不同光照时间对叶用莴苣产量及品质的影响

王智勇，唐贝贝，王久兴(河北科技师范学院，河北秦皇岛 066000)

植物依靠光照进行光合作用，对植物的生理活动、形态建成、产量积累、品质优劣等起到非常重要的调节作用[1-3]。适当的栽培补光促进植物的光合作用，可以使作物优质高产。生菜（Lactuca sativaL.）是人类食用的主要多叶蔬菜，是世界范围内经济上重要的经济作物。2014 年，收获了超过100 万hm2的菊苣和莴苣，总产量接近2500 万t。特别是在美国和欧洲，新的莴苣品种经常被引入市场。例如，欧洲共同目录中包含的新品种数量通常超过每年100 个。

目前的生菜品种可以区分各种各样的作物类型。Cos 莴苣形成高大的松散头，主要在地中海地区种植。此外，拉丁莴苣形成松散的头部，在地中海地区很受欢迎，而厚实的革质叶子则是这种作物的特征。在美国和欧洲都很受欢迎的切割莴苣是无穗的，并且在叶形态上表现出很大的变化。秸秆莴苣主要在中国和埃及种植，用于食用其长而粗的茎。由于种子含油量高，油籽莴苣主要在埃及种植，用于烹饪。油籽莴苣很大程度上类似于莴苣（Lactuca serriolaL.），通常被认为是栽培莴苣最可能起源的野生近缘种。因此，油菜被认为是莴苣驯化中最原始的形式。干莴苣也被认为是在驯化历史的早期出现的，并被认为是cos 莴苣的前身，而这些莴苣又被视为脆头，莴苣，切割和拉丁莴苣进化的来源。目前，有关光照时间对植物形态、产量积累、品质优劣等方面的影响已有一定的研究[6-8]，但是有关光照时间对植物影响的具体时间长度仍有很多争议。LED 在种苗繁育、苗菜栽培及植物组织培养领域也发挥着重要作用，可以低损耗、高效的培育植物[9-10]。本研究通过设置不同光照时间对水培叶用莴苣进行处理，比较其外在形态指标、生物积累量指标、可溶性固形物指标探索光照时间对叶用莴苣产量和品质的影响，以期为生产高产优质叶用莴苣的光照时间调控做相关参考。

材料与方法

试验材料

叶用莴苣品种为‘青丰大速生’。在秦皇岛市昌黎县民生街种子市场购买的当年生产的种子。该品种具有早熟、优质、丰产、适应性强等特性。尤其是在播种期出苗快，出苗后生长较整齐，生长速度快。根系浅，再生能力强，主要分布于20～30 cm 的表层土壤中。试验于2020 年9 月10 日～10 月25 日在河北科技师范学院试验站连栋温室内进行。

试验设计

每个处理安装金科德智能定时器开关，各处理电路并联，设定光照时间分别为15、18、21、24 h。连接灯管，灯管安放位置在栽培箱上端50 cm 处。为了各处理灯光不相互干扰，在各处理之间设材质密度较好的厚度大于8 cm的聚乙烯泡沫板隔离。采用完全随机区组试验设计，单因素试验。用相同的定植箱对供试材料（叶用莴苣）设4 个处理（T1=24 h、T2=21 h、T3=18 h、T4=15 h）。LED 光源由嘉宥照明有限公司提供，每根灯管由120 个0.36 W 的灯珠组成，光质为红蓝光比为8:1，定植界面的有效光合辐射为 200μmol/(m2.s)，每个小区设置2 根灯管。重复4 次。每个定植箱定植4 株，每个小区设置3 个定植箱作为1 个处理（每个小区12 株）。

栽植方法

育苗

草炭、河沙和蛭石按1:1:1 的体积比例配制成复合育苗基质，用128 孔穴盘育苗。育苗基质应提前阴湿、装填基质、刮平、压穴，播种时将种子放在硬纸上用笔尖1 穴1 粒播种。覆盖基质用河沙，浇透水。由于天气炎热每天浇1 次水，后期加部分营养液。当叶用莴苣长到生理苗龄（2 叶1 心）的时候，选择长势整齐一致的幼苗进入寄养池寄养。在连栋温室的水培寄养池进行寄养，大约寄养5～6 天待幼苗根系发育健壮，再进行定植。

定植

采用的栽培箱为聚苯乙烯泡沫箱，箱长35 cm，宽25 cm，深15 cm。定植箱的底部铺一层白色透明的聚乙烯塑料薄膜，以防止营养液渗漏。使用海绵和无纺布固定植株，将无纺布裹住幼苗的根部，同时也使用无纺布吸取营养液供根部吸收。

定植后的管理

定植后注意温室内的温度、湿度和通风。叶用莴苣忌强光照，需要在2.5 m处搭上遮阳网，防止强光伤害。同时注意泡沫箱内的营养液的补充，每2～3 天需要注入配好的营养液，保持营养液的液面高度。

采收

定植后20 天左右，叶用莴苣达到商品成熟标准时采收，测定各指标。

指标测定

每箱随机取出3 株分别测量各指标，求取平均值。

植株形态指标

株高是在采收期测量植株自茎基部至其自然最高处自然高度。茎粗是用游标卡尺测量，距根3 cm 处的茎粗度。

植株叶片形态

植物叶片形态数据通常选取最大莲座叶片进行测量。叶长是测量最大莲座叶叶柄基部到叶顶端的距离。叶宽是测量最大莲座叶叶片的最宽处的宽度。

植株生物积累量

植株地上部鲜重是在植物采收后，在茎基部用刀切开，把地上部放在天平上称重，单位为g。根鲜重是在采收后，在茎基部用小刀切开，将根部甩干水分，放在天平上称重，单位为g。

植株生理指标

可溶性固形物含量是选取有代表性的叶用莴苣叶片适当部位，利用电子测糖仪进行可溶性固形物的测定。

统计分析方法

用Excel 软件进行数据整理，用DPS 生物统计软件进行分析[11]。

结果与分析

不同光照时间对叶用莴苣植株形态指标的影响

如表1 所示，不同处理中，叶用莴苣T2 处理的叶长最长，为28.55 cm。T2 处理较T4 处理，叶长极显著增加。但光照时间为T1 时，叶长变短，与T3 呈极显著差异。表明叶用莴苣的补光时间应大于等于21 h，小于24 h 叶长表现最好。

表1 不同补光时间对叶用莴苣植株形态指标的影响/ cm

株高最大值为43.68 cm，最小值为41.43 cm。除T2、T1 之间差异显著，其他处理之间差异不显著。根长随着光照时间延长，不断减小，且T3、T2 之间差异显著，最大值为42.55 cm，最小值为35.2 cm。叶宽T2 处理最宽，达到18.65 cm。T2 光照时间的处理较T3、T4 光照时间处理其叶宽极显著增宽。但光照时间为T1 时，叶宽变窄，与T2 无显著差异。表明叶用莴苣的补光时间应≥21 h，＜24 h 时叶宽表现最好。茎粗T2的茎粗最粗，达到1.56 cm。T2 光照时间的处理较T3、T4 光照时间处理其茎粗极显著增粗。但光照时间为T1（24 h）时，茎粗变细，与T2 呈极显著差异，表明叶用莴苣的补光时间应大于等于21 h，小于24 h 茎粗表现最好。

不同光照时间对叶用莴苣的生物积累量指标的影响

由表2 可知，地上部鲜重T2 处理172.5 g为最大值，T4 处理97.5 g 为最小值。从T2～T4处理，随补光时间的增长，地上部鲜重增加。T1 处理时，地上部鲜重又下降，且T1 与T3、T4 差异显著。叶用莴苣根重T2 处理155.0 g 为最大值，T4 处理65.3 g 为最小值。从T4 到T2处理，随补光时间增长，根重增加。T1 处理时，根重下降。且T1、T2 与T3、T4 差异极显著。叶用莴苣叶重T2 处理15.2 g 为最大值，T4 处理6.3 g 为最小值。从T4 到T2 处理，随补光时间的增长，叶重增加。T1 处理时，叶重下降，且T2、T3 处理之间差异显著，T4 处理与T1、T2、T3 处理之间差异显著。综上所述，适当进行栽培补光能够增加叶用莴苣地上部分鲜重、根鲜重、叶重，但光照时间不建议超过21 h。

表2 不同光照时间对叶用莴苣的生物积累量指标的影响/g

不同光照时间对叶用莴苣可溶性固形物的影响

从表3 中可以看出，叶用莴苣的可溶性糖含量随着光照时间的延长而增加，最大值为T1处理的1.6%，最小值为T4 处理的1.2%。且T1、T2 处理与T3、T4 处理差异极显著。

表3 不同光照时间对叶用莴苣可溶性固形物的影响

结论与讨论

光照时间的延长，能够有效提高叶用莴苣的叶长、叶宽、茎粗等形态指标和根重、地上部鲜重、叶重等产量指标，改善可溶性固形物等品质指标。表现最优的T2 处理的各指标的值为叶长、株高、根长、叶宽、茎粗、地上部鲜重、根重、叶重。表现为T2 处理与T1、T3、T4 处理差异显著。光照时间的长短对株高的影响并不明显。表现为T2 处理与T1、T4 处理差异显著。但光照时间超过21 h 产量与品质会下降。

惠婕，杜静，黄丛林等[12]研究表明延长光照时间，有利于植物光合时间的延长，增加植物有机物质的积累和植物形态指标的增高，同时光敏素信号的传导，基因的表达，生理反应的调节，都与光照时间的长短有关。影响作物的产量积累和品质变化。杨梅、刘泽力、张英等[13]研究发现光照时间的延长对叶用莴苣地上部鲜重、根鲜重、地上部干重有明显提高，但对地上部分含水量、根冠比影响不明显。严妍[14]研究发现，在20℃的人工气候箱中，随着光照时间在一定范围内的不断延长，叶用莴苣的株高不断增加，地上部分鲜重、总重、叶重和叶面积不断提高，地上部与地下部的比例逐渐下降，对地上部分含水量没有显著影响。试验发现，光照时间的延长对叶用莴苣株高没有显著影响，但对叶用莴苣产量指标（叶重、根重、地上部鲜重），形态指标（叶长和叶宽、茎粗），可溶性固形物都有显著提高作用。根长与光照时间的延长呈负相关。未来若进一步研究延长光照时间对叶用莴苣产量和品质的影响，应该考证根长是否与光照时间呈负相关，可以采用光照时长分段照射的方法来研究。