不同光源对4种蔬菜幼苗生长发育的影响.pdf

20 Vegetables 2020 9 试验研究 不同光源对4种蔬菜幼苗生长发育的影响 李 符 1 米国全 2 史艳艳 2 杨 凡 2 唐艳领 2 孙天梅 1 王晋华 2 李志刚 1 王文博 3 1 邓州市农业技术推广中心 河南 邓州 474150 2 河南省农业科学院园艺研究所 河南 郑州 450002 3 邓州市构林镇 农业服务中心 河南 邓州 474150 收稿日期 2020 07 14 基金项目 河南省现代农业大宗蔬菜产业技术体系 S2010 03 G01 通讯作者 米国全 杨凡 摘要 为了解不同光源或光源组合对茄子 辣椒 番茄 黄瓜幼苗生长发育的影响 基于4种基本光 源 以白光为对照 比较分析了不同光源处理下蔬菜幼苗植株的壮苗指数 叶片数 叶面积 根系活力 和花蕾大小 结果表明 红蓝光源有利于提高4种蔬菜幼苗的壮苗指数 茄子 辣椒 番茄和黄瓜叶片数 分别在黄光或4 白2 红2 黄 2 白4 红2 黄 红蓝光和黄光光源下最多 茄子 番茄和黄瓜幼苗的叶面积在红 蓝光源下最大 而辣椒幼苗在红光光源下叶面积最大 茄子 辣椒 番茄和黄瓜根系活力分别在白光 4 白2 红2 黄 红蓝光和2 白4 红2 黄光源下最强 红光 黄光和红蓝光源可在一定程度上分别促进辣椒 番茄 和黄瓜幼苗的提前现蕾开花 尤以红蓝光源效果最为明显 对番茄 茄子 辣椒和黄瓜育苗来说 最好 的补光选择为红蓝光源 其次分别为黄光光源 白光光源 4白2红2黄光源和红光光源 关键词 光源 蔬菜 幼苗 生长 发育 Effects of Different Light Sources on Growth and Development of Four Vegetables Seedlings LI Fu 1 MI Guoquan 2 SHI Yanyan 2 Y ANG Fan 2 TANG Yanling 2 SUN Tianmei 1 WANG Jinhua 2 LI Zhigang 1 WANG Wenbo 3 1 Dengzhou Agricultural Technology Extension Center Dengzhou 474150 China 2 Horticultural Institute Henan Academy of Agricultural Sciences Zhengzhou 450002 China 3 Dengzhou Goulin Town Agricultural Service Center Dengzhou 474150 China Abstract In order to understand the effects of different light sources or combinations of light sources on the growth and development of eggplant pepper tomato and cucumber seedlings based on four basic light sources and taking white light as the control the seedling index leaf number leaf area root activity and ower bud size of vegetable seedlings under different light sources were compared and analyzed The results showed that the red and blue light source was bene cial to improve the seedling index of four kinds of vegetable seedlings The number of leaves of eggplant pepper tomato and cucumber was the most under yellow light or 4W2R2Y 2W4R2Y red and blue light yellow light source respectively The leaf area of 21 Vegetables 2020 9 试验研究 eggplant tomato and cucumber seedlings was the largest under red and blue light source while that of pepper seedling was the largest under red light source Eggplant pepper tomato and cucumber had the strongest root activity under white light 4W2R2Y red and blue light and 2W4R2Y light sources respectively To a certain extent red light yellow light red and blue light source could promote the early budding and owering of pepper tomato and cucumber seedlings respectively especially the effect of red and blue light source was the most obvious Therefore for tomato eggplant pepper and cucumber seedlings the best light source was red and blue light source while the second choice was yellow light source white light source 4W2R2Y light source and red light source respectively Keywords light source vegetable seedling growth development 河南省作为全国设施蔬菜重点生产区域 设施蔬菜面积近40万hm 2 1 2 而河南省冬季日 照百分率只有45 60 3 每年11月至次年 2月是茄果类 瓜类蔬菜的关键育苗期 低温 寡照等不良天气频发 已成为温室大棚蔬菜幼 苗生长的重要制约因素 虽然生产上可以通过 清洗棚膜 延长光照时间 喷施叶面肥 红糖 水 核苷酸 等方式得到一定缓解 4 但并不 能从根本上解决低温寡照对蔬菜幼苗造成的不 良影响 作物生长发育离不开光照 光照参与 作物新陈代谢和形态建成 而人工补光技术成 为提高设施蔬菜育苗效率的重要手段 通过补 光所育幼苗生长茁壮 抗逆性强 不易发生徒 长 5 本研究利用不同光源及其配比所形成的 光环境 以番茄 茄子 辣椒和黄瓜为供试材 料 通过对不同光环境下蔬菜幼苗生长发育的 影响研究 试图为蔬菜育苗提供最合适的补光 方式 以期指导蔬菜育苗生产 1 材料和方法 1 1 供试材料 1 1 1 基质及苗盆 试验所用的基质为W32优质混合型泥炭 由 山东省寿光市天丰园艺材料厂生产 苗盆规格为 5 cm 5 cm 从郑州双桥花卉市场购买 1 1 2 肥料 整个生育期浇灌花无缺全水溶性肥料 20 10 20 TE无脲态氮配方 高氮高钾型 上海 永通化工有限公司生产 1 1 3 供试蔬菜品种及来源 供试蔬菜分4种 各种蔬菜品种及来源具体 见表1 1 1 4 光源设备 红蓝光源为SK 1339型LED补光灯 由东莞 生物光环境科技有限公司生产 白光 红光 黄 光源均为欧普28W灯管 1 2 试验设计 试验在河南省农业科学院园艺研究所植物 生理生化实验室人工气候室中进行 光源有白 光 W 红光 R 黄光 Y 和LED红蓝 组合光 试验设7个光源处理 各处理均使用8 根灯管 光源及其组合排列顺序如表2 光通量 PPFD 均在距离灯管16 cm处测量 4种蔬菜均于3月20日播种 播后分别置于7个 光源处理条件下 光周期为白天12 h 夜晚12 h 直至4月28日试验结束 每处理10株 设3次重 复 分别取4种蔬菜幼苗叶片进行指标测定 各处 理随机取5株 黄瓜取样与测定日期为4月15日 番茄为4月17日 茄子和辣椒均为4月28日 苗期 管理方法 幼苗子叶展平后开始浇600倍全水溶性 肥 1周2次 其余浇清水保持其湿度 1 3 测定项目及方法 株高采用直尺测量 茎粗采用游标卡尺测 量 测量部位为子叶下方1 cm处 采用烘干法测 量植株干质量 利用以下公式计算壮苗指数 植 株壮苗指数 茎粗 株高 全株干质量 6 叶面积 采用硫酸纸称质量法测定 只计算长度大于1 cm 以上的叶片 7 根系活力采用氯化三苯基四氮唑 TTC 还原法测定 8 花蕾大小采用游标卡尺 测量 1 4 数据分析方法 为便于更为直观和简洁地了解不同光源对蔬 22 Vegetables 2020 9 试验研究 菜幼苗生长发育的影响 采用灰色关联理论对不 同光源进行综合评价 评价指标包括壮苗指数 根系活力 叶片数 叶面积和早熟性 对应花蕾 大小 茄子幼苗无此项 采用Excel 2003软件处理数据 采用SPSS软 件进行统计分析 并运用LSD检验法进行显著性 差异 P 0 05 检验 结果数据为平均值 标准 差 2 结果与分析 2 1 不同光源对蔬菜幼苗壮苗指数的影响 从表3可以看出 对于茄子幼苗来说 处理7 植株壮苗指数最大 比对照增加32 6 其次为 处理2 比对照增加16 6 二者显著高于对照 处理4 处理6分别比对照降低16 4 和22 1 显著低于对照 处理3 处理5稍高于对照 但 与对照无显著差异 对于辣椒幼苗来说 处理 7植株壮苗指数最大 比对照增加68 2 其余 依次为处理2 处理5 处理4 分别比对照增加 43 5 25 0 和23 2 均显著高于对照 处理 6比对照降低37 5 显著低于对照 对于番茄 幼苗来说 处理7植株壮苗指数最大 比对照增 加90 7 处理3比对照增加11 9 二者显著高 于对照 处理2 处理4 处理5 处理6均高于对 照 但与对照无显著差异 对于黄瓜幼苗来说 处理7植株壮苗指数最大 比对照增加70 1 处理2比对照增加34 4 二者显著高于对照 处理3 处理4 处理5 处理6分别比对照降低 23 2 33 2 26 1 和22 0 均显著低于对 照 以上结果表明 在茄子 辣椒 黄瓜育苗过 程中 合理补充红蓝光源或红光更有利于培育壮 苗 而番茄育苗过程中 合理补充红蓝光源或黄 表3 不同光源对蔬菜幼苗壮苗指数的影响 处理 壮苗指数 茄子 辣椒 番茄 黄瓜 1 CK 0 585 0 003c 0 336 0 022c 0 227 0 025c 0 241 0 006c 2 0 682 0 030b 0 482 0 021b 0 233 0 002bc 0 324 0 014b 3 0 613 0 014c 0 325 0 026c 0 254 0 027b 0 185 0 009d 4 0 489 0 024d 0 414 0 076b 0 245 0 002bc 0 161 0 014d 5 0 621 0 060bc 0 420 0 028b 0 231 0 004bc 0 178 0 023d 6 0 456 0 041d 0 210 0 039d 0 243 0 007bc 0 188 0 022d 7 0 776 0 048a 0 565 0 028a 0 433 0 003a 0 410 0 034a 注 表中同列数据后不同字母表示0 05水平差异显著 P 0 05 未标注字母者表示0 05水平方差分析差异不显著 表 4 7同 表1 供试蔬菜品种及来源 蔬菜种类 品种 来源 番茄 东风一号 寿光南澳绿亨农业有限公司 黄瓜 博杰616 天津德瑞特种业有限公司 辣椒 牟椒10号 郑州市明星种子有限公司 茄子 绿玉2号 河南省农业科学院园艺研究所 表2 不同光源 组合 处理设计 处理 光源 组合 光通量 mol m 2 s 1 CK 8W 285 2 8R 347 3 8Y 298 4 2W4R2Y R Y W R R W Y R 278 5 4W2R2Y W Y R W W R Y W 286 6 3W3R2Y R Y W R W R Y W 277 7 LED红蓝光 373 23 Vegetables 2020 9 试验研究 光更有利于培育壮苗 2 2 不同光源对蔬菜幼苗叶片生长状况的影响 不同光源处理对蔬菜幼苗叶片生长状况的影 响见表4 从表4可以看出 对于茄子幼苗来说 处理3 处理4 处理5可以增加茄子叶片数 处 理6则少于对照 各处理与对照均无显著差异 对于辣椒幼苗来说 处理4植株叶片数最多 比 对照增加8 1 处理6比对照降低10 6 二者与 对照差异显著 其余处理与对照均不显著 这表 明在2W4R2Y光源下 有利于辣椒幼苗叶片数量 的增加 对于番茄幼苗来说 处理7的叶片数最 多 而处理6下则最少 所有处理与对照均无显 著差异 对于黄瓜幼苗来说 处理3可增加黄瓜 叶片数 处理5叶片数则少于对照 所有处理与 对照均无显著差异 从表4还可以看出 对于茄子幼苗来说 处 理6的叶面积比对照减少37 8 显著低于对照 处理2 4 5 7叶面积大于对照 但与对照均 无显著差异 对于辣椒幼苗来说 处理2植株叶 面积最大 处理2 3 4 5 7分别比对照增加 50 1 29 7 41 8 38 4 和22 2 处理 6则降低9 7 所有处理与对照差异均达显著水 平 对于番茄幼苗来说 处理7的叶面积最大 比对照增加45 7 二者差异显著 其余处理与 对照均无显著差异 对于黄瓜幼苗来说 处理7 的叶面积最大 处理2 3 6 7分别比对照增 加30 2 24 1 7 6 43 2 均显著大于对 照 处理4 5与对照差异不显著 以上结果表 明 在茄子育苗过程中 红蓝光组合或4W2R2Y 光源可增加幼苗叶面积 在辣椒育苗过程中 红 光 黄光及各组合光源 3W3R2Y除外 均有利 于叶面积增长 番茄育苗过程中 红蓝光组合更 有利于叶面积增长 黄瓜育苗过程中 红蓝光组 合 红光 黄光 红蓝光组合及3W3R2Y组合光 源利于叶面积增长 2 3 不同光源对蔬菜幼苗根系活力的影响 从表5可以看出 对于茄子幼苗来说 各处 理根系活力均低于对照 但与对照间无显著差 异 对于辣椒幼苗来说 处理5根系活力最大 与对照无显著差异 处理3 处理4 处理7显 著低于对照 分别比对照减少34 3 41 2 28 7 对于番茄幼苗来说 红蓝光组合和 4W2R2Y光源可增加根系活力 但各处理根系活 力与对照间无显著差异 对于黄瓜幼苗来说 处 理4根系活力最大 处理4 处理5分别比对照增 加115 5 110 1 与对照间差异显著 2 4 不同光源对蔬菜幼苗发育的影响 从表6可以看出 辣椒 番茄和黄瓜在处理 2 7条件下的花蕾均大于对照 在辣椒幼苗中 所有处理的花蕾均显著大于对照 其中以处理 7的花蕾最大 比对照增加82 6 在番茄幼苗 中 同样处理7的花蕾最大 处理3 处理4 处 理6 处理7分别比对照增加111 5 82 7 48 1 203 8 均显著大于对照 在黄瓜幼苗 中 同样以处理7的花蕾最大 处理2 处理3 处理4 处理7分别比对照增加28 7 25 3 18 0 和70 0 均显著大于对照 2 5 多目标综合评价 在不同光源下 不同蔬菜种类综合评价的加 权关联度及排序见表7 可以看出 对番茄幼苗 表4 不同光源对蔬菜幼苗叶片生长的影响 处理 茄子 辣椒 番茄 黄瓜 叶片数 个 叶面积 cm 2 叶片数 个 叶面积 cm 2 叶片数 个 叶面积 cm 2 叶片数 个 叶面积 cm 2 1 CK 7 67 0 58ab 765 6 57 7a 16 0 1 0b 458 6 2 8e 6 3 0 6 512 2 7 8b 5 0 0 0 540 9 13 5de 2 7 67 0 58ab 795 9 85 0a 15 7 0 6bc 688 4 8 4a 6 3 0 6 528 4 12 8b 5 0 0 0 704 4 19 6b 3 8 33 0 58a 759 7 58 8a 16 3 0 6ab 594 6 20 9c 6 7 0 6 537 0 26 6b 5 3 0 6 671 2 12 3b 4 8 00 0 00ab 779 8 47 9a 17 3 0 6a 650 5 14 3b 7 0 1 0 551 8 28 8b 5 0 0 0 573 3 22 2cd 5 8 33 0 58a 819 4 36 9a 16 7 0 6ab 634 7 7 9b 7 0 1 0 548 6 15 3b 4 7 0 6 532 5 23 0e 6 7 00 1 00b 476 1 17 2b 14 3 0 6d 414 3 23 8f 6 0 1 0 553 1 22 8b 5 0 0 0 582 1 28 9c 7 7 67 0 58ab 852 5 44 3a 16 7 0 6ab 560 3 13 2d 7 3 0 6 746 5 42 9a 5 0 0 0 774 8 23 9a 24 Vegetables 2020 9 试验研究 来说 综合评价排序依次为处理7 处理3 处理 4 处理5 处理6 处理2 处理1 表明红蓝光 源最好 其次为黄光光源 对照白光条件下番茄 幼苗综合评价最差 对于茄子幼苗来说 处理7 处理1 处理2 处理5 处理3 处理4 处理6 表明红蓝光源最好 其次为对照白光光源 对于 辣椒幼苗来说 处理7 处理5 处理2 处理4 处理3 处理1 处理6 表明红蓝光源最好 多 种光源组合都优于对照 3W3R2Y除外 对于 黄瓜幼苗来说 处理7 处理2 处理4 处理5 处理3 处理6 处理1 表明红蓝光源最好 其 次为红光光源 对照白光光源综合评价最差 3 结论与讨论 光是植物生长发育最重要的环境因子之一 不仅是植物生长的能源 还可作为植物某些生命 活动的信号 影响植物的生长发育和新陈代谢 植物通过光受体感受光源 光强 光周期及光方 向而影响植物的整个生命周期 LED光源是一种 新型高效的节能光源 具有光谱能量调制便捷 发热低 节能环保等重要特点 有望取代传统的 补光光源 壮苗指数是目前广泛用于评价幼苗生长质量 状况的壮苗指标之一 刘振威等 9 研究表明 红 光 黄光处理不利于番茄幼苗壮苗指数的提高 红蓝光比1 1和红蓝紫光比5 3 2处理下番茄 壮苗指数最优 本研究中红光确实不利于提高番 茄壮苗指数 但黄光有利于提高番茄壮苗指数 红蓝光源最优 而在茄子 辣椒和黄瓜育苗过程 中 合理补充红蓝光源或红光更有利于培育壮 表5 不同光源对蔬菜幼苗根系活力的影响 处理 根系活力 茄子 辣椒 番茄 黄瓜 1 CK 304 47 69 94 355 48 21 17a 262 14 97 10ab 96 97 27 02b 2 256 28 37 60 317 58 28 34ab 261 98 63 52ab 178 22 37 10ab 3 242 37 47 01 233 61 62 37bc 189 49 36 96b 135 62 67 92ab 4 264 97 30 38 209 02 80 75c 231 73 64 41b 208 94 57 43a 5 238 85 44 58 410 66 57 67a 299 54 62 39ab 203 73 50 02a 6 258 77 26 81 383 88 70 91a 254 10 67 51ab 181 36 58 29ab 7 261 87 41 54 253 36 13 09bc 354 62 64 01a 176 18 43 14ab 表6 不同光源对蔬菜幼苗花蕾大小的影响 处理 花蕾大小 茄子 辣椒 长 宽 cm cm 番茄 长度 cm 黄瓜 长度 cm 1 CK 0 264 0 013e 0 52 0 08e 1 50 0 10d 2 0 408 0 020bc 0 63 0 21de 1 88 0 10b 3 0 466 0 053ab 1 10 0 10b 1 77 0 12bc 4 0 401 0 014cd 0 95 0 18bc 1 93 0 12b 5 0 458 0 042abc 0 73 0 06cde 1 67 0 12cd 6 0 384 0 021d 0 77 0 21cd 1 67 0 12cd 7 0 482 0 046a 1 58 0 03a 2 55 0 15a 注 1 因茄子苗期没有现蕾则无数据 2 因辣椒的花蕾比较短粗 考虑以长 宽来表示 而番茄和黄瓜的花蕾长度比宽 度要大得多 则以长度表示大小 mg g h 25 Vegetables 2020 9 试验研究 苗 不同光源或光源组合对不同蔬菜幼苗叶片 数有不同的影响 对于茄子幼苗来说 黄光或 4W2R2Y光源可以增加茄子幼苗叶片数 对于辣 椒幼苗来说 2W4R2Y光源下 植株叶片数最 多 对于番茄幼苗来说 红蓝光源下 番茄所 产生的叶片数最多 与茄子 辣椒幼苗相同 3W3R2Y光源下叶片数最少 对于黄瓜幼苗来 说 黄光可增加黄瓜叶片数 而4W2R2Y光源下 叶片数最少 不同光源或光源组合对不同蔬菜幼苗叶面积 也有不同影响 对于茄子 番茄和黄瓜幼苗来 说 红蓝光源下植株叶面积最大 而辣椒幼苗在 纯红光源下叶面积最大 在3W3R2Y光源下 茄 子和辣椒植株叶面积最小 根系活力是反映根系生长状况的重要指标之 一 对于茄子幼苗来说 对照与所有处理均无显 著差异 对于辣椒幼苗来说 4W2R2Y光源下根 系活力最大 对于番茄幼苗来说 对照与所有处 理均无显著差异 对于黄瓜幼苗来说 2W4R2Y 光源下根系活力最大 不同光源或光源组合对蔬菜幼苗现蕾早晚有 一定影响 对于辣椒 番茄和黄瓜幼苗来说 红 蓝光源处理下植株现蕾开花都有所提前 其他处 理均比对照显著提高或有所增加 说明红光 黄 光和蓝光对3种蔬菜幼苗的花芽分化都有一定的 促进作用 通过多目标综合评价 对不同光源处理进行 了加权关联度排序 结果表明 对番茄 茄子 辣椒和黄瓜育苗来说 最好的补光光源为红蓝光 源 参考文献 1 李胜利 孙治强 河南省蔬菜工厂化育苗产业提升浅析 J 中国瓜菜 2016 29 3 36 38 2 李胜利 孙治强 河南省蔬菜集约化育苗现状 存在的 问题及建议 J 中国瓜菜 2012 25 6 61 64 3 张真和 我国发展现代蔬菜产业面临的突出问题与对 策 J 中国蔬菜 2014 8 1 6 4 文莲莲 李岩 张聃丘 等 冬季温室补光时长对番茄幼 苗生长 光合特性及碳代谢的影响 J 植物生理学 报 2018 54 9 1490 1498 5 陈鹏涛 夏木凤 申宝营 弱光下补充红蓝光对番茄幼 苗生长及叶绿素荧光参数的影响 J 亚热带农业研 究 2018 14 2 122 127 6 米国全 程志芳 赵肖斌 等 珍珠岩配比基质结合浇灌 营养液对番茄穴盘幼苗生长发育和根际环境的影响 J 河南农业科学 2012 41 12 114 116 122 7 米国全 黄瓜苗期弱光胁迫的生理及分子机制响应研 究 D 北京 中国农业大学 2008 8 邹琦 植物生理学实验指导 M 北京 中国农业出版 社 2000 9 刘振威 孙丽 方婷婷 等 不同光质及组合对番 茄幼苗生长及生理特性的影响 J 华北农学 报 2015 30 5 141 145 蔬 表7 不同光源下不同蔬菜种类综合评价的加权关联度及排序 处理 番茄 茄子 辣椒 黄瓜 关联度 排序 关联度 排序 关联度 排序 关联度 排序 1 CK 0 434 7 0 666 2 0 530 6 0 451 7 2 0 447 6 0 656 3 0 704 3 0 603 2 3 0 498 2 0 584 5 0 557 5 0 484 5 4 0 488 3 0 543 6 0 594 4 0 517 3 5 0 484 4 0 614 4 0 760 2 0 485 4 6 0 462 5 0 439 7 0 529 7 0 478 6 7 0 950 1 0 860 1 0 791 1 0 844 1 注 灰色关联度指标评价依据表3 6所示数据 表中光源综合评价排序的序号越大 表明该光源综合评价越差