功能性LED燈補光對微型月季越夏生長的影響

吳宗梅 葛少闊 嚴吳煒 瞿輝 翁惠琴 呂小亮 于永軍

摘要 以微型月季“橙色寶石”和“輝煌”為材料，采用基質(zhì)營養(yǎng)缽育苗（基質(zhì)為草炭∶珍珠巖=8∶2的混合基質(zhì)）的方式，每天對“橙色寶石”和“輝煌”用2種不同的補光時長進行定時補光（利用定時器設(shè)置），整個試驗持續(xù)30 d。共包括3種處理方式（CK，不補光;T1，每天06：00—08：00和18：00—20：00;T2，每天05：00—08：00和18：00—21：00），研究在夏季高溫時期使用功能性LED燈補光對微型月季植株生長的影響。結(jié)果表明，與CK相比，高溫時期在棚室內(nèi)使用功能性LED燈每天進行定時補光對“輝煌”和“橙色寶石”2種微型月季的生長狀況都會產(chǎn)生不同程度的影響。由此可知，使用相同LED補光燈作為光源，不同時長進行補光處理后2個微型月季品種植株的冠幅、株高、莖粗、分枝數(shù)、葉綠素含量、抗病能力等指標都有較顯著的優(yōu)化現(xiàn)象。早晚各補光3 h時，這2個品種微型月季植株的生長發(fā)育情況最佳。

關(guān)鍵詞 輝煌;橙色寶石;LED燈;補光;生長指標

中圖分類號 S 123? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2022）09-0045-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.09.013

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Effect of Functional LED Lamp on Rosa chinensis minima Growth in Summer

WU Zong-mei ，GE Shao-kuo，YAN Wu-wei? et al

（Wuxi Jiapei Technology Co.， Ltd.，Wuxi， Jiangsu?? 214017）

Abstract In this experiment， the “orange gem” and “brilliant” rose were used as the materials， and the seedling was reared in a nutrient bowl （the substrate was peat∶perlite = 8∶2） ， the “orange gem” and “brilliant” were filled with 2 different time-lengths （set by timer） every day. The whole experiment lasted 30 days. There were three types of treatments （CK， no light; T1，06：00-08：00 and 18：00-20：00; T2，05：00-08：00 and 18：00-21：00） ， in order to study the effect of supplementary light of functional LED lamp on the growth of micro-rose during high temperature in summer. The results showed that compared with CK， the growth of two kinds of miniature roses， “brilliant” and “orange gem” ， would be affected to some extent by using functional LED light to supplement light every day in high temperature period. According to the overall experimental data， using the same LED supplementary light as the light source， the crown width， plant height， stem diameter， number of branches， chlorophyll content and disease resistance of the two cultivars were all significantly optimized after different length of light supply. The growth and development of the two cultivars were the best when the light supply was 3 hours in the morning and 3 hours in the evening.

Key words Brilliant;Orange gem;LED lamp;Fill light;Growth index

微型月季（Rosa chinensis minima）是現(xiàn)代月季的一種，株型較為矮小緊湊，葉片和花朵嬌小可愛，花色豐富多彩，用途廣泛，備受人們喜愛。在相同溫差條件下，較長光照時長可使微型月季開花數(shù)明顯增多、開花提早，使株型更加緊湊美觀[1]。研究表明，微型月季每天最好保持10 000 lx的光照量，光照時長18 h[2]。

光照是植物生長發(fā)育不可缺少的環(huán)境條件之一，光通過影響光合作用、光形態(tài)建成和光周期等來調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。在光照充足的情況下，微型月季生長速度快，抗病能力強，側(cè)芽多，花頭數(shù)量多[3]。光周期可以調(diào)控作物的成花誘導(dǎo)和花芽分化[4]，作物經(jīng)受的光照時間越長越有利于其光合產(chǎn)物的積累，越利于作物的生長發(fā)育。不同光質(zhì)中，紅光顯著提高地上生物量的積累，有利于產(chǎn)量的提高，但降低維生素C和粗蛋白質(zhì)含量;藍光具有明顯矮化植物的效果，同時提高生菜的維生素C和粗蛋白質(zhì)含量[5];紫外UV-B抑制作物徒長，促進果實成熟，提高蛋白質(zhì)和維生素的含量，促進花果著色，對土壤進行殺菌消毒，激活植物免疫機能，抑制植物病蟲害。研究表明，光周期延長極顯著促進紅皮云杉、沙松木的生長發(fā)育[6];延長光照時間可以促進茶苗的光合作用[7]。

而在越夏高溫季節(jié)，保護地栽培作物時為了降低棚內(nèi)溫度會采用開啟遮陽、啟動水簾風(fēng)機的方式來降溫，造成保護地內(nèi)光照強度弱、高溫高濕的環(huán)境條件（溫度長期超過30 ℃，濕度長期超過80%），非常不利于微型月季的生長發(fā)育。以功能性LED燈作為光源在微型月季越夏栽培期間進行一定時長的補光，可以減少由于保護地遮陰對光照強度及光照時間所產(chǎn)生的不利影響，改善保護地內(nèi)光照條件的同時不會造成環(huán)境溫度的升高。筆者在棚室內(nèi)研究在高溫季節(jié)利用功能性LED燈補光對2種微型月季“輝煌”“橙色寶石”冠幅、株高、莖粗、分枝數(shù)、葉綠素含量、病斑數(shù)等生長指標的影響，以期為微型月季越夏栽培提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

所用功能性LED補光燈為杭州小太陽公司出品的LED植物殺菌補光燈（主廣譜集中于紅光、藍光和中波紫外UV-B 3種波段）;2種微型月季分別為扦插50 d以上的輝煌和橙色寶石扦插苗。

1.2 試驗方法

試驗在先鋒家庭農(nóng)場的連棟塑料薄膜溫室內(nèi)進行，采用草炭∶珍珠巖=8∶2的混合基質(zhì)營養(yǎng)杯栽培的方式進行。2021年5月5日分別從以上2個品種的扦插苗中選取根系發(fā)達、長勢健壯一致、莖粗均勻一致的植株定植到11.0 cm×9.5 cm的營養(yǎng)杯中，每個營養(yǎng)杯中定植3株。定植完成后每個品種分為3組作3個處理，分別為不使用補光燈進行補光的對照組（CK）;使用LED燈每天定時補光4 h的補光1組（T1）;使用LED燈定時補光6 h的補光2組（T2）。

每個品種微型月季分別選取108盆進行試驗，分成3組，每組36盆，每個處理放置1組不同品種的微型月季。在同一條潮汐苗床上進行，營養(yǎng)杯放置時按相同的株行距呈網(wǎng)格狀排布。這6個組放置在溫室的相同位置，每個處理之間使用不透光的黑色簾布進行阻隔。2盞LED燈分別懸掛在所在處理組植株正中心的上部，距離植株頂部80 cm的位置處。具體處理方法見表 1。

試驗開始后，為保證所有植株充足且一致的水肥供應(yīng)，高溫時期及時使用溫室內(nèi)的降溫設(shè)施，使溫室內(nèi)的溫濕度環(huán)境盡量滿足這2個微型月季品種的生長發(fā)育需求，每隔5 d將各組內(nèi)的營養(yǎng)杯進行一次內(nèi)外前后位置的輪換，盡量使每株月季接收到的光照均勻一致。每天觀察記錄植株長勢。至2021年6月5日試驗結(jié)束并測定這6組植株生長狀況。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 生長指標。

試驗結(jié)束后，分別測定各組植株的生長指標，包括冠幅、株高、莖粗、分枝數(shù)、相對葉綠素含量、病斑數(shù)等。使用普通鋼尺測量植株的冠幅、株高，使用游標卡尺測量植株的莖粗。

1.3.2 葉綠素含量。使用手持式葉綠素測定儀進行檢測。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)利用SPSS和Excel軟件進行統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 補光對“輝煌”和“橙色寶石”微型月季冠幅的影響

由圖1可知，使用LED燈補光后2種微型月季的平均冠幅均有所增加。

品種“輝煌”中與CK相比T1、T2的冠幅分別增加了19.0%、22.5%，“橙色寶石”中與CK相比T1、T2的冠幅分別增加了23.2%、25.9%。2個品種均在6 h/d補光時長下達到最大冠幅，分別為26.4與24.3 cm。方差分析結(jié)果表明，這2個品種T1、T2之間冠幅差異均不顯著，但均優(yōu)于CK。由此可知，使用LED燈補光可以提高“輝煌”和“橙色寶石”的冠幅，但補光4 h/d和補光6 h/d對其影響程度差距較小。

2.2 補光對“輝煌”和“橙色寶石”微型月季株高的影響

由圖2可知，使用LED燈補光對2種微型月季的株高都有增高作用?！拜x煌”中與CK相比，T1、T2的株高分別增加了23.9%、29.1%，在T2處理下達到最高17.9 cm，但該品種T1與T2、CK差異均不顯著，T2與CK處理間差異顯著。

“橙色寶石”中與CK相比，T1、T2的株高分別增加18.3%、19.0%，在T2處理下達到最高18.2 cm，該品種T1、T2之間差異不顯著，但均與CK之間差異顯著。

說明使用LED燈補光對這2種微型月季都有一定的增加株高的作用。這3種處理對增加“輝煌”株高的效果：T1稍優(yōu)于CK，但增效不顯著，T2處理顯著優(yōu)于CK。對增加“橙色寶石”株高的效果：T1、T2處理均能顯著增加株高，但這2種處理之間差異不顯著。

2.3 補光對“輝煌”和“橙色寶石”微型月季莖粗的影響

由圖3可知，與CK相比，T1、T2處理后“輝煌”莖粗分別增加了15.5%、24.5%，“橙色寶石”莖粗分別增加了14.7%、28.1%，且均在T2處理下達到最大值3.69和3.88 mm。方差分析結(jié)果表明，這2個品種的3個處理間差異顯著。由此可知，使用LED燈補光能夠增加這2個品種的莖粗，且增高效果為T2>T1>CK。

2.4 補光對“輝煌”和“橙色寶石”微型月季分枝數(shù)的影響

由圖4可知，與CK相比，T1、T2處理后2個品種的分枝數(shù)均有一定的增加。

比CK相比，T1、T2處理后品種“輝煌”的分枝數(shù)分別增加了25.2%、34.8%，在T2處理時達到最大值為5.65枝。T1、T2處理的效果均顯著優(yōu)于CK，但T1、T2處理之間差異不顯著。由此可知，LED補光可以增加“輝煌”的分枝數(shù)，但補光4 h/d和補光6 h/d對其分枝數(shù)的影響差異不顯著。

比CK相比，T1、T2處理后“橙色寶石”分枝數(shù)分別增加了19.3%、23.1%，在T2處理時達到最大值為7.51枝。T1與CK、T2之間差異均不顯著，但T2與CK之間差異顯著。由此可知，LED補光可以增加“橙色寶石”的分枝數(shù)，補光6 h/d對其分枝數(shù)的影響最大。

2.5 補光對“輝煌”和“橙色寶石”微型月季葉綠素含量的影響

由圖5可知，與CK相比，T1、T2處理后2個品種的葉綠素含量均有一定的增加。

與CK相比，T1、T2處理后“輝煌”的葉綠素含量分別增加了8.5%、13.8%，“橙色寶石”的葉綠素含量分別增加了13.9%、17.5%，均在T2處理時達到最大值40.76和40.80。

這2個品種在經(jīng)過T1、T2處理后的效果均優(yōu)于CK，但T1、T2處理之間差異不顯著。由此可知，LED補光可以增加這2個品種的葉綠素含量，但補光4 h/d和補光6 h/d對其葉綠素含量的影響差異不顯著。

2.6 補光對“輝煌”和“橙色寶石”微型月季葉片上病斑數(shù)的影響

由圖6可知，與CK相比，T1、T2處理后2個品種的病斑數(shù)量均明顯偏少。

與CK相比，T1、T2處理后“輝煌”的病斑數(shù)量分別減少了30.6%、55.6%，在T2處理時達到最小值為1.34個/株。T1、T2處理的效果均優(yōu)于CK，但T1與CK、T2處理之間差異不顯著，CK與T2處理之間差異顯著。由此可知，LED補光可以增加“輝煌”的抗病性，補光6 h/d對其抗病性提升效果最為明顯。

與CK相比，T1、T2處理后“橙色寶石”的病斑數(shù)分別減少了59.0%、76.9%，在T2處理時達到最小值為0.25個/株。T1、T2處理的效果均優(yōu)于CK，且差異顯著，但T1、T2處理之間差異不顯著。由此可知，LED補光可以增加“橙色寶石”的抗病性，補光6 h/d對其抗病性提升最為明顯，但與補光4 h/d的結(jié)果差異不顯著。

3 討論

“輝煌”在平均冠幅、分枝數(shù)、葉綠素含量這3個指標上，表現(xiàn)為T1、T2處理均與CK差異顯著，T2雖較T1有增幅但二者差異不顯著;在平均株高、病斑數(shù)這2個指標上，表現(xiàn)為T2處理與CK差異顯著，T1處理與其余2個處理差異均不顯著，在平均莖粗上，3個處理之間差異均顯著。

“橙色寶石”在平均冠幅、株高、葉綠素含量、病斑數(shù)4個指標上，表現(xiàn)為T1、T2處理均與CK差異顯著，T2雖較T1有增幅但二者差異不顯著;在平均分枝數(shù)上，表現(xiàn)為T2處理與CK差異顯著，T1處理與其余2個處理差異均不顯著;在平均莖粗上，3個處理之間差異均顯著。

綜上所述，與CK相比，T1、T2處理對“輝煌”和“橙色寶石”植株的平均冠幅、株高、莖粗、分枝數(shù)、葉綠素含量、病斑數(shù)等生長指標都有優(yōu)化的效果，雖然部分數(shù)據(jù)顯示T1和T2之間差異不顯著，但這幾個指標均在T2處理時達到最優(yōu)值，說明使用T2處理的2個微型月季品種的各生長指標的優(yōu)化幅度基本大于使用T1處理后的植株。綜合分析可知，這3種處理對微型月季“輝煌”和“橙色寶石”的部分生長指標的影響程度為T2>T1> CK。該結(jié)果與隨補光時長的延長，微型月季芳香王陽臺、紅寶石陽臺的平均冠幅、株高均有所增加，平均冠幅均在補光6 h達到最大，芳香王陽臺在補光4 h后株高達最大，紅寶石陽臺在補光6 h后株高達最大;2個品種的葉綠素含量有微小變化[8];每天照光7 h后，補光3和5 h可顯著提高辣椒幼苗的株高，提高葉綠素a含量[9];補光6 h草莓植株葉綠素含量、花期、生長發(fā)育狀況達最佳指標[10]等

的結(jié)果相符。也與在促成栽培時將光周期延長3～4 h，有利于芍藥的生長開花[11]的結(jié)果相符。

以上研究結(jié)果說明，在夏季高溫時節(jié)使用降溫設(shè)備導(dǎo)致溫室內(nèi)光照強度變?nèi)?、空氣濕度增加的基礎(chǔ)上，對“輝煌”“橙色寶石”這2種微型月季每天早晚進行一定時長的LED燈補光，均可以促進其生長發(fā)育并提高植株的抗病能力。

補光對其生長發(fā)育的有利影響主要表現(xiàn)在增加植株的冠幅和莖粗，使植株的分枝數(shù)增多，抗病能力提高。這樣植株在后期的生長中才能吸收更多的肥水，產(chǎn)生更多的葉片從而制造更多的光合產(chǎn)物，促進更多花芽的形成，利于后期植株產(chǎn)生更多的花朵數(shù)量，提高這2種微型月季的觀賞性和商品性。

4 結(jié)論

在夏季高溫時節(jié)，在溫室內(nèi)種植微型月季為了避免高溫強光灼傷葉片必須進行相應(yīng)的遮陰處理，而使用水簾風(fēng)機等設(shè)施使溫室內(nèi)形成一個高溫高濕的環(huán)境，極易造成植株徒長和病蟲害大面積暴發(fā)等不良狀況，嚴重影響植株前期的生長。無論是花卉還是其他作物，前期的形態(tài)建成都是一個不可逆的過程，前期的徒長會使植株柔弱，對作物的生長發(fā)育產(chǎn)生直接影響，并對作物的產(chǎn)量和品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。為了保證其能夠在此逆境中正常生長，減少病蟲害發(fā)生的概率，人工補光必不可少。

該研究結(jié)果表明，這2個品種在夏季早晚分別補光3 h的情況下植株的生長狀況最佳，但考慮到LED補光會額外增加種植者的用電成本，從而增加生產(chǎn)成本。所以在實際生產(chǎn)過程中，種植者應(yīng)根據(jù)具體的成本因素、實際的天氣情況，遮陽等降溫設(shè)備的開啟狀況靈活調(diào)整補光燈的使用時間，做到合理、經(jīng)濟、高效的安排補光，使微型月季在越夏栽培過程中仍保持正常生長的狀態(tài)。

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