不同光质对白魔芋生长及产量的影响

李南林，牛义，蒋学宽，刘海利，张盛林

（西南大学园艺园林学院，重庆，400716）

白魔芋（Amorphophallus albusP.Y.Liu et J.F.Chen）是我国特有的天南星科（Araceae）魔芋属（Amorphophallus）植物，广泛种植于我国云南、贵州[1]、四川。白魔芋作为我国魔芋主栽品种之一，在魔芋属中葡甘聚糖（KGM）含量最高，但是相比于花魔芋等主栽品种，其产量却较低[2]。因而，如何提高白魔芋的产量是研究人员关注的重要课题。光质是不同波长的光谱，由最大辐射能量的波长和光辐射的波长范围所决定。光质既可以通过光受体的调节，将光信号从叶传到根系，并对整个植株的生长发育进行调控[3]，也可以通过影响植物内源激素水平来实现对根、茎、叶的生长调节[4]。不同光质对同种植物同时期生长的影响存在显著差异[5]。近年来，不同光质对薯芋作物生长及增产的研究报道颇多，但关于光质对白魔芋生长及产量的影响却鲜有报道。为此，本试验通过透光率相近的白色、红色、绿色、蓝色、紫色薄膜覆盖大棚，创造不同光质环境进行白魔芋栽培，研究不同光质下白魔芋生长及产量差异，为设施栽培白魔芋提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

种芋材料：10 g左右的白魔芋种芋球茎若干（由西南大学石柱魔芋基地提供）。

薄膜材料：厚度为0.08 mm，透光率为85%～90%，颜色为白色、红色、绿色、蓝色、紫色（由济南永发塑料厂提供）。

1.2 试验时间与地点

2014年4～10月于西南大学石柱县魔芋示范实践基地钢架结构大棚内进行，试验地海拔900 m，肥力中等。

1.3 试验处理

以透光率相近的白色膜、红色膜、绿色膜、蓝色膜、紫色膜覆盖大棚，进行白魔芋栽培，为试验组，以无薄膜覆盖栽培为对照（CK）。采用随机区组排列，3次重复。小区面积7 m2，播种量100 kg/667 m2，即每小区播种100个白魔芋种芋；复合肥50 kg/667 m2，有机肥600 kg/667 m2作为基肥；垄作栽培，株行距为20 cm×25 cm，按照常规进行管理。播种时间为4月20日。

1.4 测试指标

从魔芋播种开始，每15 d左右分别测定各个小区的出苗数，直至苗齐；播种后20 d开始取样，各处理选择代表性植株5株，每20 d取样一次，每次按如下方法进行指标测定：叶柄长度、叶柄粗度参照NY/T 2500-2013测定[6]；壮苗指数参照张超等[7]方法测定；叶绿素含量参照李合生[8]方法测定；收获后测定魔芋产量和KGM含量，其中KGM含量参照王照利等[9]方法测定。

表1 不同光质下白魔芋出苗情况

1.5 数据分析

用Excel、SPSS 18.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同光质处理对出苗情况的影响

从表1可以看出，在5月21日前后，试验大棚内的白魔芋开始破土出苗，而对照在6月4日前后才开始破土出苗，因而覆膜处理较对照提早15 d左右出苗。不过各处理间出苗率无显著性差异。

2.2 不同光质处理对农艺性状的影响

由表2可知，白魔芋播种后20～60 d，叶柄长度随处理时间延长而快速增加；播种后60～100 d，叶柄长度随处理时间的延长增长缓慢，并趋于稳定。白膜处理、红膜处理、绿膜处理、蓝膜处理、紫膜处理各个处理间，除播种后60 d外，红膜处理叶柄长度同期相比最大；蓝膜处理各个时期叶柄长度同期相比最小。在播种后40～100 d，红膜处理和蓝膜处理间，叶柄长度的生长变化存在显著性差异；除播种后60 d外，其他处理均与对照存在显著性差异。在播种后100 d时，红膜处理的叶柄长度最大，为28.4 cm，较CK高16.67%，蓝膜处理的叶柄长度最小，为21.6 cm，较对照低12.19%。以上试验结果说明，红膜处理在一定程度上促进叶柄长度增加，蓝膜处理抑制叶柄长度增加。

由表3可知，叶柄粗度在播种后20～80 d，随处理时间的延长而快速增加；在播种后80～100 d，随处理时间的延长逐渐趋于稳定。白膜处理、红膜处理、绿膜处理、蓝膜处理、紫膜处理各个处理间，红膜处理叶柄粗度同期相比最大；播种80 d以后，蓝膜处理叶柄粗度同期相比最小。在播种后40～100 d，红膜处理和蓝膜处理间，叶柄粗度的生长变化存在显著性差异，除播种后60 d外，均与对照存在显著性差异。在100 d时，红膜处理叶柄粗度最大，为1.56 cm，较对照高19.14%；蓝膜处理叶柄粗度最小，为1.16 cm，较对照低10.87%。综上所述，红膜处理在一定程度上促进叶柄粗度增加，而蓝膜处理对叶柄粗度的增加有抑制作用。

表2 不同光质下白魔芋叶柄长度动态变化

表3 不同光质下白魔芋叶柄粗度动态变化

表4 不同光质下白魔芋壮苗指数动态变化

由表4可知，播种后60～100 d，红膜处理下各个时期的壮苗指数同期相比最大，且显著大于同期对照。在100 d时，红膜处理壮苗指数最大，为43.43，显著大于其他处理；而蓝膜处理的壮苗指数最小，为27.36；白膜处理下壮苗指数显著大于紫膜、绿膜、蓝膜以及对照；紫膜处理与绿膜处理壮苗指数间无显著性差异，但均大于对照与蓝膜处理；蓝膜处理与对照壮苗指数差异不显著。以上结果说明，红膜处理下白魔芋生长势最好，苗质量最好。

2.3 不同光质处理对叶片叶绿素含量的影响

从图1可知，各处理叶片中叶绿素含量随叶龄增长，先逐渐增加；播种100 d后，各处理叶片中叶绿素含量趋于稳定；播种140 d后，各处理叶片中叶绿素含量呈现出下降趋势。这与白魔芋从幼龄苗到成熟苗的生长发育过程，及叶片衰老过程基本一致[1]。本试验不同处理各个时间段的叶绿素含量均明显高于对照。在播种后100 d时，叶片中叶绿素含量趋于稳定，且由高到低依次为蓝膜、紫膜、红膜、绿膜、白膜；其中蓝膜处理下叶绿素含量为8.34 mg/g（干样质量），比对照高32.17%，其他颜色的膜处理组依次分别比对照高29.31%、25.51%、19.33%、13.79%。

2.4 不同光质处理对球茎KGM含量的影响

KGM是魔芋的主要贮藏物质，也是魔芋产量形成的主要成分，KGM含量的多少可反映魔芋品质的优劣，由图2可知，各覆膜处理中，红膜处理球茎KGM含量最高，其次为蓝膜、白膜、紫膜、绿膜，分别比对照高 18.24%、13.18%、7.66%、-8.96%、-12.72%。

图1 不同光质对白魔芋叶绿素含量的影响

图2 不同光质对白魔芋KGM含量的影响

2.5 不同光质处理对产量的影响

由表5可知，覆膜处理下的白魔芋产量显著高于对照，并且红膜、紫膜、绿膜、蓝膜下白魔芋产量显著大于白膜处理，其中红膜处理产量最高，为2517.13 kg/667 m2，较对照提高28.86%，较白膜提高7.82%。

表5 不同光质对白魔芋产量的影响

3 结论与讨论

光质通过光受体的调节，将光信号从叶传到根系，并对整个植株的生长发育进行调控。本试验通过不同颜色的薄膜创造不同复合光质，而不同光质下白魔芋的生长具有显著差异，蓝膜处理抑制白魔芋叶柄长度和粗度的增长，而红膜处理促进叶柄长度和粗度的增长，这与杜建芳等[10]的试验结果红光促进油菜幼苗的生长是一致的。作物不同，光质影响的结果也不一致，例如余让才等[11]的研究发现，蓝光抑制水稻幼苗伸长，而田发明等[12]研究表明，蓝光促进甜椒幼苗伸长。有人认为这是因为红光促进细胞的伸长，而蓝光具有相反的效果，还有人认为植物的伸长并不仅仅是因为红光的作用，还与蓝光的缺乏有关[13]。红膜处理下白魔芋壮苗指数最高，为43.43，显著大于其他处理，蓝膜处理壮苗指数最小，这与不同颜色塑料薄膜的透射光谱比率有关，例如史宏志等[14]研究发现，在复合光中增加红光比例对烟草叶面积的增加有一定的促进作用，但叶片的叶重降低，叶片变薄，造成地上部质量降低，地下部质量增加，最终影响其壮苗指数。

光质对植物叶片叶绿素含量的影响也因植物种类不同而异。增加蓝光比率可使烟草叶绿素含量增加，而增加红光比率可降低其叶绿素含量[14]；生姜叶片叶绿素含量以蓝膜及绿膜处理较高，均高于白膜[15]；蓝光处理下铁皮石斛叶片叶绿素含量最高[16]。本试验结果表明，蓝膜处理白魔芋叶片叶绿素含量最高，紫膜、红膜、绿膜、白膜、CK依次降低。

KGM含量决定魔芋的内在品质，本试验结果表明，红膜和蓝膜处理促进白魔芋KGM的积累，这与前人研究结果红光促进豌豆可溶性糖的积累[17]，以及蓝光有利于布朗葡萄藻多糖的积累[18]相一致。但是光质对不同植物体内可溶性糖含量的影响是有差异的，例如红光和蓝光抑制库拉索芦荟可溶性糖的积累[19]。覆膜处理白魔芋产量的影响显著大于对照，并且红膜处理白魔芋产量较对照提高28.86%，较白膜提高7.82%。

此外，本试验还发现，所有覆膜处理出苗时间均比对照提早15 d左右，这与夏海乾等[20]的试验结果覆膜处理下通过光温效应植物能早生快发是一致的。综上所述，白魔芋采用红膜覆盖栽培，能保证其提早出苗且壮苗指数高，还能提高KGM含量和增加产量。

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