不同光质及补光时间对东方百合植株生长的影响

胡绍泉，周艳虹

(1.浙江大学 农业与生物技术学院，浙江 杭州 310000； 2.绍兴文理学院 元培学院，浙江 绍兴 312000)

光是植物生长发育的重要环境因素之一，是植物生长和生理变化、形态结构形成和干物质积累过程中的关键因素[1]。随着农业、园艺产业的快速发展，设施栽培广泛应用于农作物及园艺花卉栽培中，成为现代农业发展的核心。温室设施中因存在地理位置不一、光照时间短、光照量少及冬春季节连续阴雨天等现象，导致温室设施栽培的植物生长受到影响[2]。有研究表明，通过人工补光技术的应用可大大改善这一困境，有效提高植物生长发育，提高农作物的产量和品质[3]。

东方百合被称为世界“球根花卉之王”，是多年生草本花卉，高30～60 cm，鳞茎卵球形，具有气味芬芳、色彩丰富及花朵型大等特点，已成为国际花卉市场的主流产品，索邦、西伯利亚等东方百合品种较为知名[4-5]。东方百合属长日照花卉，需要充足的光照条件才能满足其生长发育，光照不足会导致植株徒长、花苞萎缩及切花品质低劣等现象[6]。邵小斌等[7]研究发现，冬季人工补光能够增加切花百合株高、提早花期及增加花朵数；喇燕菲等[8]研究不同光强处理下观赏百合植物叶绿素及光合特性的变化；刘伟等[9]研究发现，延长光照对铁炮百合叶片生长有一定促进作用。本文以东方百合植株为研究对象，研究分析不同光质及补光时间对东方百合植株株高、茎粗、节间距、动态叶面积及叶片干物质的影响。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本试验于2017年9—12月在绍兴文理学院元培学院温室大棚内进行。供试材料为东方百合品种索邦。选用无病害、周径为14 cm以上、无损伤的独头鳞茎种球，用1 000倍高锰酸钾溶液消毒30 min，用丹麦品氏泥炭土∶蛭石为2∶1配制基质种植，每盆种植1个种球，在黑暗条件下进行生根处理20 d，再进行自然光照10 d，选取长势基本一致、没有病虫害的植株置于不同补光处理条件下栽培。

1.2 处理设计

采用二因素完全随机试验设计，试验因子为光质和补光时间。设红光(R)、蓝光(B)、白光(W)、红蓝组合光(R∶B为7∶3，R∶B为8∶2和R∶B为9∶1)6个光质处理；设补光4 h(16：00—20：00)、6 h(16：00—22：00)和8 h(16：00—24：00)3个补光时间处理，光源购买于深圳宸华照明有限公司的LED植物生长灯；以不补光为对照，共设置19个处理。试验因子(光质×补光时间)随机排列，每处理放置25株索邦植株，各处理间用反光板隔开，重复3次。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 株高、茎粗和节间距

用卷尺测定植株株高、直尺测量节间距和用游标卡尺测量茎粗。植株测量从地表部分到植株生长点为止，茎粗测量部位在茎基部上数第5节处基准，节间距测量于第1、2片叶之间的距离。

1.3.2 叶面积

用便携式叶面积测定仪测定植株叶面积，分别于不同处理条件下第14、28、42天随机测定各处理植株顶尖以下第10片叶的植株叶面积。

1.3.3 叶片干物质

选取每处理下植株顶尖以下第7～8片叶，用去离子水冲洗干净，放入鼓风干燥箱中105 ℃下杀青20 min，再80 ℃烘干至恒重，用精度为0.001的电子天平称重。

1.4 数据分析与处理

采用Excel 2003与SPSS 23.0软件进行二因素方差分析及多重比较。

2 结果与分析

2.1 对株高的影响

从表1看出，光质及补光时间对东方百合植株影响显著且存在显著互作效应。从不同光质处理可以看出，7R/3B、8R/2B和9R/1B红蓝组合光处理下东方百合植株株高分别为86.92、83.19和81.94 cm，7R/3B红蓝组合光处理株高最高，相比另外2组组合光存在一定差异，与红光(R)、蓝光(B)和白光(W)处理下植株株高存在显著差异。从不同补光时间处理发现，补光时间8 h东方百合植株株高达到79.71 cm，分别与补光时间4 h和6 h存在一定差异。通过对光质和补光时间的互作效应比较发现，7R/3B红蓝组合光和补光8 h处理下，处理下株高达到最大值90.63 cm，显著高于其他处理组；相同补光时间条件下，红蓝组合光处理显著高于红、蓝、白等单色光的处理；相比对照组，各种补光处理都对东方百合植株株高有一定促进作用。结果表明，红蓝组合光不同补光时间处理对东方百合植株株高具有明显的促进作用，显著优于单色光的处理，7R/3B红蓝组合光和补光8 h处理促进效果最好。

2.2 对茎粗的影响

从表1看出，光质及补光时间对东方百合植株茎粗影响显著，但互作效应无显著差异。从不同光质处理可以看出，7R/3B、8R/2B和9R/1B红蓝组合光处理下东方百合植株茎粗分别为1.07、1.03和1.01 mm，7R/3B红蓝组合光处理与另外两组组合光处理存在一定的差异，8R/2B和9R/1B红蓝组合光处理间差异不明显，植株茎粗在不同单色光处理下未存在差异性，但红蓝组合光处理效果显著高于单色光处理效果；不同补光时间处理下，补光时间8 h植株茎粗达到1.01 mm，相比与补光时间4 h和6 h处理存在一定的差异；与对照组相比，各处理组对植株茎粗的影响都显著高于对照组。分析二因素(光质和补光时间)的互作效应，从表1可以看出，光质和补光时间共同处理对东方百合植株茎粗影响不显著。但是互作效应结果表明，在补光时间8 h及7R/3B和8R/2B红蓝组合光处理下，植株茎粗明显高于其他组，说明补光时间8 h的红蓝组合光对东方百合植株茎粗生长存在一定的促进作用。

表1 不同光质及补光时间对东方百合植株 株高、茎粗、节间距

注：同列无相同小写字母表示在0.05水平上差异显著。

2.3 对节间距的影响

从表1看出，光质及补光时间对东方百合植株节间距影响显著，并存在显著的互作效应。从不同光质处理可以看出，7R/3B、8R/2B和9R/1B红蓝组合光处理下，东方百合植株节间距分别为8.01、7.79和7.54 cm，相对于对照组，分别高30.7%、27.1%和23.0%，差异显著；三组单色光处理下植株节间距未存在差异，相比于对照组差异也并不明显，但红蓝组合光处理效果显著高于单色光的处理；不同补光时间处理下，补光时间8 h植株节间距达到7.33 cm，相比与补光时间4 h和6 h处理存在一定差异，但补光4 h和6 h处理间未存在差异，相比于不补光处理差异显著。分析二因素(光质和补光时间)的互作效应，从表1中可以看出，光质和补光时间共同处理对东方百合植株节间距存在显著差异，在补光时间8 h及7R/3B和8R/2B红蓝组合光处理下，植株节间距分别达到8.50和8.37 cm，相比于其他处理存在显著差异，但各三组单色光在不同补光时间处理下差异不显著，说明补光时间8 h的红蓝组合光对东方百合植株节间距的生长促进作用明显。

2.4 对叶面积动态变化的影响

从图1可知，植株叶面积随着补光处理周期的延长明显增加，说明百合植株对光照有积极响应。在不同补光时间处理下，3个不同光照时间处理14 d后，各处理间东方百合植株叶面积的差异不显著，与对照组相比也未存在显著差异；处理28 d后，3个处理组与对照组存在显著差异，补光时间8 h叶面积值最高；处理42 d后，补光处理组东方百合植株叶面积显著高于对照组，且补光8 h处理组相比于其他组差异显著。从不同光质处理可以看出，6种不同光质处理14 d后，东方百合植株叶面积值在各处理间差异不显著，且与对照组差异不显著；处理28 d后，植株叶面积值各处理组明显高于对照组，且差异显著。另外，红蓝组合光(7R/3B和8R/2B)两个处理组的百合植株叶面积值分别为57.47和55.50 cm2，分别高于对照组31.8%和27.3%，而单色光处理组间(R、B和W)差异不显著；处理42 d后，补光处理组东方百合植株叶面积值显著高于对照组，3个红蓝组合处理组与3个单色光处理组间存在显著差异。由此说明，光质及补光时间处理下，随着处理时间的延长，对东方百合植株叶面积增长有一定的促进作用。处理28 d后，红蓝复合光组合在补光8 h处理下作用效果最好。

图1 不同光质和补光时间处理对东方百合植株叶面积的影响

从图2可以看出，不同光质及补光时间对东方百合植株处理42 d后植株叶面积值影响明显，差异显著，且存在显著的互作效应。在相同补光时间情况下，3种红蓝复合光组合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)处理42 d后东方百合植株叶面积值均高于3种单色光(R、B和W)处理及CK组。3个补光时间处理中，3种单色光(R、B和W)处理间均差异不显著，而3种红蓝复合光组合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)处理相比于其他处理存在显著差异，相比CK差异显著。由此说明，延长人工补光时间能促进东方百合花卉叶片的生长，光质和补光时间处理对东方百合生长存在显著互作效应。其中，补光8 h的红蓝组合光处理效果最佳，为今后东方百合人工补光技术调控具有重要的作用。

图2 不同光质和补光时间处理42 d后 东方百合植株叶面积的变化

2.5 对叶片干物质的影响

从图3可知，植株干物质积累随着补光处理周期的延长而增加明显，说明百合植株对光照有积极响应。在不同补光时间处理下，3个不同光照时间处理14 d后，补光处理组对东方百合植株叶片干物质积累的影响明显高于对照组，而补光各处理间未存在显著差异；处理28 d后，各补光处理组东方百合植株叶片干物质积累量显著高于CK组，且补光8 h处理百合植株叶片干物质积累量最大；处理42 d后，补光处理组东方百合植株叶片干物质积累量显著高于对照组，且补光8 h处理组相比其他组差异显著。从不同光质处理可以看出，6种不同光质处理14 d后，东方百合植株叶片干物质积累量在各处理间存在一定差异，与对照组存在显著差异；处理28 d后，各补光处理组东方百合植株叶片干物质积累量显著高于CK组，7R/3B、8R/2B和9R/1B红蓝组合光与蓝光(B)处理组的百合植株叶片干物质积累量较高于2种单色光(R和W)处理组，且存在一定差异；3种单色光处理组也出现显著差异，蓝光(B)处理组的百合植株叶片干物质积累量相比其他两组较高；处理42 d后，补光处理组东方百合植株叶面积值显著高于对照组。由此说明，光质和补光时间处理下，随着处理时间的延长，对东方百合植株叶片干物质积累有一定促进作用。处理28 d后，红蓝复合光组合在补光8 h处理下积累效果最佳。

图3 不同光质和补光时间处理下东方百合植株叶片干物质积累变化

由图4可知，不同光质及补光时间对东方百合植株处理42 d后植株叶片干物质积累量有显著影响，且存在显著互作效应。补光时间相同情况下，3种红蓝复合光组合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)处理42 d后东方百合植株叶片干物质积累量均高于3种单色光(R、B和W)处理及CK组。3个补光时间处理，其中3种单色光(R、B和W)处理下白光(W)处理组影响不明显，而3种红蓝复合光组合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)处理相比于其他处理存在显著差异，与CK相比差异显著。由此说明，延长人工补光时间能促进东方百合花卉叶片干物质的积累，光质和补光时间二因素处理对东方百合叶片生长存在显著互作效应，其中补光8 h的红蓝组合光处理效果最佳。

图4 不同光质和补光时间处理42 d后东方百合植株叶片干物质积累变化

3 小结与讨论

植物的生长发育和形态建成受到光强、光质和补光时间的影响[10]。设施园艺生产中因冬春季节出现连续阴雨天气导致温室大棚内光照不足引起植株生长受到限制，随着LED技术的快速发展，其在植物栽培中的应用已受到青睐[2-3]。延长光照时间能有效提高农作物幼苗地上部分生长[11]；蓝光处理能促进扦插紫罗兰根系的生长，红光处理能促进画眉草植株分蘖。本试验中红蓝复合光处理效果优于红、蓝、白等单色光处理，这与曹刚等[12]研究结果相符合；而延长补光时间对东方百合叶片生长具有促进作用则与邵小斌等[7]的研究结果相符。在光质及补光时间互作下，7R/3B的红蓝组合光在8 h补光时间条件下效果显著，为百合设施栽培中人工调控光照条件提供一定的理论依据。

光质和补光时间对东方百合植株株高及节间距有显著影响，存在显著互作效应。其中，7R/3B的红蓝组合光在8 h补光时间条件下能有效促进东方百合植株株高、节间距及茎粗的增长。东方百合植株在光质及补光时间处理下，随着补光周期的延长，百合植株叶片叶面积值和干物质积累量明显提高，3组红蓝光组合(7R/3B、8R/2B和9R/1B)在补光时间8 h条件下对东方百合植株叶片叶面积增长和干物质积累效果最好。