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自然光照下补照不同光质光对马蹄莲光合速率及生长的影响



全 文 :植物生理学通讯 第 43卷 第 5期,2007年 10月 879
自然光照下补照不同光质光对马蹄莲光合速率及生长的影响
唐凤鸾 1, 黄宁珍 1,黄志民 2,*,付传明 1
1广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所,广西桂林 541006;2广西壮族自治区科学院,南宁 530007
提要:刚发芽的马蹄莲除自然光照外,于每日 18:00~24:00补照0、2、4和 6 h的不同光质的光[蓝光:(475±5) nm、黄光:
(585±5) nm、红光:(660±5) nm、复合波长的白光]。38 d后,补照红、蓝、白光的植株光合速率,从高到低依序为 0 h>2
h>4 h>6 h,补照黄光的依序为 0 h>2 h>6 h>4 h。生长情况以补照 6 h黄光和 2 h蓝光的效果最好,补照 2 h红光或 4 h白
光的次之,补照 6 h白光和 6 h蓝光的最差。
关键词:马蹄莲;补充照光;光质;光合速率;生长
Effects of Additional Light with Different Qualities on Photosynthetic Rate
and Growth of Zantedeschia aethiopica (L.) Spreng under Natural Light Con-
dition
TANG Feng-Luan1, HUANG Ning-Zhen1, HUANG Zhi-Min2,*, FU Chuan-Ming1
1Guangxi Institute of Botany, Guangxi Zhuangzu Autonomous Region and the Chinese Academy of Sciences, Guilin, Guangxi
541006, China; 2Guangxi Academy of Sciences, Nanning 530007, China
Abstract: During the night (18:00~24:00), Zantedeschia aethiopica were added light 0, 2, 4, 6 h with different
qualities [blue: (475±5) nm, yellow: (585±5) nm, red: (660±5) nm, white: complex wave] everyday after natural
light when it was just burgeon. After 38 d, photosynthetic rates of Z. aethiopica from high to low were 0 h>2
h>4 h>6 h under blue, red and white light, and 0 h>2 h>6 h>4 h under yellow light. The growths were best
under yellow light for 6 h and blue light for 2 h. The effects of red light for 2 h and white light for 4 h were next,
while effects of white light for 6 h and blue light for 6 h were worst .
Key words: Zantedeschia aethiopica; additional light; light quality; photosynthetic rate; growth
收稿 2007-09-19
资助 广西科技攻关项目(桂科攻 03 30 00 3-1)。
* 通讯作者(E-ma il:hzming@16 3 .com)。
自然界植物的光合作用是在一定光照强度范
围内的复合光下进行的,不同植物对同一波长的
光的反应存在差异。关于光质与植物光合作用及
生长发育之间关系早而多有报道(杜洪涛等 2005;
杜建芳等 2002;邓江明等 2000;储钟稀等 1999;
刘立侠等1993),但在正常日照的基础上人工补照
光和延长光照时间的植物光合速率及生长发育变化
的报道还较少。为此,本文以对日照长短没有严
格要求的光周期中性植物马蹄莲为研究对象,通
过每日夜间使用蓝、黄、红色的半导体灯制成分
布均匀的平面光源和复合波长的白光,对其进行
不同程度的补充照光处理,以了解光质和延长光
周期对马蹄莲光合作用及生长的影响。
材料与方法
马蹄莲[Zantedeschia aethiopica (L.) Spreng]为
广西植物研究所组培的常规切花品种;光源为普
通日光灯和在深圳超亮电子有限公司订制的蓝
[(475±5) nm]、黄[(585±5) nm]、红[(660±5) nm]
色的半导体灯制成的宽 60 cm、长 150 cm分布均
匀的平面光源。
试验于2005年4~6月在广西植物研究所塑料
大棚中进行。从经过 1年栽培的马蹄莲组培苗所
得到的种球中,选取大小一致、没有病虫的刚发
芽的种球,种于材质大小一致、装有相同营养土
的花盆中,每盆 3株,置于塑料大棚中培养。除
了正常的日照外,每天在 18:00~24:00时期间,分
别补充照射蓝、黄、红光和复合白光,通过调
节光源的亮度及光源与材料间的距离,控制照射
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到植株叶面上的光照度在(500±50) µmol·m-2·s-1 范
围内(采用美国LI-COR公司生产的LI-190SB传感
器测定),补充照光时间为 0、2、4 和 6 h,其
它培养条件相同。定期观测株高和叶数,并用
DPS统计软件检验株高的差异显著性。
马蹄莲补充照射不同光质光 38 d后,每个处
理均选取 3 ~ 5片最新长成的成熟叶。采用 L I -
6400R型光合-荧光测量系统(美国LI-COR公司)测
定其光合速率,取平均值,用 Excel软件绘制光
合曲线。
结果与讨论
1 补充照射不同光质光对马蹄莲生长的影响
从图 1可知,补光的前 17 d,经补充照光的
株高增加速度均比未补充照光的快;17 d后未补
充照光的生长加快,株高超过补照 6 h白光和蓝
光的植株。在所有处理中,以补照黄光的植株生
长为最快,补照光的前 24 d植株生长速度远远快
于未补充照光的及其它补照光处理的,24 d后生
长虽减缓,但整个过程中其株高仍为最高。补充
照光 38 d时,绝大部分经过补充照光的植株与未
补充照光植株高度差异显著,除补充照光 6 h白
光和蓝光的植株比未补照光的矮,及补照 4 h红
光的与未补照光的高度一样外,其它均显著高于
未补充照光的。这说明,适当补照白、黄、红
和蓝光可促进马蹄莲植株生长,尤其是在幼苗
期,其中以补照黄光的效果最好。
补充照光对马蹄莲植株叶片数量的影响没有
规律。与未补充照光的植株平均每株 4 片叶相
比,只有补照 4 h白光和 2 h红光(平均每株 5片
叶)与 6 h黄光和 2 h蓝光(平均每株 6片叶)的叶片
数量比未补充照光的多,其它均等于或少于未补
充照光的;在所补照的 4种光质中,补照黄光的
叶片生长最整齐(资料未列出)。试验中观测到,
叶片数量多的植株,叶色浓绿,叶片宽大,质
地较厚,而且生长速度快,植株高大。这些都
图 1 补充照射不同光质光对马蹄莲生长的影响
Fig.1 Effects of additional light with different qualities on growth of Z. aethiopica
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是马蹄莲生长发育的营养和能量基础,因而切花
的品质和产量可以得到保证。此外,马蹄莲的叶
片属基生或茎生型,其株型由叶和叶柄组成。根
据株高、叶片和马蹄莲株型的结果我们认为:补
充照光的效果依次为补照 6 h黄光和 2 h蓝光的效
果最好,其次是补照 2 h红光和 4 h白光的,补
照 6 h白光和 6 h蓝光的效果最差。
2 补充照射不同光质光对马蹄莲光合速率的影响
图 2表明,在一定的光照度范围内,经补充
照光和未补充照光植株成熟叶片的光合速率都随光
照度增加而升高,直至最大值;之后光照度再增
加时变化很少,有些则有所下降,但达到最大值
时的光照度相差较大。补充照射红、蓝、白光
后的叶片,其达到光饱和点(LSP)的光合速率随着
补照光时间的增加,按 0、2、4和 6 h序递减;
但在补照黄光时,则按 0 h>2 h>6 h>4 h排列。
总之,补照黄光的马蹄莲株高和叶片数量都
增加,生长明显受到促进(图 1)。这与杜洪涛等
(2005)认为黄光有利于彩色甜椒壮苗的结果相似,
但与张长芹等(1993)的黄光下露珠杜鹃苗高纤细不
利于壮苗的结果相反。这可能与不同植物对同一
光质的反应有同也有异有关。
图 2 补充照射不同光质光的马蹄莲叶片光合速率及其对光照度的响应
Fig.2 Photosynthetic rates of leaves in Z. aethiopica and its responses to PAR
after additional light with different qualities
参考文献
储钟稀, 童哲, 冯丽洁, 张群, 温晓刚, 宋森田, 朱孝凤(1999). 不同
光质对黄瓜叶片光合特性的影响. 植物学报, 41 (8): 867~870
邓江明, 宾金华, 潘瑞炽(2000). 光质对水稻幼苗初级氮同化的
影响. 植物学报, 42 (3): 234~238
杜洪涛, 刘世琦, 张珍(2005). 光质对彩色甜椒幼苗生长及酶活
性的影响. 华北农学报, 20 (2): 45~48
杜建芳, 廖祥儒, 叶步青, 李萌(2002). 光质对油菜幼苗生长及抗
氧化酶活性的影响. 植物学通报, 19 (6): 743~745
刘立侠, 唐树延, 许守民, 孙菲, 曹悦群(1993). 光质对人参叶绿
体结构和光合生理性状的影响. 植物学报, 35 (8): 588~592
张长芹, 张禾, 张能义, 冯宝钧, 赵革英(1993). 不同光质对露珠
杜鹃生长发育和光合作用的影响. 云南植物研究, 15 (4 ):
392~394