崔洪平

(1.重庆市万州区恒合土家族乡农业服务中心,重庆 404026；2.重庆市万州区恒合土家族乡人民政府,重庆 404026)

1 引言

樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolica)是松科松属常绿乔木。具有较强的适应性，是一种喜光、深根性强、耐寒性强的阳性树种。长期以来，樟子松在生态、经济、木材加工等方面发挥重要的作用[1]。

光照是植物生长不可或缺的条件，不仅是植物物质转换的能量来源，还是植物生长过程中重要的调节信号[2]，影响植物各个生长环节，调节植物生长发育、光合作用以及生理代谢[3]。光质是植物所受光照的光谱组成，植物通过光敏受体来感应不同波长的光，因此植物对不同光谱波段的响应不同[4]。研究表明，蓝光可以促进幼苗茎粗和生物量增加，红光容易引起幼苗徒长、比叶面积增大，调节红蓝光比例能够改善植物生长状况，促进植物物质代谢和养分转化[5]。马肖静等[6]研究表明，不同比例的红蓝光组合对番茄幼苗叶片中保护酶活性、可溶性蛋白、可溶性糖均有显著增强作用，综合比较，红光∶蓝光=5∶1对番茄幼苗生长最为有利。胡举伟等[7]研究表明，红光可促进桑树幼苗的茎伸长和叶片展开，碳氮代谢能力降低，蓝光抑制茎伸长和叶片展开，但是增加了光和速率和叶绿素含量。在红光基础上补充蓝光对保持桑树幼苗叶片光系统Ⅱ光化学活性效果较好。马建研究表明[8]，峰值为436 nm的蓝光对比传统的全光谱荧光灯，能显著提高生菜地上部鲜重9.9%，净光合速率显著提高9.6%，蒸腾速率显著提高9.2%，叶绿素a和b总量提高8.9%，同时有利于类胡萝卜素的积累。有关光质影响植物生长代谢的大量试验研究表明，但光质影响樟子松生长的研究还未见报道，本试验通过研究红蓝LED灯光参数配比对樟子松植株生长、光和参数以及生理指标的影响，探明樟子松幼苗生长的最适光环境，为光控技术在樟子松幼苗培育的应用方面提供理论依据。

2 材料与方法

2.1 材料与培养环境

试验于2020年5月份进行，供试材料为1年生樟子松幼苗，选择长势一致、无病虫害的植株，将幼苗移栽到直径8 cm、高12 cm的装有草炭土和蛭石的混合培养基质培养盆中，每盆定植1株。放置在人工气候室中，培养箱环境条件控制为：光周期14 h /10 h，白天温度28±2 ℃，夜间温度23±2 ℃，相对湿度60%～64%。

2.2 试验设计

幼苗培养1个月后，挑选健壮、长势一致的幼苗进行处理。以白光处理为对照，采用可调节LED灯进行光源设置，光质处理分别为：单红光(R)、单蓝光(B)，红/蓝=8∶2(8R2B)、红/蓝=7∶3(7R3B)、红/蓝=5∶5(5R5B)、红/蓝=3∶7(3R7B)，使用OHSP-350P光谱照度计手持仪调整光通量子密度。每处理各15盆植株，3次重复。幼苗在不同光质处理下培养30 d后进行各指标测定。

2.3 测定指标和方法

2.3.1 生长指标的测定

培养结束后，将每个处理选择的五株幼苗，用水冲洗干净，将幼苗分为叶、茎、根三部分。然后将幼苗针叶、茎、根装入信封内，在105 ℃下杀青30 min，于70 ℃供箱中烘干至恒重称重。

2.3.2 光合色素的测定

参考李合生的方法，采用95%乙醇提取法提取叶绿素，使用分光光度计测定提取液吸光度，根据公式计算叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的浓度，并按公式计算叶绿体色素含量。

2.3.3 气体交换参数用的测定

采用LI-6400 便携式光合系统(美国，Li-Cor公司)，选取长势一致的当年生针叶，每次测定重复4次。测定光合速率(Pn)，蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间 CO2浓度(Ci)。

2.4 数据分析

试验中数据的整理采用Excel完成，并且运用SPSS 24.0软件对数据进行方差分析和多重比较分析。

3 结果与分析

3.1 光质对樟子松生物量的影响

由表1可知，不同光质对樟子松生物量有显著的影响，其中叶片物质量随蓝光比例的增加呈先升高后降低的趋势，单红光处理和CK差异不显著，单蓝光处理显著低于CK，在红光和蓝光比例为7∶3时，叶片物生物量最大。茎干生物量早单红光和单蓝光处下均显著低于CK，红光和蓝光比例为7∶3和5∶5时，生物量显著高于CK，红光和蓝光比例为7∶3处理的茎干生物量最大。根系生物量单红光处理显著高于CK，单蓝光处理显著低于CK，随蓝光比例的增加呈先增加后降低的趋势，在红光和蓝光比例为7∶3处理的根系生物量最大。

表1 不同光质下樟子松生物量 g

2.2 光质对樟子松光合色素的影响

由表2可知，光质显著影响樟子松叶绿素含量，其中叶绿素a含量单红光处理显著低于CK，单蓝光处理显著高于CK，随着蓝光比例的增加，叶绿素a含量呈先升高后降低的趋势，在红光和蓝光比例为7∶3处理时达到最大值。叶绿素b含量单红光处理和CK差异不显著，单蓝光处理显著高于CK，在红光和蓝光比例为8∶2处理时达到最大值。叶绿素a+b含量变化趋势和叶绿素a相似，在红光和蓝光比例为7∶3处理时达到最大值。类胡萝卜素单红光和单蓝光处理均和CK没有显著差异，随着蓝光比例的增加，呈先升高后降低的趋势，在红光和蓝光比例为7∶3处理时达到最大值。

表2 不同光质下樟子松光合色素 mg/g

3.3 光质对樟子松光合参数的影响

由表3可知，不同光质显著影响樟子松光合参数，净光合速率在单红光处理和CK没有显著差异，单蓝光处理显著高于CK，随着蓝光比例的增加，呈先升高后降低的趋势，在红光和蓝光比例为7∶3处理时达到最大值，其他处理和CK没有显著差异。气孔导度在单红光和单蓝光处理时均显著低于CK，随着蓝光比例的增加，呈先升高后降低的趋势，在红光和蓝光比例为7∶3处理时达到最大值，红光比例为5∶5和3∶7时均显著低于CK。胞间二氧化碳浓度在单红光和单蓝光处理时均显著低于CK，红光和蓝光比例为8∶2和7∶3处理时显著高于CK。蒸腾速率在单红光处理和CK没有显著差异，单蓝光处理显著高于CK，随着蓝光比例的增加，呈先升高后降低的趋势，在红光和蓝光比例为8∶2处理时达到最大值，除单红光处理外，其他处理均显著高于CK。

表3 不同光质下樟子松光合参数

4 讨论

光质作为影响植物生长发育的光环境因子之一[9]，对植物形态建成和生长发育有着重要的影响，当光质发生变化时植物能通过光受体感受光质的变化，这些光受体通过激发信号传递途径来改变植株发育的形态建成[10]，进而调节植物自身的生长发育、光合作用、生理代谢[11]，研究表明，蓝光对幼苗株高生长产生抑制作用[12]，本研究表明，红光处理下叶片和根系的生物量高于对照，但蓝光处理下生物量显著低于对照，可能是蓝光提高了IAA氧化酶活性从而降低了IAA含量，进而影响樟子松幼苗生长。当红光和蓝光比例为7∶3处理的生物量最大，可能是在蓝光和红光协同作用下促进植株生长和物质积累。

光合色素是绿色植物光合作用的基础，对光能的吸收和利用起着重要作用，特别是对叶绿素的影响，其含量的高低直接影响叶片的光合效率[13]。光是影响叶绿素形成的主要因素，可见各种波长的光都能促进叶绿素形成[14]。光合色素含量则在一定程度上决定光合速率[15]。本研究结果表明，光质显著影响樟子松光合色素含量，其中在红光和蓝光比例为7∶3时，叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量最高，这可能是叶绿素吸收光谱的最强吸收区是在640～660 nm的红光和430～450 nm的蓝紫光2个部分，净光合速率、气孔导度、胞间二氧化碳浓度和蒸腾速率随蓝光比例的增加，呈先升高后降低的趋势，在红光和蓝光比例为7∶3处理时达到最大值。综合比较，在红光和蓝光比例为7∶3处理的生物量最大，叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量最高，光合速率达到最大值。因此，红蓝7∶3时植株生长健壮，樟子松植株的干物质积累量大，光合效率较高，可以作为人工栽培光源的有效参数。