不同光谱能量分布对水培吊兰生长的影响

谭国华+田学书+叶军+等

摘要：以水培吊兰为研究材料，采用发光二极管（light emitting diode，LED）调制不同光谱能量分布，研究不同光谱能量分布对水培吊兰叶色、植株质量以及生根的影响。结果表明，红光处理和红蓝光2 ∶1组合处理均能明显促进吊兰生长，白光处理、蓝光处理和黄光处理的效果次之，绿光对促进吊兰茎叶、水生根生长也有一定的效果。

关键词：吊兰；生长；光谱；能量分布；水培

中图分类号： S682.360.1文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0209-02

收稿日期：2013-10-09

基金项目：江苏省农业科技自主创新资金[编号：CX（11）2015]。

作者简介：谭国华（1963—），男，江苏泰州人，副研究员、高级工程师，主要从事观赏园艺植物育种、栽培技术和产业化经营等方面的研究。E-mail：tannj@qq.com。吊兰（Chlorophytum comosum）为百合科吊兰属多年生常绿宿根草本植物，原产于南非，是目前我国乃至全世界最普及、最受居民欢迎的室内观叶植物之一[1]。它生性强健，生长速度快，病虫害较少，是净化室内空气最好的植物，能吸收空气中95%的一氧化碳、85%的甲醛[2]，一般房间放置l～2盆吊兰，空气中有毒气体即可吸收殆尽，故有“绿色净化器”之美称。与传统的土培吊兰相比，水培吊兰以玻璃瓶为容器，叶色青翠，美丽而清秀，具洁白、漂逸的水生根系，特别吸引人的眼球，观赏性更强，加上清洁卫生、养护管理方便，更受消费者喜爱[3]。本试验以水培吊兰为材料，采用LED调制不同光谱能量分布，研究不同光谱能量分布对水培吊兰叶色、植株质量以及生根的影响，以期为水培吊兰植物工厂光源设计和安装提供技术支持。

1材料与方法

试验于2012年10月15日至11月25日在泰州春盛园艺有限公司观赏园艺植物水培工作室进行。

供试吊兰均是当年生3～5叶1心子苗，一级根（气生根）数量2～4条、长度0.5～3.0 cm，无二级根，生长健壮。采用外径7.5 cm定植篮固定吊兰子苗，每只定植篮装3株子苗。

供试光源为LED灯。本试验共设7个处理，分别为：（1）LED红光处理，波长为630 nm，光照度（吊兰叶幕层顶部光照度，与灯条垂直距离14～16 cm，下同）1 200 lx；（2）LED蓝光处理，波长为460 nm，光照度为1 100 lx；（3）LED绿光处理，波长为565 nm，光照度为1 600 lx；（4）LED黄光处理，波长为590 nm，光照度为800 lx；（5）LED白光处理，光照度为 3 900 lx；（6）LED红蓝组合光处理，LED红灯、蓝灯灯珠数量比为2 ∶1，红光波长为630 nm，蓝光波长为460 nm，光照度为1 110 lx；（7）黑暗处理。不同处理之间以银灰色不透光反光布隔断。灯条（管）安装于多层育苗床架上层床板背面，每层安装2根，间距为25 cm。LED每天照明8 h，环境温度控制在 18～20 ℃。每7 d叶面施0.2%复合肥（N、P2O5、K2O含量比为30 ∶10 ∶10）1次。

40 d后观测统计供试水培吊兰叶色、叶长（最长的4张叶）、植株质量、水生根质量、一级根数量和二级根数量。

2结果与分析

2.1LED不同光谱能量分布对吊兰叶片色泽、长度的影响

由表1可知，不同光谱能量分布对吊兰叶片色泽、长度具有明显影响。其中，红光和红蓝光处理下吊兰叶片呈现墨绿色，较其他处理下叶色深，生长更旺盛。在叶片平均长度方面，以红光和红蓝光处理下的植株叶片较长，黄光、白光和蓝光处理下的次之，绿光处理下叶片长度最小，这可能是因为植物体内的2种关键色素（光敏色素和隐花色素）对红光和蓝光有较强的吸收作用，能更好地调节植株的生长发育，从而促进植株生长[4]。本试验LED白光是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成，将LED蓝光（λp=465 nm）芯片和YAG（钇铝石榴石）荧光粉封装在一起，荧光粉受蓝光激发后发出黄色光，结果蓝光和黄光混合形成白光，光照强度明显高于其他波长的光，但其对吊兰生长的促进作用不如红光和红蓝光。

在黑暗处理下，水培吊兰开始12 d内叶片生长迅速，叶色呈淡黄绿色，此后少数叶片自中部向下折弯，16 d后开始出现淡褐色斑块，并迅速扩大，25 d后植株陆续死亡。

不同光谱能量分布对水培吊兰叶片色泽、长度的影响

处理叶片色泽叶片平均长度

（cm）红光（630 nm）墨绿17.9蓝光（460 nm）鲜绿16.3绿光（565 nm）淡绿15.2黄光（590 nm）鲜绿17.0白光墨绿16.9红蓝光墨绿17.7黑暗——注：“—”表示黑暗处理40 d后该处理下的所有材料均死亡，无法统计数据。

2.2LED不同光波长对吊兰植株质量和根系生长的影响

不同光谱能量分布对水培吊兰的植株质量、根质量及一级根、二级根数量的影响存在明显差异。由表2可知，红光处理和红蓝光处理植株质量和水生根质量较大，均高于其他处理。植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，其数量的多少直接影响植株地上的生长和发育。从表2还可以看出，红光处理和红蓝光处理下植株的一级根数量较多，生根效果明显较其他处理要好，且二级根系数量极多。

3讨论与结论

本研究以不同LED波长的光为光源，观察其对水培吊兰生长的影响，为水培吊兰植物工厂光源设计和安装提供技术支持，试验所获得的结论与光合作用相关理论一致。红光对植物叶绿素形成、碳水化合物积累的作用效果最明显，对吊兰茎叶、水生根生长促进作用最明显。

长三角地区冬季多阴雨、寡日照，这是我国农业科技工作者发明的、在全国推广应用面积最大的保护地栽培设施日光温室在该地区应用效果不佳的主要原因，为实现水培吊兰按计划周年稳定生产，必须克服该气候不足。保护地栽培设施中光照是最难以人工解决的主要因素，迄今为止只能依靠太阳光。近10年来，作为一种新型半导体光源，LED已在照明领域得到日益广泛的应用，具有光效高、波长类型丰富、可按照植物光合作用要求进行组合及低发热、小体积、长寿命等突出优势，便于集中植物所需波长光，实施均衡近距离照射，可实现高效能、低热负荷和紧凑空间的集约化植物生产[5]。

以红光1 200 lx进行生产，单层床架放置水培吊兰116盆（盆径75 mm，单层培养架长1 500 mm、宽500 mm，4个角为立柱，占据4只塑料杯位置），2支长1 200 mm LED植物生长灯照明，每支功率19 W，计38 W；每天照明时间8 h，以40 d为1个生产周期，用电量为12.16 kW·h，以0.55元/（kW·h）计算，用电成本为6.69元，平均用电成本仅为0.06元/盆。子苗、人工、水电和塑料杯等直接生产成本平均约为0.82元/盆，加上销售和管理费用，预计总成本不高于1.00元/盆。目前，广州、南京市场水培吊兰批发价一般为5～7元/盆，本研究产品产地批发价如定位于4元/盆，就具有极强的市场竞争力。显然，红光LED不仅能够完全替代太阳光用于水培吊兰工厂化生产，而且成本较低。

参考文献：

[1]程进舫，左雪枝. 室内观叶植物——吊兰栽培繁殖技术[J]. 科技信息，2008（29）：312.

[2]余亚白，陈源，赖呈纯，等. 室内空气净化植物的研究与利用现状及应用前景[J]. 福建农业学报，2006，21（4）：425-429.

[3]王化全. 家庭水培花卉[J]. 农村新技术，2004（12）：28.

[4]闫新房，丁林波，丁义，等. LED光源在植物组织培养中的应用[J]. 中国农学通报，2009，25（12）：42-45.

[5]邸秀茹，崔瑾，徐志刚，等. 不同光谱能量分布对冬青试管苗生长的影响[J]. 园艺学报，2008，35（9）：1339-1344.endprint

摘要：以水培吊兰为研究材料，采用发光二极管（light emitting diode，LED）调制不同光谱能量分布，研究不同光谱能量分布对水培吊兰叶色、植株质量以及生根的影响。结果表明，红光处理和红蓝光2 ∶1组合处理均能明显促进吊兰生长，白光处理、蓝光处理和黄光处理的效果次之，绿光对促进吊兰茎叶、水生根生长也有一定的效果。

关键词：吊兰；生长；光谱；能量分布；水培

中图分类号： S682.360.1文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0209-02

收稿日期：2013-10-09

基金项目：江苏省农业科技自主创新资金[编号：CX（11）2015]。

作者简介：谭国华（1963—），男，江苏泰州人，副研究员、高级工程师，主要从事观赏园艺植物育种、栽培技术和产业化经营等方面的研究。E-mail：tannj@qq.com。吊兰（Chlorophytum comosum）为百合科吊兰属多年生常绿宿根草本植物，原产于南非，是目前我国乃至全世界最普及、最受居民欢迎的室内观叶植物之一[1]。它生性强健，生长速度快，病虫害较少，是净化室内空气最好的植物，能吸收空气中95%的一氧化碳、85%的甲醛[2]，一般房间放置l～2盆吊兰，空气中有毒气体即可吸收殆尽，故有“绿色净化器”之美称。与传统的土培吊兰相比，水培吊兰以玻璃瓶为容器，叶色青翠，美丽而清秀，具洁白、漂逸的水生根系，特别吸引人的眼球，观赏性更强，加上清洁卫生、养护管理方便，更受消费者喜爱[3]。本试验以水培吊兰为材料，采用LED调制不同光谱能量分布，研究不同光谱能量分布对水培吊兰叶色、植株质量以及生根的影响，以期为水培吊兰植物工厂光源设计和安装提供技术支持。

1材料与方法

试验于2012年10月15日至11月25日在泰州春盛园艺有限公司观赏园艺植物水培工作室进行。

供试吊兰均是当年生3～5叶1心子苗，一级根（气生根）数量2～4条、长度0.5～3.0 cm，无二级根，生长健壮。采用外径7.5 cm定植篮固定吊兰子苗，每只定植篮装3株子苗。

供试光源为LED灯。本试验共设7个处理，分别为：（1）LED红光处理，波长为630 nm，光照度（吊兰叶幕层顶部光照度，与灯条垂直距离14～16 cm，下同）1 200 lx；（2）LED蓝光处理，波长为460 nm，光照度为1 100 lx；（3）LED绿光处理，波长为565 nm，光照度为1 600 lx；（4）LED黄光处理，波长为590 nm，光照度为800 lx；（5）LED白光处理，光照度为 3 900 lx；（6）LED红蓝组合光处理，LED红灯、蓝灯灯珠数量比为2 ∶1，红光波长为630 nm，蓝光波长为460 nm，光照度为1 110 lx；（7）黑暗处理。不同处理之间以银灰色不透光反光布隔断。灯条（管）安装于多层育苗床架上层床板背面，每层安装2根，间距为25 cm。LED每天照明8 h，环境温度控制在 18～20 ℃。每7 d叶面施0.2%复合肥（N、P2O5、K2O含量比为30 ∶10 ∶10）1次。

40 d后观测统计供试水培吊兰叶色、叶长（最长的4张叶）、植株质量、水生根质量、一级根数量和二级根数量。

2结果与分析

2.1LED不同光谱能量分布对吊兰叶片色泽、长度的影响

由表1可知，不同光谱能量分布对吊兰叶片色泽、长度具有明显影响。其中，红光和红蓝光处理下吊兰叶片呈现墨绿色，较其他处理下叶色深，生长更旺盛。在叶片平均长度方面，以红光和红蓝光处理下的植株叶片较长，黄光、白光和蓝光处理下的次之，绿光处理下叶片长度最小，这可能是因为植物体内的2种关键色素（光敏色素和隐花色素）对红光和蓝光有较强的吸收作用，能更好地调节植株的生长发育，从而促进植株生长[4]。本试验LED白光是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成，将LED蓝光（λp=465 nm）芯片和YAG（钇铝石榴石）荧光粉封装在一起，荧光粉受蓝光激发后发出黄色光，结果蓝光和黄光混合形成白光，光照强度明显高于其他波长的光，但其对吊兰生长的促进作用不如红光和红蓝光。

在黑暗处理下，水培吊兰开始12 d内叶片生长迅速，叶色呈淡黄绿色，此后少数叶片自中部向下折弯，16 d后开始出现淡褐色斑块，并迅速扩大，25 d后植株陆续死亡。

不同光谱能量分布对水培吊兰叶片色泽、长度的影响

处理叶片色泽叶片平均长度

（cm）红光（630 nm）墨绿17.9蓝光（460 nm）鲜绿16.3绿光（565 nm）淡绿15.2黄光（590 nm）鲜绿17.0白光墨绿16.9红蓝光墨绿17.7黑暗——注：“—”表示黑暗处理40 d后该处理下的所有材料均死亡，无法统计数据。

2.2LED不同光波长对吊兰植株质量和根系生长的影响

不同光谱能量分布对水培吊兰的植株质量、根质量及一级根、二级根数量的影响存在明显差异。由表2可知，红光处理和红蓝光处理植株质量和水生根质量较大，均高于其他处理。植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，其数量的多少直接影响植株地上的生长和发育。从表2还可以看出，红光处理和红蓝光处理下植株的一级根数量较多，生根效果明显较其他处理要好，且二级根系数量极多。

3讨论与结论

本研究以不同LED波长的光为光源，观察其对水培吊兰生长的影响，为水培吊兰植物工厂光源设计和安装提供技术支持，试验所获得的结论与光合作用相关理论一致。红光对植物叶绿素形成、碳水化合物积累的作用效果最明显，对吊兰茎叶、水生根生长促进作用最明显。

长三角地区冬季多阴雨、寡日照，这是我国农业科技工作者发明的、在全国推广应用面积最大的保护地栽培设施日光温室在该地区应用效果不佳的主要原因，为实现水培吊兰按计划周年稳定生产，必须克服该气候不足。保护地栽培设施中光照是最难以人工解决的主要因素，迄今为止只能依靠太阳光。近10年来，作为一种新型半导体光源，LED已在照明领域得到日益广泛的应用，具有光效高、波长类型丰富、可按照植物光合作用要求进行组合及低发热、小体积、长寿命等突出优势，便于集中植物所需波长光，实施均衡近距离照射，可实现高效能、低热负荷和紧凑空间的集约化植物生产[5]。

以红光1 200 lx进行生产，单层床架放置水培吊兰116盆（盆径75 mm，单层培养架长1 500 mm、宽500 mm，4个角为立柱，占据4只塑料杯位置），2支长1 200 mm LED植物生长灯照明，每支功率19 W，计38 W；每天照明时间8 h，以40 d为1个生产周期，用电量为12.16 kW·h，以0.55元/（kW·h）计算，用电成本为6.69元，平均用电成本仅为0.06元/盆。子苗、人工、水电和塑料杯等直接生产成本平均约为0.82元/盆，加上销售和管理费用，预计总成本不高于1.00元/盆。目前，广州、南京市场水培吊兰批发价一般为5～7元/盆，本研究产品产地批发价如定位于4元/盆，就具有极强的市场竞争力。显然，红光LED不仅能够完全替代太阳光用于水培吊兰工厂化生产，而且成本较低。

参考文献：

[1]程进舫，左雪枝. 室内观叶植物——吊兰栽培繁殖技术[J]. 科技信息，2008（29）：312.

[2]余亚白，陈源，赖呈纯，等. 室内空气净化植物的研究与利用现状及应用前景[J]. 福建农业学报，2006，21（4）：425-429.

[3]王化全. 家庭水培花卉[J]. 农村新技术，2004（12）：28.

[4]闫新房，丁林波，丁义，等. LED光源在植物组织培养中的应用[J]. 中国农学通报，2009，25（12）：42-45.

[5]邸秀茹，崔瑾，徐志刚，等. 不同光谱能量分布对冬青试管苗生长的影响[J]. 园艺学报，2008，35（9）：1339-1344.endprint

摘要：以水培吊兰为研究材料，采用发光二极管（light emitting diode，LED）调制不同光谱能量分布，研究不同光谱能量分布对水培吊兰叶色、植株质量以及生根的影响。结果表明，红光处理和红蓝光2 ∶1组合处理均能明显促进吊兰生长，白光处理、蓝光处理和黄光处理的效果次之，绿光对促进吊兰茎叶、水生根生长也有一定的效果。

关键词：吊兰；生长；光谱；能量分布；水培

中图分类号： S682.360.1文献标志码： A文章编号：1002-1302（2014）06-0209-02

收稿日期：2013-10-09

基金项目：江苏省农业科技自主创新资金[编号：CX（11）2015]。

作者简介：谭国华（1963—），男，江苏泰州人，副研究员、高级工程师，主要从事观赏园艺植物育种、栽培技术和产业化经营等方面的研究。E-mail：tannj@qq.com。吊兰（Chlorophytum comosum）为百合科吊兰属多年生常绿宿根草本植物，原产于南非，是目前我国乃至全世界最普及、最受居民欢迎的室内观叶植物之一[1]。它生性强健，生长速度快，病虫害较少，是净化室内空气最好的植物，能吸收空气中95%的一氧化碳、85%的甲醛[2]，一般房间放置l～2盆吊兰，空气中有毒气体即可吸收殆尽，故有“绿色净化器”之美称。与传统的土培吊兰相比，水培吊兰以玻璃瓶为容器，叶色青翠，美丽而清秀，具洁白、漂逸的水生根系，特别吸引人的眼球，观赏性更强，加上清洁卫生、养护管理方便，更受消费者喜爱[3]。本试验以水培吊兰为材料，采用LED调制不同光谱能量分布，研究不同光谱能量分布对水培吊兰叶色、植株质量以及生根的影响，以期为水培吊兰植物工厂光源设计和安装提供技术支持。

1材料与方法

试验于2012年10月15日至11月25日在泰州春盛园艺有限公司观赏园艺植物水培工作室进行。

供试吊兰均是当年生3～5叶1心子苗，一级根（气生根）数量2～4条、长度0.5～3.0 cm，无二级根，生长健壮。采用外径7.5 cm定植篮固定吊兰子苗，每只定植篮装3株子苗。

供试光源为LED灯。本试验共设7个处理，分别为：（1）LED红光处理，波长为630 nm，光照度（吊兰叶幕层顶部光照度，与灯条垂直距离14～16 cm，下同）1 200 lx；（2）LED蓝光处理，波长为460 nm，光照度为1 100 lx；（3）LED绿光处理，波长为565 nm，光照度为1 600 lx；（4）LED黄光处理，波长为590 nm，光照度为800 lx；（5）LED白光处理，光照度为 3 900 lx；（6）LED红蓝组合光处理，LED红灯、蓝灯灯珠数量比为2 ∶1，红光波长为630 nm，蓝光波长为460 nm，光照度为1 110 lx；（7）黑暗处理。不同处理之间以银灰色不透光反光布隔断。灯条（管）安装于多层育苗床架上层床板背面，每层安装2根，间距为25 cm。LED每天照明8 h，环境温度控制在 18～20 ℃。每7 d叶面施0.2%复合肥（N、P2O5、K2O含量比为30 ∶10 ∶10）1次。

40 d后观测统计供试水培吊兰叶色、叶长（最长的4张叶）、植株质量、水生根质量、一级根数量和二级根数量。

2结果与分析

2.1LED不同光谱能量分布对吊兰叶片色泽、长度的影响

由表1可知，不同光谱能量分布对吊兰叶片色泽、长度具有明显影响。其中，红光和红蓝光处理下吊兰叶片呈现墨绿色，较其他处理下叶色深，生长更旺盛。在叶片平均长度方面，以红光和红蓝光处理下的植株叶片较长，黄光、白光和蓝光处理下的次之，绿光处理下叶片长度最小，这可能是因为植物体内的2种关键色素（光敏色素和隐花色素）对红光和蓝光有较强的吸收作用，能更好地调节植株的生长发育，从而促进植株生长[4]。本试验LED白光是利用“蓝光技术”与荧光粉配合形成，将LED蓝光（λp=465 nm）芯片和YAG（钇铝石榴石）荧光粉封装在一起，荧光粉受蓝光激发后发出黄色光，结果蓝光和黄光混合形成白光，光照强度明显高于其他波长的光，但其对吊兰生长的促进作用不如红光和红蓝光。

在黑暗处理下，水培吊兰开始12 d内叶片生长迅速，叶色呈淡黄绿色，此后少数叶片自中部向下折弯，16 d后开始出现淡褐色斑块，并迅速扩大，25 d后植株陆续死亡。

不同光谱能量分布对水培吊兰叶片色泽、长度的影响

处理叶片色泽叶片平均长度

（cm）红光（630 nm）墨绿17.9蓝光（460 nm）鲜绿16.3绿光（565 nm）淡绿15.2黄光（590 nm）鲜绿17.0白光墨绿16.9红蓝光墨绿17.7黑暗——注：“—”表示黑暗处理40 d后该处理下的所有材料均死亡，无法统计数据。

2.2LED不同光波长对吊兰植株质量和根系生长的影响

不同光谱能量分布对水培吊兰的植株质量、根质量及一级根、二级根数量的影响存在明显差异。由表2可知，红光处理和红蓝光处理植株质量和水生根质量较大，均高于其他处理。植物根系是活跃的吸收器官和合成器官，其数量的多少直接影响植株地上的生长和发育。从表2还可以看出，红光处理和红蓝光处理下植株的一级根数量较多，生根效果明显较其他处理要好，且二级根系数量极多。

3讨论与结论

本研究以不同LED波长的光为光源，观察其对水培吊兰生长的影响，为水培吊兰植物工厂光源设计和安装提供技术支持，试验所获得的结论与光合作用相关理论一致。红光对植物叶绿素形成、碳水化合物积累的作用效果最明显，对吊兰茎叶、水生根生长促进作用最明显。

长三角地区冬季多阴雨、寡日照，这是我国农业科技工作者发明的、在全国推广应用面积最大的保护地栽培设施日光温室在该地区应用效果不佳的主要原因，为实现水培吊兰按计划周年稳定生产，必须克服该气候不足。保护地栽培设施中光照是最难以人工解决的主要因素，迄今为止只能依靠太阳光。近10年来，作为一种新型半导体光源，LED已在照明领域得到日益广泛的应用，具有光效高、波长类型丰富、可按照植物光合作用要求进行组合及低发热、小体积、长寿命等突出优势，便于集中植物所需波长光，实施均衡近距离照射，可实现高效能、低热负荷和紧凑空间的集约化植物生产[5]。

以红光1 200 lx进行生产，单层床架放置水培吊兰116盆（盆径75 mm，单层培养架长1 500 mm、宽500 mm，4个角为立柱，占据4只塑料杯位置），2支长1 200 mm LED植物生长灯照明，每支功率19 W，计38 W；每天照明时间8 h，以40 d为1个生产周期，用电量为12.16 kW·h，以0.55元/（kW·h）计算，用电成本为6.69元，平均用电成本仅为0.06元/盆。子苗、人工、水电和塑料杯等直接生产成本平均约为0.82元/盆，加上销售和管理费用，预计总成本不高于1.00元/盆。目前，广州、南京市场水培吊兰批发价一般为5～7元/盆，本研究产品产地批发价如定位于4元/盆，就具有极强的市场竞争力。显然，红光LED不仅能够完全替代太阳光用于水培吊兰工厂化生产，而且成本较低。

参考文献：

[1]程进舫，左雪枝. 室内观叶植物——吊兰栽培繁殖技术[J]. 科技信息，2008（29）：312.

[2]余亚白，陈源，赖呈纯，等. 室内空气净化植物的研究与利用现状及应用前景[J]. 福建农业学报，2006，21（4）：425-429.

[3]王化全. 家庭水培花卉[J]. 农村新技术，2004（12）：28.

[4]闫新房，丁林波，丁义，等. LED光源在植物组织培养中的应用[J]. 中国农学通报，2009，25（12）：42-45.

[5]邸秀茹，崔瑾，徐志刚，等. 不同光谱能量分布对冬青试管苗生长的影响[J]. 园艺学报，2008，35（9）：1339-1344.endprint