不同光质对剑麻组培苗生长的影响研究

苏艳霞　陈士伟　潘彦霏　杨泓　陈晓敏　刘俊杰　柯志娟　尹美玲　林颖　周小娟　李栋宇

摘要：本文利用自主研發的高效智能LED组培系统研究不同光质对剑麻组培苗生长的影响，以找到适宜其生长的最优光质。研究结果表明，中心波长为450纳米的蓝光+660纳米的红光组合光质下，剑麻组培苗的发芽数量和干重均最大。

关键词：剑麻；组培苗；干重；LED组培；光质

剑麻属龙舌兰科龙舌兰属，其叶片内富含优质纤维，质地坚韧、拉力强、抗撕裂、耐磨、耐腐蚀等特性，广泛用于制造生活用品和环保用品。剑麻组培苗是利用组织培养技术，采用性状优良的外植体，在无病无毒的环境中繁育出来的种苗，具有遗传性状相对稳定、种性优良纯正、不带病毒及病原菌、个体均匀、长势一致等优点，是优良的种植材料。剑麻组培苗对剑麻产业的持续发展起到关键的作用。

植物对光有选择性吸收作用，研究表明植物光合作用主要利用波长为610～720纳米的红橙光和波长为400～510纳米的蓝紫光，黄光和蓝绿光吸收较少，传统人工光源的红橙光和蓝紫光所占比例较小，导致剑麻组培苗有机物积累少，生长缓慢，延长了培育周期。由此可见，不同光质在植物生长发育中起着不同的作用，设定特定波长的光质有利益提高组培苗的品质。

本实验在自主研发的高效智能LED灯组培系统的基础进行，该系统能对组培室内光环境进行精确控制，实现输出不同波长光的输出，研究不同光质对剑麻组培苗的影响。

1试验方案

本试样的剑麻组培苗是由广东省湛江农垦科学研究所提供，为我国主打产品“东1号”。将形态基本一致的剑麻组织置于培养基上后密封于聚丙烯薄膜袋，然后置于自研发的LED组培系统内，在9种不同光质、但光强和光周期相同的光照环境下，生长26天后取出对比其发芽数和干重。为了提高数据的准确性，每种光质下均有9袋；本试验测定试样的发芽数量和干重都是指取平均后的值。实验期间，培养室温度控制在26±1℃，相对湿度50%～70%。

自研发的LED组培系统基于ZigBee无线网络，由终端控制器、LED灯板、上位机控制软件组成，可实时操作和设置定时任务完成对组培室内部光质、光照强度和光周期的精确控制。该组培系统可以提供九种不同波长组合的光质，蓝光和红光的强度比为3：7，蓝光和红光的中心波长分别如下：A：440纳米+620纳米、B：440纳米+650纳米、C：440纳米+660纳米、D：450纳米+640纳米、E：450纳米+650纳米、F：450纳米+660纳米、G：460纳米+640纳米、H：460纳米+650纳米、I：460纳米+660纳米。

2结果与分析

在9种不同光质环境里，剑麻组培苗均有新生芽，但数目各不相同。其中，在光质450纳米+660纳米处理下，剑麻组培苗的发芽数达19.3，而440纳米+640纳米光质下的剑麻组培苗发芽数仅为15.4。同时发现中心波长为650纳米的光照射的剑麻组培苗的发芽数均较低，这可能是该波段对发芽有一定的抑制作用。由此可知，光质450纳米+660纳米有利于促进剑麻组培苗发芽，增加其发芽率。

干重是组培苗有机物的积累量，可作为研究光合作用强度的指标，最能体现剑麻组培苗生长发育优劣的指标之一。我们把剑麻组培苗从聚丙烯薄膜袋取出，清洗培养基后置于干燥箱内80℃下烘干一定时间后，称其质量即为干重。图2为不同光质下剑麻组培苗的干重值。在光质450纳米+660纳米照射下，剑麻组培苗的干重高达0.871克，远大于440纳米+640纳米和460纳米+660纳米光质下的干重值。从图2中可以发现，整体上中心波长为450纳米的光质有利于增大剑麻组培苗的干重。

3结论

本文基于自主研发的智能LED组培系统研究不同光质对剑麻组培苗的发芽数量和干重影响。结果表明，中心波长分别为450纳米+660纳米的组合光质下，剑麻组培苗的发芽数量和干重均为最大；而中心波长为650纳米的红光对剑麻组培苗发芽有一定的抑制作用，中心波长为450纳米的蓝光有利于剑麻组培苗干重。endprint