不同光強下紅藍光配比對櫻桃蘿卜生長與產(chǎn)量的影響.pdf
<p>中國農(nóng)業(yè)氣象（ Chinese Journal of Agrometeorology） 2018年 doi:10.3969/j.issn.1000-6362.2018.03.003 查凌雁 ,劉文科 .不同光強下紅藍光配比對櫻桃蘿卜生長與產(chǎn)量的影響 J.中國農(nóng)業(yè)氣象 ,2018,39(3):162- 167 不同光強下紅藍光配比對櫻桃蘿卜生長與產(chǎn)量的影響 *查凌雁，劉文科 *（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所 /農(nóng)業(yè)部設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)能與廢棄物處理重點實驗室，北京 100081） 摘要： 采用 LED光源在室內(nèi)可控環(huán)境下設(shè)置 3種光照強度（ 180、 240、 300mol·m - 2 ·s - 1 ）和 2種紅藍光配比 （ 1R:1B、 2R:1B），以研究不同光強和紅藍光配比組合對櫻桃蘿卜真葉數(shù)、葉綠素含量、肉質(zhì)根形態(tài)以及干鮮 重的影響。結(jié)果表明，光強為 180mol·m - 2 ·s - 1 時， 2R:1B處理的新葉葉綠素含量略高于 1R:1B處理，但地上 部鮮重卻略低于 1R:1B處理， 其它生長指標不同光質(zhì)處理間無顯著差異。 光強為 240mol·m - 2 ·s - 1 時， 相比 1R:1B 處理， 2R:1B處理顯著提高了櫻桃蘿卜的新葉葉綠素含量、地上部干鮮重、根直徑、根體積、肉質(zhì)根干鮮重 以及干鮮根冠比（ P 0.05）。光強 300mol·m - 2 ·s - 1 時， 2R:1B處理的新葉葉綠素含量略低于 1R:1B處理，但 地上部干鮮重顯著高于 1R:1B處理（ P 0.05），其它指標無顯著差異。相同紅藍光配比下，櫻桃蘿卜新葉葉 綠素含量、根直徑、根體積、肉質(zhì)根干鮮重及根冠比均隨著光強的增加而增加。地上部干鮮重隨光強增加的 變化因光質(zhì)而異?？傊?，一定強度的 LED紅藍光質(zhì)是植物工廠櫻桃蘿卜高產(chǎn)的光環(huán)境基礎(chǔ)，并且光強高于一 定水平時適宜的紅藍光配比對其生長具有顯著促進作用。 關(guān)鍵詞： 人工光植物工廠； LED；光環(huán)境；根菜；生物量 Effects of Red/Blue Light Ratio with Different Light Intensity on Growth and Yield of Cherry Radish ZHA Ling-yan, LIU Wen-ke （ Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Energy Conservation and Waste Management of Agricultural Structures, Ministry of Agriculture, Beijing 100081） Abstract: Two light quality treatments of various red/blue light ratios (1R:1B and 2R:1B) and three light intensity (180, 240, 300mol·m - 2 ·s - 1 ) treatments were designed to investigate the effects of red/blue light ratio and light intensity on growth and yield of cherry radish grown in environmentally-controlled chamber with LED light source. The results showed that light quality of 2R:1B presented higher new leafy chlorophyll content and lower shoot fresh weight than 1R:1B when cherry radish grown under 180mol·m - 2 ·s - 1 . But there were no significant differences in other growth indices between two red/blue light ratio treatments. 2R:1B treatment significantly improved new leafy chlorophyll content, fresh and dry weight of shoot and root, root diameter, root volume and root to shoot ratio compared with 1R:1B under 240mol·m - 2 ·s - 1 . When light intensity was 300mol·m - 2 ·s - 1 , 2R:1B treatment had slightly lower new leafy chlorophyll content and slightly higher fresh and dry weight of shoot. Under the same red/blue light ratio, the new leafy chlorophyll content, root diameter and fresh, dry weight of root increased with the increment in light intensity. The variation of shoot fresh and dry weight with light intensity depend on light quality. To conclude, suitable light quality and light intensity level are basis for high-efficient production of cherry radish, and appropriate red/blue light ratio could improve the growth of cherry radish significantly when light intensity *收稿日期： 2017- 06- 27 * 通訊作者。 E-mail: liuwenkecaas.cn 基金項目： 國家自然科學(xué)基金面上項目 （ 31672202）；“十二五” 國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃 （ 863計劃） 課題 （ 2013AA103001） 作者簡介：查凌雁（ 1991-），博士生，主要從事設(shè)施園藝光生物學(xué)研究。 E-mail: zhaly2013163.com 第 3期 查凌雁等：不同光強下紅藍光配比對櫻桃蘿卜生長與產(chǎn)量的影響 ·163· above a certain value. Key words: Plant factory with artificial light; LED; Light environment; Root vegetable; Biomass 植物工廠作為設(shè)施園藝的最高形式在生產(chǎn)中具 有露地栽培無法比擬的優(yōu)勢，例如能夠避免外界環(huán) 境影響，實現(xiàn)周年連續(xù)生產(chǎn)，縮短生長周期，提高 產(chǎn)品的安全性及品質(zhì)等。近年來， LED 作為一種更 有效的光源廣泛應(yīng)用于植物工廠 1 。 LED具有節(jié)能、 光譜精確、體積小、使用壽命長、可按需調(diào)制等優(yōu) 點。 LED 植物工廠是植物工廠的發(fā)展方向，能通過 精確的光環(huán)境調(diào)控提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。小型植 物，如葉菜、芽苗菜、小型根菜、藥用植物等更適 合植物工廠栽培，但目前 LED植物工廠主要培育種 植芽苗菜 2- 3 及葉菜類蔬菜 4- 6 。 且早期研究也多集中 在以生菜為主的葉類蔬菜的光照環(huán)境條件等 7- 9 。根 菜不僅在植物工廠中種植較少，且對其光環(huán)境調(diào)控 的研究報道也較少。櫻桃蘿卜是一種生長周期短， 株型矮小的根菜作物，其地上部及地下部均可食 用，營養(yǎng)豐富，經(jīng)濟價值高，非常適宜在植物工廠 中栽培。 光環(huán)境調(diào)控是人工光生產(chǎn)中提高產(chǎn)量和改善品 質(zhì)的有效手段。光質(zhì)、光強是光環(huán)境的關(guān)鍵組成部 分，二者均可對根菜作物的生長發(fā)育產(chǎn)生顯著影響。 據(jù)早期報道，蘿卜的形態(tài)顯著依賴于光質(zhì)，單獨紅 光下，蘿卜不形成膨大根，根冠比低，但地上部生 長受光質(zhì)影響較小 10- 11 。補充藍光能夠促進非結(jié)構(gòu) 性碳水化合物在地上部和貯藏根的分配，從而促進 貯藏根的增粗 12 ，紅光 LED補充 10%藍色熒光能夠 顯著增加蘿卜干重但仍無法達到蘿卜的最大生長效 率 13 。但 Drozdova等 14 發(fā)現(xiàn)，在單獨紅光下，蘿卜 生長后期肉質(zhì)根中也能積累大量的干物質(zhì)。多個研 究表明，光照強度對根菜的肉質(zhì)根生長發(fā)育有顯著 影響 15- 18 。在 100 500mol·m - 2 ·s - 1 光強范圍內(nèi)，隨 著光強的下降，根甜菜、胡蘿卜、蘿卜的貯藏根干 鮮重均顯著降低，但不同光強下根甜菜、胡蘿卜的 地上部鮮重維持不變，蘿卜地上部干鮮重隨光強降 低而降低，但其影響程度比根部輕 19 。 目前，有關(guān)純紅光和純藍光對蘿卜生長影響的 研究較多，但關(guān)于紅藍組合光對蘿卜生長影響的研 究報道甚少。 Cope等 16 利用含有其它光質(zhì)的不同比 例紅藍光研究光質(zhì)對蘿卜生長的影響，發(fā)現(xiàn)隨著藍 光比例的增加，蘿卜葉片中的葉綠素和干物質(zhì)含量 均表現(xiàn)為先增加后降低的 趨 勢，最高值 出 現(xiàn)在藍光 比例為 20% 30%時 ， 但研究結(jié) 果 可能受其它光質(zhì)的 影響。 另 一方 面 ，光質(zhì)、光強 這兩 個光環(huán)境 因子并 不是 相互 獨 立 的，而是 共 同影響植物生長發(fā)育。不 同光強下，光質(zhì)對植物的影響也 會 發(fā)生改變。例如 光強 100mol·m - 2 ·s - 1 時 ， 不同紅藍光比下生菜干重 差 異 不大，而光強 200和 300mol·m - 2 ·s - 1 時 ，藍紅比為 0.23 0.33時 生菜干重顯著高于其它組合 20 。 但目前 關(guān)于不同光強下光質(zhì)對蘿卜生長影響的研究也鮮有 報道。為 了掌握 適宜櫻桃蘿卜生產(chǎn)的最 佳 光強和紅 藍光配比， 本試驗采 用紅藍 LED作為光源，在前人 研究 基礎(chǔ) 上設(shè) 置 3 種光照強度 （ 180、 240、 300mol·m - 2 ·s - 1 ） 和 2種紅藍光配比 （ 1R:1B、 2R:1B）， 通過 測定 櫻桃蘿卜的生物量等生長 指標 ， 探 究不同 紅藍光配比和光強對櫻桃蘿卜品種生長與產(chǎn)量的影 響。以 探索 多個光環(huán)境 因子 對櫻桃蘿卜的 共 同作用， 篩選出 適宜櫻桃蘿卜生長發(fā)育的人工光生產(chǎn)的光環(huán) 境條件，以更低的能量 投入 實現(xiàn)櫻桃蘿卜在植物工 廠的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。 1 材料與方法 1.1 試驗材料 試驗 于 2016年 7月 在中 國農(nóng)業(yè) 環(huán)境與可持續(xù)發(fā) 展研究 所 實 驗室 進 行 ， 試驗材料 為蘿卜 （ Raphanus sativus L.） ，品種為 “ 常豐紅 ” 櫻桃蘿卜。 2016年 7 月 4日播 種在培養(yǎng) 槽（ 長 38cm×寬 18cm×高 10cm） 中，栽培 基 質(zhì)是 1:1均 勻混 合的 草炭 和 蛭石 ， 基 質(zhì) 深 約 8cm。 出 苗后 5d 定 植， 每槽定 植 10株， 每槽每 天澆 水 200mL；定 植后 每隔 5d每槽噴灑 200mL營 養(yǎng) 液 。營養(yǎng) 液 配方 （ 20L） 為 硫酸鉀 2.61g、 磷酸 二 氫鉀 1.36g、氯 化 鉀 0.149g、硫酸鎂 3.2g、硝酸鈣 11.8g、 EDTA-2Na 0.746g、 七 水合 硫酸亞鐵 0.556g、 微 量 元 素 2mL。栽培 槽放置 在栽培 箱（ 長 60cm×寬 60cm× 高 60cm） 中部， 每箱放置 一個栽培 槽 ，栽培 箱頂 部 中 央懸掛 LED紅藍光組合 燈板（ 50cm×50cm） ，紅藍 光主 波 長分 別 為 619nm和 548nm。紅藍 燈珠交錯 分 布 ，且 每 種光質(zhì)的強度可通過 旋鈕 控制 電壓 以實現(xiàn) 分 別 調(diào)節(jié)。實 驗室室溫保 持在 26 28 。 1.2 試驗設(shè)計 試驗 設(shè) 置 3個光強 處理 ，分 別 為光強 180、 240和 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 39卷 ·164· 300mol·m - 2 ·s - 1 ；每 個光強下設(shè) 置 2種紅藍光組合的光 質(zhì) 處理 ，紅藍光比例分 別 為 1R:1B和 2R:1B。 故試驗 共包 含 6個 處理 ，分 別 表 示 為 1R:1B（ 180）、 2R:1B （ 180）、 1R:1B（ 240）、 2R:1B（ 240）、 1R:1B（ 300） 和 2R:1B（ 300）。 所 有 處理 的光照周期均為光期 16h， 暗 期 8h。 采 用光合有效 輻射計（ 3415F， LightScout， 美 國）測定 栽培 槽 上方 5cm處 光強，調(diào) 至試驗所 需光強 及光質(zhì)。以 處理 1R:1B（ 180） 為例，先通過調(diào)節(jié) 旋鈕 將 藍光光強 逐漸 調(diào)大 至 90mol·m - 2 ·s - 1 ， 再逐漸 調(diào)大紅 光光強 直至總 光強為 180mol·m - 2 ·s - 1 。 1.3 項目測定與分析方法 定 植后 24d（ 蘿卜膨大 盛 期 ）每 個 處理 隨 機選擇 長勢均 勻 的 6株植株 測定真 葉 數(shù) 、葉綠素含量、根 長、根 直徑 、根體積以及地上部和肉質(zhì)根的干鮮重。 采 用 SPAD葉綠素 儀（ SPAD-502， Konica Minolta， 日本） 分 別測定 第 1、 2片 完 全展 開 的 新 葉和 老 葉的 葉綠素含量 ；選擇游標卡尺測 量根長和根 直徑 ，根 長為膨大形成肉質(zhì)根部分的根 系 長度，根 直徑 為肉 質(zhì)根膨大最大 處橫 向 直徑 和 縱 向 直徑 的 平 均值 ； 根 體積通過 浸 水法 測定； 從 莖基 部 將 地上部與肉質(zhì)根 剪開 ，分 別稱 量鮮重后 105烘箱 中 殺青 ， 80烘 48h至恒 重 稱 量干重。 用 Excel2013進 行數(shù) 據(jù)分 析 。 采 用 SPSS16.0 進 行 方 差 分 析 和多重比較。 2 結(jié)果與分析 2.1 紅藍光配比及其光強對櫻桃蘿卜地上部生長的 影響 由 表 1可 見 ，不同強度 兩 種紅藍光配比 LED照 射 下， 定 植 24d后櫻桃蘿卜葉片 數(shù) 均無顯著 差異 ， 每棵 植株上 平 均有 3 4片葉 ； 葉 齡 較長的 老 葉葉綠 素含量 （ SPAD值 ） 不同 處理間 也無顯著 差異 ，而 新 葉葉綠素含量不同 處理間 有一 定差異 。 各處理新 葉 中葉綠素含量最高達 49.4，最低為 38.5，表現(xiàn) 出 隨 光強增強而增高的 特 點 （ P 0.01），但光強 相 同 時兩 種紅藍光配比下 新 葉葉綠素含量無顯著 差異 。表中 顯 示 ，不同光強下 兩 種紅藍光配比的地上部干、鮮 重有一 定差異 ，光強為 180mol·m - 2 ·s - 1 時 ， 兩 種紅藍 光配比下櫻桃蘿卜地上部干、鮮重的 差異 不顯著， 而光強為 240和 300mol·m - 2 ·s - 1 時兩 種紅藍光配比 下櫻桃蘿卜地上部干、鮮重的 差異 均顯著 （ P 0.05），表現(xiàn)為 2R:1B配比照 射 下地上部干、鮮重 均顯著高于 1R:1B處理 。光強變化對地上部干重的 影響顯著，而對其鮮重的影響 則 不顯著 ； 紅藍光配 比的 差異 對地上部鮮重的影響顯著，而對其干重的 影響不顯著。紅藍光配比和光強的 交互 作用對地上 部鮮重和干重的影響分 別 表現(xiàn)為 極 顯著 （ P 0.01） 和顯著 （ P 0.05） ，且是影響地上部干鮮重的主要 因 素。 表 1 不同紅藍光配比及光強處理下櫻桃蘿卜地上部生長指標的比較（平均值 ±標準誤） Table 1 Comparison of shoot growth indices of cherry radish under different red/blue light ratio with different light intensity(mean±SE) 葉綠素含量 Chlorophyll content (SPAD) 光強 Light intensity ( mol· m - 2 · s - 1 ) 紅藍光配比 Red/blue light ratio 真葉數(shù)量 True leaf number 老葉 Old leaf 新葉 New leaf 地上部鮮重 Shoot fresh weight (g) 地上部干重 Shoot dry weight (g) 1R:1B 4.0a 35.8a 38.5c 3.8abc 0.31b 180 2R:1B 4.0a 35.9a 39.4bc 3.2c 0.26b 1R:1B 3.7a 36.5a 40.1bc 3.7bc 0.30b 240 2R:1B 3.3a 39.4a 44.6abc 4.7a 0.40a 1R:1B 3.7a 42.3a 49.4a 3.1c 0.31b 300 2R:1B 4.0a 40.7a 47.4ab 4.2ab 0.39a F光質(zhì) 0.1 NS0.1 NS0.3 NS4.6 *4.1 NSF光強 1.2 NS3.2 NS7.6 *3.2 NS5.1 *F光質(zhì)×光強 0.5 NS0.5 NS0.9 NS5.8 *6.1 *注：小寫字母表示處理間在 0.05水平上的差異顯著性； NS 、 * 和 * 分別表示差異不顯著、顯著和極顯著。下同。 Note： Lowercase indicate significant difference among treatments at 0.05 level. NSindicate nonsignificant, *is P 0.05， *is P 0.01. The same as below. 第 3期 查凌雁等：不同光強下紅藍光配比對櫻桃蘿卜生長與產(chǎn)量的影響 ·165· 2.2 紅藍光配比及其光強對櫻桃蘿卜肉質(zhì)根生長的 影響 如表 2所示，不同光照處理之間櫻桃蘿卜的肉質(zhì) 根根長差異不顯著，根長平均為 3.4 4.2cm。而不同紅 藍光質(zhì)和光強對櫻桃蘿卜肉質(zhì)根的直徑、 體積和干鮮重 影響顯著， 表現(xiàn)為 1R:1B（ 300）、 2R:1B（ 300） 和 2R:1B （ 240）三個處理的根直徑、根體積及根干鮮重均顯著高 于其它 3個處理。相同紅藍光配比下根直徑、根體積及 根干鮮重均表現(xiàn)出隨光強增強而增高的特點 （ P 0.01）， 且同一光強下 1R:1B處理的蘿卜根直徑、根體積及根 干鮮重均低于 2R:1B處理，其中光強為 180mol·m - 2 ·s - 1 和 300mol·m - 2 ·s - 1 時不同光質(zhì)處理之間無顯著差異，而 光強 240mol·m - 2 ·s - 1 時則差異達顯著水平（ P 0.05）。 方差分析結(jié)果表明，光強對根直徑、根體積和根干鮮重 的影響均達到極顯著水平（ P 0.01） ，光質(zhì)極顯著影響 根直徑和根體積，顯著影響肉質(zhì)根干鮮重（ P 0.05）。 且光強的 F值明顯高于紅藍光配比， 說明光強是影響肉 質(zhì)根形態(tài)及生物量的主要因素。 2.3 紅藍光配比及其光強對櫻桃蘿卜根冠比的影響 由圖 1可見，相同紅藍光配比下鮮重根冠比和 干重根冠比均表現(xiàn)出隨光強增強而增高的特點。不 同光照處理的根冠比存在顯著差異，主要表現(xiàn)為處 理 1R:1B（ 300）、 2R:1B（ 300）和 2R:1B（ 240）的 鮮重根冠比和干重根冠比均顯著高于其它 3個處理。 不同紅藍光配比間根冠比的差異因光強不同而異，光 強為 180和 300mol·m - 2 ·s - 1 時， 1R:1B和 2R:1B處理 間無顯著差異，而光強為 240mol·m - 2 ·s - 1 時 2R:1B處 理的根冠比顯著高于 1R:1B處理。根冠比顯著較高的 3個處理鮮重根冠比高于干重根冠比，而根冠比較低 的 3個處理鮮重根冠比則低于干重根冠比。 表 2 不同紅藍光配比及光強處理下櫻桃蘿卜肉質(zhì)根生長指標的比較（平均值 ±標準誤） Table 2 Comparison of root growth indices of cherry radish under different red/blue light ratio with different light intensity (mean±SE) 光強 Light intensity ( mol· m - 2 · s - 1 ) 紅藍光配比 Red/blue light ratio 根長 Root length (cm) 根直徑 Root diameter (cm) 根體積 Root volume (cm 3 ) 根鮮重 Root fresh weight (g) 根干重 Root dry weight (g) 1R:1B 4.1a 5.59b 0.6b 0.6b 0.06b 180 2R:1B 4.2a 6.32b 0.8b 0.7b 0.06b 1R:1B 3.1a 9.04b 0.9b 1.0b 0.09b 240 2R:1B 4.2a 17.16a 4.0a 4.0a 0.28a 1R:1B 3.4a 16.02a 3.4a 3.5a 0.28a 300 2R:1B 3.7a 19.56a 4.6a 4.5a 0.33a F光質(zhì) 3.4 NS18.0 *12.4 *8.2 *5.8 *F光強 1.8 NS50.0 *20.2 *17.5 *17.1 *F光質(zhì)×光強 1.1 NS4.9 *4.3 *3.4 NS2.8 *圖 1 不同紅藍光配比及光強處理下櫻桃蘿卜鮮重根冠比（ a）和干重根冠比（ b）的比較 Fig. 1 Comparison of root-shoot ratio of fresh weight (a) and dry weight (b) under different red/blue light ratio with different light intensity 注：短線表示標準誤差， n=3 Note: The bar is standard error, n=3 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 39卷 ·166· 3 結(jié)論與討論 前人研究表明，光質(zhì)（尤其是紅藍光）會對蘿 卜的生長及形態(tài)產(chǎn)生顯著影響 10- 12,21 。 Samuolien 等 12 研究發(fā)現(xiàn)蘿卜在單獨紅光下能夠生長，但會造 成植株徒長，抑制蘿卜肉質(zhì)根的膨大增粗，補充藍 光能夠調(diào)節(jié)非結(jié)構(gòu)碳水化合物在根和葉中的分布， 從而促進根的增粗。 Drozdova等 22 也發(fā)現(xiàn)藍光能促 進蘿卜地下貯藏器官的發(fā)育。針對前人對于紅藍光 質(zhì)對蘿卜生長影響的研究成果，本研究對比了不同 紅藍光比例對櫻桃蘿卜生長的影響。結(jié)果顯示， 3個 水平光強下， 2R:1B和 1R:1B兩種紅藍光配比的真葉 數(shù)、老葉葉綠素含量及根長均無顯著差異。光強為 240和 300mol·m - 2 ·s - 1 時， 紅藍光配比為 2R:1B處理 的根長、根直徑、地上部及地下部干鮮重基本均高 于紅藍光配比為 1R:1B處理。 Cope等 16 研究發(fā)現(xiàn)， 光強為 200mol·m - 2 ·s - 1 時，隨著藍光比例從 0.3%增 至 92%，蘿卜的葉綠素濃度和植株干物質(zhì)含量均表 現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，最大值出現(xiàn)在藍光比例 為 20% 30%。這與本研究結(jié)果相似。說明紅光補充 適當比例的藍光有利于促進蘿卜生長及根部膨大增 粗，但過高比例的藍光不利于蘿卜的生長。前人研究 也表明 7%的藍光就足以防止植物光合機能失調(diào) 9 。 本 研究結(jié)果還顯示，紅藍光配比對蘿卜地下部的生長 影響更為顯著，紅藍光配比僅顯著影響櫻桃蘿卜地 上部鮮重，但對肉質(zhì)根直徑、體積及干鮮重的影響 均達極顯著或顯著水平。不同紅藍光比例對蘿卜生 長的影響可能是由于紅藍光影響植物體內(nèi)激素的產(chǎn) 生和分布。 Drozdova等 14 研究光質(zhì)對蘿卜源庫關(guān)系 的影響時發(fā)現(xiàn)純紅光提高地上部赤霉素濃度，從而 提高庫活力，純藍光刺激細胞分裂素和生長素在下 胚軸中的合成，促進下胚軸生長發(fā)育，而細胞分裂 素經(jīng)常被認為能夠刺激塊莖的形成 23 。 充足的光照強度對于同化物的形成和累積至關(guān) 重要 12,24 。蘿卜生物量及生長速度隨著光強的增加 而顯著增加 25- 27 。 Hall 17 研究不同光照強度對蘿卜 根形成的影響發(fā)現(xiàn)蘿卜根直徑隨著光強的增加 （ 75 250E·m - 2 ·s - 1 ）而顯著增加，而根長則在光照 75E·m - 2 ·s - 1 時最長。本試驗表明， 3種光照強度下櫻 桃蘿卜肉質(zhì)根根長無顯著差異，但根直徑表現(xiàn)出隨 光強增強而顯著增強的特點。說明增加光強主要是 通過促進肉質(zhì)根的增粗而提高肉質(zhì)根的生物量，本 研究也證實蘿卜肉質(zhì)根的生長相較地上部受光強的 影響更為顯著。 2R:1B和 1R:1B 兩種光質(zhì)下，蘿卜 的根直徑、根體積、肉質(zhì)根干鮮重以及根冠比均表 現(xiàn)出隨光強增加而增加的趨勢。而地上部僅新葉葉 綠素含量表現(xiàn)為隨光強增加而增加的趨勢。 Hole等 19 研究也證實低光強會導(dǎo)致地上部和地下部重量的降 低，并且對地下部的影響大于地上部。本試驗中相 同紅藍光配比下， 光強 300mol·m - 2 ·s - 1 處理的地上部 鮮重均略低于光強 240mol·m - 2 ·s - 1 ，而地上部干重則 無顯著差異， 可能是由于光強 300mol·m - 2 ·s - 1 處理下 溫度略高于光強 240mol·m - 2 ·s - 1 處理， 導(dǎo)致蘿卜蒸騰 速率較快，從而使蘿卜植株含水率降低。 綜合光強和紅藍光配比對櫻桃蘿卜的影響發(fā) 現(xiàn)，蘿卜的生長受光強影響顯著，同時也依賴于光 質(zhì)的作 用 。光強為 240mol·m - 2 ·s - 1 時，新葉葉綠素含 量、根直徑、根冠比、地上部和肉質(zhì)根干鮮重 多 個 指標 不同光質(zhì)處理間均表現(xiàn)出顯著差異。而光強為 180和 300mol·m - 2 ·s - 1 時，不同紅藍光光質(zhì)處理 各 個 指標 均無顯著差異。 另 一方 面 ， 光強為 240mol·m - 2 ·s - 1 時不同紅藍光配比處理間的差異 又 要高于不同光強 處理間的差異。說明當光強和光質(zhì)同時作 用 于蘿卜且 光強相對較高或較低時，光強是影響蘿卜生長的 首 要 因素，而當光強適 宜 時，光質(zhì)的作 用 效 果更為顯著。 本研究證實，相對于較低的紅藍光配比（ 1R:1B）， 較高的紅藍光配比（ 2R:1B）更有利于促進櫻桃蘿卜的 生長發(fā)育， 并且這種促進作 用 在光強為 240mol·m - 2 ·s - 1 時更為顯著。在 180 300mol·m - 2 ·s - 1 的光強 范圍 內(nèi)， 櫻桃蘿卜肉質(zhì)根的生長發(fā)育隨著光強的增加而增 加，光強為 240和 300mol·m - 2 ·s - 1 時，櫻桃蘿卜的根 才 能膨大增粗形成肉質(zhì)根，地上部受光強影響相對 較 小 。 總 之，一 定 強度的 LED紅藍光質(zhì)是植物 工廠 櫻桃蘿卜高產(chǎn)的光 環(huán)境 基 礎(chǔ) ，并且光強高于一 定 水 平時紅藍光質(zhì)的調(diào) 控 作 用 更為顯著。因 此 ，在植物 工廠條件 下生產(chǎn)櫻桃蘿卜可以在 保 證一 定 光強的基 礎(chǔ) 上，通過調(diào) 控 紅藍光配比 來 促進生長，提高產(chǎn)量， 相比增加光強更加節(jié)能有 效 。 參考文獻 References 1Watanabe H.Light-controlled plant cultivation system in Japan-development of a vegetable factory using LEDs as a light source for plantsJ.Acta Horticulturae,2011,907:37-44. 2劉文科 ,楊其長 ,邱志平 ,等 .LED光質(zhì)對豌豆苗生長、光合色 素和營養(yǎng)品質(zhì)的影響 J.中國農(nóng)業(yè)氣象 ,2012,33(4):500-504. Liu W K,Yang Q C,Qiu Z P,et al.Effect of LED light quality on growth,photosynthetic pigment and nutrient quality of pea seedlingsJ.Chinese Journal of Agrometeorology,2012,33(4): 第 3期 查凌雁等：不同光強下紅藍光配比對櫻桃蘿卜生長與產(chǎn)量的影響 ·167· 500-504.(in Chinese) 3劉素慧 ,張立偉 .紅藍光質(zhì)對香椿芽苗菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響 J. 中國農(nóng)業(yè)氣象 ,2015,36(3):306-312. Liu S H,Zhang L W.Effect of red and blue light on the nutritional quality of Chinese toon sproutsJ.Chinese Journal of Agrometeorology,2015,36(3):306-312.(in Chinese) 4Goto E.Plant production in a closed plant factory with artificial lightingJ.Acta Horticulturae,2012,956(1):37-49. 5Shiina T,Hosokawa D,Roy P,et al.Life cycle inventory analysis of leafy vegetables grown in two types of plant factoriesJ.Acta Horticulturae,2011,919(901):115-122. 6Kang J H,Krishnakumar S,Atulba S L S,et al.Light intensity and photoperiod influence the growth and development of hydroponically grown leaf lettuce in a closed-type plant factory systemJ.Horticulture,Environment,and Biotechnology, 2013,54(6):501-509. 7馬太光 ,陳曉麗 ,郭文忠 ,等 .不同紅外補光模式對植物工廠生 菜生長及品質(zhì)的影響 J.中國農(nóng)業(yè)氣象 ,2017,38(5):301-307. Ma T G,Chen X L,Guo W Z.Effects of far-red light on the growth and qualities of lettuce in plant factoryJ.Chinese Journal of Agrometeorology,2017,38(5):301-307.(in Chinese) 8Kozai T.Plant factory in Japan-current situation and perspectivesJ.Chronica Horticulturae,2013,53(2):8-11. 9Hogewoning S W,Trouwborst G,Maljaars H,et al.Blue light dose-responses of leaf photosynthesis,morphology,and chemical composition of Cucumis sativus grown under different combinations of red and blue lightJ.Journal of Experimental Botany,2010,61(11):3107-17. 10Bukhov N G,Bondar V V,Drozdova I S,et al.Development of storage roots in radish (Raphanus sativus) plants as affected by light qualityJ.Journal of Plant Physiology,1996,149(3-4): 405-412. 11Kara A N,Kotov A A,Bukhov N G.Specific distribution of gibberellins,cytokinins,indole-3-acetic acid,and abscisic acid in radish plants closely correlates with photomorphogenetic responses to blue or red lightJ.Journal of Plant Physiology, 1997,151(1):51-59. 12Samuolien G,Sirtautas R,Brazaityt A,et al.The impact of red and blue light-emitting diode illumination on radish physiological indicesJ.Central European Journal of Biology, 2011,6(5):821-828. 13Yorio N C,Goins G D,Kagie H R,et al.Improving spinach, radish,and lettuce growth under red light-emitting diodes (LEDs) with blue light supplementationJ.Hortscience A Publication of the American Society for Horticultural Science,2001,36(2):380. 14Drozdova I S,Bondar V V,Bukhov N G,et al.Effects of light spectral quality on morphogenesis and source-sink relations in radish plantsJ.Russian Journal of Plant Physiology, 2001,48(4):415-420. 15Inada K,Yasumoto Y.Effects of light quality,daylength and pe</p>
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