潘晓韵，田丹青，周媛，朱强，葛亚英，潘刚敏

(浙江省园林植物与花卉研究所，浙江 杭州 311251)

红掌(AnthuriumandraeamonLind)是天南星科花烛属的一种重要观赏植物，是目前我国的主要切花和盆栽花卉之一。大规模生产所需红掌种苗一般通过组织培养获得。光照作为影响植物生长的一个主要环境因素，对红掌组培苗质量、组培效率等都有一定影响。由于光质效应理论的复杂性和采用的光调控措施的差异，使得国内外学者的研究结论往往相差很大。目前这方面研究集中在组织培养愈伤组织诱导、增殖和苗生长等阶段，缺乏涉及组织培养防褐化、防玻璃化等方面的研究报道[1]，考虑光质和光强共同作用的组培研究也少见报道[2-3]。本试验首先对组培材料不同放置位点和不同光质的光强进行测定，再以红掌不同品系的愈伤组织和组培苗为试验材料，通过对不同LED光强光质下愈伤组织增殖扩繁、愈伤诱导出芽、组培苗生长阶段的观察记载和形态指标测定，比较不同光强光质下红掌愈伤增殖速度、褐化死亡比例、分化出苗情况、组培苗生长状况，以期从中选出红掌愈伤增殖分化、组培苗生长适宜的光照强度和光质配比，应用于红掌组培苗规模化生产。

1 材料与方法

1.1 材料

11种不同光质配比的LED灯光源。红掌自育品系36-06由同一愈伤团块增殖获得的大小相仿的愈伤团块群，红掌自育品系47-04、44-01、44-02生长状况及规格一致的组培苗。

1.2 方法

1.2.1 不同数量LED光源下不同位置、不同受光面光照强度的测定

不同光强测定以同品牌规格的LED灯(白光)1、2、3、4支灯管为4个处理，每处理一层。测量培养框中心位置、灯管顶端(距中心55 cm)、边框中点(距中心21 cm)、框外顶角(距中心60 cm)四点水平面(培养瓶盖)和垂直面(培养瓶向光侧面)的光照强度。照度计为TES1332A型。

1.2.2 不同光质LED光源同一位置不同受光面光照强度的测定

不同光质的光强测定共设10个处理，分别是T1(红光)、T2(蓝光)、T3(5红∶1蓝)、T4(1红∶5蓝)、T5(2红∶1黄)、T6(1红∶1蓝∶1黄)、T7(1红∶2蓝∶1黄)、T8(1红∶1白)、T9(全光谱-1)、T10(全光谱-2)，对照为LED白光。生产厂家有4家，其中T1、T2、T5、T6、T7和对照为同一家，T3、T4、T9为同一家，T8、T10各一家。每处理一层，安装2支灯管。测量培养框中心位置水平面和垂直面的光照强度。

1.2.3 培养基和培养条件

愈伤增殖培养基为MS+1.0 mg·L-16-BA+30 g·L-1蔗糖，愈伤分化培养基为 MS+6-BA 0.5 mg·L-1+蔗糖30 g·L-1，壮苗生根培养基为1/2 MS+AC 1 g·L-1+蔗糖20 g·L-1，琼脂均为5 g·L-1，pH为5.8，培养温度为25±2 ℃，光照时间14 h·d-1。

1.2.4 光强试验

同光强测定处理。试验设4个处理，分别安装1、2、3、4支LED白光灯管。

愈伤增殖分化阶段。取36-06品系体积相近的愈伤组织每处理4瓶，以愈伤增殖培养基培养120 d后，测量愈伤组织的总重量、褐化死亡愈伤重量。

苗生长阶段。取47-04(中等株型)、44-01(小株型)2个品系各自大小一致的组培小苗，切去已长出的根，接入壮苗生根培养基，每瓶4株，每个品系每个光强处理8瓶，组培苗培养120 d后，测量株高、冠幅、叶数、最大叶叶长、叶宽、根数、根长。

1.2.5 光质试验

设T1～T10共10个不同光质处理，同光强测定的光质处理，以LED白光为对照，黑暗为对照2。

愈伤增殖分化阶段。取36-06品系体积相近的愈伤组织，每处理3瓶，以愈伤分化培养基培养，转接3次，120 d后测量愈伤组织的总重量、转绿(开始分化)愈伤重量。

苗生长阶段。取47-04、44-02(小株型)品系切去已长出的根、大小一致的组培小苗，每瓶4株接入壮苗生根培养基，各品系每个光质处理6瓶，组培苗培养120 d后进行观测，观测项目同光强试验。

2 结果与分析

2.1 光强试验的光照强度

从表1可以看出，在同层组培架上，不同位置的光照强度差异很大，中心点光强是距中心最远点的2～3倍。灯管两端光强只有中央位置的50%～60%，不及中央外侧边框的光照强度，据此光照试验各处理摆放位点必须统一。2支灯管(灯管间距16 cm)已能使整层组培架水平面光照强度基本达到2 000 lx。垂直面受光光强是水平面的约40%～80%，外侧位置较灯管正下方侧面受光占比更大。考虑到组培瓶盖一般为塑料制品，本试验测定较新瓶盖透光率为80%～90%，因此，垂直面斜射、散射光是重要的受光途径，组培瓶放置时应保留一定间距。

表1 不同数量LED光源下不同位置、不同受光面的光照强度

从图1可以看出，中心点和中央外侧边框光照强度的增加随着灯管数的增加趋缓，表明光能利用率下降，损耗增加，从1支灯管增加到2支时，光照强度增加最多。随光源在培养架上方分布趋均，中心点和中央外侧边框光照强度趋同。灯管顶端的中间与边缘两点各处理光照强度都接近，这两位点的各处理间光强增量基本没有随灯管数增加而下降，但增幅总体而言小于中间的两位点，因此，灯管中间与两端的光照强度始终存在较大差距。

图1 各位点水平面和垂直面总和光照强度

2.2 光质试验的光照强度

由表2可见，不同厂家生产的LED灯光照强度差异悬殊，如光质相近的T1与T3、T2与T4光强相差2～3倍，同为全光谱的T9与T10水平面光强相差也近1倍。蓝光的光照强度明显低于其他色光，如T2相比于T1、T4相比于T3，单色红光比蓝光光强高出1倍以上，含白光的光源其光照强度较大。

表2 不同光质LED光源下中心点正、侧面光照强度

2.3 光强对红掌愈伤组织增殖分化的影响

由表3可见，1支灯管下愈伤组织重量显著高于其他处理，表明较弱光强适宜于愈伤增殖。褐化死亡率随灯管数的增加而增加，也表明过高光强不利于红掌愈伤组织增殖，此试验结果愈伤增殖以1支白光LED灯的光照强度为宜。

表3 不同数量LED光源的红掌愈伤增殖量和死亡率

2.4 光强对红掌组培苗生长的影响

由表4可知，品系47-04光强试验处理间株高、叶数、根数、根长差异显著，其他不显著。根数、根长3、4支灯管显著高于1、2支灯管，表明增加光照强度有利于该品系根的生长。1支灯管时株高最高而冠幅最小、叶数最少，且株高、叶数与其他处理差异显著，表现徒长，与平时观察结果一致。

表4 品系47-04不同光强下形态指标

由表5可知，由于该品系叶柄偏横向伸展导致冠幅大于株高，冠幅的增大也比株高明显。随处理光照强度的增大，冠幅、叶数、叶长×叶宽和根长呈增加趋势，其中叶数、根长差异显著，其他不显著，但1支灯管例外，其株高、冠幅值为各处理最大值，且株高与其他处理间差异显著。观察发现，该处理叶柄长而叶数少且小，有徒长表现，这与47-04品系试验结果一致。

表5 品系44-01不同光强下形态指标

2.5 光质对愈伤组织增殖分化的影响

从表6可以看出，T9、T10虽同为全光谱LED灯，但T9的愈伤增殖分化情况显著优于T10，推断差异由LED灯质量引起。下述以处理T9代表全光谱LED灯，T10不讨论。

表6 不同光质LED光源的红掌愈伤增殖分化

试验愈伤增殖以T6、T8、T9较多，其次是T5、T7和CK，均是各色光配比较均衡的组合光。愈伤增殖显著较少的是单色光T1、T2及单色占比较大的T3、T4和暗处理，这些处理中，除T1红光光强达2 480 lx外，其他光强都低于600 lx。

单色红光T1转绿愈伤占比最高，且与8个处理差异显著，说明红光促进愈伤分化。其次是各组合光源，以T5、T8、T9绿色愈伤较多，这些组合光源的光强在1 400～5 000 lx。单一蓝光T2对愈伤转绿未表现出明显的促进作用，T4的绿色愈伤比例甚至低于暗处理，但无显著差异。占比最低的处理中，1个是光强高达7 160 lx的CK，另外几个光强在600 lx以下。

2.6 光质对组培苗生长的影响

由表7可知，47-04品系光质试验的株高、叶长×叶宽、根数、根长差异显著。综合各项性状表现最好的处理为T6、T9，都是多色组合光源且光质配比均衡；表现最差的是T10，全光谱灯不同品牌差别明显。T2蓝光的株高、叶数和根长均居处理首位，但冠幅和叶长×叶宽、根数都仅为各处理平均水平，考虑有徒长。

表7 品系47-04不同光质下形态指标

由表8可知，44-02品系光质试验只有根长差异显著，其他性状均不显著，表明光质影响对44-02不明显，可能与该品系为小株型、生长缓慢有关。综合各项性状表现较好的处理为T6～T8，均为多色组合光源，且光照强度为3 700 lx。T2根长最长，且显著长于处理T7以外的其他处理，这与品系47-04表现一致。T4表现较差。

表8 品系44-02不同光质下形态指标

3 小结与讨论

通过对供试光源的光强测定表明，不同生产商的同光质类型LED灯间光照强度差异明显；同一生产商不同光质配比的LED灯光照强度差异很大，组合光、白光光照强度高于单色红光，而蓝光最低。对不同位点、不同灯管数(排列密度)进行光强测定，明确了不同位点光强差异大，培养瓶侧面受光是直射光重要补充，灯管中间位置随灯管数增加，光强增加趋缓。相应要求红掌组培试材安放位置固定且处理间保持一致，包括瓶间距稳定。安装灯管数越多，光能利用率则越低。

试验结果表明，红掌愈伤组织的增殖分化适宜的光强为1 000～4 000 lx(1支灯管)，与凌雷[4]的研究结果一致，过强的光照可能导致愈伤组织增殖速度放缓，褐化死亡率增加。单色红光促进红掌愈伤分化，暗环境下红掌愈伤分化很少，此结果与覃婕等[5]研究结果一致。组培苗生长所需光强从生长状况和光能利用率两方面考虑，以灯管间距16 cm(2支灯管)为最优选择，1支灯管易造成徒长。

试验各光质处理的红掌愈伤增殖和分化趋势基本一致，以光质配比较均衡的组合光源为好，单一色光或一种色占比较大的光源表现差。愈伤增殖较好的光质处理为T6、T8、T9，愈伤分化诱导效果好的是T9、T8、T5。另一方面，表现较好的光质处理光强在1 400～5 000 lx，表现差的处理同时也是光强过高和过低的处理，与不同光强对红掌愈伤增殖分化的效果也相一致。因此，LED光源对红掌愈伤增殖和分化的影响可能是光质、光强的共同作用。

光质对红掌组培苗生长影响的研究结果与对愈伤增殖相似，多色组合且光质配比均衡的光源比单色光更利于组培苗生长，这与陈颖等[6-8]对LED光质在红掌、甘蔗、白掌组培苗上的影响研究结果一致。本试验中以1R∶1B∶1Y组合光源为最优。

光质对红掌组培苗的影响因品种而异，对生长缓慢的小株型品种的影响要在形态指标上体现出来可能需要更长的时间。