不同光源條件下多肉植物生長發育的研究

丁曉浩 金繼良 蔡 健 曹 慧

(阜陽師范大學 生物與食品工程學院，安徽 阜陽 236037)

多肉植物又稱多漿植物、肉質植物，園藝上也稱之為多肉花卉[1]。多肉植物因種類繁多、玲瓏可愛、容易成活，是目前比較受歡迎的盆栽植物。當前，已知的多肉植物品種數目約為1萬種以上，多肉愛好者也在逐年增多[2]。本文通過研究不同光源對多肉生長的影響，即控制光源和光照時間等，培育出顏色鮮艷、植株矮小耐看的幾種多肉植物，進而分析出不同光源對多種多肉植物的形態和色彩的影響，并將這種培養模式推廣到大量的多肉植物的養護中，從而得到更具市場價值、色彩豐富的多肉植物。

1 研究內容

本文以藍蘋果(Echeveria 'Blue Apple')、冬美人(Pachyphytum pachyphytoides)、果凍乙女心(Sedum pachyphyllum)、卡羅拉(Echeveria Colorata)、紅稚蓮(Echeveria macdougallii)和火焰蒂亞(Sedeveria 'Letizia')6種長勢良好的多肉植物為材料，設置兩個實驗組，一個對照組，每組10個樣本。實驗組分別采用藍光和紅光照射，對照組不補光。每天照射固定時間，連續照光一個月后，測定6種多肉在不同光源下的的各項生理指標。從實驗數據中分析出不同光源對不同多肉植物的呈色、花序及長勢的影響。

2 材料與方法

2.1 實驗材料及器材

2.1.1 實驗材料

多肉植物材料采購于阜陽市花博園，選取生長形態大小相同的6種多肉各30盆。生長狀態優良，株齡為2年，經溫室大棚栽培控型后形成形態良好的成株。

2.1.2 實驗器材

LED紅光、藍光補光燈，分光光度計、離心機、電子天平、恒溫箱、燒杯、試管、離心管、比色皿、試管架、剪刀、研缽、漏斗、移液管、游標卡尺。

2.1.3 實驗試劑

丙酮、蒸餾水、石英砂、CaCO3粉末、0.1mol/L HCl。

2.2 實驗方法

2.2.1 栽培環境和光照處理

將6種多肉植物分成3組，每個品種每組10株，放置于黑色塑料托盤上，共180盆，分別置于溫室大棚的三排培養架上的中心位置。大棚具有擋光、降溫、保濕等功能，白天溫度平均為25℃，土溫為18.6℃，濕度為38%。采用LED紅藍組合燈對實驗組多肉進行光照處理：對第一排進行藍光照射處理，第二排進行紅光照射處理，第三排利用大棚散射光即無補光設備為對照。設置LED紅藍組合燈的光補償點為50umol·m-2·s-1，下午6點開，第二天早上8點關，實驗組多肉植物每日的光照時間為14h，連續培養30日 。平均每5天澆水一次，澆水時從花盆邊緣澆入，以土壤干透澆透為準則，不能使其積水。

2.2.2 多肉植物形態指標的測定

進行不同光源照射實驗組的第一天，分別選取藍光實驗組、紅光實驗組和對照組的6種長勢良好的多肉植物各5個樣本。用皮尺和直尺測量90個樣本的冠幅，即多肉葉子展開后的最大直徑，記錄在觀察本上；再測量樣本連盆高度及最大葉長和葉寬，記錄數據；觀察多肉葉片顏色，記錄其顏色的變化，每隔10日記錄一次。

2.2.3 葉綠素a、葉綠素b含量的測定

在不同光源條件下光照30日后，分別從三組試驗材料中，挑選出6種多肉植物各3株，共54個樣本。從樣本中采集健壯、無病蟲害且飽滿成熟的葉片，將多肉葉片表面污物清洗干凈，用濾紙吸干水分。用干凈的剪刀將樣本的葉片剪成0.3mm左右大小的碎片，用電子天平稱量0.5g放入研缽中，用移液器加5ml純丙酮、少許的CaCO3和石英砂,將多肉研磨至勻漿，加80%丙酮5ml，混勻后轉入離心管中，再加80%丙酮2ml洗滌研缽，一并轉移到離心管中，4 000r/min 離心10min，取上清棄去沉淀。上清液用80%丙酮定容至20ml，即得到色素提取液。

測定吸光值：取上述色素提取液1ml，加入80%丙酮4ml，混勻后轉入到比色皿中，再以80%丙酮作為對照調零，測定其在645nm、663nm處的吸光值[3]。

按照以下公式計算葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素的濃度：

式中： ρa為葉綠素a的質量濃度，單位是mg/L；

ρb為葉綠素b的質量濃度，單位是mg/L；

ρT為總葉綠素質量濃度，單位是mg/L；

A663為在波長663(即葉綠素a的最大吸收峰長)時，混合液的OD值；

A645為在波長645(即葉綠素b的最大吸收峰長)時，混合液的OD值。

再根據稀釋倍數分別計算每克鮮重多肉葉片中色素的含量。

2.2.4 花青素生理指數的測定

選取6種多肉在不同光源處理下的樣本各3株，即在藍光組分別選取6種多肉，每種3個樣本，紅光組和對照組同理，共48個樣本，采摘健康飽滿的葉片，稱量1g，切成2mm左右的碎片，倒入試管中。量取質量分數36%—38%的鹽酸4.1ml配制成濃度為0.1mol/L的 HCL溶液500ml，向每個試管中加入現配的0.1mol/L HCL溶液5ml，浸沒多肉碎片。試管口用封口膜封住，防止HCL揮發。將試管放入32℃恒溫箱中，浸泡5個小時。用濾紙過濾后得到色素提取液，將提取液倒入比色皿中，以0.1mol/LHCL作為調零管，測定其在530nm下的吸光值。求取平行實驗的平均值。

將A530的值記為0.1個單位花青素濃度，從而獲得花青素的相對含量。將測得的A530乘以10，用來表示該實驗中多肉花青素的相對濃度單位。

3 結果與分析

3.1 不同光源對多肉形態指標的影響

3.1.1 對多肉呈色的影響

6種多肉植物在補光燈照射30天后，不同光源對多肉植物著色度的影響，顏色對比如表1所示。

表1 不同光源處理對多肉植物顏色狀態的影響

表1 (續)

從整體上來看，藍光照射下的多肉顏色最鮮艷，紅光照射下的多肉顏色次之，自然光條件下的多肉顏色最黯淡，可以推測藍光、紅光對景天科多肉均有增色效果，藍光處理比紅光處理效果好。其中紅稚蓮、卡羅拉、乙女心三個品種的多肉藍光組顏色較對照組差距最大，可以推測這三個品種對藍光處理更敏感，藍蘋果、冬美人這兩個品種藍光組和紅光組較對照組均有增色，但兩者差距并不明顯，可以推測這兩個品種對紅光、藍光都有敏感，且敏感度相差不大。蒂亞這個品種雖然藍光組較紅光組植株整體顏色更亮，但紅光組蒂亞邊緣呈深紅色，實驗結果還需進一步進行實驗。綜上紅光、藍光對多肉植物顯色度均有提升，藍光處理較紅光處理有效。

3.1.2 對多肉花序的影響

植物的光周期由紅光—遠紅光感受器和藍光—近紫外光感受器控制，受體接收不同波長的光，從而使植物開花[4]。由表2可知，在不同光源下，一些多肉植物的花序數目有明顯差異。藍蘋果在紅光下的花序數目較多，藍光次之，在散射光下最少；果凍乙女心和火焰蒂亞在藍光下開花數目最多，紅光次之，散射光下最少；冬美人、卡羅拉和紅稚蓮基本未開花。因此，可判斷藍光和紅光對藍蘋果、果凍乙女心和火焰蒂亞三種多肉植物的花序數目有不同影響。

表2 不同光源下的多肉花序數數目

3.1.3 對多肉生長發育的影響

記錄6種多肉植物的冠幅、連盆高度、最長葉長和最長葉寬，求取平均數，如表3所示。

表3 不同光源處理對多肉形態指標的影響

表3 (續)

不同光質對多肉的處理中，藍光和紅光對以上多肉植物生長具有一定的調控作用[5]。藍光處理的多肉冠幅最大，說明藍光能促進多肉的冠幅生長，但藍光處理的多肉連盆高度最小，紅光處理的連盆高度最高，說明單一的紅光引起這幾種多肉徒長，莖變得細長，從而植株高度增加。藍光處理的最長葉長和最長葉寬也普遍比紅光組和對照組要大，說明藍光對多肉葉片的生長有促進作用[6]。

3.2 不同光源處理對多肉生理指標的影響

表4 不同光源處理對6種多肉色素含量的影響

由表4可以看出，藍光處理條件下多肉的葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總含量最低，實驗對象葉綠素的總含量均呈藍光〈紅光〈自然光的趨勢；同時，藍光處理條件下花青素含量最高，花青素含量呈藍光〉紅光〉自然光的趨勢。乙女心和藍蘋果這兩個品種不符合這種趨勢，可能是因為品種不同而對光敏感程度較低，還需進一步的實驗探究。

4 結論

6個品種的多肉植物經過30天的光照處理后，實驗組的顏色和狀態都優于對照組，補光對于多肉植物的顏色和狀態的有明顯促進作用。

藍光組大部分多肉品種的葉綠素含量低于紅光和對照組，同時花青素含量高于紅光和對照組，顏色豐富且較鮮艷，植株莖干粗壯、株形緊湊、葉片飽滿。其中藍蘋果、冬美人這兩個品種藍光組和紅光組較對照組雖均有增色，但紅光組與藍光組差距并不明顯，可以推測這兩個品種對藍光都有反應，但敏感度可能較低，處理效果不夠明顯。

紅光組大部分多肉的葉綠素含量也是低于對照組的，但高于藍光組，顏色也是沒有藍光組鮮艷，同時比對照組顏色豐富。紅光組多肉株高(含盆)大于藍光組和對照組，植株莖干較細、株形較為分散、葉片顏色沒有藍光組豐富，整體觀賞效果不如藍光組多肉。實驗的6個品種全部都是紅光組的株高最大，說明紅光對這6個品種的多肉都有影響，能夠促進莖干的伸長。