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      LED不同光質(zhì)補光對舞春花成花品質(zhì)的影響

      2023-01-27 13:58馬天賜李無雙譚麗君
      現(xiàn)代園藝 2023年1期
      關(guān)鍵詞:花色素光質(zhì)補光

      馬天賜,李無雙,譚麗君

      (西南大學(xué)園藝園林學(xué)院,重慶北碚 400700)

      舞春花(Calibrchoa hybrids)又名小花矮牽牛、百萬小鈴,茄科小花矮牽牛屬植物,多年生宿根草本。葉狹橢圓形或倒披針形,全緣,全株密被黏質(zhì)腺狀柔毛[1]。舞春花花期長,可達數(shù)月,單花的花期達1 周左右。喜陽(如果光照不足易造成植株徒長、葉片脫落),較喜水,較喜肥,不耐寒[2]。舞春花最早廣泛分布于拉丁美洲。1992 年,舞春花第一個商業(yè)化品種‘Million Bells’被日本三得利花卉有限公司首先育出,這也是將舞春花叫作‘百萬鈴’的由來。經(jīng)過近25 年的發(fā)展,目前國際市場上應(yīng)用的舞春花品種近500 個。較為常見的有‘百萬鈴’('Million Bell')、‘慶典’('Celebration')、‘呼啦’('Aloha')等[2]。本試驗采用的是由成都金品花卉有限公司提供的“銳舞”,其抗性強,具有良好的耐熱與抗病性,花量大,花朵品質(zhì)好。

      舞春花花量巨大且花期一致,既可用在道路隔離欄、花境中,又能在居家陽臺上種植,其效果都非常出色。作為常見的園林綠化和盆花觀賞的植物材料,國內(nèi)外都有研究。從研究現(xiàn)狀來看,舞春花研究主要集中于新品種培育、組織培養(yǎng)、生長發(fā)育等領(lǐng)域。白艷榮[3]以藍色單瓣舞春花為研究對象,探究光強與光周期對舞春花生長發(fā)育的影響。而本試驗立足于重慶地區(qū)探究不同光質(zhì)的LED 補光對舞春花‘銳舞’成花品質(zhì)的影響。光照是影響舞春花生長發(fā)育的重要因素,而重慶地區(qū)除夏季部分月份外,常年光照不足[4],特別是在舞春花花期前后多陰雨天氣,舞春花的觀花效果在重慶地區(qū)有待進一步提高。通過不同光質(zhì)對火龍果[5]、番茄[6]、郁金香[7]等進行補光處理,可知補光會影響其光合產(chǎn)物的積累和轉(zhuǎn)運、光合效率及光系統(tǒng)的光能管理、成花進程的形成等方面。且以LED 燈為代表的補光材料可按人們的意愿實現(xiàn)對不同光質(zhì)和發(fā)光強度的光源進行單獨調(diào)控,光能有效利用率可達80%~90%。LED 有效率高、能耗少、使用壽命長、環(huán)保、波段豐富、易于組成復(fù)合光質(zhì)等優(yōu)點,可以促進植物工廠化更加高效運行。

      舞春花滿枝的花朵像瀑布一樣,花多,緊湊,花期長,在國內(nèi)市場上很受歡迎,特別受年輕消費群體的喜愛,在重慶的銷售量也在逐步提升。但受制于花期前后光照不足。所以本試驗以提高舞春花的成花品質(zhì)為目的,采用不同比例的紅藍組合光對首次打頂去花之后的舞春花進行補光,研究不同光質(zhì)處理對舞春花成花品質(zhì)的影響,為提高舞春花觀賞性提供理論依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 試驗材料

      1.1.1 植物材料。購買成都金品花卉有限公司生產(chǎn)的舞春花扦插苗,分‘櫻桃紅銳舞’和‘夏威夷粉銳舞’2個品種。選6 葉苗種植在泥炭土∶河沙=3∶1 的混合基質(zhì)中,以奧綠5 號緩釋肥為基肥,株間距3cm,日常水肥管理。2 個月后,移栽至15cm×15cm 的軟質(zhì)塑料營養(yǎng)缽中,并進行打頂去花處理,選擇長勢一致、生長健壯的植株用于光處理試驗。

      1.1.2 其他試驗材料。LED 補光燈(光質(zhì)相對光譜如圖1)購自科安光電公司,LED 燈管中紅光波峰660nm,藍光波峰440nm,燈管長90cm。每個處理中4 根相同燈管串聯(lián),每根燈管間距為12cm,總功率42W,高于花頂24cm 處平行放置,各處理用PVC 板隔開。

      圖1 3 種LED 燈的相對光譜

      1.2 光照處理

      光照處理試驗于2021 年9 月-2022 年1 月在西南大學(xué)9 號溫室內(nèi)進行。共設(shè)4 個處理組:R5B1(紅光∶藍光=5∶1)、R3B2W1(紅光∶藍光∶白光=3∶2∶1,白光由藍光與熒光粉發(fā)出的黃綠光合成)、R1W7(紅光∶白光=1∶7)和CK(對照組,不進行補光,并遠離其他處理放置)。每個處理組包括‘櫻桃紅銳舞’20 株,‘夏威夷粉銳舞’16 株,分別置于面積為1.2m×2m=2.4m2區(qū)域內(nèi)。補光時間為7:00-11:00 和17:00-23:00,光照時間16 h/d,室溫15±3 ℃,相對濕度60%~75%。

      1.3 形態(tài)指標統(tǒng)計

      2021 年11 月11 日-2022 年1 月11 日對花蕾數(shù)、花朵數(shù)和花冠幅3 個形態(tài)指標進行統(tǒng)計。其中,花蕾形成至花蕾裂開雌雄蕊顯現(xiàn)時期為花蕾期,處于此階段記為花蕾,各處理隨機選取50%生長狀況良好的‘櫻桃紅銳舞’‘夏威夷粉銳舞’樣本,記錄花蕾朵數(shù)。雌雄蕊顯現(xiàn)、花蕾裂開至花瓣萎蔫、觀賞性降低時期為花朵期,記錄朵數(shù),取樣方式同上;花朵完全開放后相鄰兩片花瓣相交處至異側(cè)花瓣末端為花冠幅,用10cm尺子進行測量,各處理隨機選取10 株‘櫻桃紅銳舞’‘夏威夷粉銳舞’測量,取平均值。

      記雌雄蕊顯現(xiàn)、花蕾裂開至花瓣萎蔫、觀賞性降低時期為花朵期,人工記錄其數(shù)量;記花朵完全開放后相鄰兩片花瓣相交處至異側(cè)花瓣末端為花冠幅,用10cm尺子測量,每個光照條件下每個品種測量20 朵花。

      1.4 葉綠素含量測定

      葉綠素含量測定參照盛璐等[8]的丙酮∶無水乙醇=1∶1 提取法,稍有改動。取生長狀況良好、一致的葉片0.25 g,將其表面擦凈,剪碎放入試管中(取樣和剪碎標準一致);試管中加入10mL 試劑(V丙酮:V乙醇=1∶1,即丙酮5mL、乙醇5mL;丙酮在室溫條件下易揮發(fā),先加入乙醇,再加入丙酮)于暗處浸泡,期間搖晃數(shù)次,直至葉片發(fā)白(1d);取適量上清液,用分光光度計測其在波長663nm 和645nm 下的吸光度值,分別記作A663、A645讀數(shù),將吸光度根據(jù)Arnon 公式,計算出葉綠素a、葉綠素b 和葉綠素的總含量。

      葉綠素a(Ca)(mg/L)=12.7A663-2.69A645

      葉綠素b(Cb)(mg/L)=22.9A645-4.68A663

      葉綠素(Ct)(mg/L)=Ca+Cb

      葉綠素含量(mg/g)=(Ct×提取液體積)/(葉鮮重×1000)

      1.5 花色素苷含量測定

      花色素苷含量測定采用鹽酸甲醇提取法,稍有改動。選擇稱取完全開花、開花狀況良好且一致的0.25g花瓣樣品,剪碎后用錫箔紙包住放到液氮中快速冷凍;將保存的樣品放到預(yù)冷的研缽中,加入2mL 預(yù)冷的1%HCl-甲醇溶液,碾碎后轉(zhuǎn)入10mL 刻度試管中;用1%HCl-甲醇溶液沖洗研缽并轉(zhuǎn)移到試管中,定容至10mL,混勻;4℃避光浸提24h,期間晃動2~3 次;離心,取上清液,以1%HCl-甲醇溶液調(diào)零,用分光光度計測定在530nm、657nm 處吸光度,分別記作A657、A530讀數(shù);以每克鮮重花瓣組織在波長530nm 處和波長657nm 吸光度的四分之一之差表示花青素含量,即ΔA=A530-0.25A657,此處A657用來矯正葉綠素等雜質(zhì)的影響,花青素相對濃度最終表示:A530-0.25A657/g。

      1.6 數(shù)據(jù)分析

      利用Microsoft Excel 2019 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與圖表繪制,采用Excel 中F 檢驗與T 檢驗雙樣本等方差假設(shè)進行顯著性分析檢驗:首先進行兩樣本方差齊性檢驗,F(xiàn) 檢驗判斷2 個總體的方差是否有顯著性差異。如果兩總體方差無顯著性差異,即方差齊性,則可以采用t-檢驗的等方差假設(shè);如果2 個總體方差有顯著性差異,即方差不齊,則采用t-檢驗的異方差假設(shè)[9]。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 不同LED 光質(zhì)對舞春花花蕾數(shù)量的影響

      由表1 可知,對舞春花‘銳舞’進行28d 不同補光處理后,不同的品種之間反應(yīng)是有差異的。3 種補光處理在‘櫻桃紅銳舞’花蕾數(shù)量上與對照組無顯著性差異;而‘夏威夷粉銳舞’在3 種補光處理下都能顯著增加花蕾數(shù)量,其中R3B2W1 處理效果最好,這說明增加紅藍組合中藍光的比例,能顯著促進舞春花‘夏威夷粉銳舞’增加花蕾。

      表1 不同LED 補光處理對‘櫻桃紅銳舞’‘夏威夷粉銳舞’花蕾數(shù)的影響

      2.2 不同LED 光質(zhì)對舞春花花朵數(shù)量的影響

      由表2 可知,在不同光質(zhì)下進行舞春花‘銳舞’50d補光處理后,對‘櫻桃紅銳舞’而言,R1W7 處理能顯著增加其花朵數(shù)量;對‘夏威夷粉銳舞’而言,3 種補光處理均能顯著增加其花朵數(shù)量,且以R3B2W1 處理的效果最好。說明增加紅藍組合燈中藍光的比例,能顯著增加舞春花‘銳舞’的開花數(shù)量。

      表2 不同LED 補光處理對‘櫻桃紅銳舞’‘夏威夷粉銳舞’開花數(shù)的影響

      圖2 不同LED 補光處理對‘櫻桃紅銳舞’‘夏威夷粉銳舞’開花數(shù)量的影響

      2.3 不同LED 光質(zhì)對舞春花花冠幅的影響

      由表3 可知,舞春花的花冠幅與光質(zhì)有著密切的關(guān)聯(lián),不同光質(zhì)下補光55d 后,所有補光處理均能顯著增大舞春花花冠幅。對于‘櫻桃紅銳舞’品種而言,R5B1 處理與R3B2W1 處理中花冠幅極顯著大于對照組(CK)與R1W7,R3B2W1 處理顯著大于R5B1 處理;對于‘夏威夷粉銳舞’品種而言,R3B2W1 處理中花冠幅顯著大于R5B1 處理、R1W7 與對照組(CK),R5B1處理與R1W7 處理中冠幅大小無顯著差異,這說明藍光利于花冠幅的增大。

      表3 不同LED 補光處理對‘櫻桃紅銳舞’‘夏威夷粉銳舞’花冠幅的影響

      2.4 不同LED 光質(zhì)對舞春花葉綠素含量的影響

      由圖3 可知,舞春花的葉綠素含量與補光有著密切關(guān)聯(lián)。經(jīng)過補光處理55d 后,對‘櫻桃紅銳舞’品種而言,補光處理均在一定程度上降低了其葉綠素含量,其中R1W7 處理降低的葉綠素含量具有顯著差異性;對‘夏威夷粉銳舞’品種而言,R5B1、R3B2W1 處理一定程度上提升了其葉綠素含量,但提升幅度不明顯,而R1W7 處理降低的葉綠素含量具有顯著差異性??傮w而言,R1W7 處理會降低舞春花‘銳舞’的葉綠素含量與葉綠素a/b 的值(見表4)。所以增大藍光補光會一定程度上降低舞春花‘銳舞’葉綠素的含量以及葉綠素a/b 的值,減弱葉色的表現(xiàn)強度。

      圖3 不同LED 補光處理對‘櫻桃紅銳舞’‘夏威夷粉銳舞’葉綠素含量的影響

      表4 不同LED 補光處理對‘櫻桃紅銳舞’‘夏威夷粉銳舞’葉綠素a/b 的影響

      2.5 不同LED 光質(zhì)對舞春花瓣花色素苷含量的影響

      由圖4 可知,舞春花的花苷素含量與光質(zhì)有著密切的關(guān)聯(lián),對不同補光處理55d 后,R1W7 處理與對照組相比,舞春花的花色素苷含量雖無顯著差異性,但含量得到一定程度(5%左右)提高,而R5B1、R3B2W1 處理則在一定程度上降低了花色素苷地含量??傮w而言,R1W7 處理會增加舞春花‘銳舞’的花色素苷含量,有利于提升舞春花‘銳舞’花的花色等品質(zhì)。

      圖4 不同LED 補光處理對‘櫻桃紅銳舞’‘夏威夷粉銳舞’花色素苷含量的影響

      3 結(jié)論與討論

      花卉產(chǎn)業(yè)日趨蓬勃發(fā)展,人們逐漸把眼光放在可控農(nóng)業(yè)等設(shè)施農(nóng)業(yè)上。設(shè)施農(nóng)業(yè)一個重要的方向就是光照技術(shù),光照技術(shù)在一定程度上調(diào)節(jié)著植物的生長發(fā)育過程,包括植物的光形態(tài)建成、生理代謝、物質(zhì)積累和基因調(diào)控等方面。很多學(xué)者正是抓住了這一時代的發(fā)展方向,不斷進行著采用某些特定的單一光質(zhì)或者使用紅/藍或紅/遠紅組合的復(fù)合光譜LED 燈對植物各項生理特性的研究。

      白艷榮等[3]在云南發(fā)現(xiàn)不同的補光光強(高壓鈉燈)與光周期補光處理能促進藍色單瓣舞春花花冠幅增幅,增加分枝數(shù),提升植株生長增幅。說明光照對舞春花觀賞品質(zhì)形成具有重要影響,即使在云南這樣光照良好的地區(qū),補光仍能提高其觀賞性。本試驗表明,用新型LED 光源在冬季寡日照的重慶地區(qū)對舞春花進行補光,能很好地增加花蕾與花朵的數(shù)量,增大花冠幅,提高舞春花的觀賞效果。但不同的品種之間反應(yīng)有差異,‘夏威夷粉銳舞’在花芽分化上對補光處理的反應(yīng)更加明顯,提高紅藍組合燈中藍光的比例,能促進花蕾與花朵數(shù)量的增加。

      許卉等[10]發(fā)現(xiàn)藍光能增加菊花單株花蕾數(shù)與單株開花數(shù)。本試驗表明,不同光質(zhì)補光處理均能增加舞春花花蕾與花朵數(shù)量、增大花冠幅。且增大紅藍組合光中藍光的比例,能顯著增加增加花蕾、花朵數(shù)量,與許卉等[10]在菊花中的研究結(jié)果一致,這說明光質(zhì)對植物的影響存在共性。但是不同植物對紅藍光的相應(yīng)模式可能也是不完全相同的,魏勝林等[11]發(fā)現(xiàn)藍光光質(zhì)培育下的菊花比自然光照下葉綠素含量提高了24.6%,而馬肖靜等[12]發(fā)現(xiàn)5R1B 紅藍組合處理的番茄葉綠素含量較高。在本試驗中,提高紅藍組合中藍光與其他光質(zhì)如黃光的比例,能顯著降低葉綠素含量與a/b 值,而提高了花色素苷的含量,由此推測可能是高比例藍光以及部分紅光與其他光質(zhì),將本該給予葉綠素的能量傳遞給了花色素苷,增加了花色素苷的積累,而沒有其他光如黃光下(R3B2W1 處理),花色素苷含量最低,這說明不同的光質(zhì)在‘舞春花銳舞’的開花生長中扮演著不同的角色,起著不可替代的作用??偟膩碇v,在全光譜中提高藍光的比例,能提高舞春花‘櫻桃紅銳舞’‘夏威夷粉銳舞’的成花品質(zhì),這為提高舞春花的觀賞特性提供了理論依據(jù)。

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