光質(zhì)對烤煙漂浮育苗的影響

光質(zhì)作為一個重要的生態(tài)環(huán)境因素，為植物提供了正常的能源。煙草是一種喜光作物,不同的光質(zhì)將會直接對煙草光合作用以及光合產(chǎn)物的累積產(chǎn)生重要影響,進而對煙草的品質(zhì)也產(chǎn)生極大影響。近年來隨著氣候的變化,我國主產(chǎn)煙區(qū),如貴州、湖南、廣東、廣西、福建、川渝等地區(qū),在煙草育苗季節(jié),都遭受不同程度的低溫寡照天氣的影響,致使煙苗發(fā)育遲緩,苗齡期長且煙苗素質(zhì)差,直接影響了煙葉的產(chǎn)量和品質(zhì)。近幾年隨著對不同光質(zhì)對植物生長發(fā)育以及器官分化的調(diào)節(jié)控制等方面進行的深入的研究,通過光質(zhì)來調(diào)控作物生長,培育優(yōu)質(zhì)壯苗已經(jīng)成為一種趨勢。李韶山等的研究表明藍光對水稻幼苗的生長發(fā)育具有強烈抑制作用。史宏志等對煙草的研究表明不同光質(zhì)對煙草葉片的物理性狀、色素含量、光合速率等有顯著的影響。蒲高斌等對不同光質(zhì)下番茄幼苗進行研究,表明在苗期照射紅光或者藍光可促進幼苗生長,有利于壯苗的培育。張瑞華等的研究結(jié)果表明:利用有色膜對生姜覆蓋可以創(chuàng)造比較好的光溫環(huán)境,減輕光合午休并不改變光合的日變化。本試驗主要針對生產(chǎn)中的實際問題,開展了不同光質(zhì)對烤煙漂浮育苗煙苗葉片的生長發(fā)育以及光合作用的影響的研究,旨在探明不同光質(zhì)對漂浮育苗煙苗株高、莖粗、葉面積以及葉綠素和光合速率等指標的影響,為尋找適宜的光質(zhì),實現(xiàn)漂浮育苗補光技術(shù),培育優(yōu)質(zhì)壯苗提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1光的種類及光照強度試驗于2012年4月至6月在河南農(nóng)業(yè)大學煙草行業(yè)煙草栽培重點實驗室進行,供試材料為中煙100。育苗盤規(guī)格:長×寬×高=34cm×24cm×6cm,70穴/盤。設(shè)藍光、紅光和白光三種不同光質(zhì)處理(白光為對照),每個處理210棵煙苗,不同處理之間用黑色遮光布完全隔離。本研究采用的光源為英國產(chǎn)36W的阿卡迪亞燈管,可發(fā)出藍光、紅光及白光,以白光為對照。其中光質(zhì)的波譜圖如圖1所示,光照培養(yǎng)架為鋼架結(jié)構(gòu),光源設(shè)于培養(yǎng)架頂部,每個處理采用8支燈管,共288W,培養(yǎng)架用黑色遮光材料遮光。每層培養(yǎng)架兩端各安裝一臺功率為2W的微風扇,以滿足氣體交換并保持各層內(nèi)溫度一致。光周期為12h/d,且白天溫度保持在28℃-30℃。播種后即開始不同光照處理。調(diào)節(jié)燈管的高度,使其距離煙苗的高度控制在28~30cm,每層的光照強度約為150μmol·m-2·s-1。1.2測量和方法1.2.1生物學特性每個處理隨機取10株幼苗測量株高、莖粗、葉長、葉寬、葉面積,用直尺測量株高、葉長、葉寬,用游標卡尺測量莖粗。1.2.2類蔬菜和胡蘿卜1.2.3光合指標par和co濃度co的測定采用英國Hansatech公司生產(chǎn)的CIRAS-2光合熒光儀于晴天上午9:00-11:00測定光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、葉肉胞間CO2濃度等指標。選取生長一致的植株,從第一片完全展開葉下數(shù)5片葉進行測定,在光合有效輻射(PAR)為1000μmol·m-2·s-1,CO2濃度為400μL·L-1的條件下進行測定,每個處理3次重復,取平均值。氣孔限制值(Ls)的計算按照吳克寧等的方法:Ls=1一Ci/Cr(Ci為胞間CO2濃度,Cr為大氣CO2濃度)。2結(jié)果2.1對秸稈生長的影響在5片葉時對煙苗的生物學性狀進行測定,如表1結(jié)果所示,紅光處理下生長的煙苗莖稈最高,白光和紅光處理差異不顯著,藍光處理極顯著地抑制了莖稈向上生長發(fā)育。三種光質(zhì)下生長的煙苗莖圍發(fā)育以白光處理下較大,但處理間差異不顯著。紅光處理下的煙苗葉片長和寬最大,與白光處理差異不顯著。藍光處理下煙苗的葉長和葉面積最低,與白光和紅光處理差異達極顯著水平,不同光質(zhì)處理對葉片寬度的影響不顯著。這表明煙苗葉片發(fā)育明顯受到藍光的抑制,尤其是對葉長的抑制作用最為明顯。2.2不同處理煙苗葉片葉綠素含量葉綠素是作物進行光合作用的基礎(chǔ),葉綠素組成與含量的多少直接影響著作物葉片的光合速率。取不同光質(zhì)處理下煙苗的相同部位葉片測定葉綠素含量,如表1所示,紅光處理的葉綠素含量最高,藍光處理的煙苗葉片葉綠素含量最低,二者差異達極顯著水平。紅光處理的煙苗葉片Chla和Chlb含量均最高,但Chla/b比值相對較低,顯示紅光有誘導Chlb合成的作用。藍光處理的煙苗葉片Chla和Chlb含量均最低,且與紅光和白光處理的煙苗葉片Chla和Chlb含量差異顯著。葉片類胡蘿卜素含量表現(xiàn)為紅光處理>白光處理>藍光處理,紅光與白光處理的含量差異不明顯,卻與藍光處理下的葉片類胡蘿卜素含量差異達極顯著水平。2.3凈光合速率及氣孔導度由圖2對光合速率的測定結(jié)果可知,不同光質(zhì)處理對煙苗葉片凈光合速率有顯著的影響,白光處理的凈光合速率高于紅光和藍光處理,且以藍光處理最低。蒸騰速率由高到低依次為:白光處理>紅光處理>藍光處理,與光合速率的變化趨勢一致,但是變化的幅度比較小。氣孔導度最高的為白光處理,依次為紅光處理和藍光處理。胞間CO2濃度的大小為紅光處理最高,藍光處理次之,白光處理最低。2.4光柵對氣孔限制的影響氣孔限制由圖3可以看出,紅光處理的氣孔限制明顯低于白光和藍光處理,白光與藍光處理的氣孔限制相似。這說明與白光處理的氣孔限制相比,藍光處理對氣孔限制無明顯變化。紅光處理對氣孔限制明顯降低,顯示紅光處理對氣孔開放具有一定的促進作用。3光質(zhì)對煙苗葉片光合色素和合成的影響本試驗結(jié)果表明:不同光質(zhì)處理對煙苗的生長發(fā)育具有顯著影響:藍光處理的煙苗植株較矮,而紅光處理的煙苗最高,這表明藍光具有矮化煙苗的作用,紅光則能夠促進煙苗莖的伸長。這與李韶山等在藍光對水稻的研究上得出的結(jié)論相似。煙苗莖圍的粗細各處理間差異不明顯,這表明煙苗莖稈的增粗發(fā)育則不受光質(zhì)影響。紅光處理下的煙苗葉面積最大,與藍光處理差異達極顯著水平。藍光處理下煙苗的葉長和葉寬均最小,其中葉長與白光處理和紅光處理差異達極顯著水平,各處理下的葉寬差異不顯著。這表明藍光處理下生長的煙苗葉長和葉寬均受到一定程度的抑制作用,但藍光對葉長的抑制作用明顯高于對葉寬的抑制程度。史宏志等的研究也表明單色藍光使煙苗的葉長和葉寬減小,顯著抑制葉片生長發(fā)育。光質(zhì)在影響植物光形態(tài)建成的同時對光合色素和合成也具有調(diào)控作用。不同光質(zhì)處理下的煙苗總?cè)~綠素含量以及Chla和Chlb的組成比例有明顯的差別,這與王紹輝等在對黃瓜上的研究得出的結(jié)論一致。紅光處理下的煙苗葉片總?cè)~綠素、Chla和Chlb含量均最高,但Chla/b比值較低,而藍光處理下生長的煙苗葉片總?cè)~綠素、Chla和Chlb含量均最低,這與鄔春芳等通過不同顏色薄膜遮光對煙草質(zhì)體色素含量影響得出的結(jié)論一致,但與史宏志等在單色光下紅光對葉綠素含量的影響結(jié)果不一致,可能是因為試驗環(huán)境以及光質(zhì)有所差異而引起的。但藍光處理下Chla/b比值較高,且與紅光處理差異極顯著。這表明紅光有利于煙苗葉片中Chlb的合成,而藍光則能促進Chla含量增加。這與這與儲鐘稀等、蒲高斌等、江艷明等在黃瓜、番茄和一品紅等植物上的研究結(jié)果相一致,且紅光處理的植物具有陰生植物的特性,藍光處理的植物與陽生植物相似。紅光處理下的葉片類胡蘿卜素的含量比較高,藍光處理則比較低。類胡蘿卜素含量的多少也在一定程度上對葉綠素的含量具有影響。它作為一種內(nèi)源抗氧化劑存在于綠色植物體內(nèi),不參與植物的光化學反應,但它能吸收和傳遞光能,并且通過葉黃素循環(huán)消耗多余的光能,對強光下葉綠素具有保護作用。光合速率的大小是判斷煙草幼苗生長旺盛與否的重要指標之一。不僅光合色素對光合速率具有一定的影響,蒸騰速率、氣孔導度以及胞間CO2也對光合速率具有顯著的影響。藍光處理下的光合速率與葉綠素含量、蒸騰速率、氣孔導度變化趨勢一致,藍光處理的光合速率最低,白光處理最高。這與史宏志等的研究結(jié)果