全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 27(2)：255— 259 2007年 3月
光质与补光对水稻幼苗生长及光合速率的影响
付传明1，黄宁珍1，赵志国1，唐凤鸾 ，黄志民
(1． 广西植物研究所 ，广西 桂林 541006；2．广西科学院，南宁 530007)
摘 要：测定水稻成龄离体叶片在波长380~800 nm下的透射率，推算其吸收光谱；在培养室内，观测水稻幼
苗在蓝(475土5 nm)、黄(585土5 nm)、红(660i5 nm)色的半导体(LED)和普通日光灯下的生长状况，每天照
光 12 h；同时，在大棚中将刚萌发的水稻幼苗白天自然日照，每晚(18：00～24：oo)人工补蓝、红、黄、白光各 0、
2、4、6 h，定期观测其生长情况，在补光 50 d后测成龄叶片的光合曲线。结果发现：水稻叶片在波长 400~500
nm之间及 680 nm附近有较强吸收；在不同光质下进行培养，单波蓝光对水稻幼苗的生长最好；补光对水稻幼
苗生长均有促进作用，其中补白光 4 h效果最明显，其次是补黄光 2 h；补蓝光 2、4 h和补白光 4 h提高植株的
光合能力。
关键词：水稻；光质；补光；生长发育；光合作用
中图分类号 ：Q945 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3142(2007)02—0255—05
Effects of different light quanlities and illumination
supplement on growth and photosynthetic
rate of rice seedling
FU Chuan-MingI，HUANG Ning-Zhen ，ZHAO Zhi-Guo ，
T NG Feng-LuanI。HUANG Zhi—Min
(1．Guangxi Institute of Botany，Guangxi Zhuangzu Autonomous Region and the Chinese Academy of
Sciences，Guilin 541006，China；2．Guangxi Academy of Sciences，Nanning 530007，China)
Abstract：The transmissivity of rice leaf under the wavelength of 380~ 800 nm were measured to reckon the absorb-spec—
trum．And rice seedlings were cultured under 12 h of continuous ilumination with blue light(475±5 nm)，yelow light
(585±5 nm)，red light(660+5 nm)and white light everyday．Meanwhile，the lights were extraordinarily ofered to rice
seedling s grown under natural conditions in daylight，metering the dynamic growth of the plants during this time and
measuring the photosynthetic rates and curves wi th Li．一6400 50 days later．The results showed that the light with wave—
length of 400~500 nm or 680 nm was absorbed stronger by rice leaves．When growi ng under light wi th diferent quali—
ties，the seedlings treated by blue light were much strong er than the others．Growth of rice seedling s was obviously en—
hanced by ilumination supplements．Healthy index of seedlings treated by white light 4 h／day was maximal，and the
yelow light 2 h／day treatment was the second．In addition，the photosynthetic rates of the blue light 2 h／day treatment，
the blue light 4 h／day treatment and the white light 4 h／day treatment were improved．
Key words：rice light qualities；illumination supplement；growth~photosynthetic
收稿 日期：2006—05—12 修回日期：2006—10-09
基金项 目：广西科技攻关项 目(桂科攻 0330003—1)[Supported by Key Technologies Research and Development Program of Guangxi
(0330003—1)]
作者简介：付传明(1980一)，男 ，湖北公安县人 ，研究实习员 ，从事药用植物生物技术研究工作 ，(E-mail)fuchuanming@gxib．cn。
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256 广 西 植 物 27卷
光是地球上一切生命存在、繁荣和发展的根本
源泉，植物干物质有 9O ～95 是来 自光合作用，
且幼苗发育也是受光控制的(潘瑞炽等，1995)。水
稻是喜光作物，只有在充足的直射阳光下才能生长
健壮 ，光照的强弱和光照时数的长短决定着水稻生
长的快慢，生育期的长短、开花结实的好坏及产量的
高低(郑志广，2003；陈恩谦，2005)。在我国南方的
一 些地区，冬春日照较短，连绵阴雨天气较多，光照
不足经常会影响到作物秧苗的健壮生长，从而影响
产量。适当补充光照，使作物生长前期早生快发，是
提高作物产量的重要措施之一(KC史密斯，1984；
Loveys，1994；Christy等，1982)。光质对植物生长
的影响已有报道(马光恕等，2002；储钟稀等，1999；
张洪程等，2001；李韶山等，1994；余让才等，1997)，
但国内学者在进行不同光质的实验中，有的用彩色
玻璃纸或彩色塑料薄膜做滤色片(倪文，1980；倪晋
山，1985)，显然由此得到的各种光质的纯度并不相
同，因而给研究人员对相同光质实验结果的比较带
来 困难。
我们分别使用蓝 (475±5 nm)、黄 (585±5
rim)、红(660±5 nm)色的半导体(LED)灯制作分布
均匀的平面光源和复合波长的日光灯，先将水稻幼
苗置于不同波长的光源下培养，探讨不同光质对水
稻幼苗生长发育的影响。并对刚萌发的水稻幼苗，
除了正常日照(自然光照)之外，用不同颜色的灯具，
每日补充光照 0、2、4、6 h，定期测量其株高、叶片
数、重量等参数，补光 50 d后测量其叶片的光合曲
线，以探讨不同光质及补光时间对水稻幼苗生长和
对成熟叶片光合能力的影响。通过上述实验，为水
稻工厂化育秧育苗选择合适的光源和补光时间提供
理论根据以及选择更优的生产工艺路线。
1 材料与方法
1．1材料
选用水稻(Oryza sativa L．)金优 253，为普通
大田种植杂交品种，人造光源使用蓝(475±5 nm)、
黄(585±5 nm)、红(660±5 nm)色的半导体(LED)
灯制作分布均匀的平面光源和普通日光灯(40 w)。
1．2方法
1．2．1水稻叶片吸收光谱的测定 用 PMS一3光谱
分析系统、TR一80反射／透射材料光色性能测试箱对
水稻成龄叶片在 380～800 am范围内进行透射率
测试，根据透射光谱推算叶片对不同波长光吸收的
相对大小。
1．2．2不同光质对水稻幼苗生长的影响 将水稻种
子浸泡 24 h，催芽 2 d后，选择出芽粗壮、均匀的种
子点播于塑料圆盘中，分别置于培养室内的蓝(475
±5 nm)、黄(585-4-5 nm)、红(660±5 nm)半导体
(LED)和普通日光灯下(各灯具分别用黑布围成一
定大小的空间，3O±2℃)培养，光照时间 12 h／d，20
d时测量记录各处理幼苗的株高、叶片数、鲜重等形
态指标，测量时取 2O株幼苗直接测定总数，求每株
平均值，色泽、粗壮度等形态特征为直接观察记录。
1．2．3补光 对水稻 幼苗生长的影响 在塑料大棚
中，将催好芽的水稻种子播于装有肥泥的塑料圆盘
中，每天除自然光照外，天黑后(18：00~24：oo)分别
以蓝、黄、红半导体(LED)灯和普通 日光灯，距灯具
50 cm的最大照度(单位：mg·In- ·s- )分别为：蓝
光 990、黄光 1 200、红光 1 500、日光 1 250，补充光
照0、2、4、6 h，(其中 0 h为对照)，每隔一定时间测
量株高、叶数、鲜重、干重。
1．2．4补光对植株光合能力的影响 补光处理 50 d
后，用美国 LI—COR公司生产的 LI一6400型便携式
光合作用测定仪，测定成龄叶片的光合速率及光合
曲线。重复 3次，取平均值。
图 1 水稻叶片在波长 380~800 nm光下的透射率
Fig．1 Transmissivity of rice leaf under the
wavelength of 380~ 800 nm
2 结果与分析
2．1水稻叶片吸收光谱的测定
水稻叶片透射光谱见图 1，吸收较强(透射率较
低)的范围为波长低于 490 am的蓝光区和 680 am
附近的红光区。水稻叶片对光的吸收强弱顺序为蓝
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每天 4 h；日照增加，补光时间应相对缩短。
2．4补光对水稻光合能力的影响
水稻幼苗补光 50 d后，测定成熟叶片的光合曲
线(图2)。结果表明，4种不同光质补光处理中补蓝
光2、4 h和补白光 4 h的光合能力相比对照有所提
高，光合速率随光密度增加而提高得最快，但当光强
差异。
3 讨论
O 500 1 0()0 1500 20()0
O 5∞ 1 o()0 15∞ 20()0
光密度PAR( moI／ms)
达到 1 500 moI．m ·S 后就不再提高，光合速率
达到饱和。其他补光处理，光合速率等于或低于对
照，而且光密度在 2 000 moI．m ·S 以内，其光
合速率随光密度增加而增加，还未达到光饱和点。
这些差异表明，补光后各处理间光合能力发生了改
变，主要体现在光合速率对光强的响应存在较大的
0 500 1000 15o0 20()0
0 5∞ 1 0()0 1500 20()0
光密度PAR( mOI／ms)
图 2 补光50 d后水稻叶片的光合曲线
Fig．2 Photosynthesis curve of rice leaves after adding light
生长。
3．1光质对水稻幼苗生长发育的影响
在本实验中，蓝光下的植株长势较其它单质光
波处理的矮壮，其叶片数、鲜重及鲜重／株高大于红、
黄、日光，幼苗质量最好。这一结果与李韶山等
(1994)的实验相符。另外，蓝光在比其它光质的照
度低的情况下，幼苗的生长效果最好。这些表明，单
波蓝光比红、黄光及复合波长的白光更能促进水稻
幼苗的发育。在蒲高斌等(2005a，b)的实验中，蓝光
处理的番茄幼苗 POD、SOD及 APX活性都较高，
幼苗质量优良，可以提早花期，李韶山(1994)、余让
才 (1997)等认为蓝光处理降低水稻幼苗 IAA的含
量，抑制顶端优势，促进分蘖。因此，蓝光为水稻幼
苗生长发育的最佳光源，幼苗期提供蓝光或使用蓝
色薄膜覆盖可加快发育进程，促进水稻幼苗的健壮
3．2光质及补光时间对水稻幼苗生长的影响
适当补充光照，对水稻幼苗的生长是有促进作
用的。我们在对其它植物的补光实验中发现，不同
的植物对光质和补光时间的要求不同，如罗汉果补
充红、蓝光促生长效果最好，马蹄莲补黄光最有效。
本研究中，在光强差别不大，其他环境条件相似的情
况下，从培养壮苗的角度来看，水稻幼苗补白光 4 h
最好，补黄光 2 h次之。
此外，黄光对增加水稻的株高和叶数有明显效
果，同时也能明显地增加植株的干鲜重，这说明黄光
对水稻的生长十分重要，这与杜洪涛等(2005)对甜
椒研究的实验结果有相似之处。这可能与补照黄光
后改变了植株内部某些物质的形成、形态，或是促进
了某些酶的活性有关，但光质对植物的具体调节机
制，尤其是黄光的调节机制还有待进一步的研究。
3．3补光、光合速率与生长
本试验中补光处理后，大部分水稻生长较好，植
悟 坦 8 642O 悟 坦m8 64 2O
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2期 付传明等：光质与补光对水稻幼苗生长及光合速率的影响 259
株干、鲜重较对照高，光合产物积累较多。测量补光
后水稻的光合曲线，大部分叶片的光台速率较对照
却有所下降。这 和 Neales(1968)等认 为照光后 叶
片中同化物的积累会降低叶片的光合作用的结论是
一 致的。在 Poskuta等(1986)的实验中，也同样观
测到不同基因型的高羊茅叶片光合速率随着光合产
量的增加而下降的现象 。但在我们 的实验 中，还 出
现了另外一种情况 ，即在补白、黄 、蓝光三组处理 中，
每组中生物量最大的处理，其光合速率与对照相比，
未见下降或下降量很小。可见，较高的光合产物累
积量，并不一定对应较低的光合速率，反之亦然。这
些实验结果说明，补光、光合速率与生长三者之间的
关系，仅以光合产物限制的理论来解释是远远不够
的，其中可能还存在更为复杂的生理生化调控过程。
3．4农业生产上的补光措施
随着温室产业的发展和生产水平的提高，进行
温室育苗和温室补光显得十分重要。一般保护地内
的光照长度(即光照时数)要 比露地短，尤其是在冬
季，进行人工补光是改变温室内光照条件的最有效
的办法，另外，在阴天和雨天适当补充光照，还可以
抑制幼苗发生病虫害。但是补光是一项十分复杂的
过程，不同光质以及同一光质不同光强度对不同植
物或同一植物的不同品种是不相同的。综合我们的
实验，我们认为在进行水稻育秧时，在春季，白天可
以使用蓝光转化膜、蓝色滤膜或者蓝色荧光灯，晚上
补光时选用白光或者黄光，光强可根据条件而比本
实验适当略高，在水稻苗龄 7 d时，每晚可补充 4～6
h，在之后的生长中，补光时间应适当缩短到 2～4 h。
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