光环境调控对水稻幼苗和黑豆芽苗菜生长发育的影响

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1、第一章文献综述生长与蓝光LED相关，植株良好品质的形成也是蓝光LED众．多功能之一。在单色蓝光LED下，万寿菊的茎最长，是荧光灯处理下的三倍(Heoeta1．，2002)。而Appelgen(1991)报道蓝光强烈抑制Pelargonium茎的延长。Tanaka等(1998)对兰花研究发现红色LED促进了叶片的生长但降低了叶绿素的含量，然而蓝光LED可逆转这个效应，方法是用超亮蓝光+红光LED照射。看来蓝光与光敏色素交互作用或通过蓝光受体引起植物反应(OabaandBlack，1987：Rajapakseeta1．，1992)。Su

2、ng等(1998)发现在蓝光下低的光照强度可显著的增加干质量和茎的长度。2．3红光与蓝光组合对LED对植株生长的影响Kim(2004)采用LED照射菊花组培苗发现红蓝光LED下的苗净光合速率最高，鲜质量、干质量和叶面积也最大，气孔的数目最少，气孔开度最大。即芽在红蓝光LED下生长最好(茎伸长除外)。红蓝光LED通过增加净光合速率以提高植物的生长和发育是因为红光与蓝光的光谱能量分布与叶绿素吸收光谱一致(Goinseta1．，1997)。然而在大多数离体培养条件下，红蓝光的效应与荧光灯相似。Brown(1995)也得到相似的结论，红光+

3、蓝光LED取代红光LED促进胡椒植株生物量的积累。Heo对万寿菊和鼠尾草进行显微结构观察发现，同单色的蓝光或红光LED相比，在荧光灯和LED混合照射下两种植物的气孔数目较多，以远红光LED辅助荧光灯下万寿菊的气孔数目最多。Tanaka等(1998)报道指出在红光+蓝光LED和荧光灯下得到了兰花组培苗的鲜质量和干质量增加。Lian等(2002)对百合鳞茎进行试验得出，红光+蓝光LED更适合鳞茎的生长，鳞茎的尺寸、鲜质量、干质量和干质量百分率最高，鳞茎根的数量、鲜质量、干质量和干质量百分率在红光+蓝光LED和荧光灯下高。而Piao等(2

4、002)在马铃薯离体增殖培养中，发现荧光灯光源优于红光+蓝光LED。Jao等(2005)也试验得出荧光灯下Zantadeschia植株的叶绿素含量和干物质积累量最大，比LED更适合生长。2．4其他波长的LED对植株生长的影响以往研究对其他颜色的LED研究甚少。Mori等(2002)采用不同脉冲周期和占空比的脉冲白色LED照射莴苣，同连续照明相比，莴苣的生长速率和光合速率均普遍提高，特别是脉冲周期400微秒、占空比50％时，莴苣生长速率和光合速率都提高了20％或更多，当占空比为33％时，莴苣生长速率进一步增加。Kim等(2004)研究

5、发现在红光LED+蓝光LED基础上补充绿光，莴苣的生物量更高。以前的研究表明红光LED+蓝光LED组合对一些作物是有效光源。但生长在这种复合光下植株略呈紫灰色，导致视觉评价混乱。补充绿光可使植物叶片呈正常绿色，与自然设置下的荧光灯照射颜色相似。特别是此光源应用在宇宙基地等闭锁式生命维光环境调控对水稻幼苗和黑豆芽苗菜生长发育的影响持系统中，有利于宇航员的身心健康。此外绿光可以透过植物冠层照射底部叶片，通过增加底部叶片的光合速率以增加植物生长的潜能。昆虫具有趋光性，特别是其视觉对彩色刺激的反应，国外学者把LED应用到植物保护领域，即物理

6、方法取代农业化学药品控制害虫的繁殖。Nakamoto等(2004)证实绿色LED可捕获西印度甘薯的害虫象鼻虫。Chu等(2004)报道配有黄色粘板的绿色LED可探测、控制并抑制温室里的甘薯粉虱、棉花蚜虫和菌类滋生虫。因此可用于植物工厂病虫害防治，优化植物生长环境，减少化学药剂污染，确保温室蔬菜的安全无残留。3应用于光环境调控的LED特征随着科学技术的进步以及农业与生物产业的快速发展，植物对有效光的利用已经突破单纯依靠太阳光的限制，人工光源代替或补充自然光源的不足已经成为环境控制植物生长发育的重要手段(杨其长，2008)。长期以来在农

7、业及生物领域使用的人工光源主要有荧光灯、白炽灯、钠灯、镝灯等。其中，高压钠灯和日色镝灯是发光效率和有效光合成效率较高的光源。但由于这些灯耗电量大，发射光谱不能很好地与植物的光合作用吸收光谱相吻合，做补光效率低(徐景致等，2002)；产生很多的热辐射，不能对植物接近照射，对植物生长光激励效率不高，做人工补光成本很高，因而只用在一些高附加值的花卉种植上和人工气候室试验中。荧光灯的光谱成分中无红外线，生理辐射量所占比例较大，能被植物吸收的光能约占辐射光能的75％．80％，是较适于植物补充光照的人工补光光源，目前使用较为普遍，但荧光灯在光合

8、作用的低效光黄绿光谱段也仍有很大一部分比例，且功率小，功率因数低(0．5左右)，附件多，故障率相对较高，实用化程度仍不高。因此对植物生长促进作用很少，光效很低。近年来随着农业科技化水平的提高及组培大规模的发展，新型节能高效补光措施便成