光環(huán)境調(diào)控對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響.pdf

1、隨著光電技術(shù)的發(fā)展，LED（Light Emitting Diode，發(fā)光二極管）在農(nóng)業(yè)與生物領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。LED不僅具有體積小、壽命長(zhǎng)、耗能低、波長(zhǎng)固定與低發(fā)熱等優(yōu)點(diǎn)，而且還能根據(jù)植物需要進(jìn)行發(fā)光光譜的精確配置，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)光源無(wú)法替代的節(jié)能、環(huán)保和空間高效利用等功能。
　　 光質(zhì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育、形態(tài)建成、光合作用、物質(zhì)代謝以及基因表達(dá)均有調(diào)控作用。將LED輻射的各種光譜進(jìn)行配比組合應(yīng)用在植物組織培養(yǎng)、

2、設(shè)施育苗、芽苗菜中具有重要意義。本研究以菊花、蝴蝶蘭和文心蘭組培苗，番茄、萵苣幼苗，及豌豆、蘿卜種子等為試驗(yàn)材料，獲得植株所需的各種光譜能量分布的LED光源，開(kāi)展生長(zhǎng)試驗(yàn)和指標(biāo)測(cè)試分析，系統(tǒng)研究不同光譜能量分布的LED光源對(duì)不同品種的組培苗、實(shí)生苗，及種子發(fā)育及其各個(gè)生長(zhǎng)階段的影響，為L(zhǎng)ED光譜調(diào)控在農(nóng)業(yè)與生物領(lǐng)域中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。
　　 研究結(jié)果如下：
　　 1.對(duì)番茄和萵苣幼苗的實(shí)驗(yàn)表明，紅光下番茄、萵苣幼苗的可溶性

3、糖、淀粉和碳水化合物值均顯著高于對(duì)照，葉片葉綠體中淀粉粒膨大顯著；藍(lán)光極顯著抑制番茄下胚軸長(zhǎng)，顯著提高萵苣和番茄幼苗葉片葉綠素a和類胡蘿卜素含量；紅藍(lán)光下萵苣幼苗葉片中的可溶性糖、淀粉、碳水化合物、蔗糖和C/N比均達(dá)到最大值且顯著高于紅光處理，番茄、萵苣的主根顯著伸長(zhǎng)，并且幼苗葉片中葉綠體形態(tài)正常，基粒增多，基質(zhì)片層清晰，淀粉粒體積明顯小于紅光下。紅光下光合產(chǎn)物積累顯著但運(yùn)輸受阻嚴(yán)重。在紅光中添加適量藍(lán)光更有利于萵苣幼苗的碳水化合物積累

4、，促進(jìn)幼苗根系生長(zhǎng)并有利于同化產(chǎn)物輸出。
　　 2.對(duì)菊花增殖苗及生根苗的實(shí)驗(yàn)表明，紅光有助于增加株高、節(jié)間長(zhǎng)，且有利于生根試管苗可溶性糖、淀粉和碳水化合物的合成；藍(lán)光顯著提高叢生苗的葉綠素b、葉綠素總量及類胡蘿卜素含量和生根試管苗游離氨基酸含量；而紅藍(lán)黃復(fù)合光不僅有利于叢生苗分化和增殖，也利于促進(jìn)其生根組培苗色素形成、生長(zhǎng)發(fā)育及根系活力。與熒光燈相比，紅藍(lán)黃復(fù)合光質(zhì)LED具有明顯優(yōu)勢(shì)，有利于提高增殖系數(shù)、培育壯苗和降低能耗成本

5、。
　　 3.對(duì)文心蘭和蝴蝶蘭生根研究結(jié)果表明，紅光有助于增加株高，且有利于生根試管苗可溶性糖、淀粉和碳水化合物的合成；藍(lán)光顯著提高生根苗的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量及類胡蘿卜素含量和生根試管苗蛋白質(zhì)含量；而紅藍(lán)黃復(fù)合光處理下兩種植株生長(zhǎng)生長(zhǎng)健壯，生根率高，根長(zhǎng)且根數(shù)多，干重鮮重較大，有利于文心蘭和蝴蝶蘭的的正常生長(zhǎng)。與熒光燈相比，紅藍(lán)黃復(fù)合光質(zhì)LED具有明顯優(yōu)勢(shì)，有利于提高增殖系數(shù)、培育壯苗和降低能耗成本。
　　

6、4.對(duì)蘿卜芽苗菜的生長(zhǎng)及品質(zhì)的研究結(jié)果表明，紅光對(duì)蘿卜芽苗菜生長(zhǎng)影響顯著，下胚軸長(zhǎng)、子葉面積、鮮重及干重均達(dá)到最大值且顯著高于對(duì)照。紅光與紅藍(lán)組合處理下，可溶性糖與淀粉含量均顯著高于對(duì)照。遠(yuǎn)紅光能顯著提高蘿卜芽苗菜Zn、P、Mn、Mg、Ca、Na含量，其次為紅光。綜合考慮實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以認(rèn)為應(yīng)用LED紅光照射有利于蘿卜芽苗菜生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，對(duì)于部分營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的改善有積極意義。
　　 5.對(duì)豌豆芽苗菜生長(zhǎng)及品質(zhì)的研究結(jié)果表明，黃光處理

7、下的下胚軸長(zhǎng)、第三節(jié)距長(zhǎng)顯著高于對(duì)照，其次是紅光，與黃光相比，紅光的子葉面積顯著高于黃光，紅光對(duì)促進(jìn)下胚軸伸長(zhǎng)、子葉擴(kuò)張、光合速率提高及干物質(zhì)積累有重要作用，藍(lán)光和黃光處理下的葉面積顯著小于對(duì)照。組合光下的葉面積高于對(duì)照，色素含量最高，但鮮重低于其它光質(zhì)處理。藍(lán)光下的可溶性蛋白含量及游離氨基酸的含量均最高。
　　 綜上所述，本研究表明，LED光譜調(diào)控應(yīng)用到農(nóng)業(yè)與生物領(lǐng)域具有可行性，可替代熒光燈大范圍應(yīng)用于設(shè)施育苗、植物組織培養(yǎng)及