不同LED光源组合对金叶复叶槭组培苗生长的影响

李艳敏,孟月娥,王利民,董晓宇,王慧娟,符真珠,张和臣,蒋卉

（河南省农业科学院园艺研究所,郑州450002）

不同LED光源组合对金叶复叶槭组培苗生长的影响

李艳敏,孟月娥,王利民,董晓宇,王慧娟,符真珠,张和臣,蒋卉

（河南省农业科学院园艺研究所,郑州450002）

以金叶复叶槭组培苗为试验材料,研究飞利浦公司V1和V3两种LED光源组合对其生长的影响.结果表明：V3+V3光源组合下金叶复叶槭组培苗最高,为3.04 cm,其次是V1+V3光源组合,苗高为2.9 cm,二者差异不显著；在V1+V3光源组合下,金叶复叶槭组培苗含总叶绿素量为2.71 mg/g,根数9.62条,根长5.74 cm,根系活力0.087 mg（/g·h）,均极显著高于其他处理.LED光源V1+V3组合更适合金叶复叶槭组培苗生长.

LED光源；金叶复叶槭；组培苗

光照是植物组培苗生长不可缺少的条件,对组培苗的生长发育有重要影响.光质与植物体内的光合色素、光敏色素作用,进而影响植物的光合作用及形态建成,其中400～700 nm波长范围的光是影响植物生长发育的主要因素.传统的组培光源主要采用白色荧光灯,光谱广,存在生物能效低、灯管发热量大等问题,而新型的LED光源属于冷光源,可以做成植物生长所需波长的光质组合,克服了荧光灯耗能高、生物能效低的问题,在植物组培中的应用已经有研究报道.研究表明,复合光质比单一光质更有利于植物生长,不同植物对光质的种类及比例需求有差别[1-3].目前关于LED光源的研究主要在菊花、洋桔梗、红掌、蝴蝶兰等草本观赏植物上[4-8],尚无木本观赏植物的研究报道；光质主要集中在红、蓝两种单光质,很少研究远红光光质.红光与远红光两种光波能够促进光合效率产生双光增益效应.因此,本研究以金叶复叶槭组培苗为研究材料,依托飞利浦公司生产的GreenPower LED组培灯管V1和V3两种型号提供光源,研究其对金叶复叶槭Acer negundo‘Aurea’组培苗生长及生理特性的影响,为LED光源在彩叶植物组培方面的应用提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料

以金叶复叶槭组培瓶苗为试验材料,所用的培养基为WPM+IBA0.05 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂6 g/L[9].

试验所用的LED灯管均为飞利浦GreenPower LED组培灯管,灯管型号为V1和V3两种,V1的光谱组成为深红、白和低蓝,V3光谱组成为深红、白、低蓝和远红.将两种型号的灯设计3种组合,即2根V1（V1+V1）、1根V1和1根V3（V1+V3）、2根V3（V3+V3）,用2根普通节能荧光灯作为CK.

1.2 试验方法

将金叶复叶槭组培苗转接到新鲜培养基上,放在不同组合的LED组培灯下,观察组培苗的茎叶和根系生长情况.每个组合处理30瓶,每瓶5株苗.培养条件为温度（25±1）℃,光照时间为12 h/d.

培养40 d后,进行生长指标和生理指标测定.每个处理随机抽取9瓶苗进行叶绿素和根系活力测定,叶绿素采用比色法测定,根系活力采用TTC法测定[10]；另外每个处理再随机取9瓶测定苗高、植株干质量、根长、根数及根系活力,最后取平均值.植株干质量测定是取整株,放在烘箱内烘至恒质量称量.

1.3 数据处理

所有数据采用DPS软件进行分析.

2 结果与分析

2.1 光源对金叶复叶槭苗高及植株干质量的影响

不同光源组合对金叶复叶槭苗高及植株干质量的影响见表1.

表1 光源对金叶复叶槭苗高和植株干质量的影响Tab.1 The effects of light emitting diode on the seeding height and the dry weight of Acer negundo‘Aurea’in vitro

由表1可知,在不同组合的LED组培灯下,金叶复叶槭的苗高和植株干质量也不相同,但是各处理间的差异均不显著.CK的苗高和植株干质量最低,苗高仅为2.26 cm,植株干质量为0.018 g/株；苗高在V3+V3光源下最高,为3.04 cm,其次为V1+V3,苗高2.90 cm,V1+V1苗高2.60 cm；植株干质量在V1+V3光源下最大,为0.029 g/株,其次为V3+V3的0.027 g/株,V1+V1下植株的干质量只有0.022 g/株.说明光源中添加远红光可以促进金叶复叶槭苗高生长,并且适量的远红光比例能够促进植株干质量增加.

2.2 光源对金叶复叶槭叶片叶绿素含量的影响

不同光源对金叶复叶槭叶片叶绿素含量的影响见表2.

表2 光源对金叶复叶槭叶片叶绿素含量的影响Tab.2 The effects of light emitting diode on the chlorophyll contentof Acer negundo‘Aurea’in vitromg/g

由表2可知,不同光源对金叶复叶槭组培苗的叶绿素含量有极显著影响.在V1+V3光源组合下,叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素含量均达到最大值,分别为2.07、0.64、2.71 mg/g,且与其他3种光源处理差异达极显著水平.CK荧光灯下叶绿素含量最低,其中叶绿素a和总叶绿素含量极显著低于其他3种光源处理,叶绿素b含量显著低于其他3种光源处理.V1+V1和V3+V3两种光源组合下叶绿素含量差异不显著,说明V1+V3光源组合利于金叶复叶槭组培苗叶绿素合成.

2.3 光源对金叶复叶槭根系的影响

不同光源对金叶复叶槭根系的影响见表3.

表3 光源对金叶复叶槭根系的影响Tab.3 The effects of light emitting diode on the root growth of Acer negundo‘Aurea’in vitro

由表3可知,在所有光源处理下,金叶复叶槭的组培苗生根率均为100%.在根长方面,V1+V3光源组合下根长为5.74 cm,显著高于CK的3.66 cm,但是与V1+V1和V3+V3处理差异不显著.在根数方面,同样也是V1+V3处理根数最多,为9.62条；其次是CK,为8.84条；V1+V1和V3+V3处理下均为8.02条,4种光处理之间差异不显著.在根系活力方面,V1+V3光源组合下金叶复叶槭的根系活力最高,为0.087mg/（g·h）,与其他3个光源处理差异达极显著水平；其次是V1+V1处理,根系活力为0.040 mg/（g·h）,显著高于CK；V3+V3处理的根系活力为0.036 mg/（g·h）,与CK差异不显著.从根长、根数、生根率总体考虑,V1+V3光源组合有利于金叶复叶槭组培苗根系的生长.

3 结论与讨论

不同组合LED光源对金叶复叶槭组培苗的生长有较大的影响,在本试验所设计的3种LED灯组合下,即2根V1（V1+V1）、1根V1和1根V3（V1+V3）、2根V3（V3+V3）,金叶复叶槭组培苗的生长均优于对照荧光灯.在（V1+V3）的光源组合下,金叶复叶槭生长表现最佳,植株干质量、叶绿素含量、根长、根数、根系活力等均最高.

本试验中所用LED光源为飞利浦GreenPower LED组培灯,V1与V3光源相比,均含有深红、白、低蓝光源成分,V3中还含有远红光成分.金叶复叶槭组培苗在LED光源下的苗高、植株干质量、叶绿素含量、根系活力等均高于对照荧光灯,验证了400～700 nm波长范围的光是影响植物光合作用与生长发育的主要因素,LED灯更适合金叶复叶槭组培苗生长.

光谱中红光与远红光光通量的比值（R/FR）对植物形态建成和植株高度都有影响.红光能降低植物体内赤霉素（GA）的含量,从而减少节间长度和植株高度；而远红光的作用恰好与红光相反,能提高植物体内的赤霉素的含量,从而增加节间长度和植株高度,R/FR比值已成为控制植株形态的一个评价参数[11].在本试验中的3种LED灯组合下,V3+V3光源下苗高最高,其次是V1+V3光源下,远红光能够促进金叶复叶槭组培苗苗高生长,对苗高的促进作用与远红光在光源中所占比例成正比.这与邸秀茹等在菊花中的研究结果不一致[4],可能与植物材料有关,同时也跟光质配比有关,在菊花的光质试验中,只设计了红光分别与蓝光和远红光配比组合.

R/FR比值不仅影响植株的高度,而且对某些物种的叶绿素含量、根部的发育等均有不同程度的影响[11].红光与蓝光组合的光谱能量分布与叶绿素a、b的吸收波长相匹配；不同比例的红光和远红光影响光敏色素的吸收类型,并通过光敏色素与植物激素互相影响,改变植物的生长和分化.在本试验中3种不同组合的LED灯下,金叶复叶槭组培苗干质量、叶绿素含量及根系活力在V1+V3光源组合下最高,其次是V3+V3,说明LED光源中添加适当的远红光成分能够促进金叶复叶槭组培苗的生长.

参考文献：

[1]王亚沉,包崇格,彭少丹,等.光质对碧玉兰组培苗生长及若干生理指标的影响[J].南方农业学报,2013,44（5）：740-744.

[2]张欢,徐志刚,崔瑾,等.不同光谱能量分布对菊花试管苗增殖及生根的影响[J].园艺学报,2010,37（10）：1629-1636.

[3]柳金凤,伍会萍,刘晓刚,等.不同光质对枸杞试管苗生长的影响[J].中国农学通报,2011,27（22）：109-113.

[4]邸秀茹,焦学磊,崔瑾,等.新型光源LED辐射的不同光质配比光对菊花组培苗生长的影响[J].植物生理学通讯,2008, 44（4）：661-664.

[5]杨长娟,凌青,任兴平,等.LED不同光质对洋桔梗组培苗增殖的影响[J].北方园艺,2011（18）：154-156.

[6]陈颖,王政,纪思羽,等.LED光源不同光质比例对红掌试管苗生长的影响[J].江西农业大学学报,2013,35（2）：375-380.

[7]戴艳娇,王琼丽,张欢,等.不同光谱的LED对蝴蝶兰组培苗生长的影响[J].江苏农业科学,2010（5）：227-231.

[8]王亚沉,王玉英,徐诗涛,等.LED不同光质对碧玉兰组培苗增殖的影响[J].安徽农业科学,2015,43（22）：3-4,16.

[9]李艳敏,孟月娥,赵秀山,等.金叶复叶槭组培快繁技术研究[J].河南农业科学,2008（7）：98-99.

[10]邹琦.植物生理学实验指导[M].北京：中国农业出版社,2000：8.

[11]刘再亮,马承伟,杨其长,等.设施环境中红光与远红光比值调控的研究进展[J].农业工程学报,2004,20（1）：270-273.

（责任编辑：邓天福）

Effects of light emitting diode（LED）on the growth of Acer negundo‘Aurea’in vitro

LI Yanmin,MENG Yuee,WANG Limin,DONG Xiaoyu,WANG Huijuan,FU Zhenzhu, ZHANG Hechen,JIANG Hui
（Horticulture Institute of Henan Academy of Agricutural Sciences,Zhengzhou 450002,China）

The effects of LED light on the growth of Acer negudo‘Aurea’in vitro were studied.The results showed that the plantlet height of Acer negudo‘Aurea’in vitro was 3.04 cm in V3+V3 light,followed by V1+V3 light,there was no significant difference between the two treatment.Under V1+V3 light treatment condition,the chlorophyll content was 2.71 mg/g,root numbers were 9.62,root length was 5.74 cm and root activity was 0.087 mg/（g·h）,which were significantly higher than other treatment.V1+V3 LED light was more suitable for the growth of Acer negudo‘Aurea’in vitro.

light emitting diode（LED）；Acer negudo‘Aurea’；plantlet in vitro

S792.35

A

1008-7516（2016）04-0012-04

10.3969/j.issn.1008-7516.2016.04.003

2016-05-19

国家农转资金项目（2013GB2D000307）

李艳敏（1978―）,女,河南汤阴人,硕士,副研究员.主要从事园林植物组织培养技术研究工作.