LED灯补光对温室内香石竹生物学性状的影响

赵丹丹，桂 敏，蒋亚莲，梁 华，瞿素萍，周旭红*

LED灯补光对温室内香石竹生物学性状的影响

赵丹丹1，桂 敏2，蒋亚莲2，梁 华2，瞿素萍2，周旭红2*

(1.云南省农业科学院农业经济与信息研究所，云南昆明 650205;2.云南省农业科学院花卉研究所/国家观赏园艺工程技术研究中心，云南昆明 650205)

【目的】研究大棚设施内不同光质补光对香石竹幼苗及开花株生物学性状的影响。【方法】采用飞利浦发光二极管(Lightemitting diode，LED)顶光模组温室补光。【结果】LED灯补光对幼苗期大花香石竹、多头香石竹和盆栽香石竹无论在株高、叶片长度、叶片宽度、叶片数目、还是在芽直径和芽的数目上均比自然光照有所增加，除盆花品种‘Menorca pink’在叶片数目和芽的直径无显著差异外，其余生物学性状都有显著差异。LED灯补光可使香石竹花期提早，增加香石竹花蕾数量，对多头香石竹和盆花香石竹花蕾数量的影响显著，但对大花香石竹花蕾数量无显著影响。此外，LED灯补光还可以显著增加大花和多头香石竹株高，对盆花香石竹的株高无显著影响。【结论】LED灯补光可改善幼苗期香石竹叶片长度、叶片宽度、叶片数目、芽直径和芽的数目等生物学性状，使香石竹株高增加，花蕾数量增多，花期提早。

LED灯;温室补光;香石竹;生物学性状

【研究意义】随着设施农业的发展，利用人工光源在设施内对农作物进行补光已经成为改善植物生长发育的一种重要的手段[1]。传统的植物生长光源包括荧光灯和高压钠灯等，这些光源具有能耗高、光电转化效率低以及热光源等缺点。发光二极管(Light-emitting diode，LED)是一种新型的节能光源，具有体积小、低功耗、低发热量以及高亮度等优点，可以节省电能，降低运行成本，已被广泛应用于园艺设施内。【前人研究进展】LED红蓝组合光与

植物生长的光谱范围相吻合，可作为植物生长的光源，不同的光源对植物的生长效应不同，红光促进植株地上部的生长同时抑制根系的生长[2]，蓝光LED有利于叶绿体发育、叶绿素形成和气孔开放等[3]，红蓝组合LED在幼苗的生长发育和提高光合作用具有重要作用[4-6]。【本研究切入点】香石竹是云南省的主栽鲜切花之一，但香石竹切花生长周期长，从定植到开花需5～8个月时间，且花品质参次不齐。能否缩短的生长周期，提高花的品质是保证花农和花卉企业增产、增收的关键。随着工厂化育苗和工厂化栽培技术的建立，使用高效节能的LED光源进行植物的室内育苗以及栽培目前已应用于百合[5]、菊花[4]、生菜[7]、莴苣[8]、黄瓜[9]、番茄[10]、萝卜[11]而LED光源对香石竹生长发育的影响未见报道。【拟解决的关键问题】文章研究大棚设施内补充LED光源对香石竹生长发育的影响，为设施栽培补光技术提供理论和实验依据。

1 材料与方法

1.1 试验设备

补充光源使用飞利浦LED顶光模组温室补光，红光和蓝光2种光比例为7∶3。

1.2 试验方法

试验在云南省农业科学院花卉研究所宝峰基地的塑料大棚内进行，温室尺寸为22 m×8 m×3.5 m(长×宽×内遮阳下距离地面高度)，苗床尺寸为22 m×1 m(长×宽)。供试香石竹品种为大花品种‘Master'、多头品种‘Samba'和盆花品种‘Menorca pink'，2016年1月20日定植于苗床，株柜为15 cm ×10 cm(长×宽)，实验设LED灯补光和自然光照2个组，每组3个重复，每个重复定植36株。LED光源到达叶片的光合光量子通量均为45μmol/m2·s。补光时间为早上6:00-9:00时，下午18:00-21:00时，持续补光6 h。

1.3 样品测定

香石竹植株打顶后1个月，每个处理分别选取10株，3个重复，共计30株。测定香石竹植株株高、叶片长度、叶片宽度、叶片数目、芽直径和芽的数目，开花期除了测量上述生物学性状外，还测量香石竹蕾径、蕾长、花蕾数量、花直径、花冠高、花瓣数、花瓣长和花瓣宽。

1.4 数据分析

采得SPSS 18.0统计软件对数据进行方差分析和作图。

2 结果与分析

2.1 LED灯补光对香石竹幼苗的影响

香石竹植株打顶后1个月，侧芽待萌发，此时期测定香石竹生物学性状，目的是观察LED灯补光对香石竹插穗及植株生长的影响。测量发现，LED灯补光对幼苗期大花香石竹、多头香石竹和盆栽香石竹在株高、叶片长度、叶片宽度、叶片数目、芽直径和芽的数目都比自然光照有所增加。如香石竹品种‘Master'在LED灯补光和自然光照下的平均株高分别为11.95和8.09 cm，两者有极显著差异;‘Samba'在LED灯补光和自然光照下的平均株高分别为14.11和8.23 cm，具极显著差异;‘Menorca pink'在LED灯补光和自然光照下的平均株高分别为8.28和6.51 cm，具极显著差异(图1A)。‘Master'和‘Samba'LED灯补光比自然光照叶片数量显著增加，而盆花品种‘Menorca pink'两者在叶片数量上无显著差异(图1B)。3个香石竹品种在LED灯补光下比自然光照下的叶片宽度和叶片长度显著增加(图1C和D)。‘Master'在LED灯补光和自然光照下的平均芽的个数分别为3.0和2.2个，‘Samba'分别为3.13和2.5个，‘Menorca pink'分别为23.4和15.5个，都具有显著差异(图1E)。‘Master'在LED灯补光和自然光照下的平均芽的直径分别为0.55和0.35 cm，‘Samba'分别为0.42和0.36 cm，‘Menorca pink'分别为0.35和0.3 cm，都具有极显著差异(图1F)。

2.2 LED灯补光对香石竹开花植株营养生长的影响

由表1可见，在LED灯补光与自然光照下，大花香石竹‘Master'开花株株高分别为82.47和74. 4cm，具有显著差异，而在茎粗、叶片长度、叶片宽度、叶片数目和芽的数目上无显著差异;香石竹‘Samba'在LED灯补光与自然光照下，开花株株高分别为97.18和88.78 cm，具有显著差异，叶片数目分别平均为32.47和31个，具有显著差异，而在茎粗、叶片长度、叶片宽度和芽的数目上无显著差异;盆栽香石竹‘Menorca pink'在LED灯补光与自然光照下叶片宽度有显著差异外，其余在营养器官性状上无显著差异。

2.3 LED灯补光对香石竹开花植株生殖生长的影响

由表2可见，在LED灯补光与自然光照下，大花香石竹‘Master'花蕾直径分别为1.79和1.67 cm，具有显著差异，而在蕾长、花蕾数量、花直径、花冠高、花瓣数、花瓣长和花瓣宽上无显著差异;香石竹‘Samba'花蕾个数在LED灯补光与自然光照下分别平均为6.33和4.9个，有显著差异，其余在花器官上无显著差异;盆栽香石竹‘Menorca pink'花蕾个数在LED灯补光与自然光照下分别平均为3.2和2.7个，有显著差异，花冠高分别为1.41和1.23 cm，有显著差异，其余花器官性状上无显著差异。

图1 LED灯补光对香石竹幼苗生物学性状的影响Fig.1 Effects of LEDs supplementation on biological properties of carnation seedlings

2.4 LED灯补光对香石竹开花周期的影响

LED灯补光比自然光照香石竹开花期提前，大花香石竹‘Master'和多头香石竹‘Samba'LED灯补光比仅自然光照开花期提前15 d，盆栽香石竹‘Menorca pink'LED灯补光比自然光照开花期提前10 d。

表1 LED灯补光对香石竹开花株生物学性状的影响Table 1 Effects of LED supplementation on biological properties of carnation flowering plants

表2 LED灯补光对香石竹花器官的影响Table 2 Effects of LED supplementation on carnation flower organs

3 讨 论

光可经过内环境，通过光受体的调节从地上部传到根系，并对其生长发育进行调控[12-13]，LED灯光照有利于植物幼苗的生长。花生苗期时采用LED处理有利于幼苗的生长，花生的鲜重、干重、株高、根长以及总叶绿素增加[14]。LED灯人工补光对水稻秧苗的叶龄、茎基宽、叶面积、根长、根表面积和根体积有显著的促进作用[15]。红蓝复合光质补光处理显著提高了幼苗的干物质积累量、壮苗指数和净光合速率[16]。LED光源不同频率的间歇光在一定程度上对黄瓜幼苗的生长和光合作用起促进作用[17]。

香石竹在云南的栽培面积大，是主栽花卉[18-19]，主要是通过摘取侧芽进行营养繁殖，香石竹生产常用插穗，芽的质量和数量是扩大生产规模，提高效益的关键[20]。本实验通过LED灯补光，发现大花、多头和盆栽香石竹幼苗无论在株高、叶片长度、叶片宽度、叶片数目、芽直径和芽的数目都比自然光照有所增加，芽的粗度增加和芽的数量增多，提高了香石竹插穗的质量。

LED灯光照有利于促进植物开花。LED灯红蓝光有助于水培瞿麦生物量的累积以及促进瞿麦开花[21]。本实验发现LED灯补光可使香石竹花期提早，增加多头香石竹和盆花香石竹的花蕾数量，但对大花香石竹花蕾数量无显著影响，这说明强光照可促进多头和盆花香石竹的花芽数量的分化而对大花香石竹花芽数量的分化无显著影响，可能的原因是强光可调控多头和盆花香石竹的花芽数量的分化有关的基因，而不能影响大花香石竹花芽数量分化有关的基因，具体的原因还要进一步证实。

此外，LED灯补光还可以显著增加大花和多头香石竹开花株的株高，对盆花香石竹的株高无显著影响，这说明盆花香石竹株高受强光照的影响较小。LED灯补光无论对哪种类型的香石竹都不能显著增加花的大小。

4 结 论

本实验通过LED灯补光，发现大花香石竹、多头香石竹和盆栽香石竹幼苗无论在株高、叶片长度、叶片宽度、叶片数目、芽直径和芽的数目都比自然光照有所增加，芽的粗度增加和芽的数量增多，提高了香石竹插穗的质量。LED灯补光可使香石竹花期提早，增加多头香石竹和盆花香石竹的花蕾数量，但

对大花香石竹花蕾数量无显著影响。此外，LED灯补光还可以显著增加大花香石竹和多头香石竹切花的株高，对盆花香石竹的株高无显著影响。

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(责任编辑 王家银)

Effect of Different Supplemental Light from LED on Biological Characters of Carnation in Greenhouse

ZHAO Dan-dan1，GUIMin2，JIANG Ya-lian2，LIANG Hua2，QU Su-ping2，ZHOU Xu-hong2*
(1.Institute of Agricultural Economy and Information，Yunnan Academy of Agricultural Sciences，Yunnan Kunming 650205，China;2. Flower Research Institute，Yunnan Academy of Agricultural Sciences/National Engineering Research Center for Ornamental Horticulture，Yunnan Kunming 650205，China)

【Objective】The effects of different supplemental lighton biological charactersof carnation seedlingsand flowering plants in greenhouse were studied.【Method】Philps Light-emitting diode top module in the greehouse supplied lightwas used.【Result】The plant height，leaf length，leafwidth，number of leaves，shoots diameter and number of shoots of seedling standard carnation，spray carnation and pot carnation under LED supplemental lightwere higher than thaton the natural light.Therewere no significant differences on the number of leaves and the diameter of buds of pot carnation varieties‘Menorca pink'，and the other biological traitswere significant differences.LED supplemental light could make carnation bloom early，increase the amount of buds on spray carnation and pot carnation，but there were no significant impact on the number of standard carnation buds.In addition，the light supplementation of LED could also significantly increase the plant height of the standard and spray carnation，which had no significanteffects on the pot carnation.【Conclusion】LED supplemental light could improve the leaf length，leafwidth，number of leaves，bud diameter，number of buds and other biological characters of seedling carnation，increase carnation plant height and number of buds，and make carnation bloom early.

LEDs;Supplemental light in greenhourse;Carnation;Biological characters

S682.19

A

1001-4829(2017)8-1882-04

10.16213/j.cnki.scjas.2017.8.032

2016-03-11

国家观赏园艺工程技术研究中心(2012FU125X10);国家自然科学基金(31460530);国家科技支撑计划(2015BAD10B00);云南省应用基础研究计划(2014FA044和2016IA001);云南省中青年学术和技术带头人培养(2015HB077);重大科技专项(2016ZA005)

赵丹丹(1979-)，女，山西永济人，副研究员，主要从事农业信息研究，E-mail:dd-zhao@aliyun.com，*为通讯作者:周旭红，E-mail:55219121@qq.com。