不同光质对设施高架基质栽培草莓生长及光能利用的影响_杨怡帆.pdf

西北农业学报 Acta Agriculturae Boreali occidentalis Sinica ISSN 1004 1389 CN 61 1220 S 西北农业学报 网络首发论文 题目 不同光质对设施高架基质栽培草莓生长及光能利用的影响 作者 杨怡帆 杨梦宇 徐赁赟 宋义前 唐玉薇 陈艳荣 于庆帆 徐金涛 收稿日期 2024 12 15 网络首发日期 2025 06 06 引用格式 杨怡帆 杨梦宇 徐赁赟 宋义前 唐玉薇 陈艳荣 于庆帆 徐金涛 不 同光质对设施高架基质栽培草莓生长及光能利用的影响 J OL 西北农业学报 网络首发 在编辑部工作流程中 稿件从录用到出版要经历录用定稿 排版定稿 整期汇编定稿等阶 段 录用定稿指内容已经确定 且通过同行评议 主编终审同意刊用的稿件 排版定稿指录用定稿按照期 刊特定版式 包括网络呈现版式 排版后的稿件 可暂不确定出版年 卷 期和页码 整期汇编定稿指出 版年 卷 期 页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件 录用定稿网络首发稿件内容必须符合 出 版管理条例 和 期刊出版管理规定 的有关规定 学术研究成果具有创新性 科学性和先进性 符合编 辑部对刊文的录用要求 不存在学术不端行为及其他侵权行为 稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑 出版的技术标准 正确使用和统一规范语言文字 符号 数字 外文字母 法定计量单位及地图标注等 为确保录用定稿网络首发的严肃性 录用定稿一经发布 不得修改论文题目 作者 机构名称和学术内容 只可基于编辑规范进行少量文字的修改 出版确认 纸质期刊编辑部通过与 中国学术期刊 光盘版 电子杂志社有限公司签约 在 中国 学术期刊 网络版 出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版 以单篇或整期出版形式 在印刷 出版之前刊发论文的录用定稿 排版定稿 整期汇编定稿 因为 中国学术期刊 网络版 是国家新闻出 版广电总局批准的网络连续型出版物 ISSN 2096 4188 CN 11 6037 Z 所以签约期刊的网络版上网络首 发论文视为正式出版 西北农业学报 2 0 2 5 3 4 1 1 Acta Agriculturae Boreali occidentalis Sinica d o i 1 0 7 6 0 6 j i s s n 1 0 0 4 1 3 8 9 2 0 2 5 1 1 0 0 1 h t t p s d o i o r g 1 0 7 6 0 6 j i s s n 1 0 0 4 1 3 8 9 2 0 2 5 1 1 0 0 1 不同光质对设施高架基质栽培草莓生长及光能利用的影响 收稿日期 2 0 2 4 1 2 1 5 修回日期 2 0 2 5 0 2 0 8 基金项目 新疆生产建设兵团第四师科技计划项目 2 0 2 1 第一作者 杨怡帆 女 硕士 助理研究员 从事果树栽培生理研究与技术推广等工作 E m a i l 6 5 4 7 6 5 1 7 4 q q c o m 通信作者 徐金涛 男 硕士 副研究员 从事果树栽培生理研究与技术推广等工作 E m a i l 1 5 8 3 3 3 5 3 7 0 3 1 6 3 c o m 杨怡帆1 杨梦宇1 徐赁赟1 宋义前1 唐玉薇1 陈艳荣1 于庆帆1 徐金涛2 1 新疆生产建设兵团第四师农业科学研究所 新疆可克达拉 8 3 5 2 1 9 2 河北省农林科学院 昌黎果树研究所 河北秦皇岛 0 6 6 6 0 0 摘 要 为研究设施高架基质栽培草莓中光质对草莓生长及光能利用的影响 以 圣诞红 草莓为供试材料 在温室大棚设置4种补光处理 分别为全光谱L E D灯补光 高压钠灯补光 红蓝比9 1的L E D灯补光和红 蓝比5 1的L E D灯补光 以不补光为对照 测定不同光质处理下草莓的形态指标 光合参数及草莓的产量和 品质 结果表明 高压钠灯补光更有利于草莓叶片数 净光合速率 固酸比和维生素C含量增加 与对照相比 分别增加了2 3 8 2 3 2 1 0 9 6 8 8 和7 7 2 6 红蓝比9 1的L E D灯补光更有利于促进草莓茎粗 叶绿 素 a b 含量 果形指数 单果质量和单株产量的增加 与对照相比分别增加了4 7 5 0 1 4 3 6 5 9 8 2 4 6 6 和1 0 2 5 8 草莓不同补光处理各指标之间存在较好的相关性 通过主成分分析提取出2个主成 分 累计方差贡献率为8 4 7 8 7 4种补光灯补光效果综合得分排序为红蓝比9 1的L E D灯 红蓝比5 1 的L E D灯 全光谱L E D灯 高压钠灯 关键词 草莓 光质 高架 基质 光能利用 光质是植物生长发育的重要影响因子 能够 调节作物形态建成 光合作用以及营养品质等 1 在设施栽培中通过人工设置合适的光源 有利于 达到优质丰产的目的 设施草莓采用高架基质栽 培能有效解决连作障碍 减少劳动强度 提高土壤 利用率 提升观光采摘价值 是省力化栽培的发展 方向 而当前新疆伊犁垦区设施草莓补光技术缺 乏理论依据 阻碍了产业发展 刘庆等 2 研究发 现 较高比例红蓝复合光较单色光更有利于草莓 的生长发育及果实品质形成 但具体的红蓝比例 范围尚无法确定 不同学者 3 7 通过测定生长量 光合参数 品质等指标得出较适宜设施草莓生长 和果实品质提高的红蓝比例范围在 1 5 4 9 1 范围幅度差异较大 但都表明红光比例高时有 利于草莓生长和品质形成 刘帅等 8 运用主成分 分析法得出最适设施红地球葡萄补充光源排序 为 蓝光 红蓝光2 1 红蓝光4 1 红光 红 蓝光6 1 本研究以伊犁垦区高架基质栽培 圣 诞红 草莓为试材 测定与草莓生长和果实品质相 关的2 7个单项指标 比较全光谱L E D灯 高压钠 灯 红蓝比9 1的L E D灯 红蓝比5 1的L E D 灯处理下高架基质栽培草莓生长 光能利用和果 实品质差异 并将相关指标标准化处理后 运用主 成分分析法及主成分贡献率加权方法对草莓生长 和果实品质进行综合评价 旨在构建适于伊犁垦 区设施草莓补光效果综合评价体系 以期为人工 补光在设施草莓中的应用提供理论依据 1 材料与方法 1 1 试验材料 试验于2 0 2 2年9月至2 0 2 3年5月在新疆新 之瑞农业科技有限责任公司的日光温室中进行 温室长6 6 m 跨度7 2 m 脊高4 5 m 供试品种 为 圣诞红 草莓 种苗来自北京沃泰隆农业科技 有限公司 定植时间为2 0 2 2年9月1日 株距1 7 c m 行距8 0 c m 基质栽培的配方主要为3 0 泥 炭 1 0 珍珠岩 6 0 椰糠 缓释肥料 8 k g m 3 生产厂家为丹麦品氏托普公司 1 2 试验设计 试验设置不补光 C K 全光谱L E D灯补光 网络首发时间 2025 06 06 14 58 19 网络首发地址 C 1 高压钠灯补光 C 2 红蓝比9 1的L E D 灯补光 C 3 红蓝比5 1的L E D灯补光 C 4 5 个处理 补光灯光谱见图1 补光时间为2 0 2 2年 1 2月1 0日至2 0 2 3年2月2 5日 每天6 0 0 1 0 0 0 1 8 0 0 2 2 0 0 进行补光 每天补光 8 h 阴 天 温室中光照强度低于草莓最低光补偿点 9 0 m o l m 2 s 1全天开启补光灯 补光与不 补光处理隔离 避免干扰 同一处理设置保护株 每处理不少于2 0 0株 栽培过程中各处理栽培管 理 一致 A 全光谱L E D灯 B 高压钠灯 C 红蓝比9 1的L E D灯 D 红蓝比5 1的L E D灯 A F u l l s p e c t r u m L E D l i g h t B H i g h p r e s s u r e s o d i u m l a m p C L E D l i g h t R B 9 D L E D l i g h t R B 5 图1 相对光谱曲线 Fig 1 Relative spectral curve 1 3 测定指标与方法 植物学指标测定 测定处理后不同时期草莓 的株高 茎粗 叶纵径 叶横径 叶柄长等参数 光合色素含量测定 于草莓盛果期 选择植株 外围朝阳受光方向一致的第3片功能叶 采用乙 醇 丙酮混合提取法 9 测定光合色素含量 光合参数测定 于草莓盛果期 选择植株外围 朝阳受光方向一致的第3片功能叶 采用 L I 6 4 0 0 X T便携式光合仪 美国 L I C O R 公司 测定 叶片的净光合速率 Pn 蒸腾速率 Tr 气孔导 度 Gs 和胞间二氧化碳浓度 Ci 果实品质测定 于草莓盛果期 采用手持便携 式电子折光仪P A L 1测定果实可溶性固形物含 量 1 0 采用2 6 二氯靛酚滴定法测定果实维生素 C含量 9 采用N a O H中和滴定法测定果实可滴 定酸含量 9 以可溶性固形物与可滴定酸的比值 表示固酸比 统计果实最大单果质量 平均单果 质量 单株果数 单株产量等指标 果形指数测定 测定果实纵径和横径 以纵径 与横径的比值表示果形指数 1 4 数据统计分析 采用M i c r o s o f t E x c e l 2 0 1 9对数据进行整理 采用I B M S P S S 2 7 0分析数据 采用O r i g i n 2 0 2 1 和G r a p h p a d P r i s m 9 5 1作图 2 结果与分析 2 1 补光处理对草莓株高 茎粗 叶片形态和数 量的影响 从图2可以看出 不同补光处理 C 1 C 4 后 草莓株高 茎粗 叶纵径 叶横径 叶柄长 叶片 数均大于不补光处理 说明补光处理有利于设施 草莓营养生长 C 1处理下草莓株高 叶柄长度均 大于其他处理 C 2处理下草莓叶片数均大于其他 处理 C 3处理下草莓茎粗 叶纵径 叶横径均大于 2 西 北 农 业 学 报3 4卷 其他处理 说明C 3处理的单个叶片面积最大 不同字母表示相同时间不同处理间差异显著 P 0 0 5 下同 D i f f e r e n t l e t t e r s i n d i c a t e s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s a m o n g t r e a t m e n t s o n t h e s a m e t i m e P 0 0 5 T h e s a m e b e l o w 图2 补光处理对草莓株高 茎粗 叶纵径 叶横径 叶柄长和叶片数的影响 Fig 2 Effects of light supplemental lighting on strawberry plant height stem diameter leaf longitudinal diameter leaf transverse diameter petiole length and number of leaves 2 2 补光处理对草莓叶片光合色素含量的影响 从图3可以看出 补光处理后草莓叶片叶绿 素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素 a b 含量均 明显大于C K 其中 C 3处理草莓光合色素含量 均高于其他处理 且与对照存在显著性差异 与 对照相比 C 3处理下草莓叶片叶绿素a 叶绿素 b 类胡萝卜素 叶绿素 a b 含量分别增加了 1 4 6 6 1 3 4 7 2 5 3 5 1 4 3 6 可见 C 3 处理对于促进草莓叶片光合色素合成的效果最 显著 2 3 补光处理对草莓叶片光合特性的影响 从图4可以看出 补光处理后草莓叶片净光 合速率 蒸腾速率 气孔导度 胞间C O 2浓度均显 著高于对照 其中 叶片净光合速率以C 2处理 最高 并显著高于其他处理 与C K相比较增加 2 3 2 1 0 叶片蒸腾速率 气孔导度均以C 4处理 最高 并显著高于其他处理 与C K相比较分别增 加1 0 8 2 4 1 6 7 7 3 胞间C O 2浓度以C 3处 理最高 并显著高于其他处理 与对照相比较增加 1 2 4 7 2 3 1 1期杨怡帆等 不同光质对设施高架基质栽培草莓生长及光能利用的影响 图3 补光处理对草莓叶片光合色素含量的影响 Fig 3 Effects of supplemental lighting on pigment content of strawberry leaves 图4 补光处理对草莓叶片光合特性的影响 Fig 4 Effects of supplemental lighting on photosynthetic characteristics of strawberry leaves 4 西 北 农 业 学 报3 4卷 2 4 补光处理对草莓果实品质的影响 由图可知 补光后 除可滴定酸含量外 图5 B 圣诞红 草莓果实可溶性固形物含量 图5 A 固酸比 图5 C 可溶性糖含量 图5 D 维 生素C含量 图5 E 均高于对照 可滴定酸含量 表现为补光处理均显著低于对照 由图5 A可知 C 2处理下草莓可溶性固形物 含量显著高于其他处理 与对照相比增加 2 9 0 8 由图5 B可知 C 3处理下草莓可滴定 酸含量显著低于其他处理 与对照相比减少 4 2 9 9 由图5 C可知 C 2处理下草莓固酸比 显著高于其他处理 与对照相比增加9 6 8 8 由图5 D可知 C 1处理下草莓可溶性糖含量显著 高于其他处理 与对照相比增加4 2 0 6 由图 5 E可得 C 2处理下草莓维生素C含量显著高于 其他处理 与对照相比增加7 7 2 6 2 5 补光处理对草莓果实性状的影响 补光后 草莓果实纵径 果实横径 果形指数 果柄长均高于对照 表1 其中以C 3处理最为显 著 与对照相比 果实纵径 果实横径 果形指数分 别增加1 6 6 7 9 4 7 5 9 8 C 4处理下草 莓果柄长显著高于其他处理 与对照相比增加 3 1 0 6 图5 补光处理对草莓果实品质的影响 Fig 5 Effects of supplemental lighting on quality of strawberry fruits 表1 补光处理对草莓果实性状的影响 x s Table 1 Effects of supplemental lighting on strawberry fruit traits 处理 T r e a t m e n t 果实纵径 m m F r u i t l o n g i t u d i n a l d i a m e t e r 果实横径 m m F r u i t t r a n s e c t d i a m e t e r 果形指数 F r u i t s h a p e i n d e x 果柄长 m m F r u i t s t a l k l e n g t h C K 3 9 6 6 1 1 1 d 3 4 0 2 1 2 1 d 1 1 7 0 0 3 c 2 3 8 2 0 6 9 d C 1 4 1 5 5 0 8 0 c 3 4 7 4 0 8 5 c d 1 2 0 0 0 4 b c 2 7 9 1 0 6 7 b C 2 4 0 0 1 0 3 4 d 3 5 7 2 0 4 5 b c 1 1 2 0 0 1 d 2 4 6 9 0 5 3 d C 3 4 6 2 7 0 6 8 a 3 7 2 4 0 5 6 a 1 2 4 0 0 1 a 2 6 6 2 1 0 8 c C 4 4 3 6 6 0 7 2 b 3 5 9 0 0 7 6 b 1 2 2 0 0 4 a b 3 1 2 2 1 5 8 a 5 1 1期杨怡帆等 不同光质对设施高架基质栽培草莓生长及光能利用的影响 2 6 补光处理对草莓产量的影响 从表2可以看出 补光处理后 草莓平均单果 质量 最大单果质量 平均单株果数 单株产量均 高于对照 其中以C 3处理最高 并显著高于其他 处理 与对照相比分别增加了2 4 6 6 2 3 0 6 6 2 5 0 1 0 2 5 8 表2 补光处理对草莓产量的影响 x s Table 2 Effects of supplemental lighting on strawberry yield 处理 T r e a t m e n t 平均单果质量 g M a s s p e r f r u i t 最大单果质量 g M a x i m u m m a s s p e r f r u i t 平均单株果数 F r u i t n u m b e r p e r p l a n t 单株产量 g Y i e l d p e r p l a n t C K 1 8 7 0 0 3 4 c 2 4 9 3 1 2 1 c 8 0 0 1 0 0 d 1 4 9 5 8 1 8 7 0 c C 1 1 9 6 2 0 5 1 b c 2 5 8 6 1 4 8 b c 1 0 3 3 0 5 8 b c 2 0 2 7 7 1 1 3 3 b C 2 2 0 5 5 0 6 2 b 2 6 6 6 0 5 5 b 1 1 0 0 1 0 0 b 2 2 6 0 3 2 0 5 5 b C 3 2 3 3 1 1 2 9 a 3 0 6 8 0 5 8 a 1 3 0 0 1 0 0 a 3 0 3 0 2 2 3 3 1 a C 4 2 2 6 2 1 9 5 a 2 6 2 1 0 3 8 b c 9 3 3 0 5 8 c d 2 1 1 1 0 1 3 0 6 b 2 7 不同处理指标间的相关性分析 对不同处理草莓的2 7项指标进行相关性分 析 结果如图6所示 图中红色表示指标之间正相 关 蓝色表示负相关 相关性矩阵表明 每项指标 都和其他一项或多项指标具有显著性相关 P 0 0 5 或极显著相关 P 0 0 1 其中有1 2对指 标间呈极显著相关 有4 7对指标间呈显著相关 叶绿素 a b 含量与叶绿素a含量 叶绿素b含 X 1 胞间C O 2浓度 X 2 叶纵径 X 3 可滴定酸 X 4 叶绿素a含量 X 5 茎粗 X 6 类胡萝卜素含量 X 7 叶绿素 a b 含量 X 8 气孔导 度 X 9 叶横径 X 1 0 叶绿素b含量 X 1 1 单株产量 X 1 2 果实横径 X 1 3 平均单果质量 X 1 4 果实纵径 X 1 5 蒸腾速率 X 1 6 平均单株果数 X 1 7 固酸比 X 1 8 最大单果质量 X 1 9 可溶性糖 X 2 0 净光合速率 X 2 1 可溶性固形物 X 2 2 维生素C X 2 3 叶片数 X 2 4 叶柄长 X 2 5 果形 指数 X 2 6 株高 X 2 7 果柄长 表3同 表示相关性达显著水平 P 0 0 5 表示相关性达极显著水平 P 0 0 1 X 1 Ci X 2 L e a f l o n g i t u d i n a l d i a m e t e r X 3 T i t r a t a b l e a c i d X 4 C h l o r o p h y l l a c o n t e n t X 5 S t e m d i a m e t e r X 6 C a r o t e n o i d c o n t e n t X 7 C h l o r o p h y l l a b c o n t e n t X 8 Gs X 9 L e a f t r a n s v e r s e d i a m e t e r X 1 0 C h l o r o p h y l l b c o n t e n t X 1 1 Y i e l d p e r p l a n t X 1 2 F r u i t t r a n s e c t d i a m e t e r X 1 3 M a s s p e r f r u i t X 1 4 F r u i t l o n g i t u d i n a l d i a m e t e r X 1 5 Tr X 1 6 F r u i t n u m b e r p e r p l a n t X 1 7 S u g a r a c i d r a t i o X 1 8 M a x i m u m m a s s p e r f r u i t X 1 9 S o l u b l e s u g a r X 2 0 Pn X 2 1 S o l u b l e s o l i d s c o n t e n t X 2 2 V i t a m i n C X 2 3 L e a f n u m b e r X 2 4 P e t i o l e l e n g t h X 2 5 F r u i t s h a p e i n d e x X 2 6 P l a n t h e i g h t X 2 7 F r u i t s t a l k l e n g t h T h e s a m e t a b l e 3 r e p r e s e n t s s i g n i f i c a n t l e v e l o f c o r r e l a t i o n P 0 0 5 r e p r e s e n t s e x t r e m e l y s i g n i f i c a n t l e v e l o f c o r r e l a t i o n P 8 0 的标准挑选 出2个主成分F 1 F 2 累计贡献率达到了 8 4 7 8 7 表明这2个主成分代表了原有指标的 大部分信息 根据提取的2个主成分载荷矩阵 主成分1的方差贡献率为6 1 8 7 6 其与胞间 C O 2浓度 叶纵径 可滴定酸 叶绿素a 茎粗和类 胡萝卜素有较高的载荷值 其中叶绿素a与其呈 负相关 主成分2的方差贡献率为2 2 9 1 2 主 要影响因子为可溶性固形物和维生素C 表3 主成分载荷矩阵及方差贡献率 Table 3 Principal component load matrices and variance contribution rates 指标 I n d e x 主成分载荷量 P r i n c i p a l c o m p o n e n t l o a d i n g s F 1 F 2 X 1 0 9 9 3 0 0 2 6 X 2 0 9 7 3 0 1 3 8 X 3 0 9 5 7 0 1 8 5 X 4 0 9 5 7 0 2 0 4 X 5 0 9 5 2 0 1 6 3 X 6 0 9 5 0 0 1 5 6 X 7 0 9 1 6 0 1 2 4 X 8 0 9 1 5 0 1 9 1 X 9 0 9 1 4 0 2 0 4 X 1 0 0 9 0 8 0 3 8 5 X 1 1 0 8 8 2 0 0 3 9 X 1 2 0 8 7 2 0 0 8 0 X 1 3 0 8 5 5 0 2 6 2 X 1 4 0 8 3 6 0 1 5 1 X 1 5 0 8 3 5 0 5 2 7 X 1 6 0 8 2 5 0 5 4 4 X 1 7 0 8 1 9 0 1 3 4 X 1 8 0 7 8 0 0 3 5 6 X 1 9 0 7 6 0 0 2 3 2 X 2 0 0 6 5 4 0 6 3 8 X 2 1 0 1 8 9 0 9 6 4 X 2 2 0 1 7 0 0 9 6 1 X 2 3 0 0 8 3 0 9 2 5 X 2 4 0 3 8 9 0 7 8 4 X 2 5 0 6 0 4 0 7 7 7 X 2 6 0 4 7 7 0 7 3 6 X 2 7 0 5 9 7 0 2 3 0 特征值 C h a r a c t e r i s t i c v a l u e s 1 6 7 0 6 6 1 8 6 贡献率 C o n t r i b u t i o n r a t i o 6 1 8 7 6 2 2 9 1 2 累计贡献率 C u m u l a t i v e c o n t r i b u t i o n r a t i o 6 1 8 7 6 8 4 7 8 7 根据表3计算出特征因子得分系数 以2 7项 指标数值标准化后的数据为初始自变量 获得不 同补光处理草莓指标的2个主成分线性关系分别 为 F 1 0 2 4 3 X 1 0 2 3 8 X 2 0 2 3 4 X 3 0 2 3 4 X 4 0 2 3 3 X 5 0 2 3 2 X 6 0 2 2 4 X 7 0 2 2 4 X 8 0 2 2 4 X 9 0 2 2 2 X 1 0 2 1 6 X 1 1 0 2 1 3 X 1 2 0 2 0 9 X 1 3 0 2 0 5 X 1 4 0 2 0 4 X 1 5 0 2 0 2 X 1 6 0 2 0 0 X 1 7 0 1 9 1 X 1 8 0 1 8 6 X 1 9 0 1 6 0 X 2 0 0 0 4 6 X 2 1 0 0 4 2 X 2 2 0 0 2 0 X 2 3 0 0 9 5 X 2 4 0 1 4 8 X 2 5 0 1 1 7 X 2 6 0 1 4 6 X 2 7 F 2 0 0 1 0 X 1 0 0 5 6 X 2 0 0 7 5 X 3 0 0 8 2 X 4 0 0 6 6 X 5 0 0 6 3 X 6 0 0 5 0 X 7 0 0 7 7 X 8 0 0 8 2 X 9 0 1 5 5 X 1 0 0 0 1 6 X 1 1 0 0 3 2 X 1 2 0 1 0 5 X 1 3 0 0 6 1 X 1 4 0 2 1 2 X 1 5 0 2 1 9 X 1 6 0 0 5 4 X 1 7 0 1 4 3 X 1 8 0 0 9 3 X 1 9 0 2 5 6 X 2 0 0 3 8 8 X 2 1 0 3 8 6 X 2 2 0 3 7 2 X 2 3 0 3 1 5 X 2 4 0 3 1 3 X 2 5 0 2 9 6 X 2 6 0 0 9 2 X 2 7 上述2个主成分从不同方面体现了不同补光 处理草莓生长的总体水平 而单独使用某一个主 成分无法对补光效果进行综合评价 因此以每个 主成分对应的方差相对贡献率为权重 对2个主 成分加权求和 构建主成分综合评价模型 F 0 6 1 8 8 F 1 0 2 2 9 1 F 2 由综合评价模型计算 出草莓不同补光处理的综合得分 分数高低能够 反映补光效果的优劣 由表4可知 不同补光处 理综合得分为 3 2 7 1 6 5 排序结果为红蓝比 9 1的L E D灯 C 3 红蓝比5 1的L E D灯 C 4 全光谱L E D灯 C 1 高压钠灯 C 2 对 照 C K 表4 不同处理草莓综合评价 Table 4 Comprehensive evaluation of strawberries under different treatments 处理 T r e a t m e n t 成分C o m p o n e n t F 1 F 2 综合得分 I n t e g r a t e d s c o r e s 排序 R a n k i n g C K 5 1 6 0 3 5 3 2 7 5 C 1 0 9 3 0 3 1 0 5 1 3 C 2 0 7 9 1 4 2 0 1 6 4 C 3 2 2 6 1 1 0 1 6 5 1 C 4 1 1 8 0 9 8 0 9 5 2 3 讨论与结论 植物对可见光的吸收波长主要集中在4 0 0 5 1 0 n m的蓝紫光区和6 1 0 7 2 0 n m的红橙光区 7 1 1期杨怡帆等 不同光质对设施高架基质栽培草莓生长及光能利用的影响 因此通常使用红光和蓝光即可培育植物 红光的 波长与植物色素吸收的峰值相符合 1 1 能够促进 细胞分裂 扩大细胞体积 因此红光能够促进植物 生长 尤其是纵向生长 蓝光可提高吲哚乙酸氧 化酶活性 降低吲哚乙酸水平 从而抑制植物伸长 生长 1 2 L E D红蓝组合光对植物生长的影响是 红光和蓝光相抑或互扬的叠加作用效果 1 3 红蓝 组合光有利于黄瓜 1 4 辣椒 1 5 薄皮甜瓜 1 6 株 高 茎粗 叶面积和叶片数等生长指标的增加 本 研究发现不同补光处理后草莓株高 茎粗 叶纵 径 叶横径 叶柄长 叶片数在不同处理时间与对 照相比均明显增加 可能是因为试验的补光灯具 有较强的红蓝光输出正好位于草莓对光源的敏感 波段范围内 红蓝9 1的L E D灯处理下草莓茎 粗 叶纵径 叶横径均大于其他处理 说明随着光 源中红光比例的增加 植株的营养生长会更旺 盛 1 7 全光谱L E D灯处理下草莓株高 叶柄长 均大于其他处理 可能是因为全光谱L E D灯较试 验其他补光灯含有较高比例的远红光 7 0 0 8 0 0 n m 能够促进植物茎的伸长和干物质的积 累 1 8 高压钠灯处理下草莓叶片数均大于其他 处理 可能是因为高压钠灯较试验其他补光灯含 有较高比例的绿光 绿光可以透过植物冠层照射 底部叶片并被远轴侧的叶绿体吸收 通过增加底 部叶片的光合速率以促进植物生长 1 与L i 等 1 9 在莴苣上的研究结果相似 光合色素是植物进行光合作用的基础 光质 能够影响光合色素的形成与积累 2 0 研究发现 红光有利于叶绿素积累 2 1 蓝光有利于类胡萝卜 素积累 2 2 C i o c 等 2 3 在非洲菊的研究发现相比 其他光质处理 红蓝复合光的光合色素水平更高 本研究发现红蓝9 1的L E D灯处理下草莓叶片 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素 a b 含 量均大于其他处理 说明随着光源中红光比例的 增加 叶片光合色素合成越多 2 4 光合作用是作物能量和生长发育需要的有机 化合物形成的基础 光合速率大小间接反映了光 合作用能力的大小 光质显著地影响植物叶片的 光合速率 1 蓝光可以通过增加气孔开度和量子 产量来提高每个叶面积单位的光合能力 2 5 红 光能够促进F v F m值 P S 的最大光化学效率 增加 2 6 F v F m 值是衡量作物光合作用受抑制 程度的重要指标 F v F m降低是光合作用受抑制 的显著特征 本试验发现高压钠灯处理下草莓叶 片净光合速率显著大于其他处理 可能是因为高 压钠灯较试验其他补光灯含有较高比例的黄光 与杨哲 2 7 在莴苣上的研究结果相似 试验发现 5 1的L E D灯处理下草莓叶片蒸腾速率 气孔 导度大于其他处理 可能是较高的蓝光比例导致 叶片具有较高的气孔密度 开度和开放比列 使气 孔导度增加 进而促进光合作用 与周成波 等 2 8 在小白菜上的研究结果相吻合 研究发现 9 1 L E D灯处理下草莓叶片胞间C O 2浓度显著 大于其他处理 可能与红光能够增加F v F m值 有关 光质对于果实的品质有较大调控作用 可以 通过调节光质来调控果实的糖 酸代谢 高压钠 灯处理下草莓可溶性固形物含量 固酸比 维生素 C含量大于其他处理 可能是因为高压钠灯较试 验其他补光灯含有较高比例的黄光 与梁森苗 等 2 9 在杨梅上关于可溶性固形物的研究结果相 似 另有研究表明 温州蜜柑果实中维生素C含 量与糖含量呈显著正相关 3 0 这与本研究中可溶 性固形物与维生素C含量变化趋势一致 其原因 可能是光质可通过提高可溶性碳水化合物含量从 而增维生素含量 全光谱L E D灯处理下草莓可 溶性糖含量显著高于其他处理 推测可能是全光 谱L E D灯通过红光 远红光比值影响光敏色素调 控的光合产物分配 使之更多地分配到草莓果 实 3 1 不同补光处理下草莓可滴定酸含量均显 著低于对照 可能是草莓随着果实的成熟 物质代 谢和呼吸作用的增强 补光更有利于有机酸转化 为碳水化合物或被氧化 3 2 3 3 光质可通过调节内源激素代谢影响果实性 状 果实大小和果形与种子有关 种子含有生长 素 赤霉素 细胞分裂素等多种内源激素 这些均 可能参与调节果实细胞分裂与细胞膨大 3 4 9 1 L E D灯处理下草莓果实纵径 果实横径 果 形指数均显著高于其他处理 表明9 1 L E D灯处 理最有利于内源激素的合成 红蓝光质影响植株同化产物的积累和分配 红光促进同化产物向营养器官分配 而蓝光促进 向生殖器官分配 3 5 研究发现红蓝光组合光比 单色光更有利于产量积累 3 6 本研究发现 红蓝 9 1 L E D灯处理下草莓平均单果质量 最大单 果质量 平均单株果数 单株产量均大于其他处 理 说明试验处理中9 1 L E D灯处理最有利于 同化产物向果实中分配 8 西 北 农 业 学 报3 4卷 不同补光处理草莓各指标相关性较好 大部 分指标之间存在显著正相关 P红蓝比5 1的L E D灯 全光谱L E D灯 高 压钠灯 本试验表明 不同光质补光处理对草莓植株 的生长发育 光合特性 果实产量及品质等都有显 著的促进作用 红蓝比9 1的L E D灯补光效果 最明显 与不补光相比较 6 6 7 m 2收益增加 5 0 6 0 参考文献 Reference 1 任毛飞 毛桂玲 刘善振 等 光质对植物生长发育 光合作 用和碳氮代谢的影响研究进展 J 植物生理学报 2 0 2 3 5 9 7 1 2 1 1 1 2 2 8 2 刘 庆 连海峰 刘世琦 等 不同光质L E D光源对草莓光 合特性 产量及品质的影响 J 应用生态学报 2 0 1 5 2 6 6 1 7 4 3 1 7 5 0 3 王华硕 L E D补光对日光温室黄瓜 番茄 草莓生长发育及 品质的影响 D 河北邯郸 河北工程大学 2 0 1 8 4 高 振 雷恒树 吴雨霏 等 不同比例红蓝光对草莓生长和 叶片光合特性的影响 J 中国农业大学学报 2 0 1 6 2 1 1 2 2 0 2 7 5 王丽娟 白义奎 王铁良 不同光质处理对草莓生理特性的 影响 J 河南农业大学学报 2 0 1 7 5 1 1 2 5 2 8 5 2 6 张 晶 谢淑琴 叶丙鑫 等 不同补光光质对日光温室草莓 生长结果的影响 J 中国果树 2 0 1 9 1 5 4 5 7 7 钱舒婷 李建明 补光灯类型对设施草莓光合特性与产量的 影响 J 西北农林科技大学学报 自然科学版 2 0 1 9 4 7 4 4 1 4 8 8 刘 帅 张亚红 刘 鑫 等 不同光源补光对设施红地球葡 萄果实品质的影响 J 江苏农业学报 2 0 2 1 3 7 4 9 4 9 9 5 6 9 高俊凤 植物生理学实验指导 M 北京 高等教育出版社 2 0 0 6 1 0 曹建康 姜微波 赵玉梅 果蔬采后生理生化实验指导 M 北京 中国轻工业出版社 2 0 0 7 1 1 S C H O E F S B C h l o r o p h y l l a n d c a r o t e n o i d a n a l y s i s i n f o o d p r o d u c t s P r o p e r t i e s o f t h e p i g m e n t s a n d m e t h o d s o f a n a l y s i s J Trends in Food Science 2 C h a n g l i I n s t i t u t e o f P o m o l o g y H e b e i A c a d e m y o f A g r i c u l t u r e a n d F o r e s t r y S c i e n c e s Q i n h u a n g d a o H e b e i 0 6 6 6 0 0 C h i n a Abstract T o i n v e s t i g a t e t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n t l i g h t q u a l i t i e s o n s