光照强度对‘红宝石’多肉叶片呈色及冠幅的影响

李尊洋，刘 贺*，刘 璇，王红玉，卢姝梦，孔令婧

（东北林业大学园林学院，黑龙江哈尔滨 150040）

多肉植物是指植物的根、茎、叶3 种营养器官中叶是肥厚多汁且具备储藏大量水分功能的植物[1]。其形态与其它类型植物有明显区别，根、茎、叶3 种营养器官中至少有1 种具有肥厚多汁的薄壁组织，能储存大量水分，目前已发现并记载的就有1 万余种[2]。如今，多肉植物的生产正朝着专业化、精细化和产业化发展，市场潜力巨大，凭借其娇小玲珑、易于管理的特点在室内盆栽市场所占份额逐渐增加[3]。

‘红宝石’多肉植物为景天科拟石莲花属植物，是小型的多肉品种。叶片为细长匙状，前端较肥厚、斜尖，呈莲花状紧密排列，整体较饱满。不同处理时叶片颜色及冠幅变化明显，易于观察记录。‘红宝石’多肉植物以其叶片鲜艳的颜色及株型为主要观赏性状。但目前市场上人们往往注重植物的快繁与批量生产[4]，忽视了‘红宝石’多肉植物的颜色与株型的表现，导致其观赏价值严重下降。目前有许多关于光照强度对多肉植物的冠幅及叶片颜色变化的研究，例如李静敏等[5]探究了夏季不同条件对于不同种多肉植物生长及颜色变化的影响。但对于‘红宝石’多肉植物的冠幅和叶片颜色变化的相关影响因素尚未见报道。

本试验拟采用控制变量的方法，在保证其他影响‘红宝石’观赏性状因素相同的条件下，通过控制不同的光照强度，探究不同光照强度对‘红宝石’多肉植物叶片颜色及冠幅的影响，以期为‘红宝石’多肉植物的繁育提供理论依据[6-7]。

1 材料与方法

1.1 试验时间与地点

本研究于2018 年8 月～2019 年3 月在哈尔滨市东北林业大学园林学院植物培养室进行。

1.2 试验材料

所用试验材料为景天科拟石莲花属多肉植物：‘红宝石’（Sedeveria pink ruby）。

1.3 试验方法

1.3.1 ‘红宝石’多肉植物的生长环境。将‘红宝石’多肉植物置于培养室中，利用遮光布厚度与材质的不同，控制光强分别为2000、3000、4000、5000、6000、7000Lx，每组光照强度设置3 个重复对照。培养室环境条件：白天处理温度26℃，夜晚处理温度22℃；光照处理16h，黑暗处理8 h。

1.3.2 ‘红宝石’多肉植物的花青素含量测定。参照吴启康等[8]的有机溶剂萃取法，为消除试验取样位置误差，每棵植株取叶片6g，将其剪成0.3cm2碎片后混匀，随机选取1g 材料备用，每组处理3 个重复对照[9]。将植物材料置于烧杯中；分别加入0.1mol/L HCl 10mL 于15mL 离心管中，置于32 ℃培养箱中，浸泡4 h 以上。用定性滤纸过滤，滤液即花青素提取液。用0.1mol/L HCl 在紫外可见光分光光度计中调零，取花青素提取液在波长530 nm 处读取吸光度值，按下列公式计算花青素含量：

花青素的相对含量=OD530/0.1W

式中：OD530 为530 nm 波长下的吸光度值；W 为叶片重，单位为g。

1.3.3 ‘红宝石’多肉植物冠幅的测定。‘红宝石’多肉植物冠幅指在垂直视角下展开的最大直径。将刻度尺放置与水平面平行，紧贴植株顶端，并测量植物冠幅。分别在‘红宝石’多肉植物处理3 个月与6 个月进行冠幅测量，记录并整理冠幅数据。

1.3.4 数据的处理与分析。采用Excel 与Spass 数据分析软件对植物冠幅进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同光照强度区间对‘红宝石’多肉叶片呈色的影响

图1 不同光照强度区间对‘红宝石’多肉叶片呈色的影响

由图1 可知，2000～7000Lx 光照强度下，多肉植物随着培养时间的增长，冠幅逐渐增大。相同处理时间，2000～7000Lx 光照强度，随着光照强度的增强，‘红宝石’多肉植物的冠幅先增大后减小，在5000Lx 光照强度下，冠幅达到峰值。2000～4000Lx 光照强度下处理1～3 个月时，‘红宝石’多肉植物叶片颜色无明显差异。2000Lx 光照强度下处理4～6 个月时，植株叶片绿色逐渐变深。处理6 个月时，叶片颜色由灰绿过渡到翠绿。3000Lx 光强处理的植株叶片绿色深度较2000Lx 光强处理的浅，叶片边缘开始出现不明显的淡淡粉色。4000Lx 光强处理的植株1～3 个月叶片颜色逐渐变浅，处理4 个月时，叶片边缘淡粉色，在6 个月时，叶片边缘明显出现粉色。5000Lx 光照强度下，植株叶片随着处理时间增长，叶边缘颜色逐渐变深，6 个月时，叶边缘出现明显红色。6000～7000Lx 的植株处理1～3 个月叶片边缘逐渐变红，随着培养时间增长，红色逐渐加深，6 个月时，整株叶片都已变红。在试验组‘红宝石’植株中表现为明显的深红色。

2.2 不同光照强度区间内‘红宝石’多肉植物株形态变化

由图1 可知，在2000Lx 光照强度下，‘红宝石’多肉植物叶片生长不紧凑，颜色灰绿或翠绿；在3000 Lx光照强度下，植株变化不明显，叶片向中心靠拢，随着光照强度逐渐增强，植株叶片紧实程度增强较明显，颜色翠绿；在5000～6000Lx 光照强度下，植物叶片相对紧凑，多数叶片边缘和背面出现红晕或淡粉色；在7000Lx 光照强度下，植株叶片更加紧凑，叶片颜色变化明显，多数叶尖变成深红色。这说明‘红宝石’多肉植物叶片颜色随着光照强度的增强变化明显，处理光照强度越强，颜色越丰富鲜艳。

表1 不同光照强度下‘红宝石’多肉冠幅（mm）变化

由表1 可知，在处理3 个月时，光照强度5000Lx，‘红宝石’的冠幅大小显著高于2000、3000、7000Lx（P ＜0.05），是2000、3000、7000Lx 的1.15、1.16、1.13倍；5 000Lx 的冠幅大小是4000Lx 和6000Lx 的1.07倍和1.03 倍，无显著性差异（P＞0.05）。在处理6 个月时测量，光照强度6000Lx，‘红宝石’的冠幅大小显著高 于2000Lx 和3000Lx（P ＜0.05），是2000Lx 和3000Lx 的1.17 倍和1.10 倍；6000Lx 的冠幅大小是4 000、5000、7000Lx 的1.05 倍、1.02 倍和1.03 倍，无显著性差异（P＞0.05）。

表2 不同光照强度下‘红宝石’冠幅净增长量（mm）变化

由表2 可知，‘红宝石’多肉植物从幼苗处理的前3 个月，光照强度5000Lx，处理0～3 个月的‘红宝石’多肉植物冠幅净增长量显著高于2000、3000、4000、7000Lx（P＜0.05）,是2000、3000、4000、7000Lx 的1.39、1.23、1.21、1.27 倍；5000Lx 的冠幅净增长量是6000 Lx的1.07 倍，无显著性差异（P＞0.05）。处理6 个月，光照强度在5000Lx 下，处理3～6 个月的‘红宝石’多肉植物冠幅净增长量显著高于2000、3000、4000、6000、7000Lx（P ＜0.05）,是2000、3000、4000、6000、7000Lx的1.35、1.21、1.27、1.17、1.19 倍。

2.3 不同光照强度下‘红宝石’多肉植物叶片花青素含量变化

由图2，在试验控制光照强度2000 和3000Lx 时，植株花青素指数相差不大；随着光照强度的增加，花青素含量平均值明显增大；光照强度达7000Lx 时，花青素含量平均值达试验控制光照强度下的最高值。

图2 不同光照强度下‘红宝石’叶片花青素相对含量

3 结论与讨论

‘红宝石’多肉植物在生产发育过程中，表皮细胞液中蕴含花青素的含量与植物叶绿素的含量是影响其颜色变化的重要因素。花青素含量越高，植物颜色越丰富，花青素含量越低，植物颜色变化越小[5,8-9]。

‘红宝石’多肉植物的冠幅与细胞内所分泌的生长素含量有关，生长素含量越高，冠幅越大，反之亦然。于红茹等[10]对拟石莲花属多肉生长特性的研究结果相一致。说明在适宜生长环境下，在一定光照强度范围内,‘红宝石’多肉植物冠幅随着光照强度的增加而增大；随着光照强度的增加，多肉植物叶片颜色越丰富[11-12]。

本研究旨在探究光照强度对‘红宝石’多肉植物叶片颜色以及冠幅变化的影响。结果表明，‘红宝石’多肉植物在2000～7000Lx 光照强度下，冠幅呈现先升高后降低的趋势，并在5000Lx 时达到峰值。对数据分析统计发现，5000Lx 下的净增长量显著，是2000Lx 光照强度下的1.39 倍。说明在5000Lx 光照强度下，促进了‘红宝石’多肉植物细胞内某种控制生长的激素分泌，导致‘红宝石’多肉可能发生了徒长现象，与王克磊等[13]对于植物徒长因素的研究结果相符。在6000～7000 Lx 光照强度区间，植株直径的净增长量降低，这可能由于光照强度过高，超过了‘红宝石’多肉的光补偿点引发了光抑制现象，gn 张舟怡[14]的研究结果相符。

在2000～5000Lx 光照强度范围内，‘红宝石’多肉植物叶片颜色主要呈现绿色，边缘稍粉红，叶片着色不明显。在5000～7 000Lx 光照强度范围内，随着光照强度增强，叶片颜色红色加深。这是因为随着光照强度逐渐增高，植物叶绿素含量逐渐降低，使植物绿色呈现不断减少的性状，与阳圣莹等[15]不同植物对光照强度响应的研究结果相符。

‘红宝石’多肉植物叶片花青素含量，在2000～7000Lx 光照强度范围内，随着光照强度增强呈上升趋势。与唐杏姣等[16]探究光强对菊花花青素合成作用中花青素指数变化趋势研究相符。

试验研究表明，在光照强度4000～5000Lx，为‘红宝石’多肉植物株型适宜生长环境，但叶片颜色变化不丰富；光照强度6000～7000Lx，‘红宝石’多肉植物叶片颜色变化丰富，但株型不良。本研究为今后‘红宝石’多肉优良观赏性状的培育以及对同方向‘红宝石’的研究产生了积极的影响[17-18]。