红蓝绿LED 不同光质对西瓜和甜瓜幼苗质量的影响.pdf

doi 10 19928 ki 1000 6346 2022 1027 红蓝绿 LED 不同光质对西瓜和甜瓜幼苗 质量的影响 李凤华 1 介元芬 2 吴帼秀 1 徐巧巧 1 李严曼 1 李 阳 1 张家梓 1 李胜利 1 1 河南农业大学园艺学院 河南郑州 450002 2 河南农业职业学院 河南郑州 451450 摘 要 为探究不同光质对西瓜和甜瓜幼苗质量的影响 本试验以西瓜品种甜王 50 和甜瓜品种青秀 2 号为试材 于光照培 养箱中进行育苗 以白光为对照 CK 分 析 4 种不同比例的组合光 R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 处理对幼苗生长的影 响 结果表明 与 CK 相比 组合光均促进了西瓜和甜瓜幼苗的生长 红蓝光显著促进了西瓜幼苗的生长 红蓝绿光显著促 进了甜瓜幼苗的生长 西瓜和甜瓜幼苗生长的最佳光质组合分别是 R6B1 和 R4B1G1 R6B1 和 R4B1G1 处理可有效提高幼 苗的株高 茎粗 叶面积 根系生长 物质积累等形态指标和叶片光合色素含量 可溶性糖含量 根系活力等生理生化指标 有助于幼苗进行物质积累 进而达到壮苗的效果 关键词 西瓜 甜瓜 红蓝绿 LED 育苗 壮苗 进而促进光合作用 Materovnull et al 2017 Jean 等 2007 发现绿光能够参与植物光合作用 影响 叶片气孔的开放 但不会降低植物的光合能力 对光合作用具有一定的积极作用 绿光提高了罗 勒和辣椒的生物产量 叶片数 茎长度和单个叶 面 积 Schenkels et al 2019 Claypool Lietha 2020 提高了番茄的叶面积 茎生物量 干质量 和中部叶层叶片的叶绿素 a b 和类胡萝卜素含量 Kaiser et al 2019 Kusuma et al 2021 对番 茄和黄瓜幼苗进行延时补照 LED 红蓝绿组合光 可以有效提高幼苗叶片的叶绿素含量 净光合速率 以及根系活力 进而增加茎粗 叶面积和全株鲜 干质量 达到壮苗的效果 朱鹿坤 等 2019 红 蓝绿光的研究主要集中在叶用莴苣 辣椒 番茄 黄瓜等蔬菜作物上 在其他蔬菜作物上的研究较少 西瓜 Citrulus lanatus 和甜瓜 Cucumis melo L 在我国设施园艺产业中占有重要地位 我国是 世界上西瓜和甜瓜生产与消费的第一大国 FAO http www fao org faostat en data QC 西瓜和甜 瓜均属于喜光作物 对光强和光质有较高的要求 郝 东川和司雨 2012 Bantis et al 2019 目前西瓜 和甜瓜主要通过温室进行育苗 多采用太阳光作为 为同等贡献作者 李凤华 硕士研究生 专业方向 蔬菜育苗及设施栽培 E mail 1797783167 介元芬 实验师 专业方向 园艺产品生产与 加工 E mail 984457987 通信作者 Corresponding author 李胜利 教授 博士生导师 专业 方向 蔬菜育苗及设施栽培 E mail lslhc 收稿日期 2021 12 23 接受日期 2022 05 05 基金项目 河南省蔬菜产业技术体系项目 S2010 03 03 光是影响植物生长发育的重要环境因子之一 光质一方面可作为能量物质经光合色素吸收而影响 光合作用的光反应阶段 另一方面可被不同的光受 体感知从而发挥光信号作用 影响植物的生长发 育 LED 光源因其可选择特定波长而被广泛应用 在植物工厂中进行现代化蔬菜育苗 其中红光和蓝 光对植物生长发育有重要的影响 红蓝光可以提高 瓜果蔬菜的叶片叶绿素含量 光合效率 幼苗质量 和果实品质 Lee et al 2010 卢宁 2013 崔晓 辉 等 2017 Bantis et al 2019 红光和蓝光的 光谱与植物光合作用所需的光谱相似 因此 目前 红蓝光是植物光生物领域研究及应用最多的光谱 另外 近年来绿光的重要性也被逐渐认可 Smith et al 2017 绿光可以高透射性照射到植株下层 刺激较低冠层利用光能 同时还能延缓叶片衰老 49 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 2022 8 49 56 光源 光环境具有不可控性 影响植株的生长 因 此温室常需要采取补光措施 但仍存在生产效率低 且易受外界环境影响等问题 本试验在全人工光环 境下 通过改变红蓝绿光比例 研究不同光质下西 瓜与甜瓜幼苗的生理特性 以期筛选出适宜西瓜和 甜瓜生长的育苗光质 为植物工厂培育壮苗 缩短 育苗周期提供参考 1 材料与方法 1 1 试验材料 试验于 2021 年 3 5 月在河南农业大学园艺 学院的光照培养箱中进行 供试西瓜品种为甜王 50 甜瓜品种为青秀 2 号 均由河南欧兰德种业有 限公司提供 西瓜和甜瓜种子均播于 50 孔穴盘中 每个处理 3 次重复 2 个品种各 150 株 育苗基质 为泥炭 蛭石和珍珠岩体积比为 2 1 1 的混合 基质 光照培养箱为钢架结构 长 宽 高为 200 cm 70 cm 180 cm 平均分为 3 层 共计 2 个培 养箱 每个培养层四周均用银色遮光布覆盖 避免 了处理间光质和外界光源的相互影响 每层安装 2 台小风扇 12 V 0 90 A 以保证空气循环 光源 置于每层的顶部 同一处理的西瓜和甜瓜幼苗均在 同一层培养 每层的光环境可独立控制 LED 灯由河南智圣普电子科技有限公司提 供 灯与幼苗生长点的距离为 50 cm 距离可调 设置试验光强为 200 5 mol m 2 s 1 试验期 间所有光照培养箱的昼 夜温度为 26 18 相 对湿度 65 75 光照时间 14 h CO 2 水平 600 mol mol 1 试验处理分别为 R4B1 红蓝比 4 1 下同 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 以白光为对照 CK 使用远方光谱分析仪在穴盘水平位置监测 光源的光子通量密度 PPFD 和光谱分布情况 红光 蓝光 绿光的峰值波长分别为 630 460 520 nm 各处理的相对光谱分布情况如图 1 所示 1 2 测定项目及方法 1 2 1 形态指标 壮苗指标测定 当西瓜和甜瓜幼 苗长至一叶一心时 每个处理随机选取 9 株幼苗测 定形态指标 株高使用透明直尺测量幼苗从地上根 基处至生长点的距离 茎粗用游标卡尺测量幼苗子 叶基部下 1 cm 处的宽度 用便携式叶面积仪 LI 3000C Lincoln 美国 测量全株叶片叶面积 将 幼苗根部用水清洗干净后吸干表面的水分 用电子 天平测定植株地上部 根部 全株鲜质量 烘干 后测定其干质量 并计算植株壮苗指标中的 G 值 GV 根分配率 RDR 和壮苗指数 SSI 朱 鹿坤 等 2019 GV 全株干质量 育苗天数 RDR 根部干质量 全株干质量 SSI 茎粗 株高 根部干质量 地上部干质量 全 株干质量 1 2 2 叶片光合色素含量和可溶性糖含量测定 当 西瓜和甜瓜幼苗长至一叶一心时 每个处理随机 选取 6 株幼苗 混合真叶 采用丙酮和乙醇 1 1 体积比 浸泡法提取叶绿素 用紫外分光光度 计 U 5100 测定叶片中叶绿素 a Ca 叶绿素 b Cb 和类胡萝卜素 C 的含量 并计算 Ca Cb Lichtenthaler Wellburn 1983 每个处理随机 选取 6 株幼苗 混合真叶 采用蒽酮比色法测定幼 图 1 不同光质的相对光谱分布 1 0 0 5 0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 R4B1 R4B1G1 R6B1 R6B1G1 CK 波长 nm 相对光子通量 50 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 苗叶片中可溶性糖含量 任婧 等 2017 1 2 3 根系形态和根系活力测定 当西瓜和甜瓜幼 苗长至一叶一心时 每个处理随机选取 6 株幼苗 洗净根系 使用根系扫描仪结合 Win RHIZO 软件 分析根系形态的相关参数 Fnullllner et al 2012 每个处理随机选取 6 株幼苗 洗净根系 用吸水 纸吸干根系表面的水分 采用氯化三苯基四氮唑 TTC 法测定根系活力 Zhang et al 2013 1 3 数据处理与分析 采用 Microsoft Office Excel 2010 软件处理分析 基本数据和作图 使用 SPSS 22 0 软件对数据进行 分析 通过方差分析 ANOVA Duncan 多范围 检验 确定处理之间的差异显著性 2 结果与分析 2 1 不同光质对西瓜与甜瓜幼苗形态指标的影响 对西瓜幼苗进行不同光质处理发现 表 1 各处理组之间的株高没有显著性差异 但均显著高 于 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 和 R6B1G1 处理 的幼苗株高分别比 CK 提高了 35 31 38 61 36 30 和 35 31 西瓜幼苗的茎粗以 R6B1 处理 最大 显著高于 CK 比 CK 提高了 14 80 红蓝 组合光显著提高了西瓜幼苗的全株干 鲜质量 R6B1 处理的影响最大 全株干 鲜质量比 CK 提 高了 50 67 49 70 红蓝光有利于西瓜幼苗的 物质积累 在红蓝光的基础上添加绿光则西瓜幼苗 的全株干 鲜质量均有所下降 西瓜幼苗进行不同 光质处理后具体生长形态见图 2 对甜瓜幼苗进行不同光质处理发现 表 1 不同光质处理的甜瓜幼苗株高显著高于 CK 红光 比例的增加促进了甜瓜幼苗的株高增长 R4B1G1 和 R6B1G1 处理对甜瓜幼苗茎粗的增长作用最显 著 比 CK 分别提高了 28 75 和 22 50 红蓝绿 组合光有利于提高幼苗的叶面积和全株干 鲜质 量 其中 R4B1G1 处理对全株干 鲜质量的影响最 显著 分别比 CK 提高了 91 57 和 87 37 甜瓜 幼苗的叶面积随着绿光的添加而增加 说明在红蓝 光存在的基础上 绿光能够在一定程度上促进叶片 的生长 以上结果表明 红蓝绿组合光在一定程度 上促进了甜瓜幼苗的生长 其中 R4B1G1 处理的总 体效果最好 甜瓜幼苗进行不同光质处理后具体生 长形态见图 2 2 2 不同光质对西瓜与甜瓜幼苗壮苗指标的影响 从图 3 可以看出 不同光质处理均提高了西 瓜和甜瓜幼苗的壮苗指标 从而达到壮苗的效果 红蓝组合光显著提高了西瓜幼苗的 GV R4B1 和 R6B1 处理分别比 CK 提高了 24 32 和 32 43 R6B1 处理的幼苗 RDR 显著高于 CK R4B1G1 和 R6B1G1 处理 红蓝组合光处理的西瓜幼苗 SSI 均 得到了显著提高 R4B1 和 R6B1 处理与 CK 相比 分别提高了 43 08 和 61 85 图 3 A 在红蓝光的基础上添加绿光可以提高甜瓜幼 苗的壮苗质量 R4B1G1 和 R6B1G1 处理的甜瓜 幼苗 GV 均显著高于 CK R4B1 和 R6B1 处理 R4B1G1 处理的幼苗 RDR 最高 显著高于 CK R4B1 和 R6B1 处理 分别提高了 80 77 69 88 和 60 23 R4B1G1 和 R6B1G1 处理的甜瓜幼苗 SSI 显著高于 CK 和 R4B1 处理 图 3 B 说明红 表 1 不同光质处理下西瓜与甜瓜幼苗的形态指标 品种 光质处理 株高 cm 茎粗 mm 叶面积 cm 2 全株鲜质量 g 全株干质量 g 西瓜 CK 3 03 0 12 b 2 23 0 08 c 8 30 0 17 c 1 65 0 12 c 0 150 0 008 c R4B1 4 10 0 06 a 2 48 0 07 ab 10 72 0 73 ab 2 35 0 07 a 0 215 0 014 ab R6B1 4 20 0 15 a 2 56 0 09 a 12 28 0 78 a 2 47 0 08 a 0 226 0 010 a R4B1G1 4 13 0 07 a 2 40 0 06 abc 9 74 0 39 bc 2 17 0 11 ab 0 195 0 002 b R6B1G1 4 10 0 06 a 2 30 0 05 bc 9 04 0 17 bc 1 95 0 08 bc 0 154 0 004 c 甜瓜 CK 2 63 0 16 c 1 60 0 15 c 11 71 1 28 c 0 95 0 04 c 0 083 0 013 c R4B1 2 82 0 29 ab 1 72 0 02 bc 13 63 0 56 c 1 21 0 05 b 0 106 0 003 bc R6B1 3 10 0 10 a 1 80 0 04 b 14 14 0 55 bc 1 24 0 11 b 0 119 0 005 b R4B1G1 2 68 0 33 ab 2 06 0 11 a 18 81 1 64 a 1 78 0 15 a 0 159 0 012 a R6B1G1 2 70 0 18 ab 1 96 0 03 a 17 26 0 53 ab 1 41 0 16 b 0 133 0 007 ab 注 表中同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著 P 0 05 下表同 51 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 图 2 不同光质处理下西瓜与甜瓜幼苗表型 图 3 不同光质处理下西瓜与甜瓜幼苗的壮苗指标 图柱上不同小写字母表示同一指标下不同处理间差异显著 P 0 05 下图同 蓝绿组合光特别是 R4B1G1 处理较适合甜瓜幼苗的 生长 可达到壮苗的效果 2 3 不同光质对西瓜与甜瓜幼苗叶片光合色素含 量的影响 从 表 2 可以看出 各光质处理的叶片 Ca 含 量均显著高于 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 和 R6B1G1 处理分别比 CK 提高了 22 80 29 62 9 98 和 8 52 R6B1 和 R6B1G1 处理的 Cb 含量 显著高于 CK 和 R4B1 处理 各光质处理的 C 含量 没有显著性差异 但均显著高于 CK 红蓝光处理 的西瓜叶片的 Ca Cb 值显著高于 CK 和红蓝绿光处 理 综上可知 组合光可以提高西瓜幼苗叶片的光 合色素含量 促进植株吸收光能 其中红蓝组合光 效果最好 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 光质处理 甜瓜 西瓜 c b c ab ab ab a a a bc b bc c b c c c c bc bc c b bc bc a a a a ab ab c ab a b c c c b a b c ab a abc bc c bc bc a ab CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 AB AB AB 0 20 0 15 0 10 0 05 0 9 7 7 GV RDR SSI GV RDR SSI 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L 9 7 7 7 6 5 4 3 2 1 0 w W3 G mg g 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 7 6 5 4 3 2 1 0 L w W3 G mg g 1 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 0 02 0 i3 k mg g 1 h 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L i3 k mg g 1 h 1 52 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 由表 2 可以看出 R4B1G1 处理的甜瓜幼苗 叶片 Ca 含量最高 显著高于 CK R4B1 R6B1 和 R6B1G1 处理 分别提高了 25 81 31 34 11 60 和 8 48 R6B1 R4B1G1 和 R6B1G1 处 理的 Cb 含量显著高于 CK 分别比 CK 提高了 11 04 23 02 和 14 93 红蓝绿光处理提高了 叶片 C 含量和 Ca Cb 值 其中 R4B1G1 处理下效 果最显著 分别比 CK 提高了 19 47 和 54 87 由此可见 红蓝组合光中添加绿光有利于提高甜瓜 幼苗叶片的光合色素含量 表 2 不同光质处理下西瓜与甜瓜幼苗叶片的光合色素含量 品种 光质处理 Ca mg g 1 Cb mg g 1 C mg g 1 Ca Cb 西瓜 CK 1 373 0 023 d 0 670 0 012 b 0 638 0 005 b 2 049 0 007 c R4B1 1 686 0 018 b 0 706 0 010 b 0 675 0 013 a 2 389 0 028 a R6B1 1 780 0 006 a 0 726 0 011 a 0 699 0 017 a 2 454 0 045 a R4B1G1 1 510 0 039 c 0 675 0 012 ab 0 693 0 009 a 2 237 0 053 b R6B1G1 1 490 0 007 c 0 714 0 011 a 0 685 0 004 a 2 087 0 023 c 甜瓜 CK 1 688 0 021 c 0 643 0 015 d 0 776 0 009 b 2 135 0 067 c R4B1 1 617 0 009 d 0 651 0 031 cd 0 710 0 012 c 2 494 0 108 b R6B1 1 903 0 011 b 0 714 0 020 bc 0 806 0 015 ab 2 579 0 070 b R4B1G1 2 123 0 020 a 0 791 0 009 a 0 849 0 022 a 3 306 0 042 a R6B1G1 1 957 0 037 b 0 739 0 022 ab 0 811 0 010 ab 2 747 0 129 b 2 4 不同光质对西瓜与甜瓜叶片可溶性糖含量的 影响 从 图 4 A 可 知 R4B1 R6B1 和 R4B1G1 处 理的西瓜幼苗叶片的可溶性糖含量显著高于 CK 和 R6B1G1 处理 其中 R4B1 和 R6B1 处理的可溶性 糖含量分别比 CK 提高了 49 43 和 71 41 由此 可知 红蓝光能够显著提高西瓜叶片的可溶性糖 含量 由图 4 B 可知 R4B1G1 处理的甜瓜幼苗 叶片中可溶性糖含量显著高于 CK R4B1 R6B1 和 R6B1G1 处理 分别提高了 34 97 25 80 15 09 和 16 26 在红蓝光的基础上添加绿光可 以提高甜瓜幼苗叶片的可溶性糖含量 图 4 不同光质处理下西瓜与甜瓜幼苗叶片的可溶性糖含量 c b c ab ab ab a a a bc b bc c b c c c c bc bc c b bc bc a a a a ab ab c ab a b c c c b a b c ab a abc bc c bc bc a ab CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 AB AB AB 0 20 0 15 0 10 0 05 0 9 7 7 GV RDR SSI GV RDR SSI 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L 9 7 7 7 6 5 4 3 2 1 0 w W3 G mg g 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 7 6 5 4 3 2 1 0 L w W3 G mg g 1 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 0 02 0 i3 k mg g 1 h 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L i3 k mg g 1 h 1 2 5 不同光质对西瓜与甜瓜幼苗根系形态的影响 由表 3 可知 红蓝光能显著提高西瓜幼苗的总 根长 根表面积 根体积及分叉数 其中 R6B1 处 理的幼苗根系效果最好 各指标均显著高于 CK 比 CK 分别提高了 28 03 80 76 85 56 和 57 93 对甜瓜幼苗进行不同光质处理发现 除对 根平均直径没有显著影响外 红蓝绿组合光显著促 进了甜瓜幼苗的根系生长 其中 R4B1G1 处理的幼 苗根系生长最好 总根长 根表面积 根体积和分 叉数均显著高于 CK 比 CK 分别提高了 16 32 53 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 44 71 63 23 和 33 10 2 6 不同光质对西瓜与甜瓜幼苗根系活力的影响 从图 5 A 可以看出 红蓝组合光可以显著提 高西瓜幼苗的根系活力 随着红光成分的增加 西 瓜幼苗的根系活力也随之增加 R6B1 处理与 CK 相比增加了 76 54 由图 5 B 可知 在红蓝组合 光中加入绿光 甜瓜幼苗的根系活力得到了显著提 高 其中 R4B1G1 处理的根系活力最高 相比 CK 增加了 27 77 3 结论与讨论 不同的光质处理可以影响植株的生理过程与形 态特征 红光能够促进植株的茎 叶和根系的生长 蓝光可降低株高并增加茎粗 使植株的株型紧凑 许 大全 等 2015 绿光可以更加深入地穿透植物冠 层 促进植株生长 增加植株的叶生物量 干鲜质 量和茎长 Kim et al 2004 Kaiser et al 2019 Kusuma et al 2021 本试验研究发现 西瓜幼苗 的株高以 CK最低 其他光质处理间无显著性差异 红蓝组合光促进了西瓜幼苗的茎粗 叶面积 全株 干质量和鲜质量的增加 提高了幼苗的 G 值 根 冠比和壮苗指数 其中以 R6B1 处理的效果最为明 表 3 不同光质处理下西瓜与甜瓜幼苗的根系形态 品种 光质处理 总根长 cm 根表面积 cm 2 根平均直径 mm 根体积 cm 3 分叉数 西瓜 CK 128 27 3 12 c 4 47 0 81 c 0 340 0 091 a 0 187 0 019 c 454 37 b R4B1 157 06 5 70 ab 7 94 0 23 a 0 375 0 022 a 0 277 0 035 ab 706 46 a R6B1 164 22 2 37 a 8 08 0 47 a 0 390 0 015 a 0 347 0 028 a 717 59 a R4B1G1 150 32 2 35 b 6 66 0 31 ab 0 376 0 015 a 0 201 0 024 bc 620 23 ab R6B1G1 133 24 5 19 c 5 45 0 82 bc 0 354 0 016 a 0 200 0 030 bc 574 44 ab 甜瓜 CK 146 97 5 80 c 4 57 0 22 c 0 355 0 002 a 0 171 0 028 c 515 24 c R4B1 154 90 6 39 c 5 64 0 23 b 0 364 0 002 a 0 195 0 017 bc 566 26 c R6B1 159 65 3 81 bc 6 24 0 23 ab 0 353 0 007 a 0 241 0 029 bc 659 33 b R4B1G1 176 58 3 79 a 7 04 0 47 a 0 372 0 002 a 0 337 0 033 a 740 37 a R6B1G1 170 96 2 49 ab 6 61 0 11 a 0 368 0 012 a 0 280 0 014 ab 685 30 b 图 5 不同光质处理下西瓜与甜瓜幼苗的根系活力 c b c ab ab ab a a a bc b bc c b c c c c bc bc c b bc bc a a a a ab ab c ab a b c c c b a b c ab a abc bc c bc bc a ab CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 AB AB AB 0 20 0 15 0 10 0 05 0 9 7 7 GV RDR SSI GV RDR SSI 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L 9 7 7 7 6 5 4 3 2 1 0 w W3 G mg g 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 7 6 5 4 3 2 1 0 L w W3 G mg g 1 0 12 0 10 0 08 0 06 0 04 0 02 0 i3 k mg g 1 h 1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 yCX 4 6 CK R4B1 R6B1 R4B1G1 R6B1G1 0 25 0 20 0 15 0 10 0 05 0 L i3 k mg g 1 h 1 显 这与 Bantis 等 2019 研究的红蓝光提高了西 瓜嫁接苗叶面积和地上部干质量的结果一致 在红 蓝光中加入绿光对甜瓜幼苗的株高没有促进作用 但提高了茎粗 叶面积和全株干质量 达到了壮苗 效果 其中 R4B1G1 处理的效果最佳 这与前人的 研究结果相似 光强一致的条件下 用绿光部分替 代蓝光和红光显著增加了罗勒植株的茎粗 叶长和 叶面积 Schenkels et al 2019 叶绿体是植物光合作用中进行能量转换和碳 同化的主要场所 叶绿素是氧化还原成分 因此 它们的积累和分配反映了植株的生理状态 廖多 思 等 2019 本试验研究发现 R4B1G1 处理的 甜瓜幼苗叶片的 Ca Cb 含量和 Ca Cb 值与 CK 相 比均得到了显著提高 绿光比例增加 甜瓜幼苗的 54 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 光合色素含量有增加的趋势 这与前人的研究结果 相似 红蓝绿光可以提高番茄和黄瓜叶片中的叶 绿素含量 从而提高光合速率 朱鹿坤 等 2019 Kaiser et al 2019 红蓝光中添加绿光对西瓜叶 片的光合色素含量没有显著促进效果 反而呈下降 趋势 红蓝组合光中 R6B1 处理的西瓜叶片光合色 素含量最高 且随着红光比例的增加而增加 与崔 晓辉等 2017 研究的红蓝光可以提高薄皮甜瓜叶 片中 Ca 和 Cb 含量的结果一致 可溶性糖含量反映了植株的代谢能力 光质可 以影响植物的可溶性糖含量 陈文昊 等 2011 在本试验中 红蓝组合光处理的西瓜叶片中的可 溶性糖含量均显著高于 CK 红光比例增加 西瓜 叶片中的可溶性糖含量也随之增加 R6B1 处理的 西瓜幼苗叶片可溶性糖含量最高 这与李海达等 2014 的研究结果一致 红光能够有效提高番茄 和黄瓜幼苗叶片的可溶性糖含量 绿光的添加提高 了甜瓜叶片中的可溶性糖含量 其中 R4B1G1 处理 的叶片可溶性糖含量最高 比 CK 提高了 34 97 这与前人的研究结果相似 红蓝绿光有利于芹菜叶 柄的可溶性糖含量积累 刘玉兵 等 2020 光质 影响了碳水化合物的合成及运转 从而改变了叶片 中可溶性糖的含量 叶宝兴 等 2005 光质影响植物的光合作用 进而影响地上部 合成的光合产物转移到根系部位 影响根系生长 而根系形态和根系活力又反过来影响植株地上部的 生长发育 程建峰 等 2007 植株的根长 根表 面积和根体积反映了植物吸收水分和养分的能力 Graham Gregorio 2001 胡田田 等 2008 本试验研究发现 组合光提高了西瓜和甜瓜幼苗 的总根长 根表面积 根体积和分叉数 对根平均 直径没有显著性影响 不同光质处理的西瓜与甜瓜 幼苗的根系活力均高于 CK 其中红蓝光显著提高 了西瓜幼苗的根系活力 以 R6B1 处理最佳 红蓝 绿光显著提高了甜瓜幼苗的根系活力 R4B1G1 处 理的根系活力最高 根系生长最好 随着组合光中 绿光的添加 甜瓜根系活力呈上升趋势 说明适宜 比例的红蓝绿光能够促进甜瓜根系的生长发育 这 一结果与前人的研究一致 绿光部分替代蓝光和红 光 辣椒植株的根系生物量 地上部紧密度和叶面 积都显著增加 Schenkels et al 2019 综上所述 采用适宜比例的 LED 组合光培育 西瓜和甜瓜幼苗 可有效提高幼苗的株高 茎粗 叶面积 根系生长 物质积累等形态指标和叶片光 合色素含量 可溶性糖含量 根系活力等生理生 化指标 其中 西瓜幼苗生长的最佳光质组合是 R6B1 甜瓜幼苗生长的最佳光质组合是 R4B1G1 可以有效改善幼苗生长形态 提高幼苗的生理特 性 有助于幼苗进行物质积累 进而达到壮苗的效 果 这一结果可为西瓜和甜瓜育苗提供理论依据 参考文献 陈文昊 徐志刚 刘晓英 杨杨 王志敏 宋非非 2011 LED 光 源对不同品种生菜生长和品质的影响 西北植物学报 31 7 1434 1440 程建峰 戴廷波 荆奇 2007 不同水稻基因型的根系形态生理特 性与高效氮素吸收 土壤学报 44 2 266 272 崔晓辉 郭小鸥 孙天宇 齐红岩 2017 LED 补光对薄皮甜瓜 幼苗生长及果实品质的影响 植物生理学报 53 4 657 667 郝东川 司雨 2012 LED 灯对设施栽培瓜果类蔬菜产量的影 响 长江蔬菜 18 58 60 胡田田 康绍忠 原丽娜 2008 不同灌溉方式对玉米根毛生长的 影响 应用生态学报 19 6 1289 1295 李海达 吉家曾 郑桂建 刘厚诚 雷炳富 2014 不同 LED 补 光光源对樱桃番茄产量和品质的影响 广东农业科学 41 14 37 40 46 廖多思 彭绿春 林开文 解玮佳 宋杰 李世峰 瞿素萍 2019 不同 LED 光质对两种黄花高山杜鹃组培增殖和生根的影响 云南农业大学学报 自然科学 34 5 826 832 刘玉兵 王军伟 罗鑫辉 黄科 戴雄泽 刘明月 2020 LED 光质对芹菜生长 品质及氮代谢关键酶活性的影响 中国瓜 菜 33 12 71 76 卢宁 2013 不同光源补光对甜瓜和番茄幼苗生长的影响及其穴盘 育苗技术规程 硕士论文 南京 南京农业大学 任婧 李景富 张佳 刘俊芳 许向阳 姜景彬 2017 基于蒽酮 硫酸比色法建立一种快速测定果糖含量的方法 黑龙江科学 8 10 82 85 许大全 高伟 阮军 2015 光质对植物生长发育的影响 植物生 理学报 51 8 1217 1234 叶宝兴 毛达超 刘学春 2005 超级小麦生育后期根系活力与净 光合速率相关性的研究 山东农业科学 4 15 18 朱鹿坤 陈俊琴 赵雪雅 张传玲 王冲 刘曼 王景瑞 张军超 齐明芳 2019 红蓝绿 LED 延时补光对日光温室番茄育苗的 影响 中国蔬菜 10 51 57 Bantis F Koukounaras A Siomos A S Fotelli M N Kintzonidis D 2019 Bichromatic red and blue LEDs during healing enhance the vegetative growth and quality of grafted watermelon seedlings 55 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 研究论文 Scientia Horticulturae 261 109000 Claypool N B Lietha J H 2020 Physiological responses of pepper seedlings to various ratios of blue green and red light using LED lamps Scientia Horticulturae 268 109371 Fnullllner K Temperton V M Rascher U Jahnke S Rist R Schurr U Kuhn A J 2012 Vertical gradient in soil temperature stimulates development and increases biomass accumulation in barley Plant Cell Environ 35 884 892 Graham R D Gregorio G 2001 Breeding for nutritional characteristics in cereals Novatis Foundation Symposium 236 205 214 Jean P B Erik S Maribel D S Filip V Dominique V D S Nadia B Stefan M Alfred B Paul G Robert B Margaret A 2007 Cryptochrome blue light photoreceptors are activated through interconversion of flavin redox states The Journal of Biological Chemistry 282 13 9383 9391 Kaiser E Weerheim K Schipper R Dieleman J A 2019 Partial replacement of red and blue by green light increases biomass and yield in tomato Scientia Horticulturae 249 271 279 Kim H H Goins G D Wheeler R M Sager J C 2004 Green light supplementation for enhanced lettuce growth under red and blue light emitting diodes HortScience 39 7 1617 1622 Kusuma P Swan B Bugbee B 2021 Does green really mean go Increasing the fraction of green photons promotes growth of tomato but not lettuce or cucumber Plants 10 4 637 Lee J M Kubota C Tsao S J Bie Z Echevarria P H Morra L Oda M 2010 Effects of red blue light ratio and short term light quality conversion on growth and contents of baby leaf lettuce Journal of Bio Environment Control 19 4 351 359 Lichtenthaler H K Wellburn A R 1983 Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents Analysis 11 5 591 592 Materovnull Z Sobotka R Zdvihalovnull B 2017 Monochromatic green light induces an aberrant accumulation of geranylgeranyled chlorophylls in plants Plant Physiology and Biochemistry 116 48 56 Schenkels L 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