不同光质配比对苋菜叶片光合作用的影响研究※

●张曦文（福建农林大学机电工程学院 福建 福州 350002）

苋菜（Amaranthus tricolorL.）是一种以嫩叶为产品的苋属草本植物，其富含人体必需的各种微量元素，且叶片的抗坏血酸、钙、烟酸的含量均为菠菜的3倍[1]，其矿物质浓度也高于一般蔬菜[2]。这些营养物质不仅能够促进人体生长发育，还能防治多种疾病[3]。光是植物光合作用的首要条件，也是完成植物生命过程中大部分生理生化进程的关键调节信号。本试验探究不同光质配比对苋菜光合作用的影响，为光质在苋菜上的光合作用效果提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用红圆叶苋菜，由汕头市金韩种业提供。试验在福建农林大学光电子农业工程与技术研究中心温室中开展。

1.2 试验方法

苋菜种子催芽后播种到塑料盆内，基质为草炭灰、蛭石、珍珠岩比例为3∶1∶1的混合物。待长出4片叶时，挑选高度和营养状况一致的幼苗移至植物培养箱，培养光光照强度为150 μmol·m-2·s-1，光照时长14 h/d，光质配比设置，见表1。

表1 培养光质设置

培养液配制方法参考华南农业大学叶菜类配方。共培养35 d，温度、湿度分别控制在27℃和65%。挑选长势一致的苋菜，取由上至下的第三或第四片已完全展开的叶片进行测定。光源为机器自带LED光源，光照强度为800 μmol·m-2·s-1，环境温湿度为27℃和65%，使用LI-6400XT光合仪测定光合作用指标，包括净光合速率（Photo）、气孔导度（Cond）、细胞间隙CO2浓度（Ci）和蒸腾速率（Trmmol），每个处理重复4次。

1.3 数据处理

用Excel和SPSS软件进行数据整理和分析，用Origin软件进行绘图。

2 结果与分析

由图1可见，除胞间二氧化碳浓度外，其他光合作用指标均表现为单质红光影响最低、单质蓝光影响最高。单质红光的Photo值明显低于对照组和其他试验组，比对照组下降了27%，处理间差异显著（P＜0.05），而单质蓝光的Photo值显著高于对照组和其他试验组，比对照组上升72%，除单质红光外，其他处理的Photo值均大于对照组。净光合速率可表现出光合作用的强弱，结果表明红蓝、红蓝绿混合光的光合作用强度介于单质红光和单质蓝光之间，且都强于白光。

气孔开放程度可以用气孔导度表示，气孔导度越大，说明气孔开放程度越大，而气孔导度影响光合作用、呼吸作用及蒸腾作用。气孔导度越大，进入细胞的二氧化碳越多，细胞间二氧化碳就越少，而二氧化碳是光合作用的原料，所以细胞间二氧化碳越少，参与光合作用的二氧化碳越多，净光合速率就越大。单质红光的Cond值显著低于红-蓝混合光和单质蓝光处理，比对照组下降了36%，单质蓝光的Cond值最大，比对照组上升了72%；单质红、蓝光的Ci值均显著低于对照组。红-蓝光质配比R7∶B3，R3∶B7组合的Cond均大于对照组，分别上升了30%和12%，而红-蓝-绿光质配比组合的Cond值均小于对照组，这可能是由于绿光的加入导致了气孔导度的降低。Photo值较低的R3∶B7处理和对照组的Ci值都很高，可能是这2个处理的二氧化碳利用率较低，也可能是储存二氧化碳的能力较高；单质蓝光的Ci出现最小值，比对照组下降25%，表明单质蓝光处理提供给光合作用的原料最多。单质红光的Trmmol值显著低于对照组、红-蓝混合光及单质蓝光，比对照组下降了66%；单质蓝光的Trmmol值显著高于对照组和其他试验组，比对照组上升了27%。红-蓝、红-蓝-绿混合光的Trmmol值介于单质红、蓝光之间。综上，单质红光下苋菜的光合作用效果最差，且二氧化碳利用率较低；单质蓝光下苋菜的光合作用效果最好，且二氧化碳利用率较高。

3 结论

本试验对不同光质配比处理下温室内苋菜光合作用效果进行研究。结果表明，单质蓝光的净光合速率显著高于对照和其他试验组（P＜0.05），比对照提升了72%；单质红光的净光合速率显著低于对照组和其他试验组（P＜0.05），比对照组降低了27%；而绿光对苋菜的光合作用影响较小，说明蓝光是影响温室内苋菜光合作用的重要因素。因此，增加蓝光可以显著提高苋菜叶片的光合能力。