补光对茄子杭茄2010幼苗生长与养分积累的影响

邵泱峰

(杭州市临安区农林技术推广中心，浙江 临安 311300)

光不仅可以调节植物的生长发育，还对植物的形态建成、光合作用、养分吸收与积累等有调控作用[1]。幼苗的健壮程度直接影响植物后期生长、产量高低与品质好坏，因此,培育壮苗是植物生产的第一环节。冬春季节是春夏蔬菜种苗生产关键时节，但该时期光照时间比较短，光线相对较弱，如果遭遇连续阴、雨、雪天，将会导致种苗生长纤弱、病害多，难以生产优质种苗。因此，通过补光来培育壮苗是一项简便易行、经济有效的方法[2]。

研究表明，补光促进了幼苗的生长和养分吸收，显著增加了番茄幼苗植株茎粗、干鲜质量和壮苗指数[3]，也显著增加了黄瓜茎粗、壮苗指数、全株干质量[4]；蓝色LED补光显著提高了烟苗茎粗、干质量和壮苗指数[5]；补充红光和红蓝光使黄瓜、辣椒和番茄幼苗的茎粗、生物量和壮苗指数均显著提高[6]；补光增加了黄瓜植株氮、磷、钾的积累，且随着补光时间的延长而增高[7]。

2019年初，浙江省连续遭遇长时间的低温阴雨寡照天气，严重影响了茄子种苗的培育。本文以杭茄2010茄子为试材，以育苗专用补光灯为外源光源，研究了不同补光时间对茄子幼苗植株长势、根系特征与养分积累的影响，以期为冬春季节茄子优质种苗的培育提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试茄子品种为杭茄2010。外源补光设备为杭州小太阳农业科技有限公司生产的UV-B新型育苗杀菌补光灯，该补光灯具有红光(630～670 nm)、蓝光(430～480 nm)、紫外光(285～305 nm)3个波段，功率为26 W，垂直距离灯1 m处光合光量子流密度(PPFD)29 μmol·m-2·s-1。育苗基质为杭州锦海农业科技有限公司生产的金色3号。

1.2 处理设计

试验于2019年2—4月在杭州市临安区百润蔬菜专业合作社的温室大棚中进行。经温汤浸种、催芽后的茄子种子播于32孔育苗盘，摆放在拱高为1.0 m的育苗小拱棚中；在小拱棚内离苗床70 cm高处每1.5 m安装补光灯1盏。当子叶露土后，阴雨天上午揭开保温被前和下午覆盖保温被后二段补光，由时间继电器控制每日补光时长，设2个处理，分别为4 h和8 h，以自然光照为对照(CK)。不同补光处理间用黑色隔板进行间隔，每个处理畦长6.0 m，重复3次。

1.3 指标测量与方法

分别在补光20 d和35 d后，采样分析茄子幼苗不同的生长指标。叶绿素相对含量采用SPAD仪直接测定；茎粗采用游标卡尺测定，株高、叶长、叶宽用直尺测量；用尼龙网(400 孔·cm-2)将根系从基质中分离，用蒸馏水仔细清洗，用WinRhizo根系扫描仪测定、统计根系总长、根表面积和根系分支数。

将上述测量分析后的茄子幼苗装于信封中，置于105 ℃烘箱中杀青30 min，于75 ℃烘至恒质量后测定生物量。烘干后的样品，用高速粉碎机磨细后过0.149 mm筛，采用H2SO4-H2O2消化，碱解扩散法定氮含量，钼锑抗比色法测磷含量，火焰分光光度计法测钾含量。

壮苗指数=茎粗/株高×全株干质量。

2 结果与分析

2.1 幼苗生长

从表1可知，补光提高了茄子幼苗叶片叶绿素含量，补光20 d后叶绿素含量增幅为15.9%～28.0%，其中补光4 h的叶绿素含量最高，显著高于补光8 h和对照；补光35 d后，不同处理间没有显著性差异。

表1 不同补光时间茄子幼苗茎叶发育特征

注：在相同补光天数下，同列数据后无相同小写字母表示差异达显著水平(P<0.05)。

补光显著提高了茄子幼苗茎粗生长(表1)，补光20、35 d后分别增粗了35.1%～45.6%、25.4%～28.5%，其中补光20 d后，补光4 h处理的茎粗为0.83 mm，显著高于补光8 h和对照；而补光35 d后，补光4、8 h处理的茎粗为1.67、1.63 mm，显著高于对照。

茄子幼苗株高在补光条件下也显著增高(表1)，补光20、35 d后，增幅分别为20.6%～87.2%、20.2%～26.7%，其中补光20 d后，补光4 h处理的株高为52.6 mm，显著高于补光8 h和对照；而补光35 d后，补光4、8 h处理的株高分别为84.0、79.7 mm，显著高于对照。

补光后，茄子幼苗叶宽显著增大，补光20、35 d后，增幅分别为16.9%～85.7%、55.7%～57.1%，在补光20 d后，补光8 h处理的叶宽为14.3 mm，显著高于补光4 h和对照；而补光35 d后，补光4、8 h处理的叶宽分别为32.7、33.0 mm，显著高于对照。

补光20 d后，茄子幼苗叶片长度为22.3～25.7 cm，不同处理间没有显著性差异；而补光35 d后，补光4、8 h处理的叶长为44.7、43.0 cm，显著高于对照。

补光显著提高了茄子幼苗单株生物量。在补光20 d后，补光4、8 h处理的生物量为11.8、10.4 mg·株-1，显著高于对照；而补光35 d后，补光4、8 h处理的生物量分别为51.4、45.7 mg·株-1，也显著高于对照。

补光也显著提升了茄子幼苗的壮苗指数。在补光20、35 d后，补光处理的壮苗指数为0.19～0.23、0.96～1.00，均显著高于对照。

2.2 幼苗根系生长

从图1可以看出，补光20、35 d后，补光处理的茄子幼苗根系的总根长分别增加了117.5%～174.5%、133.9%～218.2%，根系总长度排序为补光4 h>8 h>CK，不同处理间的差异均达到显著水平。

在相同补光天数下，柱上无相同小写字母表示差异达显著水平(P<0.05)。图2～4同。图1 不同补光时长单株茄子幼苗的根系总长

补光也显著增加了根系总表面积(图2)。补光20 d，单株茄子根表面积大小排序为补光4 h(12.3 cm2)>补光8 h(7.1 cm2)>CK(2.5 cm2)，不同处理间有显著差异。补光35 d，补4 h、8 h的根表面积分别为18.31、18.09 cm2，显著高于对照。

图2 不同补光时长单株茄子幼苗的根表面积

从图3可知，补光20、35 d后，补光处理的茄子幼苗根系分支数增加了2.2～3.2倍、1.6～2.6倍，根系分支数量表现为补光4 h>8 h>CK，不同处理间存在着显著性差异。

图3 不同补光时长单株茄子幼苗的根系分支数

2.3 生长指标间的相关性

茄子幼苗不同生长指标间的相关分析表明(表2)，除了叶绿素和根系分支数外，茄子幼苗茎粗、叶宽、叶长、株高、生长量、壮苗指数、根表面积、根长等指标两两间的相关性均达到极显著或显著水平，根系分支数与根表面积间也呈极显著正相关关系。

表2 茄子幼苗不同生长指标间的相关性

注：*表示相关性达显著水平(P<0.05)；**表示相关性达极显著水平(P<0.01)。

2.4 氮磷钾养分吸收

茄子幼苗补光35 d后，植株氮磷钾的吸收总量如图4所示。从图中可知，与CK相比，茄子幼苗补光后植株氮、磷、钾积累量分别增加了1.13～1.50倍、1.12～1.59倍、1.08～1.46倍。

图4 不同补光时长茄子幼苗的营养元素积累量

3 小结与讨论

补光能够显著提升茄子幼苗根系构型参数(根长、根表面积、根分支数)，促进幼苗地上部(茎粗、株高、叶宽)的生长，增加植株生物量和氮磷钾营养物质的积累，提高壮苗指数，以补光4 h效果最明显。

冬末初春期间自然光照时间短，光线较弱，在连续阴、雨、雪天气的情况下，光照时间和光照强度严重不足，从而影响作物的光合作用，导致作物生长不良，影响蔬菜优质种苗的生产。研究发现，适当延长光照时间或增加光照强度，可以增加番茄、黄瓜幼苗植株茎粗、干鲜质量和壮苗指数[3-4]。本研究中，在上午揭开保温被前和下午覆盖保温被后各补光2 h可显著提高茄子幼苗株高、茎粗、叶宽与全株生物量，这与郑亮等[2]的研究结果相似。同时还发现在补光的早期(补光20 d)，补光还能增加茄子叶绿素含量，从而提高叶片的净光合速率，进而增加植株生物量，促进茄子幼苗的生长，有利于茄子壮苗的培育；而补光后期不同处理叶绿素含量没有显著性差异，这说明茄子幼苗在不同生长阶段对光照的需求不同。壮苗指数可以衡量幼苗质量的好坏，是评价壮苗的重要指标之一，本试验中补光处理也显著提高了茄子幼苗的壮苗指数，且以补光4 h壮苗指数最大。

光调控可以影响植物的光合效能、光合产物的合成与转运，进而影响根系的生长发育与根系构型参数。本研究发现，补光显著促进了根系发育，单株茄子幼苗的根长、根表面积和根分支数均显著提高，其中以补光4 h效果最显著，这与前人在黄瓜[1]、番茄[3]、油菜[8]上的研究结果类似。

光照时间和强度可以改变细胞膜对离子的渗透性，从而影响植物对养分的吸收。随着补光时间的延长，有利于黄瓜幼苗对氮、磷、钾的吸收和积累[7]，玉米对氮、磷、钾养分的吸收也大幅度增加[9]。与上述研究结果相似，本研究中补光促进了茄子幼苗对氮、磷、钾的吸收，其积累量显著高于对照。