补光光源和日累积光照量对草地早熟禾草坪质量的影响

2024-12-31 00:00:00谢昊鹏王宁刘进玮张敏王森陈佳宝张浩男李富翠王磊韩烈保
草地学报 2024年7期
关键词:叶绿素含量

摘要:为降低体育场遮荫环境对草坪草生长的制约,提高运动场草坪的质量与性能,本研究以不补光为对照(CK),选用发光二极管(LED)和高压钠灯(HPS)作为补光光源,分别在11.18,15.12和18.36 mol·(m2·d)-1的日累积光照量(Daily light integral,DLI)下培育草地早熟禾(Poa pratensis)草坪56天,探讨了补光对草坪温湿度、草坪质量、生物量、根系生长和叶绿素含量的影响。结果表明:HPS补光对草坪冠层增温效果高于LED,同时HPS补光降低了冠层湿度。LED和HPS补光灯均能维持草地早熟禾的草坪质量,增加DLI有利于草地早熟禾的生物量累积和根系生长,在DLI为18.36 mol·(m2·d)-1的处理下效果最佳。在LED补光18.36 mol·(m2·d)-1下生长的草地早熟禾的叶绿素a和叶绿素b含量显著高于HPS补光(Plt;0.05)。因此,LED和HPS均可应用于运动场草坪补光,建议设置DLI为18.36 mol·(m2·d)-1进行草地早熟禾草坪的补光养护,在夏季或气温较高的时候推荐使用LED补光。

关键词:LED;高压钠灯;日累积光照量;草地早熟禾;草坪质量;叶绿素含量

中图分类号:S688.4""" 文献标识码:A""""" 文章编号:1007-0435(2024)07-2254-09

收稿日期:2023-12-20;修回日期:2024-02-29

基金项目:国家重点研发计划(项目号:2023YFD1200302)

作者简介:

谢昊鹏(1999-),男,汉族,硕士研究生,主要从事运动场草坪研究,E-mail:17710616025@163.com;*通信作者Author for correspondence,E-mail:hanliebao@163.com;395549424@qq.com

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2024.07.026

引用格式:

谢昊鹏, 王" 宁, 刘进玮,等.补光光源和日累积光照量对草地早熟禾草坪质量的影响[J].草地学报,2024,32(7):2254-2262

XIE Hao-peng, WANG Ning, LIU Jin-wei,et al.Effects of Light Source and Daily Light Integral on Quality and Growth of Kentucky Bluegrass Turf[J].Acta Agrestia Sinica,2024,32(7):2254-2262

Effects of Light Source and Daily Light Integral on Quality and

Growth of Kentucky Bluegrass Turf

XIE Hao-peng1, WANG Ning2, LIU Jin-wei2, ZHANG Min3, WANG Sen4, CHEN Jia-bao1,

ZHANG Hao-nan1, LI Fu-cui1, WANG Lei3*, HAN Lie-bao1*

(1. Turfgrass Research Institute, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2. China National Sports

Development Co., Ltd, Beijing 102101, China; 3. Beijing Huati Chuangyan Engineering Design Consulting Co., Ltd,

Beijing 102400, China; 4. Beijing Construction Engineering Group Co., Ltd, Beijing 100055, China)

Abstract:In order to reduce the restriction of shading environment on turfgrass growth and to improve the turf quality in stadium,this study took no supplementary light as the control (CK),and light-emitting diode (LED) and high-pressure sodium lamp (HPS) as light sources. Kentucky bluegrass (Poa pratensis) was cultivated for 56 days under 11.18,15.12 and 18.36 mol·(m2·d)-1 daily light integral (DLI),respectively,to explore the effects of supplementary light on turf temperature and humidity,turf quality,biomass,root growth and chlorophyll content. The results showed that the heating effect of HPS on turf canopy was higher than that of LED,and HPS reduced the canopy humidity. Both LED and HPS could maintain the turf quality of Kentucky bluegrass. Increasing DLI was beneficial to the biomass accumulation and root growth of Kentucky bluegrass,which reached the maximum under DLI of 18.36 mol·(m2·d)-1. The contents of chlorophyll a and b of Kentucky bluegrass under LED of 18.36 mol·(m2·d)-1 were significantly higher than those under HPS (Plt;0.05). Therefore,both LED and HPS can be used for supplementary light in sport turf. It is recommended to set DLI of 18.36 mol·(m2·d)-1 for the maintenance of Kentucky bluegrass turf,and it is recommended to use LED in summer or when the temperature is high.

Key words:LED;HPS;Daily light integral;Kentucky bluegrass;Turf quality;Chlorophyll contents

近年来,随着体育产业和足球运动的发展,各种类型的足球场在国内相继兴建。大型专业足球场通常采用半封闭式的设计,该设计能够避免恶劣天气对比赛的影响,提高比赛公平性的同时也为观众提供了舒适的观赛体验[1]。然而,半封闭式的场馆顶棚与高耸的看台限制了阳光的入射角度,导致场内光照严重不足[2]。在严重的遮荫胁迫下,草坪会出现密度低、植株细弱、根系发育不良等现象,同时植株的抗逆性下降,更易感染病虫害[3]。为解决草坪草的遮荫问题,维持草坪的观赏和运动性能,采取人工补光措施是直接有效的手段。当前,草坪补光灯已广泛应用于世界各地的体育场馆中,但该技术在我国的发展目前仍处于初级阶段,在实际使用中缺乏科学指导[4]。

光质和日累积光照量(Daily light integral,DLI)是光环境中的两个重要因素[5]。目前常见的草坪补光灯光源有高压钠灯(High pressure sodium lamp,HPS)和发光二极管灯(Light-emitting diode,LED),这两种光源也常用于设施农业中[6]。高压钠灯是一种高强度气体放电灯,工作原理是放电管高温高压作用下的汞(Hg)、钠(Na)金属气体放电。LED灯是1种由Ⅲ—Ⅳ族化合物制成的具有2个电极的固态半导体发光器,可以直接把电能转化为光能[7]。补光灯不仅为植物的光合作用提供能量来源,不同光照对植物的生长发育也有调控作用,探究适合草坪草生长的光环境是亟待解决的重要科学问题。

本研究以草地早熟禾为研究对象,利用HPS和LED草坪补光灯,从草坪冠层温湿度、草坪质量、运动质量、生物量、草坪草根系形态和叶绿素含量等方面分析不同光源和DLI对草地早熟禾草坪质量与生长的影响,旨在为草坪补光提供光环境参数,为运动场草坪补光养护提供技术支持。

1" 材料与方法

1.1" 供试材料与草坪建植管理

试验材料为草地早熟禾(Poa pratensis)。试验于2022年4月在北京市顺义区交通科学研究院试验站温室内进行,地处116°35′33.504″ E,40°8′37.799″N,海拔37 m。试验草坪于2022年1月建植,方式为铺设草皮卷,草皮种植方式为单播,品种为‘午夜2号’。坪床结构包括盲沟、砾石层(15 cm)、过渡层(10 cm)和根系层(30 cm),根系层基质为纯沙。温室内统一覆盖遮阳网(遮光率80%)。试验地安装自动喷灌系统灌溉,适时灌溉。适时修剪,剪草高度35 mm。种植期间施用复混肥料(硫酸钾型),N∶P2O5∶K2O=18∶5∶18,施用量为30 g·m-2,每月施用一次。温室内设有小型气象站(北京天正高科智能科技有限公司,型号为MOS-XE)监测试验过程中温室的湿度和温度的变化(图1)。

1.2" 试验设计

试验使用的高压钠灯由金晟达电子科技有限公司制造,1组灯的额定功率4 kW;LED草坪生长灯由北京天仁科技发展有限公司制造,1组灯的额定功率1.3 kW,每个小区各安装1组灯具。灯具设置的高度为2.3 m。试验开始前使用植物光照分析仪(OHSP-350P,杭州虹谱光色科技有限公司)测定光照强度,控制各补光小区草坪冠层光照强度一致。

设置2个不同光源处理和3个不同日累积光照量处理,如表1所示,由于高压钠灯发热量大的特性可能会对草坪产生高温胁迫,故灯具开启时间均安排在夜间。在80%遮荫条件下进行试验,对照组为不补光。每个处理各3次重复。每个处理小区面积为5 m2(2.5 m×2 m)。

试验于2022年4月3日开始。在试验期间监测草坪表面温湿度与土壤温度变化,分别在实验进行的0,28和56 d测定草坪质量,在试验进行的56 d测定草坪运动质量、地上/地下生物量、根系形态指标、叶绿素含量。

使用植物光照分析仪(OHSP-350P,杭州虹谱光色科技有限公司)在草坪冠层处测定光照强度,并在光照强度470 μmol·(m2·s)-1下测量LED和HPS分光光谱分布,以1 nm为间隔记录350~800 nm波长范围的光谱数据(图2)。

1.3" 样品采集及测定方法

草坪生长环境温湿度测定:在补光灯开启期间,采用空气温湿度传感器记录草坪表面温湿度,采用土壤温度传感器记录草坪土壤地下5 cm处土层温度,每10 s记录1次数据。传感器购自北京天正高科智能科技有限公司,型号为Stevens Hydra Probe。

草坪坪观质量测定:采用TCM500 NDVI草坪色彩测量仪测定草坪绿色指数(Grass index)和归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI),测定时每个小区重复测定3次。草坪均一性采用目测打分法,9~10分为均匀,6~8分为基本整齐,3~5分为不均匀,1~2分为杂乱。

草坪运动质量测定:反弹率的测定采用足球反弹法。测定用球符合国际足联比赛标准要求,打气至气压为0.7 kg·cm-2,使球从2 m高处自由下落,记取第一次反弹时的高度值,根据计算公式计算反弹率。头部损伤系数(Head injury criterion,HIC)采用HS2005 冲击强度测试仪(Uniaxe-Ⅱ,上海)测定,购买自上海浩顺科技有限公司。HIC是运动场表面减震性能的主要决定因素,可作为头部损伤风险的量度,HIC得分为1000表示人类耐受的“安全”限制,超过该限制,可能会导致致命的头部损伤风险。土壤紧实度采用TJSD-750Ⅱ 型土壤紧实度仪测定(托普云农科技股份有限公司,浙江),测定深度为地下5 cm。表面硬度使用083型Clegg土壤冲击仪进行测定(SD instrument,UK)。测锤为圆柱形,质量为2.25 kg,直径50 mm,在30 mm的导管中下落,记录草坪硬度计所示数值,单位为Gm。

地上和地下生物量测定:使用环刀(直径61.8 mm,高度100 mm)进行取样后,分离植株地上、地下部分,105℃杀青后在70℃下烘48 h测定干重。

根系形态指标测定:用Epson Scan V850根系扫描仪扫描根系图像,存入计算机,使用Win RHIZO PRO 2013根系分析系统软件计算总根长、根直径、根体积和根表面积。

叶绿素含量测定:每次测定选取生长状况良好的叶片,用95%的乙醇提取叶绿素,用分光光度计(UV-1800PC,上海美普达仪器有限公司)测定在665 nm,649 nm和470 nm下吸光度值,参考Arnon的公式进行计算[8]。

1.4" 数据处理与分析

试验数据的处理分析利用Microsoft Excel 2016和SPSS 22.0软件完成,图表绘制利用Origin 2019软件完成。显著性水平设定为α= 0.05,单因素方差分析(One-way ANOVA),并利用LSD检验不同数据组间的差异显著性。

2" 结果与分析

2.1" 不同光源和DLI对草坪草生长环境温湿度的影响

LED和HPS补光灯在工作时均会散发一定的热量,其中HPS的散热量较多并且由灯具底部散热,LED的散热量较少并由灯具顶部散热。灯具的散热会导致草坪生长环境不同程度的温湿度变化。补光灯开启期间的草坪表面温度表现为:T6gt;T5gt;T4gt;T3gt;T2gt;T1gt;CK(图3)。相比于CK,HPS处理(T4,T5,T6) 下草坪表面温度平均提高了12.56℃,LED处理(T1,T2,T3)下则平均提高了4.77℃。在本试验条件下,HPS补光对草坪表面温度的提升作用约为LED补光的2.63倍。HPS处理(T4,T5,T6)下的草坪表面相对湿度平均比CK低14.89%,但LED补光对草坪表面湿显著影响。

2.2" 不同光源和DLI对草地早熟禾草坪质量和运动质量的影响

补充光照对草地早熟禾草坪的坪观质量有明显的维持作用。如表2所示,随着试验时间的增加,CK的归一化差异植被指数(NVDI)呈下降趋势。在5月8日前,各处理的NDVI无明显差异;5月15日后,CK的NDVI出现明显下降,显著低于各补光处理(Plt;0.05),不同补光处理间无明显差异,5月29日时CK的NDVI相比补光处理平均下降了31.35%。在试验期间,T1,T2,T3,T4,T5,T6下的NDVI相比试验前均无明显变化,说明各补光小区的光环境能满足维持草地早熟禾草坪坪观质量的需求。

与NDVI的变化趋势类似,CK的草坪绿色指数随试验时间增加呈下降的趋势。在5月1日前,各处理之间无显著差异;在5月22日和5月29日,CK的绿色指数分别为6.60和6.10,均显著低于其余各处理(Plt; 0.05)。在5月29日时,CK下的草坪绿色指数相比各补光处理平均下降了18.73%。

整体来说,所有处理的均一性都出现了一定程度的下降,但其中CK的下降程度最大。CK的草坪均一性在5月8日开始出现明显下降,在5月15日,5月22日和5月29日,CK的均一性分别为6.62,6.00和5.59,均显著低于其余各处理(Plt;0.05)。

由表3可知,除CK外的土壤紧实度较低外,各补光处理无明显差异,均在1 000 kPa左右,但略低于FIFA场地质量评价体系的合格值,推测其原因是草坪未进行滚压等措施。CK的反弹率较高,达到了72.67%,超过了合格值,补光处理均在合格范围内。补光处理对草坪硬度和头部损伤系数有明显的影响。LED补光下的草坪硬度显著低于其他处理(Plt;0.05),相比CK和HPS补光显著下降了22.3%和34.6%(Plt;0.05),其中HPS补光下的草坪硬度达到了FIFA场地质量评价体系中“质量极好”的范围。LED补光处理下的头部损伤系数最高,相比CK平均增加了19.6%,HPS补光处理下的头部损伤系数最低(Plt;0.05),相比CK平均降低了42.1%,所有处理的头部损伤系数均低于1000,在人体安全范围内。

2.3" 不同光源和DLI对草地早熟禾草坪地上/地下生物量的影响

补光灯能为植物提供光合作用所需的能量,充足的DLI有利于光合同化物的合成,进而促进植物的生物量积累。长期的遮荫会对草地早熟禾的生长造成严重影响,CK的地上和地下生物量均显著低于各补光处理(Plt;0.05)。在LED和HPS补光下,不同DLI下草地早熟禾草坪的地上生物量无显著差异,其中T4,T5,T6的地上生物量略高于T1,T2,T3,其原因可能是HPS补光灯对冠层温度的增加作用在一定程度上促进了植株地上部分的生长。

不同光源补光下的草地早熟禾草坪的地下生物量随着DLI增加而增加,在DLI为18.36 mol·(m2·d)-1下达到最高。T1,T2,T3分别较CK增加了296 %,333% 和306%;T4,T5,T6分别较CK增加了347%,415%和361%。对比LED和HPS光源,当DLI为11.18 mol·(m2·d)-1时,HPS补光下草地早熟禾草坪的地下生物量略高于LED补光,但无显著差异;当DLI为13.12 mol·(m2·d)-1时,则表现为T5显著高于T2(Plt;0.05);当DLI达到18.36 mol·(m2·d)-1时,LED和HPS补光下的草坪地下生物量无显著差异。推测原因是当DLI不足时,HPS对温度的增加作用有利于植株根系的生长。当DLI达到18.36 mol·(m2·d)-1时,草地早熟禾的根冠比显著高于其他处理(Plt;0.05),T3和T6下的根冠比分别比CK提高了256%和189%,T1、T2、T4和T5下的根冠比与CK无显著差异,说明在DLI为11.18,13.12 mol·(m2·d)-1时的光环境仍对草地早熟禾存在一定的弱光胁迫,导致植株将更多的营养物质分配在地上部分。

2.4" 不同光源和DLI对草地早熟禾草坪根系形态特征的影响

由表4可知,遮荫会导致草地早熟禾根系的生长发育受阻,总根长、根直径、根体积和根表面积均显著低于各补光处理(Plt;0.05)。相同DLI下,不同光源对植株根系的发育影响不显著;而随着补光DLI的增加,植株的根系形态指标呈上升的趋势,补光DLI为15.12 mol·(m2·d)-1的处理(T1和T4)比补光DLI为11.18 mol·(m2·d)-1的处理(T2和T5)的总根长、根直径、根体积和根表面积均有所增加但不显著。补光DLI为18.36 mol·(m2·d)-1时各根系形态指标均显著高于其他处理(Plt;0.05),T3和T6的总根长较CK提高了676%和761%,根直径较CK提高了461%和523%,根体积较CK提高了850%和908%,根表面积较CK提高了761%和839%。

2.5" 不同补光措施对草地早熟禾叶绿素含量的影响

CK下的草地早熟禾由于光照严重不足,叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量均显著低于其他处理(P<0.05),人工补光措施对叶绿素含量的积累有明显促进作用。在相同的DLI水平下,LED补光(T1,T2,T3)下的叶绿素a含量均显著高于HPS补光(T4,T5,T6)下(P<0.05),表现为T1gt;T4,T2gt;T5,T3gt;T6;对于草地早熟禾的叶绿素b含量,除T1gt;T4以外,其他各补光处理差异不明显。对比LED补光下不同DLI水平的叶绿素含量,T1,T2,T3之间无明显的差异,叶绿素a含量分别较CK增加了161.76%,117.65%和150%,总叶绿素含量分别较CK增加了135.09%,98.24%和126.32%。所有处理中,CK的叶绿素a/b值最低,为1.43;各补光处理的叶绿素a/b值没有显著差异,均在1.9左右,这说明各补光小区的光环境条件处于适宜草地早熟禾生长的范围内。

3" 讨论

3.1" LED和HPS补光灯对生长环境的影响

不同补光灯对草坪生长环境的影响除了体现在光质外,对草坪的温湿度也有明显的影响。由于发光原理不同,LED在工作时释放的热量较少,并且主要由灯具顶部散热;HPS工作时释放的热量较多,并且热量从灯具底部散发,对草坪面的影响更大。高温胁迫会导致草坪草的地上部分生长受抑制,严重时造成细胞膜透性增加,植株的抗逆性下降[9]。在光合作用中,温度是限制光合速率的重要因素,高温会导致RuBP羧化/加氧酶的活性降低,导致光合同化速率变慢。而遭受热胁迫的叶绿体会改变类囊体膜的结构,导致PSII向PSI的电子传递受阻,严重时会造成类囊体膜结构破坏,导致叶绿素功能丧失[10]。此外,冠层湿度的下降会导致植株叶片气孔闭合,进而导致胞间CO2浓度降低,光合速率下降[11]。本试验为更好地揭示不同光环境对草地早熟禾生长的影响,故将补光措施安排在温度较低的夜间,试验过程中草坪草并未受到高温胁迫。而在实际应用中,HPS高发热量的特性可能会导致植株光合速率下降进而影响补光效率,应当结合草坪草的种类和生长环境调整补光方案,防止补光带来的一些不利因素。

3.2 "不同补光措施对草地早熟禾草坪坪观质量和运动质量的影响

严重遮荫不仅会导致草坪的观赏性能下降,同时也会引起草坪的耐践踏性、耐磨性等运动性能的下降,进而无法满足举行赛事的需求[12]。DLI是光照时长和光照强度的乘积,可以全面地描述植物光合作用的强度和时长。DLI过低会导致草坪的密度下降、生长减缓。有研究表明,DLI小于4 mol·(m2·d)-1时,草地早熟禾和高羊茅都将难以存活,草地早熟禾达到可接受的草坪质量则普遍需要11.1 mol·(m2·d)-1以上[13]。冷季型草坪草对DLI的需求一般小于暖季型草坪草,结缕草在夏季最少需要18.1 mol·(m2·d)-1的DLI,杂交狗牙根则需要23.5 mol·(m2·d)-1以上[14]。Abélard等[15]研究表明,草地早熟禾草坪达到可接受的草坪质量至少需要8.9 mol·(m2·d)-1,多年生黑麦草至少需要8.4 mol·(m2·d)-1,高羊茅则至少需要9.3 mol·(m2·d)-1。此外,在DLI为12 mol·(m2·d)-1的条件下,HPS和LED补光灯均能使遮荫下草坪的草坪质量达到合格水平(6分以上),与本研究结果一致。在草坪质量方面,CK下的草坪在28 d后开始退化,NDVI、绿色指数和均一性都严重下降;在运动质量方面,CK下的根系生长不良,根系对土壤的加固作用较弱,导致土壤的紧实度下降,而表层的大面积裸露导致了足球反弹率的升高。在11.18,15.12,18.36 mol·(m2·d)-1的DLI下补光56 d后,草地早熟禾草坪的坪观质量均能维持在较高水平,说明LED和HPS对于草坪质量和草坪运动质量的提升均有积极的作用。相比于HPS处理下,LED处理下的硬度较低、头部损伤系数较高,其原因可能是LED中蓝光比例较高,导致植株的茎端更粗壮;而HPS中蓝光比例较低,导致叶片较柔软,茎端较细。

3.3" 不同补光措施对草地早熟禾地上/地下部分生长的影响

光对植物生长发育有着一定的调节作用。通常而言,蓝光被认为对植株的茎端加粗有促进作用,使植株更加健壮;红光则会促进植株的茎伸长和叶片生长[16]。Baldwin等[17]将结缕草和海滨雀稗在过滤红光、蓝光或黄光的环境下培养,结果表明不同类型光照对坪观质量和相对叶宽无显著影响,缺乏蓝光则会造成茎叶生物量和根系生物量下降等负面影响,缺乏红光或黄光造成的负面影响则相对较少。本研究中,不同光源处理对草地早熟禾地上/地下部分生长和形态的影响不明显,而在不同DLI下则表现出明显的差异,推测原因是为模拟实际的补光作业,试验没有在完全黑暗的条件下进行,草地早熟禾草坪在日间也能接收到蓝光。

Zhang等[18]研究认为,在一定的范围内提高DLI可以促进植物地上和地下生物量的增加,超过阈值范围后,植物的生长会趋于平稳,有的甚至会表现出抑制作用。在缺光下生长的植物会发生避荫反应,即为获取到更多的光照,植株会将更多能量分配在地上部分用于株高增加和茎叶生长,而地下部分分配到的能量减少,导致根系生长受限[19]。本研究中,在3种补光DLI水平下生长的草地早熟禾草坪地上生物量无明显差异,但是补光DLI为11.18和15.12 mol·(m2·d)-1处理下的草坪地下生物量显著低于18.36 mol·(m2·d)-1处理下(P<0.05),说明DLI≤15.12 mol·(m2·d)-1时仍有一定的弱光胁迫,DLI为18.36 mol·(m2·d)-1处理下的根冠比最高,表明植株生长更健壮。在相同的DLI下,LED和HPS处理下的植株生物量无显著性差异,这与Gómez等[20]的研究结果类似。

根系生长情况和形态特征被认为是植物生长发育的关键决定因素,保持形态良好和有活力的根系对草坪草的抗逆性和水肥吸收能力等具有促进作用[21]。总根长是衡量根系向深层扩展的重要指标,可以体现根系生长发育的状态,根表面积与根系吸收能力有直接关系,根表面积越大根系吸收水分和营养物质的能力越强,根体积反映的是根系在整个土壤空间分布[22]。本试验结果表明,DLI是影响草地早熟禾草坪的根系生长的主要因素,充足的DLI不仅是草坪草生物量积累的能量基础,同时也诱导植株将能量用以根系发育。在DLI为18.36 mol·(m2·d)-1处理下的草地早熟禾草坪的总根长、根直径、根体积和根表面积均达到最大值。

3.4" 不同补光措施对草地早熟禾叶绿素含量的影响

光照作为一种信号,可以通过影响光合色素的合成参与调控植物的光合作用,叶绿素在光合作用中负责光能的吸收、传递和转化,其含量越高就越能有效地捕获光能,进而提高植物的光合作用能力[23]。徐凯等[24]对草莓的研究得出,红光可提高叶绿素a、b以及总叶绿素含量,但最有利于叶绿素b含量增加;蓝光则最有利于叶绿素a含量增加。周锦业等[25]研究表明,蓝光下生长的植株叶绿素a和叶绿素b含量最高,同一光强下PSⅡ最大光能转换效率和PSⅡ潜在活性值表现为:蓝光gt;红光gt;绿光。刘文科等[26]研究认为蓝光相比红光更有利于光合色素的合成,并且红蓝组合光比单一蓝光更有利于叶绿素合成。本试验所使用的LED光谱为红蓝组合光;HPS光谱主要为黄光和红光,且缺少蓝光(图2)。相比于HPS,LED对草地早熟禾的叶绿素a和叶绿素b合成有明显的促进作用,并且叶绿素a/b值相对较高,这表明植株的光合作用能力更强。

4" 结论

使用人工补光措施能有效地解决草坪遮荫问题,提高草地早熟禾草坪的草坪质量。提高DLI能促进草地早熟禾的生物量积累和根系生长发育。LED和HPS两种补光光源对草坪生长均有明显的促进作用,其中DLI为18.36 mol·(m2·d)-1下的草地早熟禾的地上/地下生物量最高,根系生长状况最佳,草坪质量和运动质量均满足FIFA足球比赛的要求。HPS具有造价低廉的优势,但使用过程中会导致草坪表面的温度升高和湿度降低,在气温较高的情况下需慎重使用。LED补光下的草坪草叶绿素含量最高,同时其低发热量的特性适合在中国大部分地区常年使用。因此,LED和HPS两种光源均能应用于运动场草坪补光中,建议设置DLI为18.36 mol·(m2·d)-1的光照环境进行草地早熟禾草坪的补光养护,在夏季或气温较高的时候推荐以LED作为补光光源。

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(责任编辑" 彭露茜)

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