不同光源对4种蔬菜幼苗生长发育的影响

李 符，米国全，史艳艳，杨 凡，唐艳领，孙天梅，王晋华，李志刚，王文博

（1.邓州市农业技术推广中心，河南 邓州 474150；2.河南省农业科学院园艺研究所，河南 郑州 450002；3.邓州市构林镇农业服务中心，河南 邓州 474150）

河南省作为全国设施蔬菜重点生产区域，设施蔬菜面积近40万hm2[1-2]，而河南省冬季日照百分率只有45%～60%[3]，每年11月至次年2月是茄果类、瓜类蔬菜的关键育苗期，低温寡照等不良天气频发，已成为温室大棚蔬菜幼苗生长的重要制约因素，虽然生产上可以通过清洗棚膜、延长光照时间、喷施叶面肥（红糖水、核苷酸）等方式得到一定缓解[4]，但并不能从根本上解决低温寡照对蔬菜幼苗造成的不良影响。作物生长发育离不开光照，光照参与作物新陈代谢和形态建成，而人工补光技术成为提高设施蔬菜育苗效率的重要手段。通过补光所育幼苗生长茁壮，抗逆性强，不易发生徒长[5]。本研究利用不同光源及其配比所形成的光环境，以番茄、茄子、辣椒和黄瓜为供试材料，通过对不同光环境下蔬菜幼苗生长发育的影响研究，试图为蔬菜育苗提供最合适的补光方式，以期指导蔬菜育苗生产。

1 材料和方法

1.1 供试材料

1.1.1 基质及苗盆

试验所用的基质为W32优质混合型泥炭，由山东省寿光市天丰园艺材料厂生产。苗盆规格为5 cm×5 cm，从郑州双桥花卉市场购买。

1.1.2 肥料

整个生育期浇灌花无缺全水溶性肥料（20-10-20＋TE无脲态氮配方，高氮高钾型），上海永通化工有限公司生产。

1.1.3 供试蔬菜品种及来源

供试蔬菜分4种，各种蔬菜品种及来源具体见表1。

1.1.4 光源设备

红蓝光源为SK-1339型LED补光灯，由东莞生物光环境科技有限公司生产；白光、红光、黄光源均为欧普28W灯管。

1.2 试验设计

试验在河南省农业科学院园艺研究所植物生理生化实验室人工气候室中进行。光源有白光（W）、红光（R）、黄光（Y）和LED红蓝组合光。试验设7个光源处理，各处理均使用8根灯管，光源及其组合排列顺序如表2，光通量（PPFD）均在距离灯管16 cm处测量。

4种蔬菜均于3月20日播种，播后分别置于7个光源处理条件下，光周期为白天12 h，夜晚12 h，直至4月28日试验结束。每处理10株，设3次重复。分别取4种蔬菜幼苗叶片进行指标测定，各处理随机取5株。黄瓜取样与测定日期为4月15日，番茄为4月17日，茄子和辣椒均为4月28日。苗期管理方法：幼苗子叶展平后开始浇600倍全水溶性肥，1周2次，其余浇清水保持其湿度。

1.3 测定项目及方法

株高采用直尺测量；茎粗采用游标卡尺测量，测量部位为子叶下方1 cm处；采用烘干法测量植株干质量，利用以下公式计算壮苗指数，植株壮苗指数＝茎粗/株高×全株干质量[6]；叶面积采用硫酸纸称质量法测定，只计算长度大于1 cm以上的叶片[7]；根系活力采用氯化三苯基四氮唑（TTC）还原法测定[8]；花蕾大小采用游标卡尺测量。

1.4 数据分析方法

为便于更为直观和简洁地了解不同光源对蔬菜幼苗生长发育的影响，采用灰色关联理论对不同光源进行综合评价。评价指标包括壮苗指数、根系活力、叶片数、叶面积和早熟性（对应花蕾大小，茄子幼苗无此项）。

表1 供试蔬菜品种及来源

表2 不同光源（组合）处理设计

采用Excel 2003软件处理数据，采用SPSS软件进行统计分析，并运用LSD检验法进行显著性差异（P＜0.05）检验。结果数据为平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 不同光源对蔬菜幼苗壮苗指数的影响

从表3可以看出，对于茄子幼苗来说，处理7植株壮苗指数最大，比对照增加32.6%，其次为处理2，比对照增加16.6%，二者显著高于对照；处理4、处理6分别比对照降低16.4%和22.1%，显著低于对照；处理3、处理5稍高于对照，但与对照无显著差异。对于辣椒幼苗来说，处理7植株壮苗指数最大，比对照增加68.2%，其余依次为处理2、处理5、处理4，分别比对照增加43.5%、25.0%和23.2%，均显著高于对照，处理6比对照降低37.5%，显著低于对照。对于番茄幼苗来说，处理7植株壮苗指数最大，比对照增加90.7%，处理3比对照增加11.9%，二者显著高于对照；处理2、处理4、处理5、处理6均高于对照，但与对照无显著差异。对于黄瓜幼苗来说，处理7植株壮苗指数最大，比对照增加70.1%，处理2比对照增加34.4%，二者显著高于对照；处理3、处理4、处理5、处理6分别比对照降低23.2%、33.2%、26.1%和22.0%，均显著低于对照。以上结果表明，在茄子、辣椒、黄瓜育苗过程中，合理补充红蓝光源或红光更有利于培育壮苗，而番茄育苗过程中，合理补充红蓝光源或黄光更有利于培育壮苗。

表3 不同光源对蔬菜幼苗壮苗指数的影响

2.2 不同光源对蔬菜幼苗叶片生长状况的影响

不同光源处理对蔬菜幼苗叶片生长状况的影响见表4。从表4可以看出，对于茄子幼苗来说，处理3、处理4、处理5可以增加茄子叶片数，处理6则少于对照，各处理与对照均无显著差异。对于辣椒幼苗来说，处理4植株叶片数最多，比对照增加8.1%，处理6比对照降低10.6%，二者与对照差异显著，其余处理与对照均不显著，这表明在2W4R2Y光源下，有利于辣椒幼苗叶片数量的增加。对于番茄幼苗来说，处理7的叶片数最多，而处理6下则最少，所有处理与对照均无显著差异。对于黄瓜幼苗来说，处理3可增加黄瓜叶片数，处理5叶片数则少于对照，所有处理与对照均无显著差异。

从表4还可以看出，对于茄子幼苗来说，处理6的叶面积比对照减少37.8%，显著低于对照，处理2、4、5、7叶面积大于对照，但与对照均无显著差异。对于辣椒幼苗来说，处理2植株叶面积最大，处理2、3、4、5、7分别比对照增加50.1%、29.7%、41.8%、38.4%和22.2%，处理6则降低9.7%，所有处理与对照差异均达显著水平。对于番茄幼苗来说，处理7的叶面积最大，比对照增加45.7%，二者差异显著，其余处理与对照均无显著差异。对于黄瓜幼苗来说，处理7的叶面积最大，处理2、3、6、7分别比对照增加30.2%、24.1%、7.6%、43.2%，均显著大于对照，处理4、5与对照差异不显著。以上结果表明，在茄子育苗过程中，红蓝光组合或4W2R2Y光源可增加幼苗叶面积，在辣椒育苗过程中，红光、黄光及各组合光源（3W3R2Y除外）均有利于叶面积增长，番茄育苗过程中，红蓝光组合更有利于叶面积增长，黄瓜育苗过程中，红蓝光组合、红光、黄光、红蓝光组合及3W3R2Y组合光源利于叶面积增长。

2.3 不同光源对蔬菜幼苗根系活力的影响

从表5可以看出，对于茄子幼苗来说，各处理根系活力均低于对照，但与对照间无显著差异。对于辣椒幼苗来说，处理5根系活力最大，与对照无显著差异，处理3、处理4、处理7显著低于对照，分别比对照减少34.3%、41.2%、28.7%。对于番茄幼苗来说，红蓝光组合和4W2R2Y光源可增加根系活力，但各处理根系活力与对照间无显著差异。对于黄瓜幼苗来说，处理4根系活力最大，处理4、处理5分别比对照增加115.5%、110.1%，与对照间差异显著。

2.4 不同光源对蔬菜幼苗发育的影响

从表6可以看出，辣椒、番茄和黄瓜在处理2—7条件下的花蕾均大于对照。在辣椒幼苗中，所有处理的花蕾均显著大于对照，其中以处理7的花蕾最大，比对照增加82.6%；在番茄幼苗中，同样处理7的花蕾最大，处理3、处理4、处理6、处理7分别比对照增加111.5%、82.7%、48.1%、203.8%，均显著大于对照；在黄瓜幼苗中，同样以处理7的花蕾最大，处理2、处理3、处理4、处理7分别比对照增加28.7%、25.3%、18.0%和70.0%，均显著大于对照。

2.5 多目标综合评价

在不同光源下，不同蔬菜种类综合评价的加权关联度及排序见表7。可以看出，对番茄幼苗来说，综合评价排序依次为处理7＞处理3＞处理4＞处理5＞处理6＞处理2＞处理1，表明红蓝光源最好，其次为黄光光源，对照白光条件下番茄幼苗综合评价最差；对于茄子幼苗来说，处理7＞处理1＞处理2＞处理5＞处理3＞处理4＞处理6，表明红蓝光源最好，其次为对照白光光源；对于辣椒幼苗来说，处理7＞处理5＞处理2＞处理4＞处理3＞处理1＞处理6，表明红蓝光源最好，多种光源组合都优于对照（3W3R2Y除外）；对于黄瓜幼苗来说，处理7＞处理2＞处理4＞处理5＞处理3＞处理6＞处理1，表明红蓝光源最好，其次为红光光源，对照白光光源综合评价最差。

表4 不同光源对蔬菜幼苗叶片生长的影响

3 结论与讨论

光是植物生长发育最重要的环境因子之一，不仅是植物生长的能源，还可作为植物某些生命活动的信号，影响植物的生长发育和新陈代谢。植物通过光受体感受光源、光强、光周期及光方向而影响植物的整个生命周期。LED光源是一种新型高效的节能光源，具有光谱能量调制便捷、发热低、节能环保等重要特点，有望取代传统的补光光源。

壮苗指数是目前广泛用于评价幼苗生长质量状况的壮苗指标之一。刘振威等[9]研究表明，红光、黄光处理不利于番茄幼苗壮苗指数的提高，红蓝光比1∶1和红蓝紫光比5∶3∶2处理下番茄壮苗指数最优。本研究中红光确实不利于提高番茄壮苗指数，但黄光有利于提高番茄壮苗指数，红蓝光源最优，而在茄子、辣椒和黄瓜育苗过程中，合理补充红蓝光源或红光更有利于培育壮苗。

表5 不同光源对蔬菜幼苗根系活力的影响 mg/（g·h）

表6 不同光源对蔬菜幼苗花蕾大小的影响

表7 不同光源下不同蔬菜种类综合评价的加权关联度及排序

不同光源或光源组合对不同蔬菜幼苗叶片数有不同的影响。对于茄子幼苗来说，黄光或4W2R2Y光源可以增加茄子幼苗叶片数。对于辣椒幼苗来说，2W4R2Y光源下，植株叶片数最多，对于番茄幼苗来说，红蓝光源下，番茄所产生的叶片数最多，与茄子、辣椒幼苗相同，3W3R2Y光源下叶片数最少。对于黄瓜幼苗来说，黄光可增加黄瓜叶片数，而4W2R2Y光源下叶片数最少。

不同光源或光源组合对不同蔬菜幼苗叶面积也有不同影响。对于茄子、番茄和黄瓜幼苗来说，红蓝光源下植株叶面积最大，而辣椒幼苗在纯红光源下叶面积最大。在3W3R2Y光源下，茄子和辣椒植株叶面积最小。

根系活力是反映根系生长状况的重要指标之一。对于茄子幼苗来说，对照与所有处理均无显著差异；对于辣椒幼苗来说，4W2R2Y光源下根系活力最大；对于番茄幼苗来说，对照与所有处理均无显著差异；对于黄瓜幼苗来说，2W4R2Y光源下根系活力最大。

不同光源或光源组合对蔬菜幼苗现蕾早晚有一定影响，对于辣椒、番茄和黄瓜幼苗来说，红蓝光源处理下植株现蕾开花都有所提前，其他处理均比对照显著提高或有所增加，说明红光、黄光和蓝光对3种蔬菜幼苗的花芽分化都有一定的促进作用。

通过多目标综合评价，对不同光源处理进行了加权关联度排序，结果表明，对番茄、茄子、辣椒和黄瓜育苗来说，最好的补光光源为红蓝光源。