(zhì)處理發(fā)現(xiàn) 表 1 各處理組之間的株高沒(méi)有顯著性差異 但均顯著高 于 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 和 R6B1G1 處理 的幼苗株高分別比 CK 提高了 35 31 38 61 36 30 和 35 31 西瓜幼苗的莖粗以 R6B1 處理 最大 顯著高于 CK 比 CK 提高了 14 80 紅藍(lán) 組合光顯著提高了西瓜幼苗的全株干 鮮質(zhì)量 R6B1 處理的影響最大 全株干 鮮質(zhì)量比 CK 提 高了 50 67 49 70 紅藍(lán)光有利于西瓜幼苗的 物質(zhì)積累 在紅藍(lán)光的基礎(chǔ)上添加綠光則西瓜幼苗 的全株干 鮮質(zhì)量均有所下降 西瓜幼苗進(jìn)行不同 光質(zhì)處理后具體生長(zhǎng)形態(tài)見(jiàn)圖 2 對(duì)甜瓜幼苗進(jìn)行不同光質(zhì)處理發(fā)現(xiàn) 表 1 不同光質(zhì)處理的甜瓜幼苗株高顯著高于 CK 紅光 比例的增加促進(jìn)了甜瓜幼苗的株高增長(zhǎng) R4B1G1 和 R6B1G1 處理對(duì)甜瓜幼苗莖粗的增長(zhǎng)作用最顯 著 比 CK 分別提高了 28 75 和 22 50 紅藍(lán)綠 組合光有利于提高幼苗的葉面積和全株干 鮮質(zhì) 量 其中 R4B1G1 處理對(duì)全株干 鮮質(zhì)量的影響最 顯著 分別比 CK 提高了 91 57 和 87 37 甜瓜 幼苗的葉面積隨著綠光的添加而增加 說(shuō)明在紅藍(lán) 光存在的基礎(chǔ)上 綠光能夠在一定程度上促進(jìn)葉片 的生長(zhǎng) 以上結(jié)果表明 紅藍(lán)綠組合光在一定程度 上促進(jìn)了甜瓜幼苗的生長(zhǎng) 其中 R4B1G1 處理的總 體效果最好 甜瓜幼苗進(jìn)行不同光質(zhì)處理后具體生 長(zhǎng)形態(tài)見(jiàn)圖 2 2 2 不同光質(zhì)對(duì)西瓜與甜瓜幼苗壯苗指標(biāo)的影響 從圖 3 可以看出 不同光質(zhì)處理均提高了西 瓜和甜瓜幼苗的壯苗指標(biāo) 從而達(dá)到壯苗的效果 紅藍(lán)組合光顯著提高了西瓜幼苗的 GV R4B1 和 R6B1 處理分別比 CK 提高了 24 32 和 32 43 R6B1 處理的幼苗 RDR 顯著高于 CK R4B1G1 和 R6B1G1 處理 紅藍(lán)組合光處理的西瓜幼苗 SSI 均 得到了顯著提高 R4B1 和 R6B1 處理與 CK 相比 分別提高了 43 08 和 61 85 圖 3 A 在紅藍(lán)光的基礎(chǔ)上添加綠光可以提高甜瓜幼 苗的壯苗質(zhì)量 R4B1G1 和 R6B1G1 處理的甜瓜 幼苗 GV 均顯著高于 CK R4B1 和 R6B1 處理 R4B1G1 處理的幼苗 RDR 最高 顯著高于 CK R4B1 和 R6B1 處理 分別提高了 80 77 69 88 和 60 23 R4B1G1 和 R6B1G1 處理的甜瓜幼苗 SSI 顯著高于 CK 和 R4B1 處理 圖 3 B 說(shuō)明紅 表 1 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗的形態(tài)指標(biāo) 品種 光質(zhì)處理 株高 cm 莖粗 mm 葉面積 cm 2 全株鮮質(zhì)量 g 全株干質(zhì)量 g 西瓜 CK 3 03 0 12 b 2 23 0 08 c 8 30 0 17 c 1 65 0 12 c 0 150 0 008 c R4B1 4 10 0 06 a 2 48 0 07 ab 10 72 0 73 ab 2 35 0 07 a 0 215 0 014 ab R6B1 4 20 0 15 a 2 56 0 09 a 12 28 0 78 a 2 47 0 08 a 0 226 0 010 a R4B1G1 4 13 0 07 a 2 40 0 06 abc 9 74 0 39 bc 2 17 0 11 ab 0 195 0 002 b R6B1G1 4 10 0 06 a 2 30 0 05 bc 9 04 0 17 bc 1 95 0 08 bc 0 154 0 004 c 甜瓜 CK 2 63 0 16 c 1 60 0 15 c 11 71 1 28 c 0 95 0 04 c 0 083 0 013 c R4B1 2 82 0 29 ab 1 72 0 02 bc 13 63 0 56 c 1 21 0 05 b 0 106 0 003 bc R6B1 3 10 0 10 a 1 80 0 04 b 14 14 0 55 bc 1 24 0 11 b 0 119 0 005 b R4B1G1 2 68 0 33 ab 2 06 0 11 a 18 81 1 64 a 1 78 0 15 a 0 159 0 012 a R6B1G1 2 70 0 18 ab 1 96 0 03 a 17 26 0 53 ab 1 41 0 16 b 0 133 0 007 ab 注 表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著 P 0 05 下表同 51 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 圖 2 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗表型 圖 3 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗的壯苗指標(biāo) 圖柱上不同小寫(xiě)字母表示同一指標(biāo)下不同處理間差異顯著 P 0 05 下圖同 藍(lán)綠組合光特別是 R4B1G1 處理較適合甜瓜幼苗的 生長(zhǎng) 可達(dá)到壯苗的效果 2 3 不同光質(zhì)對(duì)西瓜與甜瓜幼苗葉片光合色素含 量的影響 從 表 2 可以看出 各光質(zhì)處理的葉片 Ca 含 量均顯著高于 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 和 R6B1G1 處理分別比 CK 提高了 22 80 29 62 9 98 和 8 52 R6B1 和 R6B1G1 處理的 Cb 含量 顯著高于 CK 和 R4B1 處理 各光質(zhì)處理的 C 含量 沒(méi)有顯著性差異 但均顯著高于 CK 紅藍(lán)光處理 的西瓜葉片的 Ca Cb 值顯著高于 CK 和紅藍(lán)綠光處 理 綜上可知 組合光可以提高西瓜幼苗葉片的光 合色素含量 促進(jìn)植株吸收光能 其中紅藍(lán)組合光 效果最好 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 光質(zhì)處理 甜瓜 西瓜 c b c ab ab ab a a a bc b bc c b c c c c bc bc c b bc bc a a a a ab ab c ab a b c c c b a b c ab a abc bc c bc bc a ab CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 AB AB AB 0 20 0 15 0 10 0 05 0 9 7 7 GV RDR SSI GV RDR SSI 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L 9 7 7 7 6 5 4 3 2 1 0 w W3 G mg g 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 7 6 5 4 3 2 1 0 L w W3 G mg g 1 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 0 02 0 i3 k mg g 1 h 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L i3 k mg g 1 h 1 52 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 由表 2 可以看出 R4B1G1 處理的甜瓜幼苗 葉片 Ca 含量最高 顯著高于 CK R4B1 R6B1 和 R6B1G1 處理 分別提高了 25 81 31 34 11 60 和 8 48 R6B1 R4B1G1 和 R6B1G1 處 理的 Cb 含量顯著高于 CK 分別比 CK 提高了 11 04 23 02 和 14 93 紅藍(lán)綠光處理提高了 葉片 C 含量和 Ca Cb 值 其中 R4B1G1 處理下效 果最顯著 分別比 CK 提高了 19 47 和 54 87 由此可見(jiàn) 紅藍(lán)組合光中添加綠光有利于提高甜瓜 幼苗葉片的光合色素含量 表 2 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗葉片的光合色素含量 品種 光質(zhì)處理 Ca mg g 1 Cb mg g 1 C mg g 1 Ca Cb 西瓜 CK 1 373 0 023 d 0 670 0 012 b 0 638 0 005 b 2 049 0 007 c R4B1 1 686 0 018 b 0 706 0 010 b 0 675 0 013 a 2 389 0 028 a R6B1 1 780 0 006 a 0 726 0 011 a 0 699 0 017 a 2 454 0 045 a R4B1G1 1 510 0 039 c 0 675 0 012 ab 0 693 0 009 a 2 237 0 053 b R6B1G1 1 490 0 007 c 0 714 0 011 a 0 685 0 004 a 2 087 0 023 c 甜瓜 CK 1 688 0 021 c 0 643 0 015 d 0 776 0 009 b 2 135 0 067 c R4B1 1 617 0 009 d 0 651 0 031 cd 0 710 0 012 c 2 494 0 108 b R6B1 1 903 0 011 b 0 714 0 020 bc 0 806 0 015 ab 2 579 0 070 b R4B1G1 2 123 0 020 a 0 791 0 009 a 0 849 0 022 a 3 306 0 042 a R6B1G1 1 957 0 037 b 0 739 0 022 ab 0 811 0 010 ab 2 747 0 129 b 2 4 不同光質(zhì)對(duì)西瓜與甜瓜葉片可溶性糖含量的 影響 從 圖 4 A 可 知 R4B1 R6B1 和 R4B1G1 處 理的西瓜幼苗葉片的可溶性糖含量顯著高于 CK 和 R6B1G1 處理 其中 R4B1 和 R6B1 處理的可溶性 糖含量分別比 CK 提高了 49 43 和 71 41 由此 可知 紅藍(lán)光能夠顯著提高西瓜葉片的可溶性糖 含量 由圖 4 B 可知 R4B1G1 處理的甜瓜幼苗 葉片中可溶性糖含量顯著高于 CK R4B1 R6B1 和 R6B1G1 處理 分別提高了 34 97 25 80 15 09 和 16 26 在紅藍(lán)光的基礎(chǔ)上添加綠光可 以提高甜瓜幼苗葉片的可溶性糖含量 圖 4 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗葉片的可溶性糖含量 c b c ab ab ab a a a bc b bc c b c c c c bc bc c b bc bc a a a a ab ab c ab a b c c c b a b c ab a abc bc c bc bc a ab CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 AB AB AB 0 20 0 15 0 10 0 05 0 9 7 7 GV RDR SSI GV RDR SSI 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L 9 7 7 7 6 5 4 3 2 1 0 w W3 G mg g 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 7 6 5 4 3 2 1 0 L w W3 G mg g 1 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 0 02 0 i3 k mg g 1 h 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L i3 k mg g 1 h 1 2 5 不同光質(zhì)對(duì)西瓜與甜瓜幼苗根系形態(tài)的影響 由表 3 可知 紅藍(lán)光能顯著提高西瓜幼苗的總 根長(zhǎng) 根表面積 根體積及分叉數(shù) 其中 R6B1 處 理的幼苗根系效果最好 各指標(biāo)均顯著高于 CK 比 CK 分別提高了 28 03 80 76 85 56 和 57 93 對(duì)甜瓜幼苗進(jìn)行不同光質(zhì)處理發(fā)現(xiàn) 除對(duì) 根平均直徑?jīng)]有顯著影響外 紅藍(lán)綠組合光顯著促 進(jìn)了甜瓜幼苗的根系生長(zhǎng) 其中 R4B1G1 處理的幼 苗根系生長(zhǎng)最好 總根長(zhǎng) 根表面積 根體積和分 叉數(shù)均顯著高于 CK 比 CK 分別提高了 16 32 53 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 44 71 63 23 和 33 10 2 6 不同光質(zhì)對(duì)西瓜與甜瓜幼苗根系活力的影響 從圖 5 A 可以看出 紅藍(lán)組合光可以顯著提 高西瓜幼苗的根系活力 隨著紅光成分的增加 西 瓜幼苗的根系活力也隨之增加 R6B1 處理與 CK 相比增加了 76 54 由圖 5 B 可知 在紅藍(lán)組合 光中加入綠光 甜瓜幼苗的根系活力得到了顯著提 高 其中 R4B1G1 處理的根系活力最高 相比 CK 增加了 27 77 3 結(jié)論與討論 不同的光質(zhì)處理可以影響植株的生理過(guò)程與形 態(tài)特征 紅光能夠促進(jìn)植株的莖 葉和根系的生長(zhǎng) 藍(lán)光可降低株高并增加莖粗 使植株的株型緊湊 許 大全 等 2015 綠光可以更加深入地穿透植物冠 層 促進(jìn)植株生長(zhǎng) 增加植株的葉生物量 干鮮質(zhì) 量和莖長(zhǎng) Kim et al 2004 Kaiser et al 2019 Kusuma et al 2021 本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn) 西瓜幼苗 的株高以 CK最低 其他光質(zhì)處理間無(wú)顯著性差異 紅藍(lán)組合光促進(jìn)了西瓜幼苗的莖粗 葉面積 全株 干質(zhì)量和鮮質(zhì)量的增加 提高了幼苗的 G 值 根 冠比和壯苗指數(shù) 其中以 R6B1 處理的效果最為明 表 3 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗的根系形態(tài) 品種 光質(zhì)處理 總根長(zhǎng) cm 根表面積 cm 2 根平均直徑 mm 根體積 cm 3 分叉數(shù) 西瓜 CK 128 27 3 12 c 4 47 0 81 c 0 340 0 091 a 0 187 0 019 c 454 37 b R4B1 157 06 5 70 ab 7 94 0 23 a 0 375 0 022 a 0 277 0 035 ab 706 46 a R6B1 164 22 2 37 a 8 08 0 47 a 0 390 0 015 a 0 347 0 028 a 717 59 a R4B1G1 150 32 2 35 b 6 66 0 31 ab 0 376 0 015 a 0 201 0 024 bc 620 23 ab R6B1G1 133 24 5 19 c 5 45 0 82 bc 0 354 0 016 a 0 200 0 030 bc 574 44 ab 甜瓜 CK 146 97 5 80 c 4 57 0 22 c 0 355 0 002 a 0 171 0 028 c 515 24 c R4B1 154 90 6 39 c 5 64 0 23 b 0 364 0 002 a 0 195 0 017 bc 566 26 c R6B1 159 65 3 81 bc 6 24 0 23 ab 0 353 0 007 a 0 241 0 029 bc 659 33 b R4B1G1 176 58 3 79 a 7 04 0 47 a 0 372 0 002 a 0 337 0 033 a 740 37 a R6B1G1 170 96 2 49 ab 6 61 0 11 a 0 368 0 012 a 0 280 0 014 ab 685 30 b 圖 5 不同光質(zhì)處理下西瓜與甜瓜幼苗的根系活力 c b c ab ab ab a a a bc b bc c b c c c c bc bc c b bc bc a a a a ab ab c ab a b c c c b a b c ab a abc bc c bc bc a ab CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 AB AB AB 0 20 0 15 0 10 0 05 0 9 7 7 GV RDR SSI GV RDR SSI 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L 9 7 7 7 6 5 4 3 2 1 0 w W3 G mg g 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 7 6 5 4 3 2 1 0 L w W3 G mg g 1 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 0 02 0 i3 k mg g 1 h 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L i3 k mg g 1 h 1 顯 這與 Bantis 等 2019 研究的紅藍(lán)光提高了西 瓜嫁接苗葉面積和地上部干質(zhì)量的結(jié)果一致 在紅 藍(lán)光中加入綠光對(duì)甜瓜幼苗的株高沒(méi)有促進(jìn)作用 但提高了莖粗 葉面積和全株干質(zhì)量 達(dá)到了壯苗 效果 其中 R4B1G1 處理的效果最佳 這與前人的 研究結(jié)果相似 光強(qiáng)一致的條件下 用綠光部分替 代藍(lán)光和紅光顯著增加了羅勒植株的莖粗 葉長(zhǎng)和 葉面積 Schenkels et al 2019 葉綠體是植物光合作用中進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和碳 同化的主要場(chǎng)所 葉綠素是氧化還原成分 因此 它們的積累和分配反映了植株的生理狀態(tài) 廖多 思 等 2019 本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn) R4B1G1 處理的 甜瓜幼苗葉片的 Ca Cb 含量和 Ca Cb 值與 CK 相 比均得到了顯著提高 綠光比例增加 甜瓜幼苗的 54 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 光合色素含量有增加的趨勢(shì) 這與前人的研究結(jié)果 相似 紅藍(lán)綠光可以提高番茄和黃瓜葉片中的葉 綠素含量 從而提高光合速率 朱鹿坤 等 2019 Kaiser et al 2019 紅藍(lán)光中添加綠光對(duì)西瓜葉 片的光合色素含量沒(méi)有顯著促進(jìn)效果 反而呈下降 趨勢(shì) 紅藍(lán)組合光中 R6B1 處理的西瓜葉片光合色 素含量最高 且隨著紅光比例的增加而增加 與崔 曉輝等 2017 研究的紅藍(lán)光可以提高薄皮甜瓜葉 片中 Ca 和 Cb 含量的結(jié)果一致 可溶性糖含量反映了植株的代謝能力 光質(zhì)可 以影響植物的可溶性糖含量 陳文昊 等 2011 在本試驗(yàn)中 紅藍(lán)組合光處理的西瓜葉片中的可 溶性糖含量均顯著高于 CK 紅光比例增加 西瓜 葉片中的可溶性糖含量也隨之增加 R6B1 處理的 西瓜幼苗葉片可溶性糖含量最高 這與李海達(dá)等 2014 的研究結(jié)果一致 紅光能夠有效提高番茄 和黃瓜幼苗葉片的可溶性糖含量 綠光的添加提高 了甜瓜葉片中的可溶性糖含量 其中 R4B1G1 處理 的葉片可溶性糖含量最高 比 CK 提高了 34 97 這與前人的研究結(jié)果相似 紅藍(lán)綠光有利于芹菜葉 柄的可溶性糖含量積累 劉玉兵 等 2020 光質(zhì) 影響了碳水化合物的合成及運(yùn)轉(zhuǎn) 從而改變了葉片 中可溶性糖的含量 葉寶興 等 2005 光質(zhì)影響植物的光合作用 進(jìn)而影響地上部 合成的光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到根系部位 影響根系生長(zhǎng) 而根系形態(tài)和根系活力又反過(guò)來(lái)影響植株地上部的 生長(zhǎng)發(fā)育 程建峰 等 2007 植株的根長(zhǎng) 根表 面積和根體積反映了植物吸收水分和養(yǎng)分的能力 Graham Gregorio 2001 胡田田 等 2008 本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn) 組合光提高了西瓜和甜瓜幼苗 的總根長(zhǎng) 根表面積 根體積和分叉數(shù) 對(duì)根平均 直徑?jīng)]有顯著性影響 不同光質(zhì)處理的西瓜與甜瓜 幼苗的根系活力均高于 CK 其中紅藍(lán)光顯著提高 了西瓜幼苗的根系活力 以 R6B1 處理最佳 紅藍(lán) 綠光顯著提高了甜瓜幼苗的根系活力 R4B1G1 處 理的根系活力最高 根系生長(zhǎng)最好 隨著組合光中 綠光的添加 甜瓜根系活力呈上升趨勢(shì) 說(shuō)明適宜 比例的紅藍(lán)綠光能夠促進(jìn)甜瓜根系的生長(zhǎng)發(fā)育 這 一結(jié)果與前人的研究一致 綠光部分替代藍(lán)光和紅 光 辣椒植株的根系生物量 地上部緊密度和葉面 積都顯著增加 Schenkels et al 2019 綜上所述 采用適宜比例的 LED 組合光培育 西瓜和甜瓜幼苗 可有效提高幼苗的株高 莖粗 葉面積 根系生長(zhǎng) 物質(zhì)積累等形態(tài)指標(biāo)和葉片光 合色素含量 可溶性糖含量 根系活力等生理生 化指標(biāo) 其中 西瓜幼苗生長(zhǎng)的最佳光質(zhì)組合是 R6B1 甜瓜幼苗生長(zhǎng)的最佳光質(zhì)組合是 R4B1G1 可以有效改善幼苗生長(zhǎng)形態(tài) 提高幼苗的生理特 性 有助于幼苗進(jìn)行物質(zhì)積累 進(jìn)而達(dá)到壯苗的效 果 這一結(jié)果可為西瓜和甜瓜育苗提供理論依據(jù) 參考文獻(xiàn) 陳文昊 徐志剛 劉曉英 楊楊 王志敏 宋非非 2011 LED 光 源對(duì)不同品種生菜生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響 西北植物學(xué)報(bào) 31 7 1434 1440 程建峰 戴廷波 荊奇 2007 不同水稻基因型的根系形態(tài)生理特 性與高效氮素吸收 土壤學(xué)報(bào) 44 2 266 272 崔曉輝 郭小鷗 孫天宇 齊紅巖 2017 LED 補(bǔ)光對(duì)薄皮甜瓜 幼苗生長(zhǎng)及果實(shí)品質(zhì)的影響 植物生理學(xué)報(bào) 53 4 657 667 郝東川 司雨 2012 LED 燈對(duì)設(shè)施栽培瓜果類(lèi)蔬菜產(chǎn)量的影 響 長(zhǎng)江蔬菜 18 58 60 胡田田 康紹忠 原麗娜 2008 不同灌溉方式對(duì)玉米根毛生長(zhǎng)的 影響 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào) 19 6 1289 1295 李海達(dá) 吉家曾 鄭桂建 劉厚誠(chéng) 雷炳富 2014 不同 LED 補(bǔ) 光光源對(duì)櫻桃番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué) 41 14 37 40 46 廖多思 彭綠春 林開(kāi)文 解瑋佳 宋杰 李世峰 瞿素萍 2019 不同 LED 光質(zhì)對(duì)兩種黃花高山杜鵑組培增殖和生根的影響 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué) 34 5 826 832 劉玉兵 王軍偉 羅鑫輝 黃科 戴雄澤 劉明月 2020 LED 光質(zhì)對(duì)芹菜生長(zhǎng) 品質(zhì)及氮代謝關(guān)鍵酶活性的影響 中國(guó)瓜 菜 33 12 71 76 盧寧 2013 不同光源補(bǔ)光對(duì)甜瓜和番茄幼苗生長(zhǎng)的影響及其穴盤(pán) 育苗技術(shù)規(guī)程 碩士論文 南京 南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 任婧 李景富 張佳 劉俊芳 許向陽(yáng) 姜景彬 2017 基于蒽酮 硫酸比色法建立一種快速測(cè)定果糖含量的方法 黑龍江科學(xué) 8 10 82 85 許大全 高偉 阮軍 2015 光質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響 植物生 理學(xué)報(bào) 51 8 1217 1234 葉寶興 毛達(dá)超 劉學(xué)春 2005 超級(jí)小麥生育后期根系活力與凈 光合速率相關(guān)性的研究 山東農(nóng)業(yè)科學(xué) 4 15 18 朱鹿坤 陳俊琴 趙雪雅 張傳玲 王沖 劉曼 王景瑞 張軍超 齊明芳 2019 紅藍(lán)綠 LED 延時(shí)補(bǔ)光對(duì)日光溫室番茄育苗的 影響 中國(guó)蔬菜 10 51 57 Bantis F Koukounaras A Siomos A S Fotelli M N Kintzonidis D 2019 Bichromatic red and blue LEDs during healing enhance the vegetative growth and quality of grafted watermelon seedlings 55 中 國(guó) 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究論文 Scientia Horticulturae 261 109000 Claypool N B Lietha J H 2020 Physiological responses of pepper seedlings to various ratios of blue green and red light using LED lamps Scientia Horticulturae 268 109371 Fnullllner K Temperton V M Rascher U Jahnke S Rist R Schurr U Kuhn A J 2012 Vertical gradient in soil temperature stimulates development and increases biomass accumulation in barley Plant Cell Environ 35 884 892 Graham R D Gregorio G 2001 Breeding for nutritional characteristics in cereals Novatis Foundation Symposium 236 205 214 Jean P B Erik S Maribel D S Filip V Dominique V D S Nadia B Stefan M Alfred B Paul G Robert B Margaret A 2007 Cryptochrome blue light photoreceptors are activated through interconversion of flavin redox states The Journal of Biological Chemistry 282 13 9383 9391 Kaiser E Weerheim K Schipper R Dieleman J A 2019 Partial replacement of red and blue by green light increases biomass and yield in tomato Scientia Horticulturae 249 271 279 Kim H H Goins G D Wheeler R M Sager J C 2004 Green light supplementation for enhanced lettuce growth under red and blue light emitting diodes HortScience 39 7 1617 1622 Kusuma P Swan B Bugbee B 2021 Does green really mean go Increasing the fraction of green photons promotes growth of tomato but not lettuce or cucumber Plants 10 4 637 Lee J M Kubota C Tsao S J Bie Z Echevarria P H Morra L Oda M 2010 Effects of red blue light ratio and short term light quality conversion on growth and contents of baby leaf lettuce Journal of Bio Environment Control 19 4 351 359 Lichtenthaler H K Wellburn A R 1983 Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents Analysis 11 5 591 592 Materovnull 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