不同LED光源对西瓜幼苗SPAD值、光合参数及生理品质的影响

为探究西瓜幼苗生长所需最佳LED光源,在智能温室借助栽培架进行光质照射试验,设置白光(W)、红光(R)、蓝光(B)、红蓝光(R_3B_2)、红蓝光(R_7B_3)5个光源水平,研究不同光质照射对西瓜幼苗SPAD值、光合参数及生理品质的影响。结果表明,红光、红蓝光(R_3B_2)、红蓝光(R_7B_3)处理下西瓜幼苗叶片光合速率均高于白光对照,较对照分别提高38.82%,15.55%和21.23%,蓝光处理下最低;蒸腾速率和气孔导度的变化规律与光合速率一致,胞间CO_2浓度与光合速率呈现负相关关系。西瓜幼苗叶片SPAD值以蓝光处理下最低,红蓝R_7B_3处理下最高,单只红光或蓝光质下SPAD值低于红蓝复合光质。硝酸盐含量以蓝光下最高、红光下最低,可溶性糖和维生素C含量以红光下最高,可溶性蛋白含量以蓝光下最高。西瓜幼苗维生素C含量与硝酸盐具有负相关关系。     

不同光质对西瓜幼苗光合特性、生理品质及保护酶系统的影响

为探究西瓜幼苗生长所需最佳LED光源,在智能温室借助栽培架进行光质照射试验,设置白光(CK)、红光(R)、蓝光(B)、红蓝光(R3B2)、红蓝光(R7B3)5个光源水平,研究不同光质照射对西瓜幼苗光合参数、生理品质及保护酶系统的影响。结果表明,红光、红蓝光(R3B2)、红蓝光(R7B3)处理下西瓜幼苗叶片光合速率较CK分别提高38.82%,15.55%和21.23%,蓝光处理下最低;蒸腾速率和气孔导度的变化规律与光合速率一致,胞间CO_2浓度与光合速率呈负相关关系。硝酸盐含量以蓝光处理下最高、红光处理下最低,可溶性糖和维生素C含量以红光处理下最高,可溶性蛋白含量以蓝光处理下最高;西瓜幼苗维生素C含量与硝酸盐具有负相关关系。抗坏血酸过氧化物酶(APX)与超氧化物歧化酶(SOD)活性在红光处理下活性最高,过氧化物酶(POD)活性在红蓝光(R7B3)处理下最高,蓝光处理下最低,而过氧化氢酶(CAT)在蓝光处理下最高,红光处理下最低。可见,在红光处理下西瓜幼苗光合速率最大,硝酸盐含量最低,可溶性糖含量、维生素C含量、APX和SOD活性最高,西瓜幼苗生长以红光照射最佳。     

红蓝绿LED延时补光对日光温室黄瓜育苗的影响

因季节原因及温室设施内的防寒措施造成的弱光和光照时间短问题已成为影响我国北方冬春季果菜类蔬菜育苗中秧苗质量的重要不利因素。为研究红蓝绿LED组合光延时补光对冬春季傍晚日光温室保温设备覆盖后的黄瓜幼苗健壮生长的影响,以黄瓜(Cucumis sativus L.)品种优胜者为研究对象,夜间延时补光光源选择LED白光(W)以及由3种LED单质光光源红光(R)、蓝光(B)、绿光(G)组成的6种不同比例的组合光R9B1(9:1为灯的数量比,下同)、R8B2、R7B3、R9G1、R8B1G1、R7B2G1。黄瓜种子常规催芽处理后进行育苗,待幼苗第1片真叶露出时开始进行夜间延时补光,白天置于日光温室内正常生长。夜间进行延时补光的幼苗为处理组,不补光幼苗为CK对照组。结果表明:补照LED组合光不同程度地促进了黄瓜幼苗的生长,其中R8B1G1处理组的效果最为显著,与不补光对照相比,黄瓜幼苗的茎粗增加7.75%、全株鲜质量和全株干质量分别增加14.26%和37.19%,叶面积增加35.80%,壮苗指数提高71.54%。黄瓜幼苗的叶绿素含量、净光合速率、根系活力(较对照高89.49%)、叶片可溶性糖含量(较对照高86.80%)及抗逆能力(脯氨酸含量较对照高139.13%、丙二醛含量较对照低47.72%)也显著提高。R8B1G1为本研究条件下促进黄瓜幼苗健壮生长的最佳补光组合,即在红蓝光源的基础上增加一定比例的绿光,能显著促进黄瓜幼苗生长。     

光质对生菜种子萌发及幼苗生长的影响

[目的]探明生菜种子萌发及幼苗生长对光质的响应机制,可为深入分析生菜不同生长阶段最佳光照模式的研究提供理论依据。[方法]本研究以"意大利"全年耐抽薹生菜(Lactuca sativa var.)种子为试材,研究了5种不同红蓝配比的LED光质(9R∶1B,7R∶3B,5R∶5B,3R∶7B,1R∶9B)对生菜种子萌发及幼苗生长的影响。[结果]与对照CK(荧光灯)相比,7R∶3B处理更有利于生菜种子的萌发和幼苗的生长。3R∶7B处理有利于生菜叶片光合色素含量的增加,9R∶1B和7R∶3B处理的生菜幼苗根系生长较优。7R∶3B、5R∶5B和3R∶7B处理对生菜叶片叶绿素荧光促进效果显著。1R∶9B处理的生菜色素和叶绿素荧光较差,种子的活力指数和根系活力较低。[结论]通过分析比较,可将7R∶3B、5R∶5B和3R∶7B作为后期研究不同光照模式对生菜生长影响的最适光源。     

采前不同比例LED红蓝光连续光照对生菜光合特性及产量和品质的影响

为了探究采前连续光照光质对水培生菜(Lactuca sativa L.)产量和品质的影响，研究了不同红(R)蓝(B)光质比例（1R:4B、1R:2B、1R:1B、2R:1B和4R:1B）对水培生菜生长、光合特性、抗坏血酸(ascorbic acid，AsA)含量和AsA代谢关键酶活性的影响。结果表明：与连续光照前相比，不同比例LED红蓝光连续光照后，生菜地上部鲜重的增幅为38.82%~77.65%，2R:1B处理下的地上部鲜重最大达到30.23 g；根鲜重的增幅为27.43%~73.14%，4R:1B处理下的根鲜重最大为3.03 g。红光比例越高，生菜的叶面积、SPAD和可溶性糖含量越高，硝酸盐含量的变化不显著。与其他处理相比，1R:4B的连续光照处理后，生菜的净光合速率、蒸腾速率、胞间CO₂浓度和气孔导度达到最大。提高采前连续光照中的蓝光比例可显著提高生菜AsA含量和单脱氢抗坏血酸还原酶（MDHAR）的酶活性，1R:4B处理下叶片AsA的含量最高达到3.22 mg·g^-1，1R:4B处理下的生菜叶片MDHAR酶活性显著增加了0.81 U·mg^-1 FW。综上，降低采前连续光照的蓝光比例，可显著提高生菜的产量和可溶性糖等的含量，而提高采前连续光照蓝光比例可显著提高AsA的含量，这是因为采前连续光照蓝光比例的升高提高了MDHAR的活性。     

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。     

不同光质LED光源对黄瓜苗期生长及叶绿素荧光参数的影响

【目的】研究不同光质光源对黄瓜幼苗生长、光合色素含量及叶绿素荧光参数的影响。【方法】以发光二极管（LED）精量调制光质和光强（红光、蓝光、白光和红蓝混合光）,白光作为对照,黄瓜品种银胚99为试材,研究不同光质LED光源（W、R、B、7R/3B、8R/2B、9R/1B）对幼苗的影响。【结果】在不同光质的影响下,黄瓜幼苗生长存在差异。蓝光（B）处理下可以明显提高植株的茎粗、叶绿素及类胡萝卜素含量;红蓝组合光有利于黄瓜幼苗的生长发育,7R/3B、8R/2B、9R/1B处理下壮苗指数、植株干物质量、Fv/Fm、ФPSII和qP均高于单一的红（R）、蓝（B）光处理;红光（R）处理下黄瓜幼苗的生物量和NPQ最大,处理期间叶绿素a/b值居高,呈现阳生植物的特性。【结论】红蓝组合光有利于黄瓜幼苗的生长,其株高、壮苗指数、植株干物质量及Fv/Fm、ФPSII和qP值与对照和单色光处理相比,均有显著提高,增强了光系统Ⅱ反应中心的开放程度和光能转换效率,保护了光系统Ⅱ的健康,尤以8R/2B处理表现突出。     

基于LED光源水培生菜最佳光配方的筛选

随着LED光源在植物工厂的广泛应用,研究培养植物的光环境参数显得尤为重要。以芭拉里娜生菜为试验材料,采用光照度梯度试验和均匀性仿真的方法,研究在植物工厂中培养芭拉里娜生菜的最佳光配方。研究结果表明,芭拉里娜生菜的最佳光配方是矩阵式排列的LED光源距离生菜26 cm,幼苗期以红蓝光比例为7∶1的复合光进行照射,生长期以红蓝光比例为6∶1的复合光进行培养,光照度为400μmol/(m~2·s),光照时间均为12 h/d。     

不同红蓝光比例对番茄幼苗叶片结构及光合特性的影响

为了探讨番茄幼苗对不同比例红蓝光的响应机制,以‘金棚朝冠’为试验材料,采用LED光源,以白光为对照(W),研究不同红蓝光[(红光(R)、蓝光(B)]光质配比[红∶蓝=2(2R1B),红∶蓝=1(1R1B),红∶蓝=1/2(1R2B)]对番茄幼苗生长、光合特性、叶片结构及叶绿体超微结构的影响。结果表明,1R1B处理下叶片中叶绿素a/b最高,显著高于对照及其他处理;不同比例红蓝光处理幼苗会导致叶片结构的改变,1R1B和1R2B处理下叶片的栅栏组织排列更整齐、紧密且与海绵组织有明显的界线;2R1B和1R1B处理下,叶绿体基质、基粒片层清晰,基粒类囊体垛叠较多且排列整齐致密;W处理下叶片的净光合速率最高,与2R1B处理无显著差异,1R1B次之;叶片气孔导度随蓝光比例的增加先升后降,其中1R2B处理下气孔导度最高,而1R1B与B无显著差异;1R1B处理番茄幼苗植株比其他处理株型更加紧凑,且2R1B和1R1B处理显著提高番茄幼苗地下部和地上部的干物质积累量。综合分析,红蓝组合光能有效优化番茄叶片结构和叶绿体超微结构,从而影响叶片捕获光的能力,提高番茄幼苗的光合速率,进而促进番茄幼苗的干物质积累,因此,番茄幼苗生长较适合的光质配比是2R1B和1R1B。     

不同红蓝光质组合夜间补光对番茄幼苗生长生理指标的影响

为了研究不同LED光质补光对番茄幼苗生物量、壮苗指数、光合指标及保护酶活性的影响,以野生番茄品种Money Maker为试验材料,设置不同比例红蓝光质组合(3R1B、5R1B、7R1B)和白光(W)对番茄幼苗进行夜间补光,以不补光为对照(CK),结果表明:不同红蓝组合LED补光处理下番茄幼苗的生物量和壮苗指数均比W和C...     

不同比例红蓝光对生菜种子萌发及幼苗生长的影响

以罗马生菜种子为材料,研究了6种不同比例的红(R)蓝(B)光质(2R/1B,4R/1B,8R/1B,1R/2B,1R/4B,1R/8B)对生菜种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明: 与对照的白光相比,以红光为主的复合光处理(2R/1B,4R/1B,8R/1B)促进种子萌发效果明显,其发芽势、发芽指数和活力指数均显著高于对照。红蓝复合光对生菜幼苗的形态建成、根系活力、叶片色素含量和叶绿素荧光均有促进作用,以红光为主的复合光处理促进效果优于以蓝光为主的复合光处理。在以红光为主的复合光处理中,2R/1B,4R/1B处理对生菜种子萌发及幼苗生长的促进效果优于8R/1B。总之,不同红蓝光比例显著影响了生菜种子萌发及幼苗生长,其中以2R/1B和4R/1B处理最优。     

不同光质对番茄穴盘苗质量的影响

以番茄为材料, 研究了由红(R)、白(W)、蓝(B)三种单色荧光灯的不同光质组合(6W、2W4R、2W3R1B、2W2R2B和2W1R3B)对番茄穴盘苗形态指标和生理指标的影响。结果表明,2W2R2B光质组合的番茄穴盘苗株高最低,茎粗最粗;而2W4R和2W3R1B光质组合的植株干重、壮苗指数、 叶绿素含量和可溶性糖含量显著高于其他处理,说明苗期在白光的基础上补充一定量的红光或红光与蓝光组合更有利于培育壮苗。     

LED光源不同光质对黄瓜幼苗生长及生理生化特性的影响

采用发光二极管((1ight-emitting diode,LED)光源,以白色荧光灯为对照,研究红光、蓝光、红蓝组合光(R/B=9∶1、8∶2,7∶3、6∶4、5∶5)对黄瓜幼苗生长和生理生化特性的影响.结果表明:单一红蓝光处理下黄瓜幼苗生长不良,红蓝组合光处理的黄瓜幼苗在生长、色素合成较单一红蓝光有明显的优势.红光...     

不同LED光质对秋葵幼苗生长、生理特性和气孔特征的影响

秋葵是一种重要的药食兼用作物,为筛选适合秋葵工厂化育苗的人工光源,以秋葵品种卡里巴为试材,采用单因素随机区组设计的盆栽试验,将穴盘育苗后长至子叶展平时的秋葵幼苗转入荧光灯（FL,对照）、蓝光（B）、蓝红组合1∶2（BR1∶2）、红光（R）和黄光（Y）下进行照射,考察不同光质对秋葵幼苗生长指标、根系活力、光合色素含量、光合产物和气孔特征等的影响。结果表明,（1）秋葵幼苗的鲜样质量、干样质量、根长和茎粗以BR1∶2处理最大,株高和叶面积以R处理最大;（2）BR1∶2处理幼苗根系活力最高,其次为B处理;（3）幼苗叶片叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量在各光质处理下变化趋势基本一致,即BR1∶2处理最大,其次是B处理,R处理下最小;（4）BR1∶2处理幼苗叶片的可溶性糖和蔗糖的含量最高,R处理幼苗叶片的淀粉含量最高;（5）秋葵叶片上、下表皮的气孔面积均以BR1∶2处理最大,其次为B处理,Y处理最小;叶片上、下表皮的气孔频度在BR1∶2处理下最大,其次为R处理,FL处理较小。可见,BR1∶2能显著提高秋葵幼苗根系活力、叶片光合色素、光合产物的含量和气孔发育,有效促使幼苗快速、健壮生长,可采用BR1∶2作为秋葵育苗的人工光源。     

The effect of artificial solar spectrum on growth of cucumber and lettuce under controlled environment

Light-emitting diodes(LEDs) have been widely applied in the controlled environment agriculture, which are characterized by relatively narrow-band spectra and energetical efficiency. Most recently, the spectrum of Sunlike LEDs has been engineered and it closely resembles solar spectrum in the range of photosynthetic active radiation(PAR, 400–700 nm). To investigate how plant growth responses to the spectrum of Sunlike LEDs, cucumber and lettuce plants were cultivated and their responses were compared with the conventional white LEDs as well as composite of red and blue LEDs(RB, R/B ratio was 9:1). We observed that although Sunlike LEDs resulted in a longer stem in cucumber, dry weight and leaf area were similar as those under RB LEDs, and significantly higher than those under white LEDs. Moreover, cucumber leaves grown under Sunlike and white LEDs showed higher photosynthetic capacity than those grown under RB LEDs. For lettuce, plants grown under Sunlike LEDs showed larger leaf area and higher dry weight than the other two treatments. However, the leaf photosynthetic capacity of lettuce grown under Sunlike LEDs was the lowest. In this context, the spectrum induced plant functions are species-dependent. Furthermore, the three types of LEDs show distinct light spectra and they are different in many aspects. Therefore, it is difficult to attribute the different plant responses to certain specific light spectra. We conclude that plants grown under Sunlike LEDs exhibit larger leaf area, which may be due to some specific spectrum distributions(such as more far-red radiation), and consequently are favorable for light interception and therefore result in greater production.     

不同光质对韭菜各茬生长及营养品质的影响

随着植物生产工厂化研究发展,人工光源对植物生长影响规律研究日渐深入。采用不同红蓝光比(R/B=31;41;51;71;91)LED光源培养4个茬次韭菜,以普通白光为对照,研究不同红蓝比例LED光源对韭菜各茬生长及营养品质影响规律,运用主成分分析对其综合评价。结果表明,R/B=71时,各茬次韭菜茎粗、叶宽、可溶性糖含量和产量均显著高于其他处理;R/B为31时,各茬次韭菜VC和大蒜素含量显著高于其他处理。各茬次韭菜株高、茎粗、叶宽、叶绿素含量和产量呈上升趋势,VC含量则相反。主成分分析结果显示,R/B=71时各茬次综合得分为1.563、2.313、1.280、2.038,均显著高于同一茬次其他处理;各处理在韭菜整个生长周期内综合总得分依次为7R1B9R1B4R1B5R1B3R1BCK。因此,R/B=71 LED光源对提高韭菜生长速度及品质效果显著。     

温室多层立体栽培联合补光对生菜产量及品质的影响

针对温室单层栽培模式空间利用率低,资源浪费的问题,以阿奎诺生菜为研究对象,探究温室多层立体栽培结合人工补光模式对生菜产量、品质及电能利用率的影响。试验结果表明:栽培架中层和下层补光处理能显著提高生菜总干物质量。中、下层补光处理下,每增加1%日光照累积量(Daily light integral,DLI),单位面积产量分别增加0.6%和0.8%。栽培架中层补光处理、下层补光处理和对照上层不补光处理叶片比叶面积(Specific leaf area,SLA)比中层和下层不补光处理更小,即叶片更厚。高光强下生长的叶片在光合能力及光化学成分的形成有明显的促进作用,补光处理下叶片中的可溶性糖含量和叶绿素含量均高于不补光处理。在补光处理下虽然耗电量增加了,但生菜产量也明显提高了,补光处理下的投入/产出值与栽培架最上层不补光处理差异不显著为0.08~0.09 kW·h/g,但均明显高于中、下层不补光处理的0.2~0.3 kW·h/g,而且温室中采用3层栽培模式后,空间利用率提高了2倍。     

补充不同光质对温室黄瓜生长发育、光合和前期产量的影响

 【目的】研究温室黄瓜对不同光质的反应及其反应机理。【方法】对处于弱光条件下的温室黄瓜进行补充红光（650 nm）和蓝光（450 nm）处理,以补充白光为对照,补光时间10 h（7：30－17：30）,测定不同光质对温室黄瓜生长发育、叶绿素含量、叶片光合特性和前期产量的影响。【结果】补充红光处理提高了温室黄瓜冠层日最高温度、日最低温度、株高、叶面积、叶绿素含量、叶片光合速率、干物质产量,促进同化产物向营养器官分配。蓝光处理提高了温室黄瓜叶片的比叶面积、气孔导度,促进同化产物向果实分配,提高了商品果数量和商品果总产量。【结论】补充红光和蓝光由于提高了温室黄瓜叶片的光合速率、叶面积和比叶面积,从而增加了温室黄瓜的干物质产量,补充蓝光促进了同化产物向果实分配,从而提高了产量。     

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。