光環(huán)境調(diào)控對植物生長發(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的廣泛關(guān)注。LED不僅具有體積小、壽命長、耗能低、波長固定與低發(fā)熱等優(yōu)點，而且還能根據(jù)植物需要進行發(fā)光光譜的精確配置，實現(xiàn)傳統(tǒng)光源無法替代的節(jié)能、環(huán)保和空間高效利用等功能。
　　 光質(zhì)對植物的生長發(fā)育、形態(tài)建成、光合作用、物質(zhì)代謝以及基因表達均有調(diào)控作用。將LED輻射的各種光譜進行配比組合應(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、蘿卜種子等為試驗材料，獲得植株所需的各種光譜能量分布的LED光源，開展生長試驗和指標(biāo)測試分析，系統(tǒng)研究不同光譜能量分布的LED光源對不同品種的組培苗、實生苗，及種子發(fā)育及其各個生長階段的影響，為LED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.對番茄和萵苣幼苗的實驗表明，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照，葉片葉綠體中淀粉粒膨大顯著；藍光極顯著抑制番茄下胚軸長，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比均達到最大值且顯著高于紅光處理，番茄、萵苣的主根顯著伸長，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)物積累顯著但運輸受阻嚴(yán)重。在紅光中添加適量藍光更有利于萵苣幼苗的碳水化合物積累

4、，促進幼苗根系生長并有利于同化產(chǎn)物輸出。
　　 2.對菊花增殖苗及生根苗的實驗表明，紅光有助于增加株高、節(jié)間長，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；而紅藍黃復(fù)合光不僅有利于叢生苗分化和增殖，也利于促進其生根組培苗色素形成、生長發(fā)育及根系活力。與熒光燈相比，紅藍黃復(fù)合光質(zhì)LED具有明顯優(yōu)勢，有利于提高增殖系數(shù)、培育壯苗和降低能耗成本

5、。
　　 3.對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；而紅藍黃復(fù)合光處理下兩種植株生長生長健壯，生根率高，根長且根數(shù)多，干重鮮重較大，有利于文心蘭和蝴蝶蘭的的正常生長。與熒光燈相比，紅藍黃復(fù)合光質(zhì)LED具有明顯優(yōu)勢，有利于提高增殖系數(shù)、培育壯苗和降低能耗成本。
　　

6、4.對蘿卜芽苗菜的生長及品質(zhì)的研究結(jié)果表明，紅光對蘿卜芽苗菜生長影響顯著，下胚軸長、子葉面積、鮮重及干重均達到最大值且顯著高于對照。紅光與紅藍組合處理下，可溶性糖與淀粉含量均顯著高于對照。遠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。綜合考慮實驗結(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，提高產(chǎn)量，對于部分營養(yǎng)品質(zhì)的改善有積極意義。
　　 5.對豌豆芽苗菜生長及品質(zhì)的研究結(jié)果表明，黃光處理

7、下的下胚軸長、第三節(jié)距長顯著高于對照，其次是紅光，與黃光相比，紅光的子葉面積顯著高于黃光，紅光對促進下胚軸伸長、子葉擴張、光合速率提高及干物質(zhì)積累有重要作用，藍光和黃光處理下的葉面積顯著小于對照。組合光下的葉面積高于對照，色素含量最高，但鮮重低于其它光質(zhì)處理。藍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