花改場--不同光譜補光處理對紅葉萵苣育苗品質之影響--02 - 農業知識入口網

前言

宜蘭地區秋冬季因東北季風容易滯留，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，宜蘭地區秋冬季連續降雨及強降雨等極端氣候頻繁發生，使栽培設施內光照長期不足。當植物生長於遮陰或光照不足的環境下，光質呈低R/FR、低藍光及低UV等，會促進生長素（auxin）、激勃素（gibberellin,GA）、及蕓苔素內酯（brassinolide,BR）的信號傳導及反應；抑制茉莉酸（jasmonic acid,JA）及水楊酸（salicylic acid,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（Shade avoidance syndrome,SAS）。避陰綜合症又稱避陰反應、避陰效應、遮陰迴避、遮蔽效應等，避陰綜合症包含下胚軸過度生長、莖強度變弱、節間和葉柄快速伸長、葉片偏下生長（hyponasty）、葉片老化加速；作物頂端優勢和向光性增強，抑制分枝數；植株地上部與地下部之資源分配改變，使根系生長受到限制；植物免疫系統減弱，易感病蟲害等表現（Ballaré and Pierik,2017；Courbier and Pierik,2019;Fittinghoff,2008;Formisano et al.,2022;Lin,2002;Liu et al.,2021;Morelli and Ruberti,2000）。宜蘭地區因秋冬季長期的低光高濕環境，栽培設施內光強度下降及光質比例變化，加劇蔬菜育苗避陰綜合症產生，蔬菜苗株莖部徒長細弱、下胚軸過長、根系生長遲緩等問題，延長蔬菜成苗時間且使苗株品質降低。

額外補光能改變設施內光強度與光質，減輕或避免幼苗出現避陰綜合症，改善幼苗品質與育苗時間。如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、增加莖徑，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）。白色螢光燈與發光二極體（LED，light-emitting diode）為常見的補光光源，LED為一種半導體光源，具有效率高、壽命長、不易破損等優點，相較於傳統光源（高壓鈉燈、金屬鹵化物燈）在低光度下能量轉換效率高，及較省電等優點（許，2013）。前人研究顯示使用特定光色LED補光的效果較白色螢光燈佳。如相同光強度下，與白色螢光燈照明相比，三種蔬菜在藍色和紅色LED光下的葉子數量顯著增加。紅葉萵苣在較低光強度（270µmol·m-2·s-1）的白色螢光燈處理下，葉片可吸收的波長（PAR）較高光強度（570µmol·m-2·s-1）減少30%（Cammarisano et al.,2021）。在相同產量下，紅葉萵苣使用LED（λP:451、634和665nm）處理所需的能量為白色螢光燈的一半（Cammarisano et al.,2021）。與白色螢光燈相比，紅藍光LED處理下的萵苣和甜椒的芽長和根頸直徑（root collar diameter）顯著更大，萵苣幼苗的芽生長速度較快，胡瓜幼苗的根長、根乾物質和迪克森品質指數（Dickson quality index,DQI）顯著增加，萵苣和胡瓜幼苗的芽乾重和總乾重更高（Silva et al.,2016）。以全紅光LED照射的萵苣幼苗的地上部鮮重比白色螢光燈增加25%（Hernández-Adasme et al.,2022）。