不同光质对樱桃萝卜生长发育的影响

陈增举， 吉家曾， 谭晓文

(中山市八斗农业科技有限公司， 广东 中山 528400)

引言

光照是影响设施园艺作物生长发育的主要环境因子之一，光照不足和光质分布不均等现象会直接影响植株的光合作用，导致产量、品质明显降低[1]，而人工光源可以扭转这种情况。近年来，LED被广泛推广并应用于设施园艺之中。与传统光源相比，新型LED光源具有使用年限长、发光效率高、可精确调制光谱能量分布等诸多优势[2]。

光质、光强、光周期是光照三要素，其中光质作为重要的光环境因素，近年来受到人们日益密切的关注，以红蓝复合光研究较多，主要表现为红蓝比≥1时促进植物的生长：7R∶3B处理更有利于生菜幼苗的生长[3]，在红蓝光(6∶1)下芹菜光合速率、蒸腾速率和气孔导度均在最高[4]，70%R+30%B处理更利于樱桃番茄幼苗的生长发育[5]；红蓝比<1抑制株高，生菜[6]、番茄和黄瓜[7]，但能够提高植物品质：蓝光占60%处理促进番茄果实中番茄红素，可溶性固形物，游离氨基酸和类黄酮的形成[8]；红蓝光质比为1∶3最有利于茶叶功能成分的积累[9]。

樱桃萝卜是十字花科萝卜属的小型萝卜，肉质细嫩、生长周期短、色泽美丽、营养价值高，深受人们的欢迎[10]。红蓝光是植物光合作用的主要吸收波段，不同光质对樱桃萝卜影响的研究较少。在植物工厂等园艺设施中进行樱桃萝卜栽培，收获萝卜的肉根鲜质量是栽培目标，也是重要的产量指标，根鲜重构成因素是如何响应光质进而影响产量(根鲜重)，目前研究少有分析。

因此，本试验通过研究白光、不同光质(红蓝比例，红蓝+绿光)对樱桃萝卜生长的影响，试图得出适合樱桃萝卜生长的光质条件，旨在为樱桃萝卜设施工厂化栽培和高产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2020年10月至11月，在某栽培实验室内进行。试验材料为特级荷兰红星樱桃萝卜，选择1/2霍格兰营养液进行水培。

1.2 试验设计

以不同光质为试验处理，分为7个处理：W(白光)、A(200蓝光)、B(40红光+160蓝光)、C(80红光+120蓝光)、D(120红光+80蓝光)、E(200红光)、F(96红光+64蓝光+40绿光)。樱桃萝卜进行常规水培育苗，四叶期进行处理，运用蓝盘(长560 mm×宽370 mm×高80 mm)，每个处理9株，重复3次。光强为200 μmol·m-2·s-1，光周期12 h/12 h，用通气泵间歇式供氧，在处理28 d后进行取样测定。

1.3 测定指标及方法

株高(直尺测量)、株幅(直尺测量)、叶片数、叶面积(数格子法)、总鲜重(电子天平称量)、地上部鲜重(电子天平称量)、肉质根鲜重(电子天平称量)、肉质根横纵径(游标卡尺测量)、肉质根体积(浸水法)、叶绿素(SPAD叶绿素仪)；萝卜红色素参考王启明等[11]方法，稍作修改：将樱桃萝卜洗净后，用刀片刮下萝卜表皮，混合取样，称取0.2 g于试管中，加入60%乙醇溶液(pH=6)8 mL，密封避光静置24 h后，在520 nm下测定吸光值。

1.4 数据处理

应用WPS2016和SPSS19.0软件对数据进行显著性分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同光质对樱桃萝卜株高、株幅、总鲜重的影响

由图1可知，随着红蓝比例的增加，樱桃萝卜株高呈增大趋势。A、B、C为高蓝光处理，其株高均小于W(对照)处理，且有显著性差异，其中A处理下株高4.33 cm最低，减少了36.97%。D、E为高红光处理，其株高均大于W(对照)处理，且有显著性差异，其中D处理下株高9.77 cm最高，增加了42.21%。F为添加绿光处理，与W(对照)相比两者株高相当，差异不显著；与相同红蓝比例3∶2的D相比，F株高为7.13 cm，降低了27.02%，且有显著性差异。株高由大到小进行排位：D>E>F>W>B>C>A。

图1 不同光质下樱桃萝卜株高的变化情况Fig.1 Variation of cherry radish plant height under different light quality

株幅大小是植物的主要外部形态之一，由图2可知，高蓝光(A>B>C)下随着蓝光含量降低樱桃萝卜株幅呈先升后降趋势。单独蓝光(A)处理与W处理下樱桃萝卜株幅大小相当，C处理下樱桃萝卜株幅最小，降低了16.31%。D、E处理株幅均比W(对照)处理高，且有显著性差异，高红光(D

图2 不同光质下樱桃萝卜株幅的变化情况Fig.2 Variation of cherry radish plant width in different light quality

由图3可知，随着红光含量增加樱桃萝卜总鲜重呈先升后降趋势。其中B处理总鲜重7.41 g最低，相比W处理有显著性差异，降低了47.82%；D处理总鲜重26.55 g最高，相比W处理差异显著，增加了87.10%。红蓝比例相同下F(96红光+64蓝光+40绿光)处理与D(120红光+80蓝光)相比，F处理总鲜重降低，降低了51.11%。综上，樱桃萝卜总鲜重由大到小排位：D>E>W>F>C>A>B。

图3 不同光质下樱桃萝卜总鲜重的变化情况Fig.3 Changes of total fresh weight of cherry radish under different light quality

由图4可以看出，随着红光比例(A

图4 不同光质下樱桃萝卜生长情况Fig.4 Growth of cherry radish under different light quality

2.2 不同光质对樱桃萝卜叶片的影响

由表1可知，各处理间叶片数变化范围在5～7片，变化幅度不大。但最大叶面积方面，随着红光占比增加，最大叶面积呈递增趋势，其中E处理叶面积40.67 cm2与W(对照)相比，增加了38.67%。最大叶面积由大到小排列依次为：E>D>W>F>C>B>A。叶绿素方面，W、B、C、D各处理间无显著性差异，W和F处理间差异不显著。而A和E处理与W(对照)相比，均有显著性差异，说明单独蓝光、单独红光不利于叶绿素的合成。

表1 不同光质下樱桃萝卜叶片的影响

2.3 不同光质对樱桃萝卜肉质根生长的影响

由表2可知，随着红光量(A

表2 不同光质下樱桃萝卜肉质根生长指标的比较

樱桃萝卜由于呈球形，肉质根的横径和纵径变化趋势一致，随着红光量(A

萝卜红素与吸光值呈正相关，因此，吸光值大小可以反映出樱桃萝卜的萝卜红素含量高低。由图5可知，萝卜红色素在光质下变化趋势不一，但与W(对照)相比，其余处理下萝卜红色素的吸光值均降低。其中，添加绿光的F处理降幅最小，C处理降幅最大。

图5 不同光质下樱桃萝卜的萝卜红素变化情况Fig.5 Changes of radish pigment in cherry radish under different light quality

2.4 不同光质下樱桃萝卜根鲜重与根鲜重构成因素相关性

由表3可知，不同光质处理下樱桃萝卜根鲜重与根鲜重构成因素之间存在不同程度的相关性，其相关性由大到小依次为总鲜重、根体积、根横径、株高、根纵径、叶面积、叶片数、萝卜红色素、叶绿素。萝卜红色素和叶绿素因素与樱桃萝卜根鲜重呈正相关，但差异不显著，其余8个因素与樱桃萝卜根鲜重呈极显著正相关。外观品质方面，萝卜红色素与叶绿素呈负相关、但不显著，与其他因素呈正相关，也不显著。

3 讨论与结论

据前人研究发现，萝卜生长和形态产生受光质的影响[12]。本研究对比了不同比例的红蓝处理对樱桃萝卜生长的影响发现，光强200 μmol·m-2·s-1下，D(120红光+80蓝光)处理下，樱桃萝卜株高、株幅、总鲜重等生长指标最佳，与W(对照)相比差异显著，红蓝组合光质对樱桃萝卜生长有很大的影响。

单独红光处理(E)也能够促进樱桃萝卜的生长，在株高、株幅、总鲜重等指标方面均比W(对照)要高，这一结果与文献[13]中的研究表明“萝卜在单独红光下能够生长，但会造成植株徒长”不同，或许与研究方法、使用材料等不同有关。本研究结果也表明随着红光的增加樱桃萝卜的株高、株幅等生长指标呈先升后降趋势，而且这些指标与根鲜重呈极显著正相关，说明红光能够促进樱桃萝卜的植高、株幅等增加，提高根鲜重和产量，这一结论与Cope等[14]研究结果相似。

在萝卜生长过程中，地上部与地下部的生长同步进行，且地上部的生长影响肉质根的膨大[15]。本研究表明，根鲜重与叶绿素呈正相关但不显著，与叶片数、叶面积呈极显著正相关，从叶片各种指标可以看出，随着红光的增加叶面积、叶片数呈递增趋势，说明红光能够促进地上部叶片生长，根鲜重得到极大提升。萝卜肉质根的发育必须以健壮的莲座叶作为基础，叶片长势越好，肉质根获得营养也就越多，从而增加根鲜重，产量才能得到提高。

文献[13]中的研究表明，补充蓝光能够促进非结构性碳水化合物在地上部和贮藏根的分配，从而促进贮藏根的增粗。从本研究也能得出这一结果，单独红光E处理下根径和根体积都不如红蓝光组合的D处理，但随着蓝光增加樱桃萝卜的根径、根体积等肉质根指标呈先升后降趋势，说明在红光基础上增加适量的蓝光能够促进萝卜的根径和根体积增加，另外根径、根体积与根鲜重呈极显著正相关，进而提高樱桃萝卜的产量。不同红蓝光比例对萝卜生长的影响可能是由于红蓝光影响植物体内激素的产生和分布。Drozdova 等[16]研究光质对萝卜源库关系的影响时发现纯红光提高地上部赤霉素浓度，从而提高库活力，纯蓝光刺激细胞分裂素和生长素在下胚轴中的合成，促进下胚轴生长发育，而细胞分裂素经常被认为能够刺激块茎的形成。

在红蓝比3∶2基础上添加绿光F处理(96红光+64蓝光+40绿光)与D(120红光+80蓝光)相比说明：绿光不利于肉质根的生长，降低了樱桃萝卜的根鲜重，产量下降。

作为天然色素，萝卜红色素具有安全系数大、营养价值高、生产成本低的特点，被广泛应用于食品、化妆、医药等领域[17]。另外，萝卜红色素能够提高樱桃萝卜外观品质。因此，探讨不同光质对萝卜红色素的影响是必要的。本研究表明，不同光质对萝卜红色素有一定的影响，红蓝光组合不利于萝卜红色素的合成，添加绿光后萝卜红色素含量又达到W(对照)水平，但变化趋势不一。萝卜红色素与叶绿素呈负相关、但不显著，与其他因素呈正相关、也不显著，说明与其有关的潜在指标还有待探究。

综上所述，高比例红光极大提高了樱桃萝卜株高、株幅等指标，提高了肉质根的鲜重。在设施栽培中，采用光配比为D(120红光+80蓝光)照射或者补光处理，对于产量有显著促进作用。照射W(白光)或者添加一定绿光对于樱桃萝卜外观着色有一定的积极效果。