LED组合光谱对水培生菜矿物质吸收的影响.pdf

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1、第３４卷，第５期光谱学与光谱分析Vol畅３４，No畅５，pp１３９４‐１３９７２０１４年５月SpectroscopyandSpectralAnalysisMay，２０１４LED组合光谱对水培生菜矿物质吸收的影响１１倡１１，２陈晓丽，郭文忠，薛绪掌，MorewaneMmankeBeauty１畅北京农业智能装备技术研究中心，北京１０００９７２畅２７ZAPolokwane，RepublicofSouthAfrica摘要在植物工厂全密闭环境中水培种植大速生生菜，以光谱比例可调节的LED灯板为植物生长光源，应用电感耦合等离子体原子发射光谱技术（ICP‐AES），研究了红蓝LED组合光谱下生菜对K，P

2、，Ca，Mg，Na，Fe，Mn，Zn，Cu，B，Mo等１１种营养元素的吸收特性。结果表明：（１）与叶绿素生理吸收波峰（峰值４５０和６６０nm）对应的单一或组合光谱均可增强水培生菜根对Na，Fe，Mn，Cu，Mo元素的吸收能力，且单一红光光谱的促进作用最为显著，四种元素含量分别为荧光灯全光谱下的７畅８，４畅２，５畅３，１１畅０倍；（２）根对K和－１－１B元素的吸收量在荧光灯全光谱下达到最大分别为１０畅３０９mg·g和３２畅６μg·g，而在红、蓝单一或组合光谱下吸收能力降低；（３）单一蓝色光谱下根对Ca和Mg元素的吸收受到抑制，分别比荧光灯对照降低３５％，３３％；（４）生菜在３０％蓝光＋７０％

3、红光的光谱条件下生物量最高，而在２０％蓝光＋８０％红光条件下对Ca，Mg，Na，Fe，Mn，Zn，B七种元素的累积量达到最大值。试验结果为水培生菜光源光谱选择及营养液配方调节提供了理论依据。关键词LED；光谱成分；ICP‐AES技术；生菜；矿质元素中图分类号：O６５７畅３文献标识码：ADOI：１０畅３９６４／j畅issn畅１０００‐０５９３（２０１４）０５‐１３９４‐０４采用营养液可控、根系生长环境一致的水培种植模式，运用［８］引言电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP‐AES），进一步探究了组合光谱成分对生菜矿物质吸收和积累的影响，以期为发光二极管（LED）因具有窄波段、光谱光量可调控、

4、功植物工厂功能性蔬菜的生产及不同光配方下的营养液配方调耗低、产热少等优势，在植物对人工光源组合光谱的生长反节提供理论依据。［１‐４］应研究中广泛应用。生菜（lactucasativa）作为一种广泛食用的世界性蔬菜在设施蔬菜生产中占有重要地位，也被作１实验部分为研究组合光谱下植物生理响应的主要指示作物，矿质元素K，P，Ca，Mg，Na，Fe，Mn，Zn，Cu，B，Mo的含量不仅是1畅1材料与处理无土栽培生菜不可或缺的品质指标也是营养液配方管理的重试验在北京市农林科学院全封闭植物工厂中进行，生菜［５］要依据。前期研究表明波峰为６３０和４６０nm的LED红蓝品种为大速生（购自国家蔬菜工程技术研究

5、中心）。种子经催组合光谱在不同的光质比例下对基质栽培生菜体内矿质元素芽露白后播于育苗海绵块中（２畅０cm×２畅０cm×２畅０cm），并［６］的种类和含量具有诱导调节作用，然而植物最为敏感的可置于不同光谱组合的LED灯板及荧光灯下进行水培种植，见光波段为叶绿素a和b的生理吸收峰值，即６６０nm的红光周期为１４h（光亮）／１０h（光暗），营养液采用Hoagland全［７］－１光和４５４nm的蓝光，此波段光谱组合对生菜根系矿质元营养液配方（pH５畅８～６畅０；EC：１畅２～１畅３ms·cm）。植物－１素吸收的调控尚未报道栽培基质的密度差异、基质中盐分残工厂环境温度为２４／２０℃（day／nigh

6、t）；风速，３００μmols；－１留及矿质养分分布不均匀等因素都可能影响到试验结果的准相对湿度（RH），６０％；CO２浓度，９００μmol·mol。自播确性。因此，在封闭式植物工厂中采用波峰分别为６６０和种３５d后收获生菜样品，用去离子水洗净，置于４０℃烘箱４５０nm的红、蓝光组合LED光源，以白色荧光灯为对照，中烘至恒重，粉碎过６０目筛备用。收稿日期：２０１３‐０７‐１５，修订日期：２０１３‐１２‐２８基金项目：国家“十二五”科技支撑计划课题项目（２０１２BAF０７B０２）和国家（８６３计划）高技术研究发展项目（２０１３AA１０３００５）资助作者简介：陈晓丽，女，１９８７年生，北京农业智

7、能装备技术研究中心实习研究员e‐mail：chenxl＠nercita畅org畅cn倡通讯联系人e‐mail：guowzh＠nercita畅org畅cn第５期光谱学与光谱分析１３９５LED灯采用北京农业智能装备技术研究中心研制的红均为优级纯购自北京化工厂，元素标准液源自国家标准物质蓝组合光强可调制型植物生产灯，灯板规格为L６００mm×中心。W３００mm，每灯LED芯片数量为２７０个，单个芯片功率０畅０６W，红、蓝LED峰