植物工厂LED光质调控对生菜幼苗生长的影响

为探讨植物工厂中不同光质对生菜幼苗生长的影响,本研究选用5种不同红蓝光配比的LED光质开展了试验。结果表明：红光∶蓝光=3∶2的光质配比下生菜叶片数、株高、茎粗、主根长、叶面积、植株干重、地上部干重和地下部干重均最大,有利于生菜的营养生长;红光∶蓝光=1∶1与红光∶蓝光=3∶2的光质配比下植株鲜重和壮苗指数均较大,且差异不显著;红光∶蓝光=3∶2的光质配比有利于生菜叶片叶绿素和氮含量的增加,能促进光合作用,提高光能利用率。综合各指标表明,红光∶蓝光=3∶2是适于植物工厂生菜育苗的光质配比。     

不同光质下外源硒对水培生菜生长和品质的影响

以‘意大利耐抽薹’生菜为试材,采用水培法,以LED灯为光源,设置红蓝光比例为4∶1(R4B1)、1∶2(R1B2)和全红光(R)、全蓝光(B)4种光质水平和叶面喷施外源硒溶液(0、24、48μmol/L)3种浓度水平,两者完全随机组合,共12个处理,研究不同光质下外源硒对生菜生长发育及品质的影响,旨在为人工光环境下生菜高效栽培和品质提升提供理论依据和技术参考。结果表明：(1)红光更有利于生菜生物量积累、可溶性糖的积累和硝酸盐含量的降低,蓝光更有利于生菜可溶性蛋白质、维生素C、类黄酮和总酚物质的积累;(2)在不同光质下喷施48μmol/L外源硒进一步增强了光质对生菜生长和品质不同的促进效果,其中,在红蓝光比例为4∶1的复合光下喷施外源硒对生菜的生物量、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、类黄酮、总酚物质、硒元素的积累及硝酸盐含量的降低效果最显著;(3)对生菜的生长和品质指标进行主成分分析和主效应分析,结果表明,红蓝光比例为4∶1的复合光配施48μmol/L外源硒的处理综合得分最高,光质与硒对生菜生长和品质的影响效果及二者的互作效果均显著。综合考虑,在红蓝光比例为4∶1的复合光与蓝光下喷施48...     

不同光质对中华芦荟中有效成分的影响

以中华芦荟为试验材料,采用可通过计算机对植物生长过程中的温度、湿度、CO2浓度进行自动监控和调节人工智能气候室进行培养,根据LED光源特性以及植物对光质的反应,设计了红光(R)、蓝光(B)、黄光(Y)、红蓝黄配比光(R/B/Y=7∶2∶1、5∶4∶1、1∶8∶1)六个处理,以白光为对照,研究了以LED为光源的不同光质对芦荟生长、蒽醌含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量的影响变化情况。结果表明,与白光相比红光、黄光及复合光(5R/4B/1Y)明显促进中华芦荟中总蒽醌的积累,黄光、复合光(7R/2B/1Y)处理对可溶性糖含量有促进作用,蓝光、复合光(7R/2B/1Y)处理对可溶性蛋白含量有促进积累的作用。LED光源可以在中华芦荟的设施栽培中应用,并且(在传统单色光与红蓝配比复合光中加入)有较少比例的黄光,对于芦荟品质有提高的作用。     

LED植物工厂光质生物学研究与应用现状

植物工厂是设施园艺发展的必然趋势和高级阶段,其本质优势在于包括人工光照明在内所有生产要素可实现智能控制。LED光源是植物工厂应用的优选光源,可提供植物生理有效辐射范围内所有波长的光质,丰富了光生物学内涵,LED光源研发与应用催生了光生物学的分支即光质生物学学科。LED植物工厂是植物光质生物学研究与应用的理想场所和设施类型,植物光质生物学研究及LED光环境调控具有提高植物工厂植物产品产量与品质的重大应用价值,LED植物工厂产业的可持续发展有待于植物光质生物学的深入揭示。总结了LED植物工厂光质生物学的定义、内涵,并着重阐明了红蓝光替代全光谱的充要性、红蓝光质比优化、红蓝光连续光照、UV-LED光质生物学和昼夜节律等重点方向国内外研究与应用新动态,指出了未来LED植物工厂植物光质生物学研发与应用重点。     

基于粒子群算法的LED植物光源最优光照区域确定

针对LED植物光源光照分布的不均匀问题,首先建立了红、蓝光LED组合分布的植物光源阵列光照度分布及光照均匀度模型。综合考虑照明区域的光照均匀性及面积大小2个因素,构建出光照区域优劣评价函数,以矩形结构的LED植物光源为例,应用粒子群算法确定出最优的光照区域。在光照均匀性与面积2个因素的影响比重为7∶3条件下,得到了最优区域是光照平面中央位置面积为21.5462cm×18.1cm的矩形区域,红、蓝光均匀度均达到了0.862 2。与采用传统方法模拟的光照度分布情况对比,结果表明:应用粒子群算法确定LED植物光源的最优光照区域的方法是有效可行的,并且能够自动实现寻优功能。该方法可为LED光源下植物最优培养区域的自动跟踪提供重要的技术支撑。     

LED植物光源阵列光照分布及均匀性研究

针对LED植物光源阵列在植物培养中光照分布的不均匀问题,通过理论推导,建立了红、蓝光相间布置的LED植物光源阵列的光照度分布及光照均匀度模型,以LJZWD植物光源阵列为例,对其光照度分布、光照均匀性变化情况进行模拟分析。结果表明:光源安装高度为14.3 cm时,可获得较好的光照均匀性,将照明区域缩小为光源阵列面积的81%时,光照均匀度可达到0.9以上,该研究对LED植物光源的安装与植物栽培区域的选择具有指导意义。     

LED红蓝复合光对豌豆芽苗菜产量和营养品质的影响

探究LED红蓝复合光对豌豆芽苗菜产量和营养品质的影响,以期为豌豆芽苗菜工厂化生产的专用光源的研制提供依据。选取3种基因型豌豆品种,豌豆黑暗催芽后,进行LED白光及红蓝光比例为1∶3、1∶1、3∶1等的4个光照处理。采用常温水培的方式,取照光5d的豌豆芽苗菜的叶和茎,测定可食部分长、可食率等生长指标及抗氧化物质、可溶性蛋白等营养物质的含量。相比白光处理,红蓝3∶1复合光显著提高了3种豌豆芽苗菜的可食率、全株鲜重等部分生长指标;同时也提高了可溶性糖、抗坏血酸等营养物质的含量;此外,不同的红蓝光比例影响不同,红光有利于豌豆芽苗菜的可溶性糖和抗氧化物质积累,蓝光有利于可溶性蛋白的积累。LED红蓝3∶1复合光可有效提高豌豆芽苗菜的生长产量和营养品质,是培养豌豆芽苗菜的适宜LED红蓝复合光谱。     

LED红蓝光配比对菠菜生长及品质的影响

通过设置红、蓝光质比为1∶1、1∶3、3∶1的3组光源,以白色荧光灯为对照,研究LED红蓝光配比对菠菜生长及品质的影响,为LED光源在菠菜生产上的应用和推广提供理论依据。结果表明,相比于白光,红蓝混合光可以提高菠菜可溶性糖、蛋白质及维生素C的含量,显著降低硝酸盐的积累。红蓝混合光中适宜的红光比例有利于茎的伸长和叶片发育,适宜的蓝光比例能促进叶片发育和茎的生长变粗,过高蓝光比例则降低植株的叶面积。当红、蓝光比例为3∶1时,菠菜可溶性糖含量、生物产量、株高有最大值,最大叶面积和叶片数有次高值,蛋白质含量较高,硝酸盐含量最低;且具有适合的根冠比,菠菜地下部和地上部生长平衡,有利于提高产量。因此,红、蓝光比例为3∶1,菠菜的生长和品质较佳,适用于菠菜的LED光源栽培。     

不同光质LED光照对草菇菌丝生长速度、菌丝分支与生物量的影响

通过探索LED光源在草菇栽培上的精准化应用,为工厂化草菇栽培提供理论依据。以草菇V23为材料,设置LED光质6个处理:对照白光(CK)、红/蓝=1∶1、红/蓝=1∶2、红/蓝=2∶1、单红光、单蓝光,研究不同光质对草菇菌丝生长的影响。结果发现,红光与蓝光的比为1∶1 菌丝长势表现为较强,对其他指标影响不明显。不同LED光源的光质对菌丝生长速度影响很大,从结果可以看出,红蓝光比例为1∶2对菌丝的生长有显著(P<0.05)的作用,并且持续保持领先有促进作用,其次是红蓝光比例为1∶1,并且LED光源的光质对菌丝的影响主要集中在前期,到菌丝后期作用不大。对草菇菌丝生物量的影响最大的是红/蓝光的比例分别为1∶2和1∶1,其分别比CK提高了28.29%和19.97%,呈极显著(P<0.01)差异;同时菌丝分支距离相对较小,分别比CK的菌丝分支距离减少了16.03%和15.13%,整体表现菌丝浓密,且长势相对较强。     

LED红蓝光配比对生菜生长及生理特性的影响

以意大利生菜为试材,在植物工厂光照培养架上,以红蓝光R∶B=1∶1作为对照,红蓝光配比分别设为R∶B=6∶3、R∶B=5∶4、R∶B=4∶5、R∶B=3∶6、R∶B=2∶7等5个水平,设置光强为150μmol/(m~2·s),每天照光12 h,研究不同红蓝光配比对生菜生长及生理特性的影响。结果表明,在相同红蓝光配比条件下,随着处理天数的延长,生菜的生物量、光合色素、可溶性蛋白、可溶性糖、维生素C、硝态氮含量都显著提高,而类胡萝卜素含量呈现下降趋势。在同一光强条件下,红光比例最大的处理生物量积累显著优于其他处理,还有利于促进叶绿素a及可溶性糖的积累,而增加蓝光则有利于叶绿素b、可溶性蛋白及维生素C含量的累积。R∶B=6∶3时最有利于生菜生长。     

远红光对生菜光合作用及叶绿素荧光特性的影响

以植物工厂中水培生菜为试验对象,白光LED光源处理作为对照,在对照基础上添加不同光照度的远红光设置FR1处理[添加10μmol/(m2?s)远红光]和FR2处理[添加20μmol/(m2?s)远红光],研究不同远红光光照度对生菜生长、光合作用及叶绿素荧光特性的影响.结果表明:与对照相比,FR1处理显著提高了生菜株高、最...     

不同农用LED灯的光谱能量分布对水培生菜生长的影响

在植物工厂中,人造光源对作物生长发育的影响起到了关键性作用,其光谱能量分布是人造光源性能重要参数。本文通过分析两种不同LED灯的光谱特性,来评价其对生菜生长的影响,通过试用,确定生菜栽培中光环境调控策略。本文利用LI-1500和Ava Spec-USB 2采集红蓝LED(R:B=9:1)、白红LED(W:R=5:1)的两种LED灯,在距灯管边缘20、40、60cm处的光照强度和光谱分布曲线,了解其光谱能量分布规律。结果表明:红蓝光LED灯光谱分布极不均匀,在距灯管边缘20,40,60cm处,R:B分别是2.1:1,10.7:1,77.9:1,3点平均R:B为8.9:1。而白红LED灯在每一点光谱分布基本均匀。将两种光源应用于实际生菜种植中,分析光源的耗电量和电能利用效率,对比生菜形态、生物量积累和叶绿素含量,分析光谱分布对植物工厂生菜生长的影响。种植结果表明,白红LED灯耗电量小于红蓝LED灯,但是电能利用效率反而高。白红LED灯照射下的生菜形态(除叶片数)、生物量积累均显著高于红蓝LED,而红蓝LED照射下的生菜叶绿素a/b却显著高于白红LED。上述结果说明,光谱分布的一致性对生菜种植影响显著,光谱分布是否一致是光源选择的重要指标。     

光质对碧玉兰组培苗生长及若干生理指标的影响

【目的】探讨LED不同光质对碧玉兰组培苗生长及生理特性的影响,以期为植物组织培养专用LED光源的研发提供理论支持,也为碧玉兰的规模化生产提供参考。【方法】采用LED光源发射的单色光谱红、蓝、绿光等,进行不同光质配比组合,以荧光灯为对照,对碧玉兰组培苗生长及生理指标进行差异比较分析。【结果】碧玉兰组培苗在单一红、蓝光下均生长不良,复合LED光质下形态正常。红蓝绿复合光（RBG）处理的叶片色素含量最高。红光有利于可溶性糖的合成,蓝光有利于游离氨基酸和可溶性蛋白的合成。红蓝复合光（2RB）处理碧玉兰组培苗的根长、根数、植株干重、可溶性糖和能效指标最高。【结论】LED红蓝复合光（2RB）是碧玉兰组培苗生长的最佳光源,LED光照系统可替代荧光灯成为碧玉兰幼苗组织培养的理想光源。     

光质对碧玉兰组培苗生长及若干生理指标的影响

【目的】探讨LED不同光质对碧玉兰组培苗生长及生理特性的影响,以期为植物组织培养专用LED光源的研发提供理论支持,也为碧玉兰的规模化生产提供参考。【方法】采用LED光源发射的单色光谱红、蓝、绿光等,进行不同光质配比组合,以荧光灯为对照,对碧玉兰组培苗生长及生理指标进行差异比较分析。【结果】碧玉兰组培苗在单一红、蓝光下均生长不良,复合LED光质下形态正常。红蓝绿复合光（RBG）处理的叶片色素含量最高。红光有利于可溶性糖的合成,蓝光有利于游离氨基酸和可溶性蛋白的合成。红蓝复合光（2RB）处理碧玉兰组培苗的根长、根数、植株干重、可溶性糖和能效指标最高。【结论】LED红蓝复合光（2RB）是碧玉兰组培苗生长的最佳光源,LED光照系统可替代荧光灯成为碧玉兰幼苗组织培养的理想光源。     

光质对不同紫叶生菜生长及光合色素的影响

为探究不同紫叶生菜生长适宜光质配比,本试验采用4种LED灯光质配比处理(红∶蓝为2∶1,2R1B;红∶蓝为1∶1,1R1B;红∶蓝为1∶2,1R2B;LED白光作为对照组(CK)进行人工光照。结果表明,不同光质处理下对不同品种紫叶生菜的生长发育影响显著,其中红蓝光对紫叶生菜的株高、整株鲜重、地下干物质积累、光合色素含量有显著促进作用。2R1B处理下红油阿拉斯的整株鲜重、地上部分干物质积累与对照组有显著的差异,并且壮苗指数较高。     

不同波长LED光源对生菜生长和品质的影响

为了给设施园艺中推广应用LED光源提供依据,研究了660 nm红光(R)、450 nm蓝光(B)以及由红光、蓝光和300 nm紫外光(UV-B)组成的配比光(R∶B=4∶1、R∶B=8∶1、R∶B∶UV-B=20∶5∶1)对生菜生长发育和品质的影响.结果表明:与对照荧光灯相比,红光显著提高地上生物量的积累,有利于产量的提高,但降低维生素C和粗蛋白质含量;蓝光具有明显矮化植物的效果,同时提高生菜的维生素C和粗蛋白质含量;复合光质(R∶ B∶ UV-B=20∶5∶1)显著降低生菜的叶面积,提高维生素C、粗蛋白质和粗纤维含量.     

不同光质对韭菜营养品质的影响

本文旨在研究不同光质对韭菜营养品质的影响.采用新型半导体光源发光二极管(LED)创造不同的光质环境对韭菜进行培养,设红光,蓝光,红/蓝(3∶1),红/蓝(7∶1)四个处理.结果表明,韭菜可溶性糖和粗纤维含量都以红光处理最高,蓝光处理最低;Vc含量以蓝光处理最高,红光处理最低;两个韭菜品种可溶性蛋白含量对光质反应表现出品种间差异,“791”以红/蓝(3∶1)处理最高,紫根韭菜以红/蓝(7∶1)为最高;类黄酮含量以红蓝混合光处理显著高于单色光处理.综合评价,红/蓝(7∶1)处理下韭菜的营养品质最好,蓝光最差.     

LED光源对玉簪组培苗增殖生长及光合特性的影响

试验研究了不同光质(100%红光、70%红光+30%蓝光、50%红光+50%蓝光、30%红光+70%蓝光、100%蓝光)及光强(40和100μmol/m~2/s)的LED光源对‘黄皱叶’玉簪(Hosta‘Huangzhouye’)组培苗增殖生长及光合特性的影响。研究结果表明,玉簪的增殖数随着蓝光比例的增加有上升趋势,最适增殖条件为光强100μmol/m~2/s,光质为3∶7的红蓝复合光。红光有利于促进‘黄皱叶’玉簪的伸长生长,而蓝光能够抑制这种现象的产生。蓝光能促进玉簪叶片数、鲜重、干重的增加,100%蓝光时叶片数最多,鲜重、干重也达到最大值。蓝色光与红色光相比,更有利于叶绿体色素的合成。玉簪的净光合速率在红蓝光质比为1∶1时最高,且低光强条件明显优于高光强条件。综合光强、光质两方面的因素,在40μmol/m~2/s,光质为1∶1的红蓝复合光条件下净光合速率最高,达到1.153。     

LED不同光质对草莓组织培养的影响

以京藏香草莓(Fragaria ananassa Duch.cv.Jingzangxiang)匍匐茎茎尖为试验材料,以LED白光为对照,研究了红光、蓝光、组合光(红∶蓝∶远红=1∶1∶1)不同LED光质对草莓茎尖组织培养的影响。结果表明,在茎尖诱导分化阶段,丛生芽分化时间快慢依次为红光组合光白光蓝光;诱导分化率高低依次为组合光白光红光蓝光;增殖系数大小依次为组合光白光红光蓝光;生根率高低依次为组合光白光蓝光红光,植株生长势强弱依次为组合光白光红光蓝光。综合而言,LED组合光质有利于草莓茎尖组织培养。     

LED光源对3个玉簪品种叶片净光合速率的影响

本试验以3个玉簪品种组培苗为材料,研究五种光质及两种光强对其叶片净光合速率的影响。结果表明:‘宠物’玉簪的叶片净光合速率在LED灯光强40 lx和红蓝光质比7∶3光强40 lx条件下较高,而‘黄皱叶’玉簪则在LED灯光强40 lx和红蓝光质比1∶1光强40 lx条件下较高,‘精毯’玉簪则在LED灯光强40lx和红蓝光质比7∶3光强100 lx条件下最高。低强度LED灯对‘宠物’和‘黄皱叶’玉簪叶片净光合速率较为有利,并且复合光中红光对于玉簪叶片光合速率的提升作用优于蓝光。