光质对叠鞘石斛形态及生理指标的影响

邓洁, 王刚, 姚晨, 邢琦尧, 谢婕, 黄子榕, 蒲尚饶, 范益军, 罗傲雪*

1. 四川农业大学风景园林学院, 四川 成都 610030；

2. 四川农业大学林学院, 四川 成都 610030

叠鞘石斛（Dendrobium denneanum）属于兰科石斛属植物，是线叶石斛的变种，为多年生附生草本植物，花朵色泽艳丽，气味芳香，极具观赏性，为园林观赏主要花卉之一，与文心兰、卡特兰、蝴蝶兰合称“四大观赏洋花”[1]。石斛属植物除观赏价值外，还是常用中药材，被民间称为“仙草”。自上世纪70年代以来，石斛的需求量大增，野生石斛资源已经不能满足人们的需求[2]。近年来，石斛的来源主要为人工栽培，而人工栽培时温度、光照、激素及栽培措施等对石斛的品质影响非常大。其中光照可通过光照强度、光周期、光质来影响植物生长。现有研究发现光质会影响铁皮石斛的生长及开花[3-4]。然而，目前仍无研究揭示光质对叠鞘石斛的影响。因此，我们拟采用不同组合的红蓝光考察光质对叠鞘石斛开花时间、花朵形态、花期长短、石斛生长状态、生理变化的影响。从而指导光质在叠鞘石斛的人工栽培上如何提高其观赏性和经济价值。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试材料为叠鞘石斛，种植于四川农业大学成都校区（东经103°86'、北纬30°71'）第五教学楼七楼光照架上，光照架遮光，置于通风处。

1.2 实验方法

1.2.1 光质和照射天数对叠鞘石斛的调控

实验采用LED光源，考察不同组合的红蓝光对叠鞘石斛花期、性状、光合作用的影响。在保证其他环境条件（温度、湿度）相同的情况下，参考光质对石斛的相关研究[5-9]，本实验选择三种不同组合比例的红蓝光质，即T1组（红光：蓝光=3∶1）、T2组（红光：蓝光=1∶1）、T3组（红光：蓝光=1∶3），对照组采用白光照射。每间隔7 d取一次样，检测时间共28 d。

叠鞘石斛种植于花盆中自然生长，每个光质处理组种植4盆，每盆种植30株石斛，每周进行施肥等常规养护工作，定期除杂草。每隔7 d，用2%的过磷酸钙或1%的硫酸钾进行根外施肥，2～3 d浇一次水，以培养基质被浸透为准。

1.2.2 测定指标

由于叠鞘石斛的生长状况和花期长短直接影响到人们的观赏体验，故实验对叠鞘石斛的茎粗、茎长、花径、花期进行了测定，同时测定了叶绿素a含量、叶绿素b含量、类胡萝卜素含量、可溶性糖浓度、MDA浓度、可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量[10-12]，从而探究不同处理对叠鞘石斛生长的影响。

1.2.3 数据分析

利用Microsoft Office Excel 统计软件与IBM SPSS Statistics 24进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 光质对叠鞘石斛花朵及花期的调控

在光照处理过程中，叠鞘石斛陆续开花，我们测试了不同花期时的花朵的直径、植株茎长与茎粗，记录了各组光质处理组的花期。

2.1.1 光质对叠鞘石斛花径、茎长和茎粗的影响

如表1-表3可知，在现蕾期，采用T2（红光：蓝光=1∶1）光质照射时，有利于增大的花径；T1（红光：蓝光=3∶1）和T2（红光：蓝光=1∶1）光质在照射7 d时，均能显著增加茎长，但照射天数延长后效果不明显；T1和T2组在照射天数较长（大于21 d）时可以显著增加茎粗，其中红光：蓝光=3∶1对茎粗的影响更大。

表 1 光质对叠鞘石斛花径的影响Tab. 1 Effect of light quality on flower diameter of Dendrobium denneanum

表 3 光质对叠鞘石斛茎粗的影响Tab. 3 Effect of light quality on stem diameter of Dendrobium denneanum

2.1.2 光质对叠鞘石斛花期的影响

从表4可以看出，经红蓝光照射后各处理组的叠鞘石斛的花期均长于对照组。在三种光质处理组中，花期最长的是T3光质处理组，与对照相比，其花期延长了33.25%，且与对照组相比，差异不显著。表明光质为T3（红光：蓝光=1∶3）时会显著延长叠鞘石斛的花期，有利于增加叠鞘石斛的观赏价值。

表 4 光质对叠鞘石斛花期的影响Tab. 4 Effect of light quality on flowering stage of Dendrobium denneanum

由此可见，T2光质可增加现蕾期花径，T3光质可延长花期。

2.2 光质对叠鞘石斛生理特性的影响

2.2.1 光质对叠鞘石斛叶绿素含量的影响

如表5、6、7可知， T1、T3光质在照射7天时，能显著增加叶绿素a的含量；T3光质组照射7天时，能显著增加叶绿素b含量；而光质的照射对类胡萝卜素含量没有明显影响。

表 5 光质对叠鞘石斛叶绿素a含量的影响Tab. 5 Effect of light quality on chlorophyll a content of Dendrobium denneanum

表 6 光质对叠鞘石斛叶绿素b含量的影响Tab. 6 Effect of light quality on chlorophyll b content of Dendrobium denneanum

表 7 光质对叠鞘石斛类胡萝卜素含量的影响Tab. 7 Effect of light quality on carotenoid content of Dendrobium denneanum

2.2.2 光质对叠鞘石斛可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸含量及MDA浓度的影响

由图1可知， T1光质组照射7d时，T2光质组照射21d时能明显增加可溶性糖含量；T1光质照射14d时，T3光质照射21d时能明显增加可溶性蛋白质含量；T1、T3光质能明显减少植株的氧化进程，从而降低植株的脯氨酸含量；T2光质能显著降低MDA浓度，且效果最好，其次为T3光质处理组，而T1光质照射天数不超过14d时植株MDA浓度极显著大于对照组，说明短时间的T1光质使得T1植株防御系统受到影响，加剧植株氧化进程，从而导致MDA含量增加。

图 1 光质对叠鞘石斛可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和MDA含量的影响Fig. 1 Effect of light quality on the contents of soluble sugar, soluble protein, proline and MDA in Dendrobium denneanum

3 结论

不同光质是影响叠鞘石斛生长发育和有效物质积累的直接因素，不同光质组合对石斛的各形态和生理指标的影响也不相同[4-7,13]，光质是调控石斛生长发育与开花的重要手段[14-16]，也是调控石斛各种次生代谢产物含量的重要环境因子[17-20]。

3.1 光质对叠鞘石斛形态指标的影响

叠鞘石斛在接受不同的光质处理之后，其花径大小与对照组相比，在各个阶段均有增加，但仅T2（红光：蓝光=3∶1）光质处理后的花径在现蕾期与对照相比有显著性差异。T3（红光：蓝光=1∶3）光质可显著延长花期，增加叠鞘石斛的观赏价值。T1（红光：蓝光=3∶1）光质在短期照射时，可显著增加叠鞘石斛的茎粗，长期照射时可显著增加其茎长，从而增加叠鞘石斛的生物量，有利于增加观赏性。

3.2 光质对叠鞘石斛生理指标的影响

T1（红光：蓝光=3∶1）、T3（红光：蓝光=1∶3）光质在照射7 d时，能显著增加叶绿素a的含量，但照射天数延长后效果不明显。而T3（红光：蓝光=1∶3）光质在照射7 d时，能显著增加叶绿素b含量。T1（红光：蓝光=3∶1）光质照射7 d时、T2（红光：蓝光=1∶1）光质组照射21 d时能明显增加可溶性糖含量。T1（红光：蓝光=3∶1）光质照射14 d时、T3（红光：蓝光=3∶1）光质照射21 d时能明显增加可溶性蛋白质含量。同时实验发现 T2（红光：蓝光=1∶1）光质能明显降低MDA浓度，T3（红光：蓝光=1∶3）光质处理下脯氨酸含量有明显减少。表明光质处理可能也对叠鞘石斛造成了一定的胁迫，可能更有利于叠鞘石斛的生长。