孔祺生，朱 強，鍾耀才，吳學育，彭泳華

(嘉能照明有限公司，廣東深圳 518000)

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等離子植物補光燈對水稻秧苗素質的影響

孔祺生，朱 強，鍾耀才，吳學育，彭泳華

(嘉能照明有限公司，廣東深圳 518000)

等離子植物補光燈是市面上一種新型的植物補光燈，是根據(jù)對太陽光譜光波的深入研究提取其中對植物生長必不可少的光，利用進入離子化狀態(tài)2種不同的等離子(氣體和金屬化物)混合在一起發(fā)出高強度的白光，進行科學合理的配比，研發(fā)出的一種新型植物補光燈。它具有綠色環(huán)保、光通量維持率高、點光源控制、節(jié)約能源、高效能及低成本維護、光譜接近太陽光光譜的優(yōu)點。該燈適用于作保護地室工廠化育苗和蔬菜、花卉生產(chǎn)使用。

我國水稻種植面積約3 000 萬hm2，占全國谷物種植面積的30%左右，占世界水稻種植面積的20%左右[1]。水稻的產(chǎn)量及品質一定程度上取決于水稻秧苗的培育質量，因此，進行有效的水稻育秧、提高水稻秧苗質量意義重大。水稻是喜光作物，只有在充足的陽光下才能生長健壯，光照時間、光質及光照度嚴重影響著水稻生長的快慢、生育期的長短、開花結實的好壞以及產(chǎn)量的高低[2-3]。由于棚室覆蓋材料、灰塵以及結構遮光等因素的影響，室內(nèi)的光照度僅為露地的30%～70%，特別是持續(xù)陰天、陰雨、霧霾等多變的氣候環(huán)境嚴重影響了水稻棚室秧苗的健壯生長[4]。為促進水稻溫室育秧秧苗的健壯生長，有必要進行人工補光。為此，筆者在拱型塑料大棚育苗的基礎上，采用等離子補光燈進行移動補光，研究了新型等離子植物補光燈對水稻苗生長的影響，以期為我國東北地區(qū)水稻育苗生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況試驗地設在黑龍江省齊齊哈爾市，平均海拔為146 m。年降水量為415 mm，年均溫達3.2 ℃，極端最高溫度達42.1 ℃，極端最低溫為-39.5 ℃。年平均無霜期為122～151 d，生長期(5～9月)的輻射量為65～67 kcal/cm2。

1.2材料水稻種子選取的是龍科稻種。育苗基質采用的是黑龍江省齊齊哈爾市的黑土。補光光源為嘉能照明有限公司研發(fā)部研發(fā)的NIT400-T型等離子植物補光燈，其功率為235 W。

1.3試驗設計試驗在黑龍江省齊齊哈爾市郊區(qū)的“江心島”的大棚中進行，采用大棚寬窄行水稻育苗[5]。大棚南北走向，大棚長50.0 m、寬8.0 m，棚內(nèi)分成2個區(qū)域，選取北邊25 m區(qū)域作為補光區(qū)，南邊25 m區(qū)域以自然光為對照區(qū)。選取2個拱棚作為2個重復。2015年4月10日播種，澆水，覆膜。待稻苗發(fā)芽時開始補光處理，補光時間在陰天(整天補光)以及晴天的下午至第2天早上光照低于4 000 lx時。平均增加的補光強度為4 000 lx[6]，補光后設施內(nèi)光照強度可達4 000～8 000 lx。

采用移動補光方式進行人為補光，即安裝電機帶動補光燈補光，每個大棚設有3套移動補光設備，每套移動補光設備有1臺補光燈。移動光源在栽培區(qū)中的移動路線南北向移動，與大棚的走向一致，補光燈的移動速度為0.1 m/s，循環(huán)周期為7 min，補光燈的高度為80 cm，每個補光燈的間距為1.8 m，平均增加照度為4 000 lx。整個試驗中，移動補光裝置補光總時間為511 h，占整個育秧期(30 d)的比例為71%。

1.4調(diào)查方法在育苗結束的前2天，每天分別對2個大棚同時隨機選取補光區(qū)和自然光照區(qū)平行位置處各30株水稻苗，重復4次，測量其株高、莖粗、葉片數(shù)及葉寬；在水稻苗定植當天，分別選取補光與自然光區(qū)平行位置10 cm×10 cm大小的水稻苗區(qū)域，記錄并計算單位面積達到定植標準苗數(shù)(定植標準，葉片3.0～3.5葉)；同時以大棚的東側、西側及中間部位平衡選取3個區(qū)域，每個區(qū)域補光與自然光區(qū)隨機選取100株水稻苗，分別測量其地上部分鮮重、地上及地下干重；水稻苗定植時，選取2塊大小接近、相鄰的水稻田作為試驗田，分別種植補光處理及對照水稻苗，追蹤其產(chǎn)量。

1.5測定指標與方法

1.5.1株高。用鋼尺測量稻苗地面到生長點的高度。

1.5.2莖粗。用游標卡尺測量稻苗地上1 cm處的粗度。

1.5.3葉面積。用坐標紙測量稻苗每一片葉子完全展開的面積之和。

1.5.4地上鮮重。用電子天平(精確度為0.01 g)稱量地上部分稻苗鮮重。

1.5.5地上及地下干重。將幼苗根部基質洗凈放入烘干箱，105 ℃殺青，75 ℃烘干至恒重，用電子天平(精確度為0.01 g)稱重。

1.5.6單位面積達到定植標準苗數(shù)。選取10 cm × 10 cm大小的稻苗區(qū)域，分別測2葉、3葉、4葉和5葉水稻苗的數(shù)量。

1.6數(shù)據(jù)處理用Excel 2003軟件對稻苗的各項形態(tài)指標的實測數(shù)據(jù)進行整理及方差分析。

2結果與分析

2.1補光對水稻幼苗生長的影響由表1可知，補光后水稻幼苗的長勢明顯好于未補光的水稻幼苗，其中水稻苗經(jīng)等離子補光燈補光處理后其株高和莖粗顯著高于自然光照下的幼苗，分別較對照區(qū)幼苗提高了6.4%和7.3%，但對葉面積的影響并不顯著。

表1　補光對水稻幼苗生長的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。

Note: Different lowercases in the same column indicate significant difference at 0.05 level among various treatments.

2.2補光對稻苗達到定植標準的影響由表2可知，在水稻育苗期進行補光，可使更多的水稻苗達到定植標準。

2.3補光對稻苗干物質的積累和幼苗質量的影響由表3可知，等離子補光燈區(qū)水稻幼苗的植株干重、壯苗指數(shù)、G值與自然光照區(qū)對比差異顯著，表明補光可提高幼苗質量。

表2　不同葉片稻苗數(shù)量對比

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。Note: Different lowercases in the same column indicate significant difference at 0.05 level among various treatments.

表3不同光照對干物質的積累和幼苗素質的影響

Table 3Effects of different light treatments on the accumulation of dry matter and quality of seedling

處理Treatment植株干重Totaldryweight∥mg壯苗指數(shù)SeedlingindexG值Gvalue補光區(qū)22.67a0.30a0.65aFilllightarea自然光照區(qū)20.03b0.26b0.57bNaturallightarea

注：壯苗指數(shù)=(莖粗/株高)×苗干樣重；G值=苗干樣重 /育苗天數(shù)；同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。

Note: Robust seeding index = (stem diameter /plant height) ×total dry weight.G value = total dry weight /days after sowing.Different lowercases in the same column indicate significant difference at 0.05 level among various treatments.

2.4補光對水稻產(chǎn)量的影響由表4可知，補光區(qū)與自然光照區(qū)的水稻穗數(shù)、水稻產(chǎn)量差異顯著，而水稻每穗粒數(shù)、稻米尺寸差異不顯著，表明補光可提高水稻的產(chǎn)量。

表4　補光對水稻產(chǎn)量的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示不同處理間在0.05水平差異顯著。

Note: Different lowercases in the same column indicate significant difference at 0.05 level among various treatments.

2.5等離子植物補光燈經(jīng)濟性估計與評價在該水稻育苗試驗中，每個大棚水稻育苗補光面積為200 m2，能種植1.37 hm2，經(jīng)過補光的水稻產(chǎn)量為9 615.45 kg/hm2，自然光照的水稻產(chǎn)量為9 306.90 kg/hm2，增產(chǎn)收益為3.3%，總共增產(chǎn)的稻米為421.69 kg，市面上大米的收購價格約為4元/kg，1 kg稻谷能產(chǎn)出大米0.7 kg，增產(chǎn)收益為1 180.73元；每套補光設備投入為5 000元，3套共計15 000元，補光設備的使用壽命為30年；補光燈功率為235 W，電機為125 W，補光總時間為511 h，電費為0.6元/(kW·h),育苗周期為30 d,整個育苗周期補光設備所需電費為331.13元。每個大棚的補光燈設備每年可以收益為349.60元。

3結論與討論

該試驗結果表明，嘉能照明有限公司研發(fā)部研發(fā)的NIT400-T型等離子植物補光燈對大棚水稻育苗進行移動補光后，在一定程度上促進了水稻幼苗的生長，可提高水稻秧苗的質量，這與付傳明等[7]研究得出的結論“補光對水稻幼苗生長有促進作用”一致。此外，該試驗補光對水稻苗在定

植后的分蘗和收獲時的產(chǎn)量有提高作用。因此，筆者認為等離子補光燈適合用作水稻育秧補光的光源，該試驗結果為新型等離子補光燈在東北地區(qū)水稻育苗期的應用提供了理論依據(jù)。

該試驗只研究了移動補光方式對水稻幼苗生長發(fā)育的影響，有關光照時間、光照強度及光質等對水稻育苗的影響有待進一步探討，同時可考慮結合栽培技術來提高水稻育苗的質量。

參考文獻

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[2] 陳恩謙.不同類型水稻品種營養(yǎng)生長期的溫光效應研究[J].中國農(nóng)學通報，2005，21(5)：242-244.

[3] 馬旭, 林超輝, 齊龍,等.不同光質與光照度對水稻溫室立體育秧秧苗素質的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報, 2015, 31(11): 228-235.

[4] 王洪安.北方溫室人工補光光源特性及優(yōu)化配置研究[J].吉林農(nóng)業(yè)，2011(1): 33-34.

[5] 徐繼祥, 才洪艷.水稻大棚育苗寬窄行超稀植栽培技術要點[J].農(nóng)民致富之友，2008(5)：8.

[6] 張林青, 蔡小銘. 光強對水稻秧苗素質的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2007(3): 31-33.

[7] 付傳明, 黃寧珍, 趙志國，等.光質與補光對水稻幼苗生長及光合速率的影響[J].廣西植物，2007, 27(2):255-259.

摘要[目的]明確新型等離子植物補光燈對水稻苗生長狀況的影響，為我國東北地區(qū)水稻育苗生產(chǎn)提供理論依據(jù)。[方法]以龍科水稻品種為材料，研究有無等離子植物補光燈對水稻幼苗生長的影響。[結果]等離子植物補光燈處理水稻幼苗的株高、莖粗、植株干重、壯苗指數(shù)、G值以及單位面積達到定植標準指數(shù)顯著高于無補光燈處理的水稻苗。[結論]水稻育苗時補光對水稻幼苗的生長有一定的促進作用。

關鍵詞等離子；植物補光燈；水稻育苗

Effect of Plasma Plant Fill Light on Quality of Rice Seedlings

KONG Qi-sheng，ZHU Qiang, ZHONG Yao-cai et al (The Alphalite Co., Ltd.， Shenzhen, Guangdong 518000)

Abstract[Objective] The aim was to clear effect of plasma plant fill light on quality of rice seedlings to provide theoretical basis for the rice seedling production in Northeast China region. [Method] We took Longke Rice as materials, and studied the effect of plasma plant fill light on growth of rice seedlings. [Result] The plant height, stem diameter, plant dry weight, strong seedling index, G value and unit area to colonize standard index of rice seedlings of plasma processing as the fill light plant were significantly higher than no treatment of rice seedlings as the fill light. [Conclusion] To use fill light for rice seedling has a certain role in promoting rice seedling growth.

Key wordsPlasma；Plant fill light；Rice seedling

收稿日期2015-12-07

作者簡介孔祺生(1959- )，男，香港人，研究員，從事補充燈種植應用研究。

中圖分類號S 511

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)01-079-02