两种LED光源对设施辣椒栽培效果研究_马艳.pdf

两种 LED光源对设施辣椒栽培效果研究马 艳1， 孙小丽2， 于秀针2， 喻 晨2， 姜鲁艳1， 张彩虹1， 马彩雯1（ 1 新疆农业科学院农业机械化研究所，新疆乌鲁木齐 830091；2.新疆设施农业工程与装备工程技术研究中心）摘 要 以 2 种不同光质 LED 为光源，以自然光为对照，研究了 2 种不同光质（处理 Ⅱ 红︰蓝 5︰ 1 和处理 Ⅲ 红︰蓝 7︰ 1）在相同补光时间（ 3 小时）对设施辣椒生长指标 、果实品质和产量的影响。 结果表明，处理Ⅱ有利于提高辣椒果实的单果重（ 54.02g）以及单株产量（ 486.18g），处理 Ⅱ和处理Ⅲ 辣椒单果重和单株产量分别比对照提高了 16.42、6.25和 12.33、6.18，处理 Ⅱ 果实维 C含量相对对照和处理Ⅲ分别提高了 155.06和 18.87，而处理Ⅲ果实氨基酸总量分别比对照和处理Ⅱ提高了 6.13和 6.37。可以看出，无论是从生长指标还是果实产量和品质方面来看，处理 Ⅱ 红︰蓝 5︰ 1 在各方面均表现良好，推荐在温室早春茬辣椒生产中使用。关键词 LED 灯；辣椒；品质；产量R /B＝7︰1 。处理Ⅲ新疆紫金光电技术有限公司生产的 LED 灯管，红蓝光配比为 R/B＝5︰1 。各处理各设置灯管 5 盏 。1.2 试验材料与处理试验在新疆农业科学院农业机械化研究所连栋温室内进行。 以新疆本地辣椒品种 “猪大肠” 为试验材料，2015 年 12 月 20 日播种，穴盘基质育苗，2 月 19 日定植于塑料栽培盆中，7 月 15 日拉秧 。栽培盆规格为0.8m 0.3m 0.35m，栽培基质为草炭︰珍珠岩︰羊粪3︰1︰1，每个处理种植 6 盆，每盆种 4 株，槽间距为0.6m 。每个栽培盆上方吊挂 1 条补光灯，每个处理 6条，各补光灯串联。 各光源互不干扰。 补光灯吊挂在植株生长点上方 15cm 处，到达辣椒灌层顶部的光合量子通量为 200 μmol/（m2/ s），根据辣椒的生长情况实时调节光源位置 。辣椒从定植后 20 天开始进行补光处理，每天补光 3h，补光时间为晚上 20302330 。用定时器控制补光时间。 其他同日常栽培方法管理。1.3 测定指标及方法定植后每隔 15 天测量辣椒植株株高 、茎粗 、主茎叶片数及叶片叶绿素含量，在辣椒结果盛期测定辣椒地上部、 地下部生物量。 果实品质的测定Vc 含量用钼蓝比色法，氨基酸含量用用氨基酸自动分析仪测定。辣椒成熟后，称重，分别记录单株产量 、单株结果数。1.4 数据分析试验数据采用 Excel2003 软件处理，DPS 软件进行 Duncan 方差分析 。2 结果与分析2 .1 不同光质 LED 灯对辣椒株高和茎粗的影响不同光质 LED 对辣椒株高的影响见图 1（左），随着辣椒生长，株高不断增加。 定植后 15 天，以处理Ⅲ的辣椒株高最高，对照其次，处理Ⅱ最低 。在定植后 30天，以对照的株高相对其他两个处理较高 。定植后 45光是温室蔬菜作物进行光合作用，形成温室内温度、 湿度条件的能源[ 1-2]。冬春季节由于低温 弱光 、阴雨雪高湿天气较为集中，加之温室骨架结构 、覆盖材料等影响，温室内部光照不足，不能满足蔬菜作物生长发育的需要，使得温室内作物落花落果 、生长发育缓慢 、果实膨大受阻 、畸形果多，造成蔬菜作物产量下降，品质变差[ 2]。调节好温室内的光照环 境是实现作物高产优质的重要因素，因此，人工补光光源成为了解决温室光照环境的首要选择。 当前生产上常用的人工光源有荧光灯、 白炽灯、 高压钠灯、 高压汞灯等，但这些补光灯均存在光效低 、能耗大 、热效应高等缺点[ 3]。而 LED 作为一种冷光源，可近距离照射植物，其电源电压较低，功率也较低，耗电量分别是普通白炽灯的 1/8 、荧光灯的1/2，使用寿命长达 50000h，可以根据实际需要进行光量与光质的分散或组合控制[ 4]。目前， LED 在设施蔬菜上的应用多集中于对生菜[ 5-7]、乌塌菜[ 8]等叶菜类以 及茄子[ 9]、番 茄[ 10]、黄 瓜[ 11,12]、辣 椒[ 13]等茄果类幼苗的研究 ，而对于成株辣椒生育期生长指标 、产量和品质的影响还研究较少。 因此，本试验以设施辣椒为研究对象，对比了两种不同光质 LED 对辣椒生长发育 、品质和产量的影响。 旨在探究不同光质对设施辣椒的影响机制，试图找出适宜设施辣椒栽培的 LED 光质，为温室辣椒补光栽培技术提供相关理论依据。1 材料和方法1 .1 光源试验设置 3 个处理，以不补光为对照（处理Ⅰ），LED 光源处理为红蓝配比光 R/B＝7︰1（处理Ⅱ）以及红蓝配比光 R/B＝5︰1（处理Ⅲ） 。处理所用 LED 光源分别采用处理Ⅱ广东惠州可道科技有限公司生产的 LED 灯管, 红蓝光配比为基金项目 国家自然基金项目（ 51368060）作者简介马艳1987- ，女，助理研究员，硕士，专业方向设施蔬菜栽培与生理。＊通信作者张彩虹（ 1982-），女，助理研究员，专业方向设施蔬菜栽培生理。试验研究 现代园艺 2018 年第 4 期輦輲訛DOI10.14051/ki.xdyy.2018.07.009天， 仍然以处理Ⅲ的株高最高，处理Ⅱ和对照之间的株高差异不显著。不同光质 LED 对辣椒茎粗的影响见图 1（右），由图可知，在定植后 15 天，各处理间茎粗变化不显著。 随着定植天数的增加，对照 、处理Ⅱ和处理Ⅲ辣椒茎粗的增加量较前一时期分别增加了 42.97 、42.42和36.34，以对照和处理Ⅱ辣椒茎粗增加较快 。2.5 不同光质 LED 灯对辣椒果实品质的影响由表 3 可以看出，不同 LED 灯对辣椒果实 Vc 含量和氨基酸总含量的影响差异显著 。以处理Ⅱ的果实Vc 含量为最高，显著高于对照和处理Ⅲ，比对照和处理Ⅲ分别提高了 15.06和 18.7，而氨基酸总量以处理Ⅲ为最高，分别比对照和处理Ⅱ提高了 6.13和6.37 。图 1 2 种 LED 灯对辣椒株高和茎粗的影响2 .2 不同光质 LED 灯对辣椒叶片叶绿素含量的影响不同光质 LED 对辣椒叶片叶绿素含量的影响见图 2，可以看出，整个生育期内，LED 光质处理的辣椒叶片叶绿素含量显著高于对照，尤其以处理Ⅲ的辣椒叶片叶绿素含量为最高。 定植后 30 天，各处理辣椒叶片叶绿素含量达到最高值，以处理Ⅱ的辣椒叶片叶绿素含量最高，处理Ⅰ辣椒叶片叶绿素含量最低 。随着生育期的延长，辣椒叶片光合作用能力下降，叶片中叶绿素含量也逐渐下降，可以看出，在生长后期，对照叶片中叶绿素含量下降速度比其他两个处理相对较慢。2.3 不同光质 LED 灯对辣椒果实性状和产量的影响不同光质 LED 灯对辣椒地上部和地下部干物质量的影响见表 1，可以看出，各处理辣椒根冠比在0.110.13 之间 。处理Ⅱ辣椒地上部干重和地下部干重显著高于对照和处理Ⅲ，其中，处理Ⅱ辣椒地上部干重 、地下部干重分别比对照和处理Ⅲ高 9.02，4.18和 30.037，6.47 。图 2 两种 LED 灯辣椒叶片Spad 值表 1 2 种 LED 灯对辣椒地上部、 地下部生物量影响处理 地上部 / 干重g DW 地下部 / 干重g D W 根冠比 R/SⅠ 40.46Cc 4.53Cc 0.112Ⅱ 44.11Aa 5.91Aa 0.134Ⅲ 42.34Bb 5.55Bb 0.1312 .4 不同光质 LED 灯对辣椒果实性状和产量的影响由表 2 可以看出，不同光质 LED 灯对辣椒果实产量和单果重的影响差异显著 。红蓝光处理有利于果实的纵向生长，处理Ⅱ与处理Ⅲ的平均果长分别为18.7cm 和 20.1cm，与对照差异显著；各处理间果实宽度差异不显著。 适当的 LED 光源有利于提高辣椒果实的单果重和单株产量，其中以处理Ⅱ的果实单果重和单株产量显著高于处理Ⅲ和对照，处理Ⅱ和处理Ⅲ辣椒单果重和单株产量分别比对照提高了 16.42 、6.25和 12.33 、6.18 。表 2 两种 LED 灯处理对辣椒果实性状和产量的影响处理果实长/ cm果实宽/ cm单株结果 数 / 个单果重/ g单株产量/ gⅠ 18.0Bb 3.4Aa 9.3Aa 46.40Bb 432.80BbⅡ 18.7ABab 3.9Aa 9.0Aa 54.02Aa 486.18AaⅢ 20.1Aa 3.9Aa 9.3Aa 49.30ABab 459.54ABab表 3 两种 LED 灯处理对辣椒果实品质的影响处理 Ⅰ Ⅱ Ⅲ维生素 C（mg/100g） 49.40Cc 126.00Aa 106.00Bb氨基酸总和（） 0.897Bb 0.895Bb 0.952Aa3 讨论与结论维 生素 C（Vc）是辣椒果实中重要的营养成分 。本试验研究发现红蓝光 7︰1 和 5︰1 均能显著提高辣椒果实 Vc 含量，并且以处理Ⅱ辣椒果实 Vc 含量最高为126.0mg/100g，这与陈强[ 14]研 究结果一致，说明红蓝光配比可影响 Vc 合成 。同样发现红蓝组合光均能促进辣椒果实游离氨基酸的形成，不同光质对辣椒果实游离氨基酸的形成影响不一，其中以处理Ⅲ辣椒果实游离氨基酸含量显著高于对照和处理Ⅱ，这与吴根良[ 3]研究结果一致。不同光质 LED 灯对辣椒果实性状和产量的影响差异显著 。适当的 LED 光源和补光时间均能极显著或显著影响辣椒的商品性，红蓝光处理有利于果实的纵向和横向生长，处理Ⅱ与处理Ⅲ的平均果长和果实宽度分别为 18.7cm 、20.1cm 和 3.9cm 、3.9cm 。LED 光源有利于提高辣椒果实的单果重和单株产量，其中以处理Ⅱ的果实单果重和单株产量显著高于处理Ⅲ和对照，处理Ⅱ和处理Ⅲ辣椒单果重和单株产量分别比对照提高了 16.42 、6.25和 12.33 、6.18 。在本研究中，辣椒补光时间设定为 3h 时，盆栽辣椒的果实性状 、产量和品质与未补光处理相比均有显著提高，说明适当的 LED 光源和补光时间可显著影响辣椒的商品性，而前人研究中红蓝光 8︰3 补光 8h 时可提高 “杭椒一号 ”的商品率和产量，说明不同红蓝光质（单一光源或复合光源） 、补光时间对辣椒栽培效果2 018 年第 4 期 现代园艺 试验研究輦輳訛一定起始浓度的铅溶液对大蒜生长的影响王 志（辽宁省微生物科学研究院，辽宁朝阳 122000）摘 要 本试验依据芽高和鲜重指标，研究了一定起始浓度铅溶液对大蒜生长的影响，试验表明在 [0， 800]范围内，低浓度（ ＜200mg/L）促进芽苗的生长，并随浓度的升高而增强；浓度升高（ ≥200mg/l）后开始呈现抑制作用，随着浓度的升高而增强，并随着时间的延长抑制作用减弱，促进作用增强 。200mg/L 铅溶液浓度产生最高芽高和最大鲜重；铅溶液浓度达 800mg/L 时，芽高和鲜重最低。关键词 铅溶液；大蒜；生长4 0 ml）中，浇以不同浓度铅溶液 。试验在[0，800]范围内设 10 个浓度梯度，分别为 1 、2 、10 、50 、100 、200 、400 、600 、800mg/L 。每浓度为 1 个处理，3 次重复 。以自来水处理为空白对照。 试验过程中不施加任何营养物质。 始浇各种重金属溶液 200mL，随溶液吸收和蒸发，每隔 2 天，盘内补充水分到 20mL 。5 月 5 日开始试验，5 月 20 日待芽多数长出后测量记录生长状况，测量内容主要为芽高，每隔 2 天测量 1 次 。6 月 30 日多数蒜苗已长高并初步呈现滞长后测量鲜重 。最后对测量记录的结果进行统计分析。培养条件温室培养，温度 1825 ℃，湿度 75 。3 结果与分析表 1 列取了 5 月 20 日 6 月 30 日间隔不等的 10天中蒜瓣在不同浓度的铅溶液中出芽乃至长高情况，所列数据表明，一定起始浓度铅溶液对大蒜发芽及生长产生明显的影响，表现促进生长作用，也有抑制生长作用，在试验浓度范围内随着浓度的高低及培养时间的延长发生变化。 低浓度（＜200mg/L）促进生长，并随着浓度的升高而增强，芽苗高且粗壮。 例如5 月 20 日及 5 月 23 日芽苗生长初期呈现这一趋势，芽苗生长高随着我国工业的发展，土地铅污染有逐渐增加的趋势，尤其城市近郊，是城市居民食用蔬菜集中产地，受汽车尾气排铅沉降、 温室含铅塑料应用等因素的影响，是主要的污染区域 。铅毒性较强，是非营养元素，超过一定阈值会对种植产生伤害，含铅植物通过食物链进入人体后也会危害健康。 如何抑制和缓解铅污染危害，引起人们广泛关注 。大蒜是对铅污染有较高的耐受性的植物，对土壤铅具较强富集能力 。本试验在梯度铅溶液下对大蒜进行培养，研究大蒜在不同铅溶液浓度生长情况，并对这一过程中大蒜生长及生物产量的变化进行统计分析，以对土地铅污染的治理提供参考。1 供试材料试 验材料大蒜（ Allium sativum L. ） 购自本地市场，为本地大蒜晾干表皮的鳞茎 。2 试验方法剥去鳞茎外表皮 ，取蒜瓣，留一层外膜 。选择籽粒饱满 、大小一致 、健康无损伤的蒜瓣，以细塑料条穿成圆串，每串 20 瓣。 穿串时注意不要伤及蒜瓣的芯部，以免影响蒜瓣的发芽和生长，也不要造成伤口过大，以免蒜瓣腐烂。 试验过程中将串好的蒜串置于浅盘（容量的影响还需深入研究。本研究以 2 种不同光质 LED 为光源进行设施辣椒栽培，与对照相比，在相同补光时间（3h）下，无论是从生长指标还是果实产量和品质方面来看，处理Ⅱ红︰蓝 5︰1 在各方面均表现良好。 处理Ⅱ有利于提高辣椒果实的单果重（54.02g）以及单株产量（486.1g），处理Ⅱ辣椒单果重和单株产量比对照分别提高了16.42和 12.33 。果实维 C 含量比对照和处理Ⅲ分别提高了 15.06和 18.7，而处理Ⅲ果实氨基酸总量分别比对照和处理Ⅱ提高了 6.13和 6.37 。因此，推荐 LED 光质红︰蓝 5︰1 在早春茬辣椒设施栽培生产中使用 。 （ 收稿2017-11-13）参考文献 [1]王志敏 ,宋非非 ,徐志刚 ,等 .不同红蓝 LED 光照强度对叶用莴苣生长和品质的影响[J]. 中国蔬菜,2011,1644-49.[2]谢景 ,刘厚诚 ,宋世威 ,等 .光源及光质调控在温室蔬菜生产中的应用研究进展[J]. 中国蔬菜,201221-7.[3]吴根良 ,郑积荣 ,李许可 .不同 LED 光源对设施越冬辣椒果实品 质和产量的影响[ J].浙江农林大学学报,2014,312246-253.[4]郝东川 ,司宇 .LED 灯对设施栽培瓜果类蔬菜产量的影响 [J].长江蔬菜,20121858-60.[5]刘文科 ,杨其长 ,邱志平 ,等 .不同 LED 光质对生菜生长和营养品质的影响[J]. 蔬菜,2012,1163-65.[6]余意, 杨其长, 赵姣姣, 等.LED 光质对三种叶色生菜光谱吸收特性 、生长及品质的影响[J]. 照明工程学报,201324 增刊139-145.[7]余意 ,杨其长 ,刘文科 .LED 红蓝光质对两种叶色生菜产量和光合色素含量的影响[J]. 农业工程,20144 增刊1-3.[8]陈祥伟 ,刘世琦 ,王越 ,等 .不同 LED 光源对乌塌菜生长 、光合特性及营养品质的影响[J]. 应用生态学报,2014,2571955-1962.[9]由泉 ,董然 ,于锡宏 ,等 .不同补光强度对冬季温室茄子生长的影响[J].长江蔬菜,20151021-23.[10]蒲高斌, 刘世琦 ,刘磊 ,等 .不同光质对番茄幼苗生长和生理特性的影响[J]. 园艺学报,2005,323420-425.[11]谢景 ,刘厚诚 ,宋世威 ,等 .不同光质 LED 灯对黄瓜幼苗生长的影响[J]. 长江蔬菜,2012623-25.[12]令狐伟, 刘厚诚, 宋世威, 等.LED 绿光补光对黄瓜和番茄幼苗生长的影响[J]. 温室园艺,20151037-38.[13]周华, 欧阳雪灵, 刘淑娟, 等.LED 光强和光质对 “余干 ”辣椒幼苗生长和形态的影响[J]. 北方园艺,20161240-43.[14]陈强 ,刘世琦 ,张自坤 ,等 .不同 LED 光源对番茄果实转色期品质的影响[J]. 农业工程学报,2009,255156-161.试验研究 现代园艺 2018 年第 4 期輦輴訛DOI10.14051/ki.xdyy.2018.07.010