烤烟立体育苗中不同LED红蓝光补光组合效果分析

邹焱，石俊雄，蒋卫，孟琳，冯小芽，饶兴义

1贵州省烟草科学研究院，贵阳 550081；2贵州省烟草公司遵义市公司，遵义 563000

烤烟立体育苗中不同LED红蓝光补光组合效果分析

邹焱1，石俊雄1，蒋卫2，孟琳1，冯小芽2，饶兴义2

1贵州省烟草科学研究院，贵阳 550081；2贵州省烟草公司遵义市公司，遵义 563000

为筛选合理的LED红蓝光补光组合用于烤烟立体育苗，研究了6种组合对烟苗的影响并从中选择2种研究其对烟株田间生长及烟叶产质量的影响。结果表明：1）随蓝光比例增加光照强度增强；2）红蓝光比1:1、1:2、1:3和1:4处理的烟苗成苗率显著高于对照处理，所育烟苗干物质积累较多；补光处理烟苗叶绿素相对含量显著高于对照，而烟苗根系活力则显著低于对照。红蓝光比1:1和1:4处理烟苗根系活力明显强于其他红蓝光比组合；3）补光处理烟苗移栽入大田后在伸根期生长要比对照缓慢，但进入旺长期后则生长加速，进入成熟期已与对照处理无明显差异，烟叶经济性状和烟叶化学成分与对照处理无明显差异。综上，红蓝光比1:1和1:4两种组合均能满足立体育苗补光需要，且能提高育苗成苗率，提高烟苗叶片叶绿素含量，促进烟苗干物质积累。

烤烟；立体育苗；LED灯；红蓝光比

烤烟立体育苗是针对目前广泛采用的平面一层育苗而言的，是在育苗大棚内采用不同层数的立体育苗架进行育苗，可充分利用大棚内的立体空间，成倍提高育苗效率。近年来，随着我国现代烟草农业的发展，工场化育苗已成为主流，为进一步提高育苗工场集约化水平，立体育苗方式已成为重要选择，烟叶产区也开展了一些相关研究[1-3]。立体育苗由于提高了空间利用率，处在下层的幼苗光照则会受到影响，因此需要人工补光。目前人工补光光源主要有高压钠灯、荧光灯、金属卤素灯、白炽灯等[4-5]，此类光源都存在光效低、能耗大等缺点，且其光谱相对固定，无效波长较多，产热量大。而随着光电技术的发展，LED光源在农业领域的应用越来越广泛[5-8]，LED灯具有发光效率高、发热低、体积小、寿命长、耗能低等优势，而且光质易于组合与调控。与高压钠灯相比，LED可节能50%～80%，节能效果显著[9]。目前农业用LED灯的光源主要为红、蓝光源，不同的红蓝光比例对作物生长的影响也有较大差异[10-11]。本文探讨了不同LED红蓝光比补光对烟苗和大田烟株生长以及烟叶产质量的影响，目的是为烤烟工场化立体育苗人工补光筛选最佳LED红蓝光比提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验于2014年在贵州省遵义县乐山镇烤烟育苗工场大棚内进行。采用三层立体育苗架进行试验，供试烤烟品种为K326，试验播种日期为3月7日。

1.2 试验方法

试验设7个处理：①LED红蓝光比为1:1（采用LED灯管进行试验，每根灯管内装有144颗LED灯，每颗LED灯功率为0.06瓦，其中红灯和蓝灯各72颗，比例为1:1，下同）；②LED红蓝光比为1:2；③LED红蓝光比为1:3；④LED红蓝光比为1:4；⑤LED红蓝光比为2:1；⑥LED红蓝光比为3:1；⑦常规漂浮育苗对照（CK）。试验布置在三层立体育苗架的第一层，采用漂浮育苗方式，育苗面积7.6m2，育苗36盘（322孔漂盘）。每处理育苗6盘，按苗盘放置位置设左、中、右3次重复，每重复2盘苗。每处理各使用8根LED灯管进行补光，补光灯管安装于烟苗正上方，距漂浮育苗盘高度15cm，灯管之间相距均匀，于烟苗进入小十字期开始补光，每天补光约8h，补光于成苗期移栽前结束（成苗期为50%幼苗达到适栽和壮苗标准的日期，壮苗标准为苗龄40～45 d，茎高3～5 cm，4～6片真叶，叶色浅绿，长势健壮）。对照处理设置在相同三层育苗架的第一层，并拆除第二层和第三层，使其接受自然光照。装盘播种后放盘入立体育苗架第一层水池中，水池装水250kg，水深约3.5cm，并施用育苗专用肥（15-20-10）100g，充分溶解于水中并与水混匀，当出苗后烟苗长至小十字期时再施育苗专用肥（8-22-18）480g，充分溶解于水中。在育苗过程中根据池中水量适当补充水分，保持池中水深在3.5cm左右。

于5月3日选取烟苗综合素质较好的2个处理烟苗和对照处理烟苗移栽入大田，并设3次重复。移栽时施烟草专用基肥（10-10-24）750kg/hm2，栽后15d施烟草专用追肥（15-0-30）225 kg/hm2。栽植密度为16650株/ hm2，行株距100cm×60cm。于6月25日打顶，每株留叶20～22片。试验过程中观测烟株田间长势长相，并统计烟叶产质量。

采用光照计测定补光光照强度，采用游标卡尺测定烟苗茎高和茎粗（直径），采用SPAD叶绿素仪测定叶绿素相对含量，采用TTC法测定烟苗根系活力[12]。按烟草农艺性状调查方法（YC/T 142-1998）测定田间烟株农艺性状，烟叶化学成分含量采用近红外光谱法（仪器型号为Thermo Antaris Ⅱ）测定 。

1.3 数据处理

采用SPSS15.0软件对数据进行分析处理，用新复极差法进行平均数的显著性检验（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同LED红蓝光比处理光照强度及出苗与成苗情况

于晚上无自然光照条件下测定各处理补光光照强度（表1），结果表明，不同处理的光照强度在3500-5000 lx之间，且处理间光照强度差异显著，并表现为随蓝光比例增加而增强的趋势；在出苗后至小十字期前调查烟苗出苗率，此时还未进行补光，出苗不受补光的影响，从表1中可看出，不同红蓝光比处理烟苗出苗率均在90%以上，与对照处理相差不大，处理间的差异均不显著；进入小十字期时对各苗盘进行了间苗和补苗，同时开始进行补光，直到成苗，在成苗期（播种后50-55d）调查烟苗成苗率（用于移栽定植的健壮烟苗的比例），从表1可看出，不同处理间成苗率有较大的差异，不同红蓝光比处理的烟苗成苗率均显著高于自然光照条件下的对照处理。不同红蓝光比处理中，红蓝光比1:1、1:2、1:3、1:4和3:1处理成苗率相差不大，但均显著高于红蓝光比2:1处理。

表1 不同处理光照强度及出苗率与成苗率Tab.1 Light intensity and the seedling emergence and seedling rate under different treatments

2.2 不同LED红蓝光比对成苗期烟苗素质的影响

由表2可看出，成苗期烟苗茎高以红蓝光比1:1处理为最高，且显著高于红蓝光比2:1和3:1处理，但与对照及其他处理差异不显著，红蓝光比1:2、1:3和1:4处理茎高均小于对照处理，但差异不显著；烟苗茎直径以对照为最大，且与红蓝光比2:1和3:1处理达显著水平，但与其他处理差异不显著；烟苗叶片数也以对照处理最多，且与红蓝光比2:1和3:1处理差异显著，其次是红蓝光比1:4，其叶片数显著多于红蓝光比3:1处理；烟苗鲜重以红蓝光比1:4处理最重，其次是红蓝光比1:1处理，再次是对照处理。烟苗干重则以红蓝光比1:1最重，其次是红蓝光比1:2、1:4和1:3处理，均重于对照处理。烟苗鲜干比以对照处理最大，表明对照处理烟苗水分含量较高。可见，红蓝光比1:1、1:2、1:3和1:4处理所育烟苗素质较好，与对照无显著性差异，且其鲜干比较小，干物质积累量较多。

表2 不同处理成苗期烟苗农艺性状Tab.2 Agronomic traits of fl ue-cured tobacco seedlings under different treatments

2.3 不同LED红蓝光比对烟苗叶绿素与根系活力的影响

在成苗期对烟苗叶绿素及根系活力进行测定（表3），结果表明，不同红蓝光比处理烟苗叶绿素相对含量均高于对照处理，且差异达显著水平。不同红蓝光比处理间叶绿素相对含量相差较小，无显著性差异；不同红蓝光比处理烟苗根系活力均显著低于对照处理。不同红蓝光比处理间烟苗根系活力相差较大，其中以红蓝光比1:4和1:1处理的根系活力较强。

表3 不同处理烟苗叶绿素与根系活力Tab.3 Chlorophyll content and root activity of fl ue-cured tobacco seedlings under different treatments

2.4 不同LED红蓝光比对烟苗移栽入大田后生长的影响

选取红蓝光比1:1和1:4两处理和对照处理烟苗移栽入大田，烟株农艺性状列于表4中。从表中可看出，在移栽后35d（团棵期），不同红蓝光比处理烟株株高明显低于对照处理，茎直径也显著小于对照，叶数和叶面积也小于对照，而红蓝光比1:1和1:4处理间农艺性状相差较小，差异不显著；至移栽后50 d（旺长期）和移栽后65 d（打顶期），不同红蓝光比处理烟株株高、茎直径和叶片数已与对照处理无显著差异，且叶面积大于对照处理。红蓝光比1:1和1:4处理间农艺性状均无显著差异。可见，不同红蓝光比补光所育烟苗移栽入大田后在伸根期生长要比对照缓慢，但进入旺长期后，则生长明显加速，至打顶期已与对照处理无明显差异。

表4 烟苗移栽入大田后烟株的农艺性状Tab.4 Agronomic traits of tobacco plants after transplantion into the fi eld

2.5 不同LED红蓝光比对烟苗移栽入大田后烟叶经济性状的影响

对各处理烟叶进行挂牌采收烘烤，并进行分级，结果列于表5中。从表中可看出，烟叶产量以红蓝光比1:4处理最高，其次是红蓝光1:1处理，对照处理产量最低，处理间差异达显著水平；烟叶均价和产值处理间差异不显著；烟叶上中等烟率也以红蓝光比1:4处理最高，其次是对照处理，红蓝光比1:1处理最低。

表5 烟苗移栽入大田后烟叶的经济性状Tab.5 Economic characters of tobacco leaves after transplantation into the fi eld

2.6 不同LED红蓝光比处理的C3F烟叶化学成分含量及比例

采收烘烤后选取中部烟叶（C3F等级）测定烟叶化学成分含量（表6），从表中可看出，各处理C3F烟叶化学成分含量及比例都相差不大。

表6 烟苗移栽入大田后C3F烟叶的化学成分Tab.6 Chemical compositions of tobacco leaves (C3F) after transplantation into the fi eld

3 讨论

立体育苗能否育出壮苗，补光是关键。就补光光照强度来说，一般主要是补充自然光照不足，以促进作物光合作用，促进作物生长，补光光照强度应高于作物的光补偿点，一般以3000lx以上[4]，另据报道[13-14]，补光强度不是越强越好，在育苗上只要光照强度达到4000 lx以上就能正常生长。而据胡永光等报道[15]，不同光强下的补光效率以每勒克斯补光光强所能产生的净光合速率为指标，则光强在4000 lx时，补光效率最高，随着补光强度的增加，效率呈递减的趋势。本研究采用的6种不同红蓝光比补光，其光照强度在3500-5000 lx之间，其中红蓝光比1:1、1:2、1:3和1:4四种组合光照强度均大于4000 lx，所育烟苗与自然光照条件下的烟苗差异不大，表明其补光光照强度能满足烟苗生长需要，但本研究发现补光处理烟苗根系活力均低于自然光照的对照处理，这可能与补光光照强度大小有关。另据薛超群等[16]研究，分别采用蓝色、黄色和红色LED 补光均显著增加育苗温室内的光辐射强度，且蓝色光显著提高烟苗茎粗、干重、根冠比和壮苗指数。本研究中，LED红蓝光组合补光能提高烟苗干物质积累量和叶绿素含量，这与在番茄[5]、黄瓜[11]和铁皮石斛[10]上的研究结果相一致。另据时向东等[17]研究报道，烟苗茎秆增高受蓝光抑制，烟苗叶片伸长发育亦受到蓝光抑制，本研究中红蓝光比1:1、1:2、1:3和1:4四处理中随蓝光比例的提高烟苗茎高也有降低的趋势。

4 结论

红蓝光比1:1和1:4两种组合均能满足立体育苗补光需要，且能提高育苗成苗率，提高烟苗叶片叶绿素含量，其烟苗根系活力也比其他红蓝光比例组合强，此外，还能促进烟苗干物质积累，其所育烟苗移栽入大田后前期生长较缓慢，进入旺长期后则生长加速，进入成熟期已与对照无明显差异，其烟叶均价和产值与对照无显著性差异。

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Effects of different red and blue light proportions on seedling production of fl ue-cured tobacco in multilayer system

ZOU Yan1, SHI Junxiong1, JIANG Wei2, MENG Lin1, FENG Xiaoya2, RAO Xingyi2
1 Guizhou Tobacco Research Institute, Guiyang 550081, China;2 Guizhou Zunyi Tobacco Company, Zunyi 563000, Guizhou, China

Effects of six different proportions of red and blue light of LED (light emitting diode) on seedling quality in multilayer system were studied.Two out of six proportions were selected to determine their impact on tobacco plant growth and tobacco leaf yield and quality.Results showed that light intensity had an enhanced trend with increase of proportion of blue light.The seedling rate under four proportions of red and blue light (1:1, 1:2, 1:3 and 1:4) was signi fi cantly higher than that under natural light.Dry matter accumulation was high, but seedling quality was similar to natural light.Chlorophyll content under LED light was signi fi cantly higher than that under natural light,but root activity under LED light was signi fi cantly lower.In addition, root activity under red and blue light with proportions of 1:1 and 1:4 was signi fi cantly stronger than that with other proportions.Tobacco plants with LED light treatment grew slow in root extending stage,and grew faster afterwards, and showed no signi fi cant difference with those under natural light treatment at maturing stage.The economic characters and chemical compositions of tobacco leaves under LED light treatments showed no signi fi cant difference with those under natural light.It is concluded that red and blue light with proportions of 1:1 and 1:4 could increase seedling rate and chlorophyll content of seedling leaves, and promote accumulation of dry matter.

fl ue-cured tobacco; multilayer system of seedling production; light emitting diode; proportion of red and blue light

邹焱，石俊雄，蒋卫,等.烤烟立体育苗中不同LED红蓝光补光组合效果分析[J].中国烟草学报，2015,21（5）

中国烟草总公司特色优质烟叶开发重大专项“中间香型特色优质烟叶生态基础研究”（TS-02-20110012）；贵州省烟草公司科技项目“烤烟立体育苗研究与应用”（201308）

邹焱(1971—)，博士，副研究员，主要从事烟草营养与栽培研究，Email: 2000zouyan@163.com

2014-12-24

:ZOU Yan, SHI Junxiong, JIANG Wei, et al.Effects of different red and blue light proportions on seedling production of fl uecured tobacco in multilayer system [J].Acta Tabacaria Sinica, 2015,21(5)