杜尚嘉，曾冬琴，符溶，符生波，陳國德，呂朝軍

1.海南省林業(yè)科學(xué)研究院(海南省紅樹林研究院)，海南?？?571100；

2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所，海南文昌 571339

鱷嘴花(Clinacanthus nutans(Burm.f.) Lin-dau)又稱憂遁草，是爵床科鱷嘴花屬高大草本植物，廣泛分布于馬來西亞、印度尼西亞、爪哇及中國華南熱帶等低海拔亞熱帶疏林中或植物灌叢內(nèi)[1]。鱷嘴花全株均可入藥，藥用價(jià)值高且具有營養(yǎng)保健功效[2]。

光質(zhì)是植物生長(zhǎng)過程中重要的環(huán)境因子，對(duì)植物的生理代謝、形態(tài)建成、生長(zhǎng)發(fā)育等具有調(diào)節(jié)作用[3，4]。通過合理的調(diào)節(jié)、控制光質(zhì)，可有效發(fā)揮出植物生長(zhǎng)潛能。不同類型光質(zhì)對(duì)不同植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響差異明顯，因此，應(yīng)選擇合理的光質(zhì)類型。LED光質(zhì)具有光質(zhì)可調(diào)性、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)[5]，目前在農(nóng)作物等培育中已被廣泛應(yīng)用[6]。LED 光質(zhì)對(duì)作物種苗的快速生長(zhǎng)[7]及提高地上、地下生物量的積累均有不同程度的影響[8，9]。該研究比較了不同LED 光質(zhì)對(duì)鱷嘴花生長(zhǎng)和光合作用的影響，以期篩選出適合其生長(zhǎng)的LED 光質(zhì)組合，為鱷嘴花栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試鱷嘴花扦插枝條采自海南省林業(yè)科學(xué)研究院（海南省紅樹林研究院）五指山分院采集圃。試驗(yàn)裝置為自主設(shè)計(jì)的光照培養(yǎng)架，培養(yǎng)架內(nèi)部采用銀白色隔板，隔間規(guī)格為120cm×60cm×80cm (長(zhǎng)×寬×高)。供試LED 光源燈的紅光(R) 峰值波長(zhǎng)657nm、藍(lán)光（B）峰值波長(zhǎng)457nm，以白光為CK。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2019 年4～6 月在海南省林業(yè)科學(xué)研究院(海南省紅樹林研究院)五指山分院實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。選取15cm 長(zhǎng)且粗度相似的枝條進(jìn)行扦插。待扦插成活后，選擇生長(zhǎng)健壯且長(zhǎng)勢(shì)相似的成活植株移植入營養(yǎng)袋并放置在光照培養(yǎng)架。營養(yǎng)袋長(zhǎng)×寬×高為6.5cm×6.5cm×12cm，基質(zhì)配比為V(紅壤土)∶V(椰糠)∶V(河沙)=1∶1∶1。緩苗后開始光照處理，該研究設(shè)置7 種處理，分別為白光（CK）、紅光（R）、藍(lán)光（B）、紅光∶藍(lán)光=8∶2（8R2B）、紅光∶藍(lán)光=7∶3（7R3B）、紅光∶藍(lán)光=6∶4（6R4B）、紅光∶藍(lán)光=5∶5（5R5B），光照時(shí)間為8∶00～12∶00，光照強(qiáng)度為150μmol·m-2·s-1。每個(gè)處理60 株，3 次重復(fù)。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)

分別于光照處理第15d、30d、45d 的上午8∶00測(cè)定植株莖高、莖粗、葉面積、葉片數(shù)、分枝數(shù)。莖高采用直尺測(cè)量，指萌發(fā)點(diǎn)至生長(zhǎng)點(diǎn)距離；莖粗取萌發(fā)點(diǎn)第1 葉下1cm 處，采用游標(biāo)卡尺測(cè)量；采用葉面儀測(cè)定每一片真葉以計(jì)算總?cè)~面積；對(duì)枝條葉片數(shù)及分枝數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；每處理隨機(jī)選取5 株，3 次重復(fù)。

1.3.2 干物質(zhì)量

光照處理第45d 時(shí)，測(cè)定植株地上和地下生物量鮮重，然后在精密鼓風(fēng)干燥箱105℃下烘8h，取出用電子天平稱干質(zhì)量(精度為0.001mg)。每處理隨機(jī)選取5 株，3 次重復(fù)。

1.3.3 光合色素和光合參數(shù)

光照處理第30d 時(shí)，采用葉綠素提取液提取葉綠素；采用Li-1100 便攜式光合測(cè)定儀測(cè)定光合參數(shù)，即于9∶00～11∶00 測(cè)定植株基部往上第3 片葉，測(cè)定指標(biāo)包括：凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（gs）及胞間CO2濃度（Ci）。每處理隨機(jī)選取10 株，3 次重復(fù)。

1.4 統(tǒng)計(jì)與分析

分別采用Excel 2018 軟件和SPSS 16.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，運(yùn)用LSD 進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。圖中數(shù)據(jù)均為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”。

2 結(jié)果與分析

2.1 LED 光質(zhì)對(duì)鱷嘴花生長(zhǎng)的影響

2.1.1 莖高

從圖1a 可知，光照15d 時(shí)，7 個(gè)處理表現(xiàn)為8R2B＞CK＞R＞5R5B＞B＞7R3B＞6R4B，其中，8R2B處理最高（3.60cm），比CK 高0.39cm，顯著高于除5R5B 處理外的其他處理。光照30d 時(shí)，7 個(gè)處理表現(xiàn)為8R2B＞5R5B＞7R3B＞6R4B＞R＞CK＞B，其中，8R2B 處理較高（4.63cm），比CK 高1.25cm，8R2B 處理與CK、R、B 處理差異顯著，與7R3B、6R4B、5R5B 處理無顯著差異。光照45d 時(shí)，7 個(gè)處理表現(xiàn)為8R2B＞6R4B ＞5R5B ＞7R3B ＞R ＞B ＞CK，8R2B 處 理 較 高（6.35cm），比CK 高2.57cm，顯著高于除5R5B 外的其他處理。綜上可見，各處理下，以8R2B 處理對(duì)促進(jìn)莖高生長(zhǎng)較佳。

2.1.2 莖粗

從圖1b 可知，光照15d 時(shí)，7 個(gè)處理表現(xiàn)為8R2B＞B＞CK＞6R4B＞5R5B＞7R3B＞R，其中，8R2B處理較粗（1.92mm），比CK 粗0.12mm，與7R3B、R 處理差異顯著，其余處理無顯著差異。光照30d 時(shí)，7個(gè) 處 理 表 現(xiàn) 為8R2B ＞7R3B ＞B ＞5R5B ＞CK ＞R6R4=R，其中，8R2B 處理較粗（2.06mm），比CK 粗0.24mm，除與7R3B、B 處理無顯著差異外，均與其他處理差異顯著。光照45d 時(shí)，7 個(gè)處理表現(xiàn)為8R2B＞5R5B ＞B ＞7R3B ＞6R4B ＞CK ＞R，8R2B 處 理 較 粗（2.85mm），比CK 粗0.69mm，且除與5R5B 處理無顯著差異外，均與其余處理差異顯著。綜上可見，各處理下，以8R2B 處理對(duì)促進(jìn)鱷嘴花莖粗生長(zhǎng)較佳。

圖1 LED 光質(zhì)對(duì)鱷嘴花生長(zhǎng)的影響Fig.1 Effect of LED light quality on the growth of Clinacanthus nutans

2.1.3 分枝數(shù)、葉面積和葉片數(shù)

從表1 可知，8R2B 處理分枝數(shù)較多（2.78 枝/株），比CK 多0.67 枝/株，與CK、R、5R5B、6R4B 處理差異顯著，且除6R4B、5R5B 處理外均顯著多于CK。8R2B 處理葉面積較大（21.00m2），比CK 大4.51m2，CK處理葉面積除大于R 處理外，均小于其他處理，且8R2B 處理與R 處理差異顯著，與其余處理均無顯著差異。8R2B 處理葉片數(shù)較多（20.62 片/株），比CK多6.6 片/株，且與CK、R 處理差異顯著，與其余均無顯著差異，除R 處理外，各處理葉片數(shù)均多于CK。綜上可見，各處理下，8R2B 處理對(duì)分枝數(shù)、葉面積和葉片數(shù)等形態(tài)指標(biāo)促進(jìn)作用較佳。

表1 LED 光質(zhì)對(duì)鱷嘴花生長(zhǎng)的影響Tab.1 Effect of LED light quality on the growth of Clinacanthus nutans

2.2 LED 光質(zhì)對(duì)鱷嘴花生物量的影響

由圖2 可知，各處理對(duì)鱷嘴花地上、地下生物量積累無顯著差異。

圖2 LED 光質(zhì)對(duì)鱷嘴花生物量的影響Fig.2 Effect of LED light quality on crocodile biomass of Clinacanthus nutans

2.3 LED 光質(zhì)對(duì)鱷嘴花光合作用的影響

2.3.1 光合色素含量

由表2 可知，與CK 相比，6R4B 處理葉片葉綠素a/b 和葉綠素總量較高，其次為CK，5R5B 處理較低，但CK 與6R4B 處理無顯著差異，與5R5B 處理差異顯著，同時(shí)，CK 與R 處理差異顯著，R 處理與6R4B 處理也存在顯著差異，其余處理均無顯著差異。與CK 相比，7R3B、6R4B 處理葉綠素a/b 含量較高，其次是B處理，R 處理含量較低，但與CK 未達(dá)到顯著差異，只與5R5B 和R 處理差異顯著。綜上可見，LED 不同光質(zhì)處理對(duì)鱷嘴花葉片光合色素含量影響不同，以6R4B 處理最有利于鱷嘴花葉片光合色素的積累。

表2 LED 光質(zhì)對(duì)鱷嘴花葉片光合色素的影響Tab.2 Effects of LED light quality on the photosynthetic pigment content of Clinacanthus nutans

2.3.2 光合參數(shù)

由表3 可知，8R2B 處理光合速率較高，5R5B 處理次之，除與5R5B 處理無顯著差異外，均與其余處理差異顯著。除R 處理蒸騰速率低于CK 外，其余處理蒸騰速率均高于CK，其中8R2B 處理較高，與CK、R、7R3B、6R4B、B 處理差異顯著。LED 紅藍(lán)光質(zhì)處理對(duì)鱷嘴花氣孔導(dǎo)度有明顯的影響，6 個(gè)處理氣孔導(dǎo)度均高于CK，其中8R2B 處理較高，且顯著高于其余處理。與CK 相比，8R2B 處理對(duì)提升胞間CO2濃度最為顯著，其次是R 和B 處理，7R3B 處理提升幅度較小，但與CK 相比只有8R2B、7R3B 處理達(dá)到顯著差異，其余處理均未與CK 存在顯著差異。綜上可見，LED 組合光質(zhì)處理對(duì)提高鱷嘴花光合作用強(qiáng)度具有一定的促進(jìn)作用，以8R2B 處理較佳。

表3 LED 光質(zhì)對(duì)鱷嘴花葉片光合參數(shù)的影響Tab.3 Effect of LED lght quality on photosynthetic characteristics of Clinacanthus nutans

3 討論

光既可提供植物生長(zhǎng)所需能量，也可調(diào)控植物形態(tài)建成[10]。不同光質(zhì)下幼苗生長(zhǎng)發(fā)育、光合特性的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)光質(zhì)能有效影響作物生長(zhǎng)發(fā)育[11]。且有研究表明紅光對(duì)株高增長(zhǎng)有促進(jìn)作用[11-14]。該研究表明，LED 光質(zhì)顯著促進(jìn)鱷嘴花植株株高的增長(zhǎng)。8R2B處理鱷嘴花地上、地下生物量的積累效果最為明顯，但各處理均無顯著差異，說明紅藍(lán)組合光或單色光處理對(duì)鱷嘴花干物質(zhì)的積累影響較小，而紅光(R 處理) 對(duì)鱷嘴花葉片數(shù)增加、葉面積的擴(kuò)展有抑制作用；8R2B 處理鱷嘴花莖高、莖粗、葉面積和葉片數(shù)等形態(tài)指標(biāo)相對(duì)較大，說明紅藍(lán)光組合對(duì)鱷嘴花生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，以8R2B 處理較佳。

光合色素在植物進(jìn)行光合作用時(shí)對(duì)光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換過程中起重要作用，其含量直接影響植物的光合效率[15，16]。研究結(jié)果表明，6R4B 處理鱷嘴花葉片葉綠素a、b 及總?cè)~綠素含量較高，顯著高于CK。說明LED 光質(zhì)處理能有效促進(jìn)光合色素的積累。這一結(jié)果與許莉等人[14]研究的結(jié)果紅光有利于提高葉片葉綠素a、b 含量，藍(lán)光則降低葉片葉綠素a、b含量不一致。出現(xiàn)這種情況可能與不同植物種類葉片對(duì)紅、藍(lán)光質(zhì)需求響應(yīng)不同有關(guān)。

植物進(jìn)行光合作用時(shí)，光照是主要能量來源，光質(zhì)不同直接影響植物的光合作用。相關(guān)研究表明，在紅藍(lán)復(fù)合光下葉用萵苣(Lactuca stnifera L)光合速率、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度均最大[17]。李承志等[18]也發(fā)現(xiàn)，增加藍(lán)光比例可提高白菜葉片凈光合速率?？梢姡侠淼募t藍(lán)組合光質(zhì)可有效提高植物葉片的光合作用[12]。研究表明，8R2B 處理鱷嘴花凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和胞間CO2濃度在各處理中均較佳，說明8R2B 處理有利于提高鱷嘴花葉片的光合作用。

綜上可知，以8R2B 處理有利于促進(jìn)鱷嘴花生長(zhǎng)和光合作用，可為鱷嘴花栽培生產(chǎn)光質(zhì)調(diào)控機(jī)制提供理論依據(jù)。但該研究限于實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行，要使LED 光質(zhì)在鱷嘴花栽培中得到應(yīng)用，仍需深入研究。