LED光质补光对黄瓜幼苗生长和光合特性的影响

采用发光二极管（light emitting diode,LED）精确调制光谱能量分布,以单色光质（红光、蓝光、UV-B）和组合光质（红/蓝1∶1）进行每天4 h补光,以未补光组为对照,研究LED光质补光对黄瓜幼苗生长和光合特性的影响。结果表明：与未补光组相比,LED光质补光处理显著促进了黄瓜幼苗的生长;不同光质对黄瓜幼苗生长和光合特性的影响具有一定的差异性。其中,UV-B处理显著提高了黄瓜幼苗叶片单位鲜质量的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,但显著降低了Fv/Fm;红光处理显著提高了黄瓜幼苗的真叶数、叶面积、株高、干鲜质量、壮苗指数、根系活力、SOD活性和可溶性蛋白含量。总体而言,红光有利于培育壮苗,较适合作为黄瓜育苗的补光光质。     

不同光源对4种蔬菜幼苗生长发育的影响

为了解不同光源或光源组合对茄子、辣椒、番茄、黄瓜幼苗生长发育的影响,基于4种基本光源,以白光为对照,比较分析了不同光源处理下蔬菜幼苗植株的壮苗指数、叶片数、叶面积、根系活力和花蕾大小。结果表明:红蓝光源有利于提高4种蔬菜幼苗的壮苗指数;茄子、辣椒、番茄和黄瓜叶片数分别在黄光或4白2红2黄、2白4红2黄、红蓝光和黄光光源下最多;茄子、番茄和黄瓜幼苗的叶面积在红蓝光源下最大,而辣椒幼苗在红光光源下叶面积最大;茄子、辣椒、番茄和黄瓜根系活力分别在白光、4白2红2黄、红蓝光和2白4红2黄光源下最强;红光、黄光和红蓝光源可在一定程度上分别促进辣椒、番茄和黄瓜幼苗的提前现蕾开花,尤以红蓝光源效果最为明显。对番茄、茄子、辣椒和黄瓜育苗来说,最好的补光选择为红蓝光源,其次分别为黄光光源、白光光源、4白2红2黄光源和红光光源。     

稀土农用光源补光对黄瓜幼苗生长的影响

利用中科院最新研发的稀土农用光源作为光源,研究不同光质(红光、蓝光和红蓝复合光)和不同光周期(2、4和6h)条件下对黄瓜幼苗生长发育的影响。本试验结果表明,与对照和普通LED相比,增加红光在一定程度上对黄瓜幼苗的干物质积累有促进作用。短时间照射蓝光有利于黄瓜幼苗的形态建成,包括:株高和单株叶片数的增加,但随着补光时间的延长,不利于黄瓜幼苗形态建成和壮苗指数的提高。综合考虑,蓝光补光2h和红蓝光复合各处理下有利于黄瓜培育壮苗。     

不同光质对延迟栽培‘巨峰’葡萄新梢生长及生理特性的影响

为研究不同光质对延迟栽培‘巨峰’葡萄新梢形态特征和叶绿素含量、叶片光合特性的影响，从‘巨峰’葡萄新梢开始生长前进行不同光质的早晚补光，以不补光为对照。结果表明，不同光质补光均促进新梢生长，缩短了新梢节间长度；不同光质补光下叶绿素含量大小顺序为黄光、红光、白光、蓝光、红＋蓝光、对照：不同光质对叶片的净光合速率影响很大，以补红光处理的最强，补黄光的次之，补红光＋蓝光的最低．     

不同光质对番茄幼苗生长和生理特性的影响

 就不同光质(蓝光、绿光、黄光、红光及白光) 对番茄幼苗生长和生理特性的影响做了探究。结果表明, 红光处理的幼苗干物质积累多, 叶面积扩展快, 叶绿素含量、光合速率、可溶性糖及总糖含量均最高, 叶绿素a /b比值及总氮含量最低。蓝光处理幼苗的茎粗、叶面积、根系活力、光合速率均显著高于对照(白光) 。壮苗指数以蓝光或红光处理的较好, 说明在苗期照射红光或蓝光可促进番茄幼苗的生长, 有利于培育壮苗。蓝光处理幼苗花期提早, 产量显著提高。     

不同光质组合对西葫芦幼苗光合及生长特性的影响

以矮蔓型花叶西葫芦(Cucurbita pepo L.)幼苗为试材,采用人工补光的方法,设置6种不同光质组合并在人工气候培养箱中进行光照处理,研究不同光质组合对西葫芦幼苗光合作用及生长特性的影响,以期获得西葫芦育苗的最佳光质组合,提高幼苗质量.结果表明:在光质组合为红光140μmol·m-2·s-1、蓝光112μmol·m-2·s-1、黄光28μmol·m-2·s-1的光照条件下,幼苗的净光合速率、叶绿素含量、壮苗指数均显著高于对照,幼苗叶色浓绿、茎粗大、植株矮壮,育苗优势明显.     

不同光质处理对芹菜幼苗生长及叶片荧光诱导动力学的影响

以黄心芹为试材，采用人工补光的方法，设置光质分别为纯红光(R)、红光∶蓝光=3∶1(3R1B)、红光∶蓝光=1∶3(1R3B)、纯蓝光(B)以及对照组白光(W),探究了不同的红蓝光比例对芹菜幼苗的生长和光合系统电子传递的影响，以期筛选出适宜的壮苗处理并了解红蓝光对芹菜幼苗光系统的调控机制。结果表明：与对照相比，R处理显著促进芹菜幼苗株高、叶面积的增加但显著减小了茎粗和根长，B处理则相反，幼苗株高和叶面积最小，但根长和茎粗最大；B的壮苗指数最高，并且总鲜质量和总干质量的积累仅次于R处理；1R3B和3R1B的表型差异和生物量的差异并不明显。相比于R和3R1B,W、B、1R3B更有利于光合色素的积累。通过OJIP曲线及JIP-test分析发现，R处理的J点相对荧光强度显著大于其它处理并且I点同样为最大，这说明红光抑制了PSⅡ受体侧Q_A、Q_B和PQ库的还原，抑制了电子传递及PSⅡ活性。该研究中，单色蓝光处理的壮苗指数最高，并且拥有较高的生物量和光合色素积累，PSⅡ的电子传递系统未发现被抑制，是比较理想的育苗光质。     

光质对延迟栽培巨峰葡萄果实品质的影响

研究了不同光质补光对延迟栽培3年生巨峰葡萄果实品质的影响。结果表明,不同光质补光处理均提高了葡萄果实可溶性糖和可溶性固形物含量,其中蓝光和红光处理效果最好;红光和蓝光处理果实可滴定酸含量高于对照,而黄光和白光处理效果不及对照;黄光和蓝光处理明显提高果实花青苷含量,红光和(红+蓝)光处理效果不及对照。综合来看,对于延迟栽培巨峰葡萄的补光效果以蓝光为最佳。     

红蓝绿LED 延时补光对日光温室番茄育苗的影响

以番茄品种辽园多丽为试材，选择白光（W）及红光（R）、蓝光（B）、绿光（G）3 种LED 光源组成6 种不同比例组合光R9B1（9∶1，灯的数量比，下同）、R8B2、R7B3、R9G1、R8B1G1、R7B2G1，研究不同LED 光源延时补光对冬春季日光温室番茄幼苗生长的影响。结果表明：补照LED 光源不同程度地促进了番茄幼苗的生长，其中R7B2G1 的效果最为显著，与不补光对照相比，茎粗增加27.42%，全株鲜质量和干质量分别提高17.84%、30.91%，壮苗指数提高57.61%；幼苗根系活力、叶绿素含量与净光合速率、叶片可溶性糖含量等也显著提高。综上，在红蓝光源的基础上增加一定比例的绿光，能显著促进番茄幼苗生长。     

人工光源对黄瓜幼苗生长发育的影响

作者以津研4号黄瓜为试验材料,在人工光源植物工厂育苗条件下,研究光质对黄瓜幼苗生长的影响,探索有利于提高育苗质量的高效人工光质环境。试验结果表明,不同光源影响黄瓜幼苗生长,其中红光的主要作用是增加幼苗生长量,蓝光则表现为抑制幼苗生长但促进叶片叶绿素合成,因此黄瓜育苗过程中,可通过补充蓝光来抑制植株徒长。由此可知,人工光源植物工厂育苗时,可通过调整光源光谱比例来控制植株的生长速度,达到培育壮苗的目的。     

LED苗期暗期补光对茄果类蔬菜发育和生理的影响

为明确采用不同光照强度的LED红光进行暗期补光对植物苗期生长、环境适应能力的影响和作用,以3种茄果类蔬菜番茄、辣椒和茄子为材料,在植物育苗工厂条件下,采用漂浮式育苗盘育苗,研究了不同光照强度的650 nm波长的LED光源暗期补光对番茄、辣椒、茄子的苗期形态生长及抗氧化系统中酶系统（SOD、CAT）、非酶系统（类黄酮、总酚含量）的影响。结果表明：与对照相比,各处理不同程度地提高了番茄、辣椒、茄子的生物量和壮苗指数,同时对幼苗的SOD、CAT活性和类黄酮、总酚的含量有促进作用,提高了幼苗的环境适应能力,是一种植物育苗期光环境调节的有效方法。     

光质对番茄幼苗碳氮代谢及相关酶活性的影响

采用LED光源,研究了白光（对照）、红光、蓝光、紫光和红蓝（3︰1）组合光对番茄幼苗生长、碳氮代谢及相关酶活性的影响。结果表明：与白光相比,紫光明显抑制幼苗生长,红光抑制幼苗,尤其是其地下部的生长,红蓝组合光下幼苗干物质积累量及壮苗指数最高;在紫光下叶片净光合速率（Pn）、RuBP羧化酶活性、总糖和淀粉含量最低,红蓝组合光下最高;红光和紫光下转化酶的活性较高;红、蓝、紫、红蓝组合光均显著提高蔗糖合成酶（SS）活性,以红蓝组合光更明显,但红、蓝、紫光显著降低蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性;红光显著降低了硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）活性,蓝、紫、红蓝组合光则显著提高了GS、GOGAT活性以及叶片游离氨基酸和可溶性蛋白含量。总之,红蓝组合光有利于番茄幼苗生长,促进碳同化及总糖和淀粉积累,提高氮代谢相关酶活性及可溶性蛋白和游离氨基酸含量。     

LED补光组合对大棚越橘生长发育的影响

以2年生南高丛越橘‘Emerald’为材料，以大棚内自然光作为对照，研究LED光源的红蓝光（3︰1和6︰1）、紫外光（UVA）对植株长势、叶片光合作用、碳氮代谢、开花基因表达及开花率、果实品质的影响。结果表明：红蓝光组合处理下‘Emerald’的植株营养生长较旺盛，株高、1年生枝条长度和粗度显著高于对照。此外，红蓝光（6︰1）处理下叶片的叶绿素相对含量、比叶重和净光合速率均显著提高。红蓝光组合也可诱导植株开花，开花基因FT表达量和开花率明显高于对照。紫外光下叶片的氮含量、开花率及FT基因表达量显著高于对照。不同光质组合补光对‘Emerald’的果实品质有显著影响，红蓝光（3︰1）处理下果实的质量、横纵径、可溶性固形物、可溶性糖、花青素含量和糖酸比均高于对照。总之，不同光质补光会促进越橘‘Emerald’的生长发育，红蓝光6︰1组合对促进营养生长作用相对较大，红蓝光3︰1组合对提高果实品质效果较好。紫外光虽能改变植株形态和促进开花，但果实品质提高效果较红蓝光处理稍弱。     

LED光照条件下低温弱光贮藏对辣椒种苗质量的影响

随着我国设施蔬菜种植面积和蔬菜育苗产业的不断扩大,蔬菜商品苗的贮藏和运输成为育苗产业的重要环节。以辣椒品种农大24为试材,研究穴盘成苗在不同低温弱光环境下的形态指标与生理指标变化,旨在明确适合辣椒种苗长期贮藏或长途运输的适宜环境条件。结果表明:温度为11℃,R∶B为1.9的荧光灯且光照强度为30μmol·m~(-2)·s~(-1)、光照周期为12h·d~(-1)的贮藏环境和R∶B为1.3的LED且光照强度为15μmol·m~(-2)·s~(-1)、光照周期为24h·d~(-1)的贮藏环境均能满足14d辣椒种苗贮藏和运输,有效地维持了种苗质量。相比于荧光灯,高光效和低能耗的LED光源更适用于辣椒种苗的低温弱光贮藏和长途运输。     

Spectral quality affects disease development of three pathogens on hydroponically grown plants

Plants were grown under light-emitting diode (LED) arrays with various spectra to determine the effects of light quality on the development of diseases caused by tomato mosaic virus (ToMV) on pepper (Capsicum annuum L.), powdery mildew [Sphaerotheca fuliginea (Schlectend:Fr.) Pollaci] on cucumber (Cucumis sativus L.), and bacterial wilt (Pseudomonas solanacearum Smith) on tomato (Lycopersicon esculentum Mill.). One LED (660) array supplied 99% red light at 660 nm (25 nm bandwidth at half-peak height) and 1% far-red light between 700 to 800 nm. A second LED (660/735) array supplied 83% red light at 660 nm and 17% far-red light at 735 nm (25 nm bandwidth at half-peak height). A third LED (660/BF) array supplied 98% red light at 660 nm, 1% blue light (BF) between 350 to 550 nm, and 1% far-red light between 700 to 800 nm. Control plants were grown under broad-spectrum metal halide (MH) lamps. Plants were grown at a mean photon flux (300 to 800 nm) of 330 micromoles m-2 s-1 under a 12-h day/night photoperiod. Spectral quality affected each pathosystem differently. In the ToMV/pepper pathosystem, disease symptoms developed slower and were less severe in plants grown under light sources that contained blue and UV-A wavelengths (MH and 660/BF treatments) compared to plants grown under light sources that lacked blue and UV-A wavelengths (660 and 660/735 LED arrays). In contrast, the number of colonies per leaf was highest and the mean colony diameters of S. fuliginea on cucumber plants were largest on leaves grown under the MH lamp (highest amount of blue and UV-A light) and least on leaves grown under the 660 LED array (no blue or UV-A light). The addition of far-red irradiation to the primary light source in the 660/735 LED array increased the colony counts per leaf in the S. fuliginea/cucumber pathosystem compared to the red-only (660) LED array. In the P. solanacearum/tomato pathosystem, disease symptoms were less severe in plants grown under the 660 LED array, but the effects of spectral quality on disease development when other wavelengths were included in the light source (MH-, 660/BF-, and 660/735-grown plants) were equivocal. These results demonstrate that spectral quality may be useful as a component of an integrated pest management program for future space-based controlled ecological life support systems.