花改場--利用補光改善蔬菜育苗品質--02 - 農業知識入口網

前言

宜蘭地區因特殊的喇叭口地形，秋冬季東北季風進入宜蘭地區時，帶來充足水氣，且太平洋高壓仍在臺灣南部未明顯南移，阻擋冷空氣南下，因而造成進入宜蘭地區的東北季風容易滯留，形成氣流不斷灌入宜蘭平原並向西移動，而當氣流西進遇山後由於爬坡效應，水氣上升凝結使得雲雨量明顯增多，相對日照量也隨之減少（徐與曾，2007）。而近年氣候變遷，導致極端氣候現象發生更頻繁，加劇宜蘭地區秋冬季連續降雨及強降雨情形。宜蘭地區秋冬季長時間低光高溼，嚴重影響作物生長發育與產量。當植物生長於遮蔭或光線不足的環境下，如低R:FR、低藍光及低UV等，影響植物荷爾蒙的產生及分布，促進生長荷爾蒙—生長素（IAA）、激勃素（GA）、及蕓苔素內酯（BR）的信號傳導及反應；抑制防禦性荷爾蒙—茉莉酸（JA）及水楊酸（SA）的信號傳導及反應，使植物產生形態與生理變化（Ballaré and Pierik,2017;Shafiq et al.,2021;Song et al.,2019）。這系列反應統稱為避陰綜合症。避陰綜合症又稱避蔭效應、遮蔭迴避、遮蔽效應等，避陰綜合症包括促進下胚軸生長、節間和葉柄快速伸長、葉片向上運動（偏下生長hyponasty）；加強頂端優勢及向光性、抑制分枝；限制根系生長，改變地上部與地下部之資源分配；早熟，提早開花；加速葉片老化；免疫系統減弱，易感病蟲害；細胞壁組成分改變，莖強度減弱；產量下降，結實率減少，果實發育受阻及種子發芽率下降等（Ballaré and Pierik,2017；Courbier and Pierik,2019;Fittinghoff,2008;Formisano et al.,2022;Lin,2002;Liuetal.,2021;Morelli and Ruberti,2000）。宜蘭地區秋冬季霪雨低光高濕環境，栽培設施內光強度下降及光質比例變化，加劇蔬菜育苗產生避陰綜合症。尤其設施內蔬菜育苗，因長時間低光高溼環境，易使蔬菜苗出現徒長、下胚軸過長、植株纖弱、根系生長緩慢等問題，導致蔬菜育苗時間延長且品質降低，影響作物產量甚鉅。

光對植物生理作用的影響包括光週期、光強度及光質（Casal and Yanovsky,2005;Chen et al.,2004;Folta and Childers,2008）。其中光強度直接影響植物的光合速率，當光強度大於植物的光補償點時，隨著光強度增加，植物的光合作用速率隨之增加。光強度每增加1%，作物產量也會隨之增加約1%，直至植物的光飽和點（Marcelis et al.,2006）。已有許多研究指出提升光強度能增進苗株品質與產量，如光強度400umol m-2 s-1下的萵苣幼苗鮮重較60umol m-2·s-1提高了475%，最終收穫鮮重提高174%，且苗期和最終收穫時的葉數，與幼苗的類胡蘿蔔素濃度皆增加（Givens e tal.,2023）。光強度提升能使黃瓜接穗和砧木下胚軸長度縮短，並提高迪克森指數（Dickson Quality Index,.DQI）、緊實度和幼苗健康指數（Yang et al.,2023）。且能通過提高煙草幼苗從芽到根的蔗糖輸出，促進根系生長（Walter and Nagel.,2006）。設施內多採用人工光源補光以提升光強度，可有效改善作物徒長、下胚軸過長、植株纖弱、根系生長緩慢等避陰綜合症，如用發光二極體燈管（light-emitting diode；LED）補光可顯著增加苦瓜幼苗的葉面積、提高葉綠素含量、降低株高、增加莖粗，能有效抑制苦瓜苗徒長，有利於在早春低溫陰雨期間培育苦瓜壯苗（童等，2018）。