LED不同光质对盆栽粗肋草生长的影响

罗红辉 陈婉仪 惠俊爱 侯军晓 周厚高 伍青

（1. 仲恺农业工程学院园艺园林学院/广东省普通高校热带亚热带花卉与园林植物重点实验室 广东广州 510225；2. 广州骄阳农业有限公司 广东广州 510653）

粗肋草（Aglaonema commutatun）为天南星科粗肋草属（Aglanonema）植物，又称为广东万年青、亮丝草，以其叶脉中肋明显粗大而得名，原产于印度、泰国及马来西亚等地，20世纪80年代以来，中国从各地引进不同品种的粗肋草[1-2]。粗肋草具有丰富的株形与叶色，且具有净化空气的效果，可作为室内观赏植物，因而深受人们的喜爱[3]。除此之外，粗肋草观赏期长，丰富了城市景观与单调的季节色彩[4]。植物生长发育过程会受外界不同环境因子影响，其中，光是最重要的环境调控因子之一，不仅能够为植物的生长发育提供能量，而且还参与植物许多生理生化过程[5]。光主要通过光强、光周期以及光质三方面对植物的生长发育产生影响[6]。植物对各种光质的敏感程度不同，表现为对红光、蓝光和红外光较为敏感[7]。随着农业技术的不断进步，运用LED不同光质对植物进行补光处理以改善作物品质的方法已被广泛运用到各项设施农业中[8]。

粗肋草在国际上极有名，在荷兰盆栽花卉业中排在第18位[9]，具有高度耐阴性、防潮性、病虫害少以及长势强壮等优点，其叶片具有不同的颜色或镶嵌点，株型十分丰富，具有很高的观赏价值和推广应用价值。粗肋草不耐寒，在温度低于12℃的环境下容易出现冻害，广东地区的气候条件比较适合这类植物的生长发育。但由于粗肋草对栽培环境条件和技术要求较高，在栽培中常因栽培措施不合理而导致植株质量不高、色素不均匀，严重影响了粗肋草产业的发展[1-2]。

目前，国内外对于粗肋草的研究方向较为集中，主要在育种、离体组织培养及抗逆性等方面，关于利用LED光照改善其盆栽植株品质和叶色品质方面的研究极少。粗肋草的叶色丰富，在不同光环境下其叶片呈色不同，利用LED进行光质调控和改善粗肋草品质的栽培技术研究具有实践意义。本试验选用2个彩叶粗肋草品种，分别为白色系银如意粗肋草和红色系如意粗肋草的盆栽苗，对其进行4种LED不同光质处理，观测不同处理后的粗肋草生长性状和叶色变化，以探索 LED光质对粗肋草生长速度和叶色品质的影响效果，为粗肋草属的进一步研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试粗肋草品种为课题组自育白色系品种银如意（Aglaonema‘YinRuYi’，粤审花 20190025）和市场流行红色系品种如意（Aglaonema‘RuYi’），试验所用盆栽苗均由扦插扩繁得来。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 扦插材料选取生长发育良好、无病虫害的植株，剪取长势健壮母株的带有 2～4片小叶的顶部插条扦插于花泥中，在穴盘中培育35 d左右长根，生根情况如图 1-A；之后上盆定植，定植生长40 d后（图1-B、1-C），于广州骄阳农业有限公司 LED植物培养室进行不同比例LED红蓝光质处理，处理周期为2021年12月至2022年2月，所有试验组的处理天数均为60 d，其中每天照光处理12 h。

图1 粗肋草扦插生根情况和照光处理0 d时的植株状态

1.2.2 LED 处理方案 参考周佐葡[10]的 LED 光质条件，经过调整后所用光质配比组合及实际所测得的相关光参数见表1，其中LED白光处理为对照组。利用植物光照分析仪（型号：OHSP-350P，购自杭州虹谱色科技有限公司）测量植株顶端的光通量并调节LED光源高度，使得各处理组的光通量PPFD为 200～250 μmol/（m2·s）；所用 LED 光源为紫外/蓝/白/红/远红五通道灯板（型号：IGLAL1150X255-2835-UV/B/W/R/Fr；制造厂商：智卉光田），各色LED光珠光量子能量密度均可调。每天光照时间为12 h，一共处理60 d。阶段Ⅰ：每天8:00 a.m.开始，按照表1的白光光质对所有处理组先进行白光照光8 h，接着白光对照组仍然继续照射4 h，而其他3个试验组立即转用阶段Ⅰ的3种不同比例红蓝光光质分别继续照光4 h，20:00 p.m.所有处理组结束光照，进入夜间模式，此阶段一共处理30 d。接着开始阶段Ⅱ：每天8:00 a.m.开始，按照表1的阶段Ⅱ各光质参数对对照组和3个试验组分别进行照光处理12 h，20:00 p.m.所有组结束光照，进入夜间模式，此阶段一共处理30 d。

表1 试验实际所测LED光质参数情况

1.2.3 光处理期间盆花管理 每种LED处理下，每个粗肋草品种各放12盆植株，光质处理情景如图2-A、2-B。植株照光期间室内开排气扇保持通风，开空调并设定温度24℃。使用滴灌系统（图2-C）以及滴灌控制定时装置（图2-D），每隔5 d进行滴灌 5 min。光照时间采用定时装置设置为8:00 a.m.开灯，20:00 p.m.关灯（图 2-E）。

图2 LED处理相关装置

1.2.4 生长相关指标测定 整株生长形态指标：从每个处理的植株中，随机选取6盆生长状态相同的用于每次测量，测定结果取其平均值。用卷尺测定株高，用游标卡尺测定叶柄长、叶片长和宽，每月测量一次；统计最终全株叶片数。

叶片鲜重和干重：从每个处理的植株中，各摘取2片大小均匀、叶面完整且没有病虫害的叶片，用电子天平称量叶片的鲜重，重复3次取平均值mf。将称量鲜重后的叶片分别装进不同信封袋中并做好标记，放置于电热恒温鼓风箱中，先在105℃下进行15 min杀青，再80℃烘干4 h，取出称重；再放置于80℃继续烘干至恒重，确定最终干重md。叶片相对含水量=（mf－md）*100/mf。

新长叶芽生长指标：统计各个处理下每个品种所有植株的新叶数量，用游标卡尺测量新长叶芽的长度。

1.2.5 叶色相关指标检测 叶绿素相对含量：从每个处理的植株中，随机选取6盆用于SPAD值的测量，每一盆随机选取一片生长发育良好、无病虫害的叶片，随机选择叶片上3个不同位置的绿色部位，使用SPAD-502 Plus叶绿素仪（Konica Minolta，日本）进行测量，通过SPAD值反映植物的叶绿素相对含量，求取平均值。

叶斑颜色记录和观察：定期对植株和叶片颜色外观进行拍照记录，并根据周佐葡[10]的方法观察记录和描述叶片斑块变化情况。

1.2.6 数据处理和分析 数据整理分析在 Excel进行，使用IBM SPSS Statistics 23.0进行方差分析，比较平均值采用单因素ANOVA检验，多重比较使用沃勒-邓肯检验法，p＜0.05。

2 结果与分析

2.1 LED不同光质处理对粗肋草植株基本生长的影响

阶段Ⅰ各组LED光质处理30 d时，银如意和如意株高都有增长（图3）。白光组中，银如意30 d株高比处理前增加 16.1%，而在红∶蓝（2∶8）光组合中增加 13.6%，在红∶蓝（5∶5）光组合中增加6.6%，在红∶蓝（8∶2）光组合中增加6.6%（图3-A）；白光组中，如意30 d株高比处理前增加7.3%，而在红∶蓝（2∶8）光组合中增加7.0%，在红∶蓝（5∶5）光组合中增加2.6%，在红∶蓝（8∶2）光组合中增加5.5%（图3-B）。说明LED红蓝光质处理对粗肋草株高的促进作用没有LED白光处理的促进作用大。

图3 LED不同光质处理下银如意（A）和如意（B）的株高变化

继续阶段Ⅱ各组LED光质处理30 d，即总处理天数60 d时，白光组中，银如意最终株高比处理前增加 19.9%，而在红∶蓝（2∶8）光组合中增加 17.5%，在红∶蓝（5∶5）光组合中增加15.5%，在红∶蓝（8∶2）光组合中增加7.9%（图3-A）。白光组中，如意最终株高比处理前增加13.2%，而在红∶蓝（2∶8）光组合中增加10.8%，在红∶蓝（5∶5）光组合中增加 4.7%，在红∶蓝（8∶2）光组合中增加7.7%（图3-B）。说明阶段Ⅰ期间大部分粗肋草增高速度比阶段Ⅱ期间更快。

在不同光质处理下，银如意叶片形态存在差异。阶段Ⅰ各组LED光质处理30 d时，白光组中，银如意叶长比处理前增加8.4%、叶宽显著增加 24.7%、叶宽/叶长增加 14.8%、叶柄长显著增加44.2%；而在红∶蓝（2∶8）光组合中，叶长、叶宽、叶宽/叶长分别增加12.3%、14.7%、2.7%，而叶柄长显著增加 68.6%；在红∶蓝（5∶5）光组合中，四者分别增加8.5%、8.6%、0.8%、22.8%；在红∶蓝（8∶2）光组合中，叶长、叶宽分别增加10.0%、5.2%，叶宽/叶长减少3.5%，而叶柄长增加36.8%（表2）。继续阶段Ⅱ各组LED光质处理30 d，即总处理天数60 d时，白光组中，银如意最终叶长比处理前增加 15.1%、叶宽显著增加35.0%、叶宽/叶长增加 17.3%、叶柄长显著增加54.1%；在红∶蓝（2∶8）光组合中，叶长、叶宽、叶宽/叶长分别增加 13.0%、17.4%、4.0%，叶柄长显著增加78.6%；在红∶蓝（5∶5）光组合中，叶长、叶宽分别增加 19.5%、13.1%，叶宽/叶长减少4.1%，叶柄长显著增加40.1%；在红∶蓝（8∶2）光组合中，叶长、叶宽分别增加12.4%、7.5%，叶宽/叶长减少2.8%，叶柄长显著增加48.7%（表2）。说明LED白光明显促进银如意叶片变宽大，而红∶蓝（2∶8）LED光组合明显促进银如意叶柄长度增长。

在不同光质处理下，如意叶片形态也存在差异。阶段Ⅰ各组LED光质处理30 d时，白光组中，如意叶长比处理前增加 13.8%、叶宽增加0.2%、叶宽/叶长减少 11.3%、叶柄长显著增加31.9%；在红∶蓝（2∶8）光组合中，叶长显著增加22.0%、叶宽增加10.9%、叶宽/叶长减少6.5%，叶柄长显著增加 29.9%；在红∶蓝（5∶5）光组合中，叶长、叶宽分别增加 8.6%、2.3%，叶宽/叶长减少6.0%，叶柄长显著增加42.2%；在红∶蓝（8∶2）光组合中，叶长显著增加 18.3%，叶宽增加 6.7%，叶宽/叶长减少 9.9%，叶柄长显著增加38.9%（表2）。继续阶段Ⅱ各组LED光质处理30 d，即总处理天数60 d时，如意在白光组中的最终叶长比处理前显著增加 22.1%、叶宽增加13.1%、叶宽/叶长减少 6.9%、叶柄长显著增加36.3%；在红∶蓝（2∶8）光组合中，最终叶长显著增加 23.3%，叶宽增加 12.5%，叶宽/叶长减少6.4%，叶柄长显著增加34.6%；在红∶蓝（5∶5）光组合中，叶长、叶宽分别增加 11.0%、3.8%，叶宽/叶长减少6.6%，叶柄长显著增加50.0%；在红∶蓝（8∶2）光组合中，最终叶长显著增加20.5%，叶宽增加9.0%，叶宽/叶长减少9.6%，叶柄长显著增加40.6%（表2）。说明红∶蓝（2∶8）LED光组合明显促进如意叶片长度增长，红∶蓝（5∶5）LED光组合明显促进如意叶柄长度增长。

表2 LED不同光质处理下粗肋草叶片生长形态的比较

2.2 LED不同光质处理对粗肋草叶片干鲜重和相对含水量的影响

不同LED光质处理60 d对银如意和如意叶片干鲜重的影响不同（表3）。白光组中，银如意最终叶片鲜重值和干重值都是最高的，分别比红∶蓝（2∶8）光组合的增加19.0%和24.2%、比红∶蓝（5∶5）光组合的增加23.1%和5.6%、比红∶蓝（8∶2）光组合的增加10.8%和130.6%。但红∶蓝（8∶2）光组合中的银如意最终叶片相对含水量显著高于其他光组合，为92.83%（表3）。

与银如意明显不同的是，白光组中，如意最终叶片鲜重值和干重值基本都是最低的。在红∶蓝（2∶8）光组合中，如意最终叶片鲜重值比白光组的明显增加 78.2%，干重值则明显减少17.4%；在红∶蓝（5∶5）光组合中的最终叶片鲜重值和干重值则比白光组的明显增加 55.9%和50.0%；红∶蓝（8∶2）光组合中，最终叶片鲜重值和干重值比白光组的明显增加30.4%和16.7%。此外，红∶蓝（2∶8）光组合中的如意最终叶片相对含水量显著高于其他光组合，为92.93%（表3）。

表3 LED不同光质处理60 d后粗肋草叶片干鲜重和相对含水量

2.3 LED不同光质处理对粗肋草新叶生长的影响

LED红蓝光质处理60 d对银如意最终叶芽长度的影响较大（图 4）。红∶蓝（5∶5）光组合处理后的银如意最终叶芽长度是最长的，为9.33 cm，是白光处理的2.15倍；而红∶蓝（2∶8）光组合处理后的是白光处理的1.97倍；但红∶蓝（8∶2）光组合处理后的仅比白光处理的长 23.1%。在如意中，红∶蓝（2∶8）光组合处理后的最终叶芽长度是最长的，为9.28 cm，但仅比白光处理的长12.1%；而红∶蓝（5∶5）光组合处理后的反而比白光处理的短 16.7%；红∶蓝（8∶2）光组合处理后的也比白光处理的短1.9%（图4）。

图4 LED不同光质处理60 d两种粗肋草的最终叶芽长度

LED光质处理对银如意和如意新长叶片数量的影响并不显著，其中红∶蓝（2∶8）光组合处理60 d，银如意（图5-A）和如意（图5-B）的最终新叶数量均为最多，即每株植株普遍新长约2片新叶；其他光质处理的植株大部分新长1片新叶，个别植株甚至未长新叶。说明红∶蓝（2∶8）光组合处理一定程度上可加速粗肋草的生长。

图5 LED不同光质处理下银如意（A）和如意（B）的单株新叶数量

2.4 LED不同光质处理对粗肋草叶色变化的影响

在不同光质处理下，随着处理时间增加，银如意和如意叶片SPAD值都呈下降趋势（图6）。阶段Ⅰ各组LED光质处理30 d时，2种粗肋草的叶片SPAD值稍有下降，无显著变化。继续阶段Ⅱ各组 LED光质处理 30 d，即总处理天数 60 d时，白光组银如意最终叶片SPAD值比处理前明显下降 35.2%，红∶蓝（2∶8）光组合的也明显下降27.8%，红∶蓝（5∶5）光组合的下降28.7%，红∶蓝（8∶2）光组合的明显下降 28.0%；其中红∶蓝（2∶8）光组合处理的银如意最终叶片SPAD值最高，为 27.4（图 6-A）。白光组如意最终叶片SPAD值比处理前下降30.8%，红∶蓝（2∶8）光组合的明显下降31.6%，红∶蓝（5∶5）光组合的明显下降34.7%，红∶蓝（8∶2）光组合的明显下降39.7%；其中红∶蓝（2∶8）光组合处理的如意最终叶片SPAD值最高，为26.1（图6-B）。

图6 LED不同光质处理下银如意（A）和如意（B）的叶片SPAD值

银如意叶片外观色泽变化（图7）与叶片SPAD值变化情况（图 6-A）基本相符，即叶片白斑增多时其绿色斑面积减小且变浅，SPAD值下降。分别观察各处理组盆栽植株、成熟叶片和嫩叶的光处理效果，白光处理后的叶色总体呈现白多绿少的分布（图 7-A1），其成熟叶片边缘呈现黄绿色（图7-B1），而嫩叶白色斑点较小且叶片较小（图7-C1）；红∶蓝（2∶8）光组合处理后的叶片边缘偏绿色（图 7-A2），白斑主要在叶中脉附近，白斑和绿斑比例相当（图 7-B2），而在嫩叶中，绿斑比例较大且叶片较大（图7-C2）；红∶蓝（5∶5）光组合处理后的盆栽植株（图 7-A3）和成熟叶片（图7-B3）外观表现与白光处理的相近，但其嫩叶白斑斑点较大且叶片较大（图7-C3）；红∶蓝（8∶2）光组合处理后的盆栽植株（图7-A4）和成熟叶片（图7-B4）外观表现与红∶蓝（2∶8）光组合处理的相近，而在嫩叶中，绿斑比例也较大但叶片较小（图7-C4）。

图7 LED不同光质处理后银如意植株最终外观变化情况

分别观察如意各处理组盆栽植株（图8-A）、成熟叶片（图8-B）和嫩叶（图8-C）的光处理效果，白光处理后的叶片呈色明显，大多表现为红多绿少的色泽分布（图 8-A1），其成熟叶片红色斑块明显加深（图8-B1），而嫩叶以绿色为主（图8-C1）；红∶蓝（2∶8）光组合处理后的大部分植株叶片红色斑块变为浅红色（图8-A2、图8-B2），但其嫩叶中的红斑较深色且红斑比例明显较大（图 8-C2）；红∶蓝（5∶5）光组合处理后的盆栽植株（图8-A3）、成熟叶片（图8-B3）和嫩叶（图8-C3）外观表现都与白光处理的相近；红∶蓝（8∶2）光组合处理后的盆栽植株（图8-A4）和成熟叶片（图8-B4）外观表现与红∶蓝（2∶8）光组合处理的相近，但其嫩叶绿色面积较大且红斑比例小（图8-C4）。

图8 LED不同光质处理后如意植株最终外观变化情况

综合来看，在白光和红∶蓝（5∶5）光组合处理下，2个品种的特征叶色斑块均有不同程度的增加（表4、图7-B1、7-B3、8-B1、8-B3）。银如意在4种光照处理下，叶片绿斑均由深绿色到黄绿色发生不同程度变化，在白光和红∶蓝（5∶5）光组合处理下，叶缘变为黄绿色的速度快于红∶蓝（2∶8）光组合和红∶蓝（8∶2）光组合处理。如意在4种光照处理下，叶片红斑呈现加深或变浅现象，白光和红∶蓝（5∶5）光组合处理下的红色斑块加深，红∶蓝（2∶8）光组合和红∶蓝（8∶2）光组合处理下的红色斑块明显变浅。

表4 不同光质处理下银如意和如意叶色变化的观察

3 讨论与结论

3.1 讨论

相关研究表明，彩叶植物叶片表现出丰富的叶色，与其叶片中各种色素的种类、含量及分布等均有关系[11]。许多研究表明，相比单色光，复合光在一定程度上能够促进植物的生长发育，而合适的红蓝光比例处理能够满足植物正常生长[10]。本研究结果发现，不同红蓝光比例处理都降低了如意和银如意叶片叶绿素含量水平，说明叶片绿斑在减少，这可能与粗肋草本身的特征叶色斑块在扩大有关；其中在红∶蓝（2∶8）光组合处理后，2个品种粗肋草的最终SPAD值最高，而红∶蓝（5∶5）光组合处理后，2个品种粗肋草最终SPAD值最低（图 6），该结果与其绿斑变化情况也大致相符（图7、8）。此外，如意在白光和红∶蓝（5∶5）光组合处理下，植株多数叶片红色加深（图8-A1、8-A3），成熟叶片红色斑块明显加深（图8-B1、图8-B3）；而在红∶蓝（2∶8）光组合和红∶蓝（8∶2）光组合处理下，大部分植株叶片红色斑块明显变为浅红色（图 8-B2、8-B4）。

光质可以作为一种触发信号，影响植物的生长发育。兰明忠[8]在研究竹柏时发现，红光对竹柏茎粗、竹柏伸长、竹柏的叶片面积具有促进作用，而蓝光抑制竹柏叶面积的增长。曹刚[12]研究发现，红∶蓝（8∶2）处理提高了黄瓜和结球甘蓝的茎粗、株高、植株干鲜重等。本试验结果发现，红蓝光质处理对粗肋草株高的促进作用没有白光处理的促进作用大，白光明显促进银如意叶片变宽大，红∶蓝（2∶8）光组合明显促进银如意叶柄长度增长；红∶蓝（2∶8）光组合明显促进如意叶片长度增长，红∶蓝(5∶5)光组合明显促进如意叶柄长度增长。此外，本研究中银如意和如意粗肋草叶片干鲜重表现不同，红∶蓝（8∶2）光组合和红∶蓝（2∶8）光组合分别有利于银如意和如意植株保持水分含量，这与张曼曼等[13]的研究结果基本一致。

不同光质处理对银如意和如意叶芽生长的影响基本一致，红∶蓝（2∶8）光组合处理下，银如意和如意的新叶数量都最多、最终叶芽长度都最长，即该光照处理一定程度上可加速粗肋草的生长，这与周鹏等[14]的研究结果一致。

3.2 结论

目前，国内外在对粗肋草的研究方向上大多集中于组织培养、抗性及育种等方面，关于LED光质对盆栽粗肋草生长及叶色变化方面的影响研究极少。本研究利用不同比例红蓝光LED光质处理盆栽银如意和如意粗肋草，对其生长、叶色变化及性状进行观测，结果发现，在红∶蓝（2∶8）光组合处理下，2种粗肋草大部分生长指标值均大于其他处理组，一定程度上可加速盆栽粗肋草的生长；在红∶蓝（5∶5）光组合处理下，银如意最终叶芽长度最长、叶片特征白斑最多，而如意叶柄长最长、叶片特征红斑颜色加深，更为鲜艳。综上，2种LED红蓝复合光处理在一定程度上可直接提升盆栽粗肋草的生长速度，并改善其特征叶色，研究结果可为以后进一步改良盆栽粗肋草的生产栽培技术提供参考。