LED红蓝光质对两种叶色生菜产量和光合色素含量的影响

在温室条件下,以荧光灯为对照,以LED灯板为人工光源,探究红蓝光质对水培盆栽绿叶生菜和紫叶生菜生长和光合色素含量的影响,以期为植物工厂条件下生产不同叶色蔬菜提供光环境参数。结果表明,绿叶生菜和紫叶生菜光合色素含量在RB 2∶1（RBⅠ）处理下显著高于对照和其他处理,且随蓝光比例下降而减少,在RB 1∶2（RB Ⅲ）和荧光灯（F）处理下含量最低。且绿叶生菜光合色素含量对红蓝光比例的变化敏感程度低于紫叶生菜。绿叶生菜地上部分鲜质量、根系鲜质量和地上部分干质量均以RB 1∶1（RB Ⅱ）处理最大。紫叶生菜地上部分鲜质量在白光（W）对照处理下最大,根系鲜质量和根系干质量在RB 2∶1（RBⅠ）光照下最高,地上部分干质量则在不同光质变化下没有显著差异。绿叶生菜和紫叶生菜分别以RB 1∶1（RB Ⅱ）和白光（W）光质照射培养最佳。     

LED红蓝光质对两种叶色生菜产量和光合色素含量的影响

在温室条件下,以荧光灯为对照,以LED灯板为人工光源,探究红蓝光质对水培盆栽绿叶生菜和紫叶生菜生长和光合色素含量的影响,以期为植物工厂条件下生产不同叶色蔬菜提供光环境参数。结果表明,绿叶生菜和紫叶生菜光合色素含量在RB 2∶1(RBⅠ)处理下显著高于对照和其他处理,且随蓝光比例下降而减少,在RB 1∶2(RBⅢ)和荧光灯(F)处理下含量最低。且绿叶生菜光合色素含量对红蓝光比例的变化敏感程度低于紫叶生菜。绿叶生菜地上部分鲜质量、根系鲜质量和地上部分干质量均以RB 1∶1(RBⅡ)处理最大。紫叶生菜地上部分鲜质量在白光(W)对照处理下最大,根系鲜质量和根系干质量在RB 2∶1(RBⅠ)光照下最高,地上部分干质量则在不同光质变化下没有显著差异。绿叶生菜和紫叶生菜分别以RB 1∶1(RBⅡ)和白光(W)光质照射培养最佳。     

LED光谱对西瓜苗生长的研究

以光调控技术为基础的全封闭式植物工厂是提高西瓜苗培养效率及质量的最佳途径。为此,论证了以纯LED光进行西瓜苗育苗的可行性,并研究了不同红蓝光配比对西瓜幼苗生长的影响。结果显示:5∶1的红蓝光通比下,西瓜幼苗生长情况最好。根据蓝、红光对植物不同的影响,最佳的光照方式应为:幼苗生长早期适当提高蓝光比例,而生长后期多加红光;前期用较弱的光照,后期再用强光照。     

不同光质对甘蔗组培苗的影响

对不同LEDs光质及植物生长灯对甘蔗组培苗的影响进行了试验研究,结果表明:LEDs红蓝混合光下培养甘蔗材料增殖和生根状况要优于LEDs单色光及白光下的材料,而且不定芽增殖、不定芽形态、增殖阶段干物质含量、色素含量、生根苗质量方面均优于或不低于荧光灯下培养的材料,可以作为荧光的替代光源用于甘蔗组培苗生产。植物生长灯下培养材料与荧光灯差异不显著。      

光质对豌豆芽苗菜生长与生理特性的影响

为研究不同光质对豌豆芽苗菜生长及品质的影响,以“绿山谷麻豌豆2号”为研究对象,在育苗纸上进行栽培,共设置对照（白光）、红光∶蓝光=3∶1、红光∶蓝光=4∶1、红光∶蓝光=5∶1、红光∶蓝光=9∶1、红光∶蓝光=7∶3、红光∶绿光∶蓝光=6∶2∶1、红光∶绿光∶蓝光=9∶1∶0、红光∶绿光∶蓝光=8∶1∶1、红光∶绿光∶蓝光=7∶1∶2共计10个处理对豌豆芽苗菜进行试验研究,在第8天时,测定豌豆芽苗菜生长及品质指标,以期筛选豌豆芽苗菜最适光质。结果表明:红光∶绿光∶蓝光=9∶1∶0的植株株高最高,其次是红光∶蓝光=5∶1和3∶1;红光∶蓝光=3∶1的植株茎粗最粗及根系长度最长;红光∶绿光∶蓝光=9∶1∶0的植株地上部鲜质量、经济产量、可食率最大,其次是红光∶蓝光=5∶1;红光∶蓝光=5∶1的植株全株鲜质量、全株干质量和生物产量最大,叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b含量及类胡萝卜素显著高于其他处理。综上所述,处理3（红光∶蓝光=5∶1）能促进植株生长,提高生物产量,有效增加植株干物质含量的积累,因此红光∶蓝光=5∶1可作为豌豆芽苗菜生长的适宜光质。      

光质及光周期对南瓜砧木幼苗生长影响的研究

均匀、健壮的幼苗是实现机械嫁接的条件之一。光对植物的生长发育有重要影响,为此,本文研究红光、蓝光、白光及红蓝组合光(红∶蓝=8∶1)等四种不同LED光质对南瓜幼苗生长的影响,得到最适光质,培育出外观特征均匀一致的幼苗。在此基础上,研究在最适光质下,L24D0、L15D9、L12D12和L9D15不同光周期对南瓜幼苗生长的影响。本试验结果表明:红蓝组合LED光源处理下的幼苗生长优于白色LED光源处理,红色LED光源和蓝光LED光源均不利于幼苗生长,四种光源下均未出现不适合机械嫁接的弯曲苗;L24D0处理下的南瓜幼苗壮苗指数为0.41、茎粗为3.28mm,大于其他光照处理,说明红蓝组合LED光源下的长光周期处理更有利于培育均一、健壮的南瓜砧木幼苗。     

不同LED光质对番茄幼苗生长特性的影响

为保证设施番茄周年生产的壮苗供给,研究了人工气候环境下不同光质处理对番茄幼苗不同时期内生长特性的影响,以确定培育番茄壮苗的最佳人工光源。试验采用LED为光源,选取红蓝比分别为3(RB3/1)、5(RB5/1)、7(RB7/1)和白光(W)4个处理对番茄幼苗进行为期28 d的照射,光周期为12 h/12 h,自然光照射为对照,并利用综合评价方法分析不同LED光质对番茄幼苗不同时期内生长特性的影响。试验结果表明:光质对番茄苗期下胚轴、叶面积和根冠比的影响极显著(P0.01);生长初期光质对幼苗生长株高、茎粗、根数、根长、生物量、壮苗指数和G值的影响不显著,而后变为显著(P0.05),且不同时期内光质对各项指标的影响存在差异;依据不同生长时期各项指标的综合评价结果,确定番茄苗期较优光照组合为出芽后两周内采用红蓝比为RB7/1光质,而后采用白光LED光质进行照射;红蓝比为RB3/1的光质不适宜单独作为照射光源用于培育番茄壮苗。     

夜间补光对黄瓜幼苗形态的调节与补光方式的确定

为确定光质夜间延时补光对不同生长阶段黄瓜幼苗形态的影响,制定黄瓜育苗夜间延时补光模式,对LED夜间延时补光对黄瓜幼苗形态发育的影响进行了试验研究。选取"津春四号"黄瓜为试材,以下胚轴长、子叶面积、茎粗、叶面积、节长、干物质量、叶绿素含量以及壮苗指数为指标,研究使用红光(R,630 nm)和红蓝混合光(RB,630 nm∶660 nm=8∶2)两种LED光源夜间延时补光4 h对不同生长阶段黄瓜幼苗形态的影响,利用Logistic曲线对叶面积增长速率进行拟合。结果表明:子叶期红光延时补光幼苗子叶面积和茎粗最大,分别比对照组提高了61.60%和19.55%;一叶期红光延时补光幼苗叶面积和茎粗最大,分别比对照组提高了25.11%和14.72%;成苗期红蓝光延时补光幼苗叶面积、茎粗、干物质量、叶绿素含量和壮苗指数最大,分别比对照组提高了41.92%、17.75%、45.45%、21.92%、200.00%。利用红光夜间延时补光能够促进前期(子叶期和一叶期)黄瓜幼苗的生长,红蓝混合光夜间延时补光可促进后期(二叶期至成苗期)黄瓜幼苗的生长、提高幼苗壮苗指数。     

LED光质对台湾金线莲生长及品质的影响

为研究不同光质对台湾金线莲(Anoectochilus formosanus Hayata)的生长和品质的影响,在温度和光环境可控的植物工厂中利用光谱组合LED光源配置5种光质:红光(R)、蓝光(B)、红蓝光1∶1(R1B1)、红蓝光1∶2(R1B2)和白光(CK)对台湾金线莲进行60 d光照试验。试验结果表明,不同的光质处理对金线莲的株高、茎直径、叶面积、生物量和有效成分积累量产生显著差异,其中,蓝光处理显著降低株高和叶面积的增长;红光处理显著抑制茎秆直径的增长;红蓝光1∶1、红蓝光1∶2两种复色光处理均显著降低株高、鲜重和总黄酮积累量;白光处理下的总体长势、可溶性糖和总黄酮积累量比红光、蓝光、红蓝光1∶1、红蓝光1∶2处理的效果更佳,是台湾金线莲在此栽培阶段的最适光质,为金线莲的人工光照栽培提供参考。     

不同光质处理对蓝莓组培苗生长的影响

研究了不同红光（R）和蓝光（B）比对蓝莓组培苗生长和生理的影响。使用10种不同的红蓝光比（即1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7、1∶8、1∶9和1∶10）来处理蓝莓组培苗,测定其光合色素含量。结果表明:T4处理的叶绿素a、总叶绿素含量最大;T10处理的叶绿素b含量最大;T3处理的胡萝卜素含量最大。不同比例的蓝光和红光可以改变蓝莓组培苗的生长和生理指标。      

不同频率LED红蓝光交替照射对生菜生长与品质的影响

在全人工光型植物工厂中进行试验,运用供光模式可调的红蓝LED光源,以不同频率的红蓝光交替照射生菜,并以同比例的红蓝光同时照射生菜作为对照组,通过测定生菜生长动态、光合色素、可溶性糖、粗蛋白、维生素C以及硝酸盐含量,研究红蓝光供光模式及交替频率对生菜生长与品质的影响。结果表明:在等能耗基础上,16 h光期里,红蓝光交替1次有利于生菜地上部分生物量、可溶性糖以及粗蛋白的积累;红蓝光交替4次有利于生菜中维生素C的积累以及硝酸盐的代谢;所有处理中,叶绿素及类胡萝卜素含量均以4次和8次红蓝光交替为最大,且二者之间无显著性差异。     

不同频率LED红蓝光交替照射对生菜生长与品质的影响

在全人工光型植物工厂中进行试验,运用供光模式可调的红蓝LED光源,以不同频率的红蓝光交替照射生菜,并以同比例的红蓝光同时照射生菜作为对照组,通过测定生菜生长动态、光合色素、可溶性糖、粗蛋白、维生素C以及硝酸盐含量,研究红蓝光供光模式及交替频率对生菜生长与品质的影响。结果表明：在等能耗基础上,16h光期里,红蓝光交替1次有利于生菜地上部分生物量、可溶性糖以及粗蛋白的积累;红蓝光交替4次有利于生菜中维生素C的积累以及硝酸盐的代谢;所有处理中,叶绿素及类胡萝卜素含量均以4次和8次红蓝光交替为最大,且二者之间无显著性差异。     

闭锁式立体水稻育秧环境参数优化试验

为解决传统水稻育秧易受气候环境影响,导致秧苗质量差的问题,以育秧环境参数为目标,优化设计水稻育秧气候箱及基于植物工厂技术的水稻育秧平台。利用水稻育秧气候箱,通过均匀试验和逐步回归法优化对秧苗指标有显著性影响的环境参数,进而确定水稻育秧最优环境参数组合,并利用基于植物工厂技术的水稻育秧平台进行规模化生产验证试验。试验结果表明,全光谱条件下,叶面积系数受光照强度影响显著（P＜0.05）。蓝光光质条件下,土壤含水率对根数、根长影响显著（P＜0.05）;光照强度对SPAD值和叶面积系数影响显著（P＜0.05）;光照强度和光照时间对茎基部宽影响显著（P＜0.05）。红蓝比3∶1光质条件下,光照强度和光照时间对茎基部宽影响显著（P＜0.05）;光照强度、温度和土壤含水率均对株高影响显著（P＜0.05）;光照强度对SPAD值影响显著（P＜0.05）;土壤含水率对叶面积系数影响显著（P＜0.05）。水稻育秧环境最优参数组合为蓝光光质、土壤含水率60%（发现叶片卷曲后灌溉,每次灌溉最大含水率60%）、光照强度1.1×104 lx（光源表面处的测量值,光源表面距离育秧盘上表面20 cm）、光照时间9 h、温度28 ℃/24 ℃（光照期/非光照期）、湿度60%。基于植物工厂技术的水稻育秧平台所培育的水稻秧苗形态指标与力学特性均能达到机械插秧壮秧标准。试验结果可为大面积闭锁式水稻育秧及农业的可持续发展提供参考。      

非连续光对无土栽培番茄苗期无机元素吸收的影响

本研究在人工光型植物工厂中采用岩棉种植番茄植株,分析了在总光量一致的基础上红光背景下蓝光补充介入和蓝光取代介入两种非连续供光模式对番茄植株营养液无机元素吸收及叶片色素光谱参量的影响。结果表明,与连续红光相比,蓝光以不同方式介入均降低了番茄叶片中K元素含量而提高了茎中K元素含量,蓝光介入一定程度上抑制了番茄K元素由茎向叶片的运输;蓝光以不同方式介入均提高了番茄地上部中Mg含量（增幅8.93%~13.63%）,而降低了地上部Fe含量（降幅28%~48%）及Mn含量（降幅3.93%~21.24%）。其中蓝光补充介入模式下番茄叶片中Mg元素含量随着蓝光补充强度的升高而增加,叶片Mg含量在蓝光取代介入模式下高于蓝光补充介入模式而地上部Fe含量趋势则相反,蓝光取代介入的非连续光模式较蓝光补充介入模式而言更有利于刺激叶片中Mg的积累而抑制地上部Fe的积累。与连续红光相比,蓝光以不同方式介入后番茄叶片色素光谱参量Hue值（色相角）和MCARI值（修正叶绿素吸收比指数）均有所提高,相反,Red/Green值（红绿区域光谱反射比）均有所降低,蓝光补充介入模式下叶片Hue值和MCARI值随蓝光补充强度的升高而增大,R/RB80处理下Hue、MCARI值最高,较对照分别提高4%、124%;蓝光取代模式下Hue值和MCARI值随蓝光间歇时间的延长先增大后减小,R/RB(1h)处理下Hue、MCARI值最高,较对照分别提高6%、215%。番茄叶片在绿光波段的反射率与各处理下Hue、MCARI值变化趋势接近,而番茄叶片中Mg元素含量与叶绿素光谱参量呈正相关性。蓝光取代介入的非连续光模式较蓝光补充介入模式而言更有利于刺激叶片类胡萝卜素分解和叶绿素积累,非连续供光模式通过调控番茄植株无机元素的吸收进而作用于叶片色素的形成。本研究为无土栽培番茄光环境调控提供了理论依据。     

不同基质配比对黄瓜幼苗生长的影响

研究不同基质配比对黄瓜穴盘苗生长的影响，可为新疆和田地区黄瓜穴盘育苗提供参考。采用穴盘育苗技术，把椰糠、商品有机肥、沙子按不同体积比例混配成复合基质进行黄瓜育苗，设置5个处理和1个对照。对照基质配比为椰糠∶商品有机肥=20∶1，5个处理的基质配比分别为椰糠∶沙子∶有机肥=16∶1∶1、椰糠∶沙子∶有机肥=18∶1∶1、椰糠∶沙子∶有机肥=20∶1∶1、椰糠∶沙子∶有机肥=22∶1∶1、椰糠∶沙子∶有机肥=24∶1∶1，每个处理重复3次。试验结果表明，基质配比为椰糠∶沙子∶有机肥=22∶1∶1的处理H4，培育的黄瓜幼苗综合隶属函数值较高，优于对照（椰糠∶有机肥=20∶1），长势好。在本试验条件下，椰糠∶沙子∶有机肥=22∶1∶1的椰糠型复合基质配比作为和田地区黄瓜穴盘苗生长的育苗基质，对培育黄瓜壮苗有利，可以作为和田地区日光温室黄瓜穴盘育苗的基质配比。