火龙果四种不同光质LED灯补光效果试验

2020-03-10陈丹潘建安马振军黄强韦思智欧善生黄海生

广西农学报 2020年5期

陈丹潘建安* 马振军黄强韦思智欧善生黄海生

（1.广西农业职业技术学院，广西南宁 530007；2.广西欧施得农业发展有限公司，广西南宁 530007）

火龙果（Hylocereus undatus）又称红龙果、玉龙果、龙珠果、仙蜜果，属仙人掌科量天尺属植物多浆浆植物［1］，肉质茎是三棱状，茎节会生长攀爬，可攀附在墙壁、棚架及它物生长，原产于中美洲热带沙漠地区，是典型的热带植物。20世纪90年代初被我国台湾省引进试种并进行了改良，近年来福建、广东、广西、海南等省区陆续从我国台湾省引种栽培。火龙果果实外形独特，营养丰富，含有丰富的糖、有机酸、蛋白质、维生素、氨基酸以及膳食纤维，其中膳食纤维含量（2.33%）远高于其他水果［2］，还含有其他植物缺少的植物性蛋白和花青素，是一种新型绿色、保健水果［3］。火龙果具有耐旱、病虫害少、产量高、经济价值高、生态效益好等特点［4］。火龙果雌雄同花，在适宜生长环境中具有一年多批次抽花结果的习性［5］，花在晚上22点左右开放，呈喇叭型，凌晨2点后逐渐闭合，清晨后花朵陆续凋谢。果实从现蕾到成熟需30～50d，高温季节成熟快，低温季节成熟慢。陆地栽培时，其花期一般在5～11月，果实成熟期6～12月［6，7］。

火龙果为长日照植物，在其他条件适宜但光照不足时，难以进行花芽分化。在春季可通过人工补光，促进花蕾冒出，有效提前花期，使火龙果提早上市；在秋季日照不足时进行补光，可以为火龙果在秋末冬初创造有利的花芽分化条件，保障花芽正常分化，从而延长火龙果花期和采收期。实践表明，光照可影响火龙果植株花蕾抽生［8，9］，通过对火龙果进行春提早秋延后的补光，每年可以多收获3～4批果实，提高火龙果的种植效益，促进火龙果产业发展。广西大部地区秋季（9月下旬）到次年春季（4月上旬），日照时数偏少，光照不足，不能满足火龙果花芽分化、开花挂果。根据火龙果的光周期特性，为提高火龙果的产量，对火龙果种植采用人工补光技术，用光诱导调节火龙果产期，对火龙果产期进行调控，实现反季节成花，鲜果可在11月至来年5月上市［10−12］。LED灯具有体积小、耗电量低、使用寿命长、高亮度、环保、坚固耐用等优点，可用于对火龙果补光。目前，国内对关于采用具体何种波长光质LED灯进行火龙果补光催花效果最好未见有相关文献或技术规程报道，故进行这方面的研究和探索具有非常积极的生产指导意义。本研究通过2018−2019年在广西农业职业技术学院八桂田园内的火龙果种植园采用广西火龙果种植基地普遍使用的4种不同光质的LED补光灯对火龙果进行补光效果实验，以期为火龙果反季节生产提供补光技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试验的灯具为目前南宁市各火龙果生产基地使用较多的种类，各灯具主要技术参数见表1。

1.2 试验地点

试验场地位于广西南宁市广西农业职业技术学院八桂田园内，年太阳辐射总量4 529MJ/m2，平均日照时数为1584.8h；年平均气温21.8℃，≥10℃活动积温达7723℃，极端最高气温40.4℃，极端最低气温−2.4℃，平均霜日4d，无霜期长；年均降雨量达1304.2mm，平均相对湿度为79%，非常适合火龙果生长［13］。园区内土壤为粘土，肥力中等，种植有火龙果1334m2，行距2m，株距1m，品种为“金都1号”。

1.3 试验方法

在园区火龙果地中，采用4种不同光质的LED灯进行人工补光。LED灯安装距离1.5m，距火龙果植株顶部0.5m，株距1m；试验设3个重复，采用随机区组排列的方法，以不补光为空白对照（CK）；每个重复安装44盏灯［14−19］，秋季每天补光时间为18：30～23：30，一共补光5h，补光从2018年10月31日开始至11月21日结束；春季每天补光时间为18：00～23：00，一共补光5h，补光从2019年3月31日开始至5月3日结束。在试验期间除补光光质不同，其他农事管理均统一进行。

每个重复剔除隔离行后，选取补光区中间的12株火龙果植株，观测记录经过补光后的现蕾和结果数量、产量，测定果实糖度和单果重，其中结果数、果实糖度、单果重及产量仅采收春季第二批的果进行测量。

1.4 试验数据处理工具

利用Visual Basic设计的方差分析数据处理系统进行方差分析，比较不同光质LED灯补光对火龙果催花现蕾的效果［20−22］。

2 结果与分析

2.1 不同光质补光全年处理对火龙果现蕾的影响

经过LED灯补光，2018年秋季10月15日第一批现蕾，11月8日第二批现蕾，2019年春季4月10日第一批现蕾；4月18日第二批现蕾。

由表2可知，不同光质补光对春、秋季两批火龙果现蕾影响均表现为组间差异不显著，各处理差异显著，说明补光对火龙果现蕾效果明显。

由表3可知，与CK相比，秋季补光第一批A、D灯与其他2种灯及CK平均每株现蕾数差异显著；B、C灯与CK相互间平均每株现蕾量差异不显著，表明A、D灯2种灯对火龙果催花效果显著，催花效果A灯好于D灯，B、C2种灯对火龙果催花效果不显著；秋季补光第二批A灯与C灯、CK的平均每株现蕾数差异显著，与D、B2种灯的平均每株现蕾数差异不显著，D、B、C灯与CK相互间平均每株现蕾数差异不显著，表明A灯的催花效果好，D、B、C灯的催花效果不明显；春季补光第一批A、D2种灯与CK的平均每株现蕾数差异显著，B、C2种灯与CK的平均每株现蕾数差异不显著，A灯与D、B、C灯的平均每株现蕾数差异显著，D灯与B灯的平均每株现蕾数差异不显著，与C灯及CK差异显著，B灯与C灯的平均每株现蕾数差异不显著，表明A、D2种灯对火龙果催花效果显著，且A灯好于B灯，B、C灯对火龙果催花效果不显著；A、B、C、D4种灯与CK的平均每株现蕾数差异显著，A灯与B、C、D灯的平均每株现蕾数差异显著，B、C、D三种灯之间的平均每株现蕾数差异不显著，表明A、B、C、D4种灯对火龙果催花效果显著，A灯的催花效果最好，其次是B、C、D灯，B、C、D灯的催花效果接近。

2.2 不同光质补光对春季第二批果单果重和产量的影响

由表4可知，对春季不同处理第二批火龙果单果进行方差分析，不同光质LED灯补光对火龙果单果重区组间差异显著（F＝5.12＜F0.05＝4.46），各处理差异不显著（F＝3.76＜F0.05＝3.84）；四种灯补光对火龙果单果影响与CK差异显著，各种灯间单果重差异不显著，表明四种灯对火龙果单果重影响效果明显，但各灯间区别度不大。

由表4可见，对春季不同处理第二批火龙果按A、B、C、D处理的平均每株结果数及单果重推算出不同处理火龙果理论单产，与CK相比，补光增产效果相当显著，增产效果依次为A>D>B>C。

表2 不同光质补光对不同批次火龙果现蕾差异显著性比较表

2.3 不同光质补光对春季第二批果果实糖度的影响

由表5可知，对春季不同处理第二批火龙果果实糖度进行方差分析，不同处理果实糖度区组间差异显著（F＝1.25＜F0.05＝4.46），各处理差异不显著（F＝7.37＞F0.05＝3.84）；四种灯补光对火龙果果实糖度影响与CK差异显著，各种灯间差异不显著，但补光果实糖度比CK小，与CK相比，糖度减量为6%～11%。从表3中可以看到A、B、C、D补光区经过补光后冒蕾、结果的数量都比CK多，所以A、B、C、D补光区每株火龙果在吸收相同养分的条件下，所要供给火龙果植株冒蕾、开花和每个果实膨大、糖分积累的营养相比于CK就要少，所以春季补光第二批果果实单果重和果实糖度比CK小。

3 小结与讨论

控制植物成花主要决定于光敏色素和隐花色素，这两种色素吸收的光主要是红光、远红光、蓝光和紫外光［23］。光质通过调控火龙果内源激素变化，促进ABA和ZR合成，抑制GA合成，促进成花［24］。植物从营养生长向生殖生长转变受到蓝光−近紫外光受体和红光−远红光受体两种光受体的调控［25］。不同波长的光质对不同植物开花成果的影响不同，试验研究可有效选取最佳光质匹配。

表3 不同光质补光全年各批次各处理火龙果现蕾数量

表4 春季第二批果经过不同光质补光后单果重和产量的影响

表5 春季第二批果经过不同光质补光后果实糖度的影响

本试验通过4批次对火龙果进行4种不同光质的LED灯补光试验，各批次火龙果补光催花效果，各灯显著性依次A、D、B、C灯；4种灯对火龙果进行补光对果实糖度、单果重影响不显著，火龙果结果数和产量随补光现蕾数的增加而提高，因而补光对火龙果结果数和产量增产效果显著性依次为A、B、C、D灯。相同功率的A、B、D三种灯中，催花效果A灯特点为主波长最大，接近橙光波长范围（622～597nm）的下限，光通量最大，峰值波长位于橙光波长范围，光效值与BD灯接近，为100 Lm/w左右；C灯效果最小，可能与功率太小，光通量及光效值较小有关。