等离子植物补光灯对水稻秧苗素质的影响

孔祺生，朱 强，锺耀才，吴学育，彭泳华

(嘉能照明有限公司，广东深圳 518000)



等离子植物补光灯对水稻秧苗素质的影响

孔祺生，朱 强，锺耀才，吴学育，彭泳华

(嘉能照明有限公司，广东深圳 518000)

等离子植物补光灯是市面上一种新型的植物补光灯，是根据对太阳光谱光波的深入研究提取其中对植物生长必不可少的光，利用进入离子化状态2种不同的等离子(气体和金属化物)混合在一起发出高强度的白光，进行科学合理的配比，研发出的一种新型植物补光灯。它具有绿色环保、光通量维持率高、点光源控制、节约能源、高效能及低成本维护、光谱接近太阳光光谱的优点。该灯适用于作保护地室工厂化育苗和蔬菜、花卉生产使用。

我国水稻种植面积约3 000 万hm2，占全国谷物种植面积的30%左右，占世界水稻种植面积的20%左右[1]。水稻的产量及品质一定程度上取决于水稻秧苗的培育质量，因此，进行有效的水稻育秧、提高水稻秧苗质量意义重大。水稻是喜光作物，只有在充足的阳光下才能生长健壮，光照时间、光质及光照度严重影响着水稻生长的快慢、生育期的长短、开花结实的好坏以及产量的高低[2-3]。由于棚室覆盖材料、灰尘以及结构遮光等因素的影响，室内的光照度仅为露地的30%～70%，特别是持续阴天、阴雨、雾霾等多变的气候环境严重影响了水稻棚室秧苗的健壮生长[4]。为促进水稻温室育秧秧苗的健壮生长，有必要进行人工补光。为此，笔者在拱型塑料大棚育苗的基础上，采用等离子补光灯进行移动补光，研究了新型等离子植物补光灯对水稻苗生长的影响，以期为我国东北地区水稻育苗生产提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地概况试验地设在黑龙江省齐齐哈尔市，平均海拔为146 m。年降水量为415 mm，年均温达3.2 ℃，极端最高温度达42.1 ℃，极端最低温为-39.5 ℃。年平均无霜期为122～151 d，生长期(5～9月)的辐射量为65～67 kcal/cm2。

1.2材料水稻种子选取的是龙科稻种。育苗基质采用的是黑龙江省齐齐哈尔市的黑土。补光光源为嘉能照明有限公司研发部研发的NIT400-T型等离子植物补光灯，其功率为235 W。

1.3试验设计试验在黑龙江省齐齐哈尔市郊区的“江心岛”的大棚中进行，采用大棚宽窄行水稻育苗[5]。大棚南北走向，大棚长50.0 m、宽8.0 m，棚内分成2个区域，选取北边25 m区域作为补光区，南边25 m区域以自然光为对照区。选取2个拱棚作为2个重复。2015年4月10日播种，浇水，覆膜。待稻苗发芽时开始补光处理，补光时间在阴天(整天补光)以及晴天的下午至第2天早上光照低于4 000 lx时。平均增加的补光强度为4 000 lx[6]，补光后设施内光照强度可达4 000～8 000 lx。

采用移动补光方式进行人为补光，即安装电机带动补光灯补光，每个大棚设有3套移动补光设备，每套移动补光设备有1台补光灯。移动光源在栽培区中的移动路线南北向移动，与大棚的走向一致，补光灯的移动速度为0.1 m/s，循环周期为7 min，补光灯的高度为80 cm，每个补光灯的间距为1.8 m，平均增加照度为4 000 lx。整个试验中，移动补光装置补光总时间为511 h，占整个育秧期(30 d)的比例为71%。

1.4调查方法在育苗结束的前2天，每天分别对2个大棚同时随机选取补光区和自然光照区平行位置处各30株水稻苗，重复4次，测量其株高、茎粗、叶片数及叶宽；在水稻苗定植当天，分别选取补光与自然光区平行位置10 cm×10 cm大小的水稻苗区域，记录并计算单位面积达到定植标准苗数(定植标准，叶片3.0～3.5叶)；同时以大棚的东侧、西侧及中间部位平衡选取3个区域，每个区域补光与自然光区随机选取100株水稻苗，分别测量其地上部分鲜重、地上及地下干重；水稻苗定植时，选取2块大小接近、相邻的水稻田作为试验田，分别种植补光处理及对照水稻苗，追踪其产量。

1.5测定指标与方法

1.5.1株高。用钢尺测量稻苗地面到生长点的高度。

1.5.2茎粗。用游标卡尺测量稻苗地上1 cm处的粗度。

1.5.3叶面积。用坐标纸测量稻苗每一片叶子完全展开的面积之和。

1.5.4地上鲜重。用电子天平(精确度为0.01 g)称量地上部分稻苗鲜重。

1.5.5地上及地下干重。将幼苗根部基质洗净放入烘干箱，105 ℃杀青，75 ℃烘干至恒重，用电子天平(精确度为0.01 g)称重。

1.5.6单位面积达到定植标准苗数。选取10 cm × 10 cm大小的稻苗区域，分别测2叶、3叶、4叶和5叶水稻苗的数量。

1.6数据处理用Excel 2003软件对稻苗的各项形态指标的实测数据进行整理及方差分析。

2结果与分析

2.1补光对水稻幼苗生长的影响由表1可知，补光后水稻幼苗的长势明显好于未补光的水稻幼苗，其中水稻苗经等离子补光灯补光处理后其株高和茎粗显著高于自然光照下的幼苗，分别较对照区幼苗提高了6.4%和7.3%，但对叶面积的影响并不显著。

表1　补光对水稻幼苗生长的影响

注：同列数据后不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。

Note: Different lowercases in the same column indicate significant difference at 0.05 level among various treatments.

2.2补光对稻苗达到定植标准的影响由表2可知，在水稻育苗期进行补光，可使更多的水稻苗达到定植标准。

2.3补光对稻苗干物质的积累和幼苗质量的影响由表3可知，等离子补光灯区水稻幼苗的植株干重、壮苗指数、G值与自然光照区对比差异显著，表明补光可提高幼苗质量。

表2　不同叶片稻苗数量对比

注：同列数据后不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。Note: Different lowercases in the same column indicate significant difference at 0.05 level among various treatments.

表3不同光照对干物质的积累和幼苗素质的影响

Table 3Effects of different light treatments on the accumulation of dry matter and quality of seedling

处理Treatment植株干重Totaldryweight∥mg壮苗指数SeedlingindexG值Gvalue补光区22.67a0.30a0.65aFilllightarea自然光照区20.03b0.26b0.57bNaturallightarea

注：壮苗指数=(茎粗/株高)×苗干样重；G值=苗干样重 /育苗天数；同列数据后不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。

Note: Robust seeding index = (stem diameter /plant height) ×total dry weight.G value = total dry weight /days after sowing.Different lowercases in the same column indicate significant difference at 0.05 level among various treatments.

2.4补光对水稻产量的影响由表4可知，补光区与自然光照区的水稻穗数、水稻产量差异显著，而水稻每穗粒数、稻米尺寸差异不显著，表明补光可提高水稻的产量。

表4　补光对水稻产量的影响

注：同列数据后不同小写字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。

Note: Different lowercases in the same column indicate significant difference at 0.05 level among various treatments.

2.5等离子植物补光灯经济性估计与评价在该水稻育苗试验中，每个大棚水稻育苗补光面积为200 m2，能种植1.37 hm2，经过补光的水稻产量为9 615.45 kg/hm2，自然光照的水稻产量为9 306.90 kg/hm2，增产收益为3.3%，总共增产的稻米为421.69 kg，市面上大米的收购价格约为4元/kg，1 kg稻谷能产出大米0.7 kg，增产收益为1 180.73元；每套补光设备投入为5 000元，3套共计15 000元，补光设备的使用寿命为30年；补光灯功率为235 W，电机为125 W，补光总时间为511 h，电费为0.6元/(kW·h),育苗周期为30 d,整个育苗周期补光设备所需电费为331.13元。每个大棚的补光灯设备每年可以收益为349.60元。

3结论与讨论

该试验结果表明，嘉能照明有限公司研发部研发的NIT400-T型等离子植物补光灯对大棚水稻育苗进行移动补光后，在一定程度上促进了水稻幼苗的生长，可提高水稻秧苗的质量，这与付传明等[7]研究得出的结论“补光对水稻幼苗生长有促进作用”一致。此外，该试验补光对水稻苗在定

植后的分蘖和收获时的产量有提高作用。因此，笔者认为等离子补光灯适合用作水稻育秧补光的光源，该试验结果为新型等离子补光灯在东北地区水稻育苗期的应用提供了理论依据。

该试验只研究了移动补光方式对水稻幼苗生长发育的影响，有关光照时间、光照强度及光质等对水稻育苗的影响有待进一步探讨，同时可考虑结合栽培技术来提高水稻育苗的质量。

参考文献

[1] 杜华平.水稻机械化生产技术手册[M].上海：上海科学技术出版社，2008.

[2] 陈恩谦.不同类型水稻品种营养生长期的温光效应研究[J].中国农学通报，2005，21(5)：242-244.

[3] 马旭, 林超辉, 齐龙,等.不同光质与光照度对水稻温室立体育秧秧苗素质的影响[J].农业工程学报, 2015, 31(11): 228-235.

[4] 王洪安.北方温室人工补光光源特性及优化配置研究[J].吉林农业，2011(1): 33-34.

[5] 徐继祥, 才洪艳.水稻大棚育苗宽窄行超稀植栽培技术要点[J].农民致富之友，2008(5)：8.

[6] 张林青, 蔡小铭. 光强对水稻秧苗素质的影响[J].江苏农业科学，2007(3): 31-33.

[7] 付传明, 黄宁珍, 赵志国，等.光质与补光对水稻幼苗生长及光合速率的影响[J].广西植物，2007, 27(2):255-259.

摘要[目的]明确新型等离子植物补光灯对水稻苗生长状况的影响，为我国东北地区水稻育苗生产提供理论依据。[方法]以龙科水稻品种为材料，研究有无等离子植物补光灯对水稻幼苗生长的影响。[结果]等离子植物补光灯处理水稻幼苗的株高、茎粗、植株干重、壮苗指数、G值以及单位面积达到定植标准指数显著高于无补光灯处理的水稻苗。[结论]水稻育苗时补光对水稻幼苗的生长有一定的促进作用。

关键词等离子；植物补光灯；水稻育苗

Effect of Plasma Plant Fill Light on Quality of Rice Seedlings

KONG Qi-sheng，ZHU Qiang, ZHONG Yao-cai et al (The Alphalite Co., Ltd.， Shenzhen, Guangdong 518000)

Abstract[Objective] The aim was to clear effect of plasma plant fill light on quality of rice seedlings to provide theoretical basis for the rice seedling production in Northeast China region. [Method] We took Longke Rice as materials, and studied the effect of plasma plant fill light on growth of rice seedlings. [Result] The plant height, stem diameter, plant dry weight, strong seedling index, G value and unit area to colonize standard index of rice seedlings of plasma processing as the fill light plant were significantly higher than no treatment of rice seedlings as the fill light. [Conclusion] To use fill light for rice seedling has a certain role in promoting rice seedling growth.

Key wordsPlasma；Plant fill light；Rice seedling

收稿日期2015-12-07

作者简介孔祺生(1959- )，男，香港人，研究员，从事补充灯种植应用研究。

中图分类号S 511

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)01-079-02