光照時長對菜心生長特性的影響

周賢玉 任海龍 孫藝嘉 鄒集文 肖婉鈺 張 晶 許東林

（廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，廣東廣州 510308）

菜心（Brassica campestrisL.ssp.chinesisvar.utilisTsenet Lee）又名菜薹，是十字花科蕓薹屬蕓薹種中的一、二年生草本植物[1-2]。菜心由白菜資源中容易抽薹的材料經(jīng)過長期選擇和栽培馴化而來[3]，主要分布于廣東、廣西、臺灣、香港、澳門等地，是嶺南地區(qū)最具影響力和代表性的特產(chǎn)蔬菜[4]。廣東省每年菜心栽培面積達20 萬hm2以上，僅廣州市播種面積就達1.68 萬hm2，占葉菜類播種面積的24%[5]。菜心有“蔬品之冠”的美稱，含有14 種微量元素，特別是P、Fe、Zn、Ca 等含量豐富[6]，具有很好的經(jīng)濟效益，既適合內(nèi)銷，又可出口創(chuàng)匯[1]。

光照是影響作物生長發(fā)育與形態(tài)建成的重要因素之一，不僅在誘導(dǎo)作物長勢方面起到重要作用，對抽薹開花的影響也較為顯著[7-9]。菜心生長周期短，復(fù)種指數(shù)高，可全年種植，花薹是其主要的收獲器官，但季節(jié)對菜心生長發(fā)育的影響較大。為此，本研究設(shè)置不同光照時長條件，探討光照時長對菜心生長特性的影響，以期為菜心田間生產(chǎn)和光合特性的研究提供科學(xué)依據(jù)與理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試驗材料為12 份菜心品種，保存于廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜種質(zhì)資源庫（表1）。

表1 供試菜心品種

1.2 試驗方法試驗于2021 年11 月至2022 年1月在廣州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院人工氣候室內(nèi)進行。播種日期為11 月15 日，育苗后選取生長一致的健壯幼苗移栽至盆栽種植。試驗設(shè)2 個光照時長處理，分別為：光12h/暗12h 和光16h/暗8h，25℃恒溫條件下培養(yǎng)，所用LED 燈光照強度為250μmol/m2s，光照光譜為白∶紅=3∶1。

1.3 調(diào)查分析方法待菜心生長達到采收標準（齊口花）時進行取樣測定。每個處理隨機取5 株菜心，測定的農(nóng)藝性狀包括：株高、株幅、最大葉長、最大葉寬、最大葉柄長、最大葉柄寬、主花薹的薹長、薹粗和薹重，參考陳仕軍等[10]的測定方法。采用Excel 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光照時長對菜心抽薹開花的影響不同光照處理下，菜心品種的抽薹開花時間存在一定差異（表2）。在抽薹時間方面，16h 光照處理與12h 光照處理相比，菜心品種平均抽薹時間提前了0.96d，差別不大。在12h 光照處理下，品種尖葉45 天的抽薹時間最短，為29d；70 天特青甜菜心（多心菜）的抽薹時間最長，為43d。在16h 光照處理下，尖葉45天、尖葉深油青（398）的抽薹時間最短，為29d；90天甜冠菜心王的抽薹時間最長，為43d。

表2 不同光照處理下菜心的抽薹、開花時間

在開花時間方面，16h 光照處理與12h 光照處理相比，菜心品種平均開花時間提前了4.90d，光照時長對開花時間的影響比對抽薹時間的影響要大。在12h 光照處理下，品種尖葉45 天和尖葉70 天的開花時間最短，同為34d；澤盈四九皇菜心的開花時間最長，為55d。在16h 光照處理下，尖葉深油青（398）的開花時間最短，為31d；90 天甜冠菜心王的開花時間最長，為52d。從結(jié)果中還可以看出，16h 光照處理比12h 光照處理菜心品種的抽薹至開花時間平均縮短了3.97d。其中，四九類型（早熟）菜心品種，如油青四九無渣甜菜心、澤盈四九皇菜心、中國50 天菜心王和特靚粗條31 號四九甜菜心等抽薹至開花時間大幅縮短，對光照時長的反應(yīng)比中晚熟菜心品種更敏感。

2.2 不同光照時長對花薹性狀的影響花薹是菜心的主要收獲器官，不同光照處理對菜心品種花薹生長的影響很大（表3）。本試驗分別統(tǒng)計了薹長、薹粗和薹重3 個花薹性狀的重要指標。結(jié)果表明，光照時長對菜心品種薹長的影響不一致，其中品種尖葉45 天、尖葉70 天、寧夏菜場-7 和無渣70 天尖葉油青甜菜心在16h 光照條件下薹長更長；其他品種在12h 光照條件下薹長更長。薹粗與薹長的結(jié)果類似，其中品種尖葉70 天、寧夏菜場-7、無渣70天尖葉油青甜菜心和90 天甜冠菜心王在16h 光照條件下薹粗更大，品種多為中晚熟類型；其他品種在12h 光照條件下薹粗更大。薹重的情況與薹粗一致，需要說明的是品種油青四九無渣甜菜心、中國50 天菜心王和全能王大種粗條80 天油青甜菜心在16h光照條件下的薹重僅為12h 光照條件下薹重的1/10左右，說明這些品種的花薹生長受到了嚴重抑制，而品種澤盈四九皇菜心和無渣70 天尖葉油青甜菜心的薹重在不同光照時長條件下比較穩(wěn)定，體現(xiàn)了對光照時長良好的耐受性。

表3 不同光照處理下菜心的花薹性狀統(tǒng)計

2.3 不同光照時長對菜心農(nóng)藝性狀的影響光照是影響作物生長發(fā)育與形態(tài)建成的重要因素。如表4 所示，16h 光照處理與12h 光照處理相比，多數(shù)菜心品種平均株高、株幅，最大葉的葉長、葉寬、葉柄長和葉柄寬有不同程度的下降。具體表現(xiàn)為，16h 光照處理下，僅有尖葉70 天、寧夏菜場-7 和無渣70天尖葉油青甜菜心3 個中熟品種的株高提高了，其余9 個品種的株高都下降了；株幅方面，16h 光照處理下菜心品種的株幅均比12h 光照處理下的要小，平均下降了25.72%；品種特靚粗條31 號四九甜菜心、油青四九無渣甜菜心、澤盈四九皇菜心、中國50天菜心王、70 天特青甜菜心（多心菜）、尖葉深油青（398）和全能王大種粗條80 天油青甜菜心在16h光照處理下最大葉的葉長、葉寬、葉柄長和葉柄寬都比12h 光照處理要小。與上述品種相反，90 天甜冠菜心王在16h 光照處理下最大葉的葉長、葉寬、葉柄長和葉柄寬都比12h 光照處理要大，可能與該品種是晚熟類型有關(guān)。品種尖葉45 天、尖葉70 天、寧夏菜場-7 和無渣70 天尖葉油青甜菜心最大葉的葉長、葉寬、葉柄長和葉柄寬在16h 光照和12h 光照條件下變化規(guī)律不一致，其中品種無渣70 天尖葉油青甜菜心的葉片形態(tài)在不同光照條件下差異最小。

表4 不同光照處理下菜心的農(nóng)藝性狀統(tǒng)計

3 結(jié)論與討論

植物能感覺到光照的變化并作出相應(yīng)的形態(tài)改變，進而影響植物抽枝長葉、開花結(jié)果、衰老死亡等生長變化[11]。抽薹開花是十字花科植物從葉叢中抽出花薹并現(xiàn)蕾開花的現(xiàn)象，是植株營養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵時期。抽薹開花的早晚是植物為了繁衍后代，在長期的進化過程中形成的特性[12]。抽薹是開花的前提，但抽薹不等于開花，盡管抽薹和開花關(guān)系密切，在遺傳上仍然不同。菜心屬長日照植物，但對光周期要求不嚴格[13]。本研究中，16h 光照處理與12h 光照處理相比，菜心品種平均抽薹時間提前了0.96d，開花時間提前了4.90d，其中早熟品種對光照時長的反應(yīng)比中晚熟菜心品種更敏感。本研究的結(jié)果與菜心的生長特性相一致，說明了日照長短主要影響的是菜心的開花時間，對于抽薹時間的影響不大。

蘇志能等[11]對菜心品種矮腳菜心的研究認為，光照時間影響菜心的生長速度，16h 照明條件下的菜心高，冠幅大，葉片長且寬，真葉數(shù)多，莖稈粗壯，根系發(fā)達，可食重、單株重都比較大；8h 照明條件下的菜心生長速度則相對遲緩。適當(dāng)延長光照時間有助于促進葉菜生長發(fā)育速度，縮短生產(chǎn)周期。劉淵川等[14]對菜心品種綠油501 菜心的研究也認為，延長LED 光源照射時間，能促進菜心植株的生長，增加莖粗及產(chǎn)量。本研究的結(jié)果認為，不同菜心品種對光照時長的反應(yīng)不一樣，16h 光照時長更有利于中晚熟菜心品種生長，而12h 光照處理對早熟菜心品種的生長更為有利，該光照時長條件下，早熟菜心品種從抽薹到開花的時間較長，花薹可以獲得更多的生物產(chǎn)量積累。因此，光照時長對菜心生長特性的影響，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合菜心品種的熟期類型進行區(qū)別分析。