曹巧瀅，王 勉，劉思卉

（佛山皓徠特光電有限公司，廣東佛山 528000）

光是影響植物生長的主要因素之一，直接參與植物光合作用，調(diào)節(jié)種子萌發(fā)、形態(tài)建成、庇蔭反應、開花和衰老等生命活動[1]。目前，花卉苗木生產(chǎn)上補光或LED 人工光源措施普及，一些花卉生產(chǎn)強國如荷蘭等，設施園藝發(fā)展迅速，尤其是照明設備廣泛應用，提高了花卉生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量[2]。至2018 年，中國設施園藝面積達410 萬hm2，位居世界第1 位[3]，因此，針對人工光源的研究對我國園藝產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要意義。應用于設施園藝的人工光源普遍以紅藍光及其組合光源作為光質(zhì)，而與其他點光源相比，LED 光源不僅具有光電轉(zhuǎn)換效率高、體積小、壽命長、耗能低等優(yōu)勢，而且光質(zhì)易于組合與調(diào)控，為人工光源的推廣應用提供了條件[4]?！衾病?/p>

向日葵屬菊科向日葵屬，原產(chǎn)北美洲，品種繁多，花盤分為舌狀花和管狀花兩部分，花色鮮艷，花期較長，是重要的鮮切花材料，亦大量運用于盆景裝飾中，具有較高的經(jīng)濟價值[5]，但針對向日葵特別是觀賞向日葵生長開花的光質(zhì)和光照強度研究較少，本研究選用品種名為“玩具熊”的不結(jié)實重瓣觀賞向日葵作為試驗材料，分析不同混合光對向日葵生長開花的影響，以期為鮮切花和精品盆花生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為‘玩具熊’向日葵。所用盆栽基質(zhì)為椰糠泥炭混物（椰糠∶泥炭=1∶1），試驗照明燈具為佛山皓徠特光電有限公司提供的“八爪魚”LED 燈。

1.2 試驗設計

試驗分為光質(zhì)試驗和光照強度試驗，均為單因素完全隨機試驗。光質(zhì)試驗選擇白光、紅藍混合光（R∶B=2∶1）、白紅藍混合光3 種光質(zhì)為光源（如圖1），光照強度以光量子通量密度（PPFD）計，均為330±10μmol/m2·s，重復5 次，共15 個處理。光強試驗以白紅藍混合光為光源，光照強度（PPFD）分別為230μmol/m2·s、330μmol/m2·s、680μmol/m2·s，共3 個光照強度，重復5 次，共15 個處理。

圖1 試驗所用光譜

1.3 培養(yǎng)方法

光源架設于培養(yǎng)架頂端，四周包裹黑色遮光布，避免其他光源干擾，光源距種植板75cm，通過調(diào)節(jié)燈具功率控制光照強度。光周期為12h/d，設置光周期室內(nèi)溫度為25℃，暗周期室內(nèi)溫度為16℃。在向日葵長出4 對真葉前，每周澆灌清水，長出4 對真葉后，每周澆灌霍格蘭營養(yǎng)液，種植過程中摘除腋芽，僅保留頂部花蕾，播種8 周后收獲。

1.4 指標測定

3 周后每周測定株高、莖粗，及從頂部往下數(shù)第2對完全展開葉的相對葉綠素含量，記錄各生長時期，收獲后測量地上部及根系鮮重、花蕾直徑、花朵厚度、葉片數(shù)量，以及從頂部往下數(shù)第8 片葉的葉長、葉寬，計算其最大葉面積和葉形指數(shù)。株高為子葉到生長頂點的高度，莖粗為子葉到第1 對真葉間的截面直徑，最大葉面積=葉長×葉寬×0.78，葉形指數(shù)=葉長÷葉寬。

2 結(jié)果分析

2.1 光質(zhì)與光照強度對觀賞向日葵株高的影響

由圖2 知，各光質(zhì)下‘玩具熊’向日葵的株高均在20～25cm 之間，均為品種正常高度。其中白光處理的株高最高，為24.5cm，紅藍混合光（R∶B=2∶1）株高最小，為20.33cm。各光質(zhì)下株高生長階段重疊，播種后第5～7 周為迅速生長期，平均每天伸長0.8cm 左右，此期間以白光處理的植株生長最快，達到0.85cm/d，紅藍混合光（R∶B=4∶1）生長速度最慢，為0.77cm/d，而第7 周，即開花后植株幾乎停止生長。

圖2 光強330μmol/m·2s 下3 種混合光對‘玩具熊’向日葵株高的影響

由圖3 可知，白紅藍混合光下，‘玩具熊’向日葵株高隨光照強度的增大而顯著升高。所有光照下向日葵的快速生長期為播種后第5～7 周，其中光照強度為230μmol/m2·s 時生長速度最慢，為0.66cm/d，680μmol/m2·s 時生長速度最快，為0.86cm/d。

圖3 白紅藍混合光下光強對‘玩具熊’向日葵株高的影響

綜上所述，各種光質(zhì)下白光對‘玩具熊’向日葵植株伸長最優(yōu)，提高光照強度有利于向日葵的株高生長。

2.2 光質(zhì)與光照強度對觀賞向日葵莖粗的影響

由圖4 可知，白光下‘玩具熊’向日葵的莖粗在收獲時達到0.83cm，顯著高于其他光質(zhì)處理，而紅藍混合光（R∶B=2∶1）對促進向日葵莖部增粗的作用最弱，收獲時莖粗為0.68cm，顯著低于其他處理。各光質(zhì)下，‘玩具熊’向日葵莖粗均以約每周0.1cm 的速度生長，全生育期莖粗增長速率均一。

圖4 光強330μmol/m·2s 下3 種混合光對‘玩具熊’向日葵莖粗的影響

由圖5 可知，白紅藍混合光230～680μmol/m2·s 光強下，‘玩具熊’向日葵莖粗均隨光照強度的增加而增加，且處理間差異顯著，680μmol/m2·s 時，向日葵的莖粗比光強230μmol/m2·s 時大0.24cm。

圖5 白紅藍混合光下光強對‘玩具熊’向日葵株高的影響

綜上所述，各種光質(zhì)下白光對‘玩具熊’向日葵莖部增粗作用最佳，提高光照強度有利于向日葵的莖粗增加。

2.3 光質(zhì)與光照強度對觀賞向日葵鮮重的影響

由圖6 可知，觀賞向日葵地上部鮮重白光處理最大，為202.17g，而其他光質(zhì)間無顯著差異。根系同樣在白光下生長最好，為97.00g，其次是紅藍光。

圖6 光強330μmol/m2·s 下3 種混合光對‘玩具熊’向日葵鮮重的影響

由圖7 可知，白紅藍混合光下，觀賞向日葵的地上部鮮重和根部鮮重均隨光強的增強而增大，光強為230μmol/m2·s 時，向日葵的地上部鮮重及根部鮮重僅為光強680μmol/m2·s 處理的57.51%及30.21%，光照強度對觀賞向日葵的生物量影響較大。

圖7 白紅藍混合光下光強對‘玩具熊’向日葵鮮重的影響

2.4 光質(zhì)與光照強度對觀賞向日葵花和葉的影響

由表1、表2 可知，白紅藍混合光下向日葵的花朵直徑最大，紅藍混合光下花朵直徑較小。白紅藍混合光下花徑隨光照增加而變大，光強680μmol/m2·s 的白紅藍混合光處理為光強230μmol/m2·s 的白紅藍混合光處理的1.15 倍。各處理下花朵厚度均沒有明顯差異，在1.6～1.9cm 之間。

表1 光強330μmol/m2·s 下3 種混合光對‘玩具熊’向日葵花和葉形態(tài)的影響

由表2、表3 可知，光強680μmol/m2·s 的白紅藍混合光處理下葉片數(shù)量最多，為21 片，其他處理下開花時向日葵的葉片數(shù)量為18 片，表明提高光照強度可以促進葉芽分化。白光下向日葵的葉面積最大，紅藍混合光處理葉面積最小。同光質(zhì)下光照強度升高導致葉面積減小。葉形指數(shù)數(shù)值越大，葉片越細長，數(shù)值越低，葉片越圓鈍。白光處理下葉片趨向圓鈍，紅藍混合光的葉片更細長。而光照強度增加，葉形指數(shù)會顯著降低。

表2 白紅藍混合光下光強對‘玩具熊’向日葵花和葉形態(tài)的影響

2.4 光質(zhì)與光照強度對觀賞向日葵生長時期的影響

由表3 可知，各光照處理下‘玩具熊’向日葵的生長時期沒有差異，播種后5 周內(nèi)為苗期，播種后第5～7周為現(xiàn)蕾期，這個時期也是向日葵株高生長的迅速期，第7～8 周為花期，若應用于切花生產(chǎn)，第7 周即可收獲。

表3 白紅藍混合光下光強對“玩具熊”向日葵生長時期的影響

2.5 光質(zhì)與光照強度對觀賞向日葵相對葉綠素含量的影響

圖8、圖9 為各光照處理下‘玩具熊’向日葵的葉片相對葉綠素含量變化，各處理下相對葉綠素含量在20～30 之間，呈現(xiàn)苗期上升蕾期下降，花期再上升的趨勢。各光質(zhì)下，苗期時紅藍混合光下葉片的相對葉綠素含量最小，其他光質(zhì)間無明顯差異。各光強下，苗期時葉片相對葉綠素含量隨光照強度的上升而增加，蕾期到花期則相反，光照越弱葉片相對葉綠素含量越低，光強230μmol/m2·s 的白紅藍混合光處理蕾期時最低。

圖8 光強330μmol/m·2s 下3 種混合光對‘玩具熊’向日葵相對葉綠素含量的影響

圖9 光強白紅藍混合光下光強對‘玩具熊’向日葵相對葉綠素含量的影響

3 討論

3.1 光照強度對觀賞向日葵生長及開花的影響

參考前人研究，向日葵（油籽型食用向日葵）的光飽和點為2200～3700μmol/m2·s，光補償點為30～107μmol/m2·s，為耐陰性差、需光量大的作物[6]。因此，提高光合有效輻射強度，能提高向日葵的凈光合速率，增加光合產(chǎn)物累積，有利向日葵的生長。同時有研究認為，高光照能縮短植物的成花時間，促進花芽分化[7]。但由于光合光響應曲線為拋物線，當光照強度上升到一定范圍時，凈光合速率的增加速度減緩，如本試驗中光強為330μmol/m2·s 和680μmol/m2·s 處理下，觀賞向日葵的花朵直徑、株高、莖粗相差分別為0.45cm、3.83cm、0.08cm，差別并不大，從節(jié)省人工光源的耗能，降低生產(chǎn)成本來看，觀賞向日葵生產(chǎn)所使用的光強在330μmol/m2·s 左右最為合適。

3.2 光質(zhì)對觀賞向日葵生長及開花的影響

紅光調(diào)控植物的生長發(fā)育，而藍光能夠調(diào)控植物的營養(yǎng)品質(zhì)和次生代謝物的提高，以紅藍復合光最佳，而加入綠光和黃光能提高作物的壯苗指數(shù)[8]，這可能是紅藍混合光的株高、莖粗、生物量比白光或白紅藍混合光處理要小的原因。研究認為，遠紅光和藍光能促進植物開花，誘導花芽發(fā)育[9]，本試驗中各混合光下觀賞向日葵均為播種后第5 周后現(xiàn)蕾，第7周開花，可能是所用光譜中缺乏遠紅外光的原因，在生產(chǎn)中為促進觀賞向日葵開花，可適當加入遠紅外光。

圖10 光強330μmol/m2·s，從左到右為白光、紅藍混合光（R∶B=2∶1）、白紅藍混合光下‘玩具熊’向日葵根苗期及花期

圖11 白紅藍混合光下，從左到右為230μmol/m2·s、330μmol/m2·s、680μmol/m2·s‘玩具熊’向日葵苗期及花期

4 結(jié)論

白光在株高、莖粗、地上部鮮重、根系鮮重、最大葉面積等指標中均為全部光質(zhì)中最佳，而紅藍混合光下‘玩具熊’向日葵的生長指標低于其他光質(zhì)，以白紅藍混合光為人工光源的處理，其花朵直徑最大，花朵厚度不隨光照條件的變化而變化。隨光照強度增大，向日葵的株高、莖粗、苗期時相對葉綠素含量、根系重量都會增大。白光下葉片更寬，紅藍混合光下葉片細長，光照強度增加，向日葵葉片會呈現(xiàn)更圓鈍的形態(tài)。