不同光质对菊花组培苗生长的影响

【研究目的】该文研究新型光源LED辐射的不同光质对菊花组培苗生长的影响,以期为植物组培专用LED光源的研发提供数据支持和理论依据。【方法】以菊花组培苗为试材,采用LEDs光源发射的单色光谱红光[(625±20)nm]、蓝光[(460±20)nm]、远红光[(730±20)nm]和绿光[(530±20)nm],进行不同光质配比组合,荧光灯作为对照,对组培苗形态、生根,色素含量,碳氮代谢及抗氧化酶系活性进行差异比较。【结果】菊花组培苗在红光下徒长,能效最大。蓝光下矮壮,根系活力最大,复合LEDs光质下,组培苗形态正常。RBG处理的菊花组培苗叶片色素含量最高。红光有利于叶绿素b的合成,蓝光有利于叶绿素a的合成。单频红光处理的菊花叶片淀粉含量最高,RBG处理的叶片可溶性糖、碳水化合物蔗糖、游离氨基酸含量最高。蓝光有利于蛋白质的合成,LEDs光质处理的叶片C/N比高于荧光灯。【结论】LEDs光源系统将成为植物组织培养的理想光源。     

红蓝单色光质下茄子叶片的光吸收与光合响应特性

以日光温室茄子'黑帅圆茄'为试材,测试了高亮型发光二极管LED光源发出的白光(400～700 nm)和单色光质[红光(650±5)nm、蓝光(470±5)nm]下叶片和叶绿素的光吸收,以及光合对光强响应特性参数的影响,分析了红、蓝单色光质的光合效率.通过分光光度计在400～700 nm波长范围内扫描表明,叶绿素对强吸收波长400～480 nm和650～680 nm范围内的红光(660 nm)和监光(470 nm)的吸光值较高,白光(400～700 nm)较低.通过积分球采用LED光源测得红光下茄子叶片的光吸收系数ε最高,其次为白光,蓝光最低.在白光和红、蓝单色LED光源下,光饱和点LSP无明显差异,在1 800～2 000 μmol/(m2·s)之间;但是,蓝光的表观光量子效率AQY、实际光量子效率PQY、最大净光合速率Pnmax和最大光合光转化效率LCEmax均比红光的低;蓝光的光补偿点LCP、光半饱和点LSPsemi比红光的高,白光居中.综合反映出蓝光的光合效率低于红光,其原因主要与蓝光的光吸收系数ε低于红光有关.     

不同光质对金线莲组培苗叶绿素含量及叶绿素荧光参数的影响

为了研究不同光质光强处理对金线莲组培苗生长的影响,采用不同光质LED作为人工光源对漳州金线莲进行继代培养。结果显示：红光处理有利于株高生长,其叶绿素含量、Fv/Fm和Fv/Fo值均较小,其中70 μmol/(m2·s)红光处理时金线莲高度达到6.26 cm,但此时其叶绿素含量a、叶绿素含量b、叶绿素总量、Fv/Fm和Fv/Fo值仅分别为1.19 mg/g、0.55 mg/g、1.73 mg/g、0.572和1.34;绿光对金线莲各项指标均无促进作用,且不同强度处理之间差异不显著;蓝光处理对金线莲组培苗叶片生长和生物量积累均有促进作用,金线莲叶绿素含量、Fv/Fm和Fv/Fo值相对较高,但会抑制株高生长,其中70 μmol/(m2·s)蓝光处理时金线莲鲜重、干重、干重/鲜重、叶绿素含量a、叶绿素含量b、叶绿素总量、Fv/Fm和Fv/Fo值分别为1.47 g、0.19 g、0.130、1.83 mg/g、0.71 mg/g、2.54 mg/g、0.801和4.02,但其高度仅为4.56 cm。由此得出,红光有利于植物地上部分生长,但是会造成植株徒长,绿光对植物光合作用影响较小,蓝光对组培苗具有一定的矮化壮苗作用。     

红蓝单色光质下茄子叶片的光吸收与光合光响应特性

以日光温室茄子‘黑帅圆茄’为试材,测试了高亮型发光二极管LED光源发出的白光(400~700 nm)和单色光质[红光(650±5)nm、蓝光(470±5)nm]下叶片和叶绿素的光吸收,以及光合对光强响应特性参数的影响,分析了红、蓝单色光质的光合效率。通过分光光度计在400~700 nm波长范围内扫描表明,叶绿素对强吸收波长400~480 nm和650~680 nm范围内的红光(660 nm)和蓝光(470 nm)的吸光值较高,白光(400~700 nm)较低。通过积分球采用LED光源测得红光下茄子叶片的光吸收系数ε最高,其次为白光,蓝光最低。在白光和红、蓝单色LED光源下,光饱和点LSP无明显差异,在1 800~2 000μmol/(m2.s)之间;但是,蓝光的表观光量子效率AQY、实际光量子效率PQY、最大净光合速率Pnmax和最大光合光转化效率LCEmax均比红光的低;蓝光的光补偿点LCP、光半饱和点LSPsemi比红光的高,白光居中。综合反映出蓝光的光合效率低于红光,其原因主要与蓝光的光吸收系数ε低于红光有关。     

LED不同光质对兰花‘霞光’组培苗生长及生理特性的影响

以兰花‘霞光’组培苗为试验材料,采用LED光源发射的单色光谱红光(R)、蓝光(B)、绿光(G)和白光(W)等不同光质的配比组合光对组培苗进行处理,以荧光灯为对照(CK),研究不同光质对兰花‘霞光’组培苗生长和生理特性的影响。结果表明:(1)与CK相比,红蓝绿复合光(RBG)、单色红光(R)和红蓝复合光(1RB)对组培苗的株高、叶长、叶数、根长、根数等有影响,但与对照差异并不显著;1RB处理下植株的干重显著高于CK。(2)与CK相比,在白光光源(W)下,植株的可溶性蛋白含量最高,但与对照差异并不显著;在不同光质处理下,可溶性糖含量差异不显著。(3)红蓝白复合光(RBW)处理下,‘霞光’组培苗叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量最高,显著高于其他处理。相比之下,LED红蓝白复合光(RBW)处理下的‘霞光’组培苗长势最好,可替代普通荧光灯光源,作为‘霞光’组培苗生长的理想光源。     

基于单片机植物组培专用LED光源的设计

为解决植物组培对光环境的需求,依据组培苗对光的选择性吸收,突破传统的点、线光源局限,采用模块化阵列式设计理念,研制出由14R、6B、4W、1UV 1W LED组成5*5基元模块,再由若干个单元模块组成"LED阵列平面光源",其发射光谱与植物的选择性吸收光谱相匹配;采用涂覆低温红外高辐射材料的铝基顶齿散热器和轴流风扇结合的方式,降低大功率LED结温;本光源能够对光质、光强、光周期和工作方式进行动态调节。可专业用于组培育苗,并在光照培养箱、温室种植及植物工厂等方面进行科学研究和推广应用。     

两种新型转光膜在日光温室、拱棚应用性能研究初报

植物光合作用光谱与叶绿素的吸收光谱具有一致性[1]。叶绿素最强的吸收谱带在蓝紫光区（400nm～480nm）和红橙光区（600nm～680nm）,380nm以下的紫外光会灼伤植物的组织而造成伤害,500nm～580nm的绿光则会被植物反射而造成光能浪费”,这对温室大棚进行冬春季蔬菜种植影响很大。     

LED不同光质对墨兰×大花蕙兰F_1代组培苗生长及生理指标的影响

以墨兰‘绿墨素’×大花蕙兰‘世界和平’F1代组培苗为试材,采用LED光源不同光质配比组合,以普通荧光光源为对照,研究LED光源对组培苗生长及生理指标的影响。结果表明:(1)单色红光(R)处理下株高、叶长、干重达到最高值,与对照组CK相比差异显著,红蓝复合光(2RB)有利于促进生根;(2)2RB处理下总叶绿素、叶绿素a、类胡萝卜素含量均最高,且与其他光源处理下差异显著,红蓝白复合光(RBW)照射下,叶绿素b的含量高于其他处理,单色蓝光(B)处理下,叶绿素a/b比值最高;(3)红蓝复合光(2RB)有利于组培苗可溶性糖合成;LED白光光源(W)处理下游离氨基酸含量最高,差异显著(p0.05)。说明LED不同光质对组培苗生长影响明显,综合比较各项指标,LED红蓝复合光(2RB)可作为墨兰‘绿墨素’×大花蕙兰‘世界和平’F1代组培苗生长的理想光源。     

LED光源在植物工厂中的应用

LED光源作为第四代新型半导体固态冷光源,具有光质纯、光效高、波长类型丰富、光强与光质可调控及节能、环保、寿命长等优点,在人工光植物工厂光环境调控和太阳光植物工厂人工补光方面具有广泛的应用前景。文章阐述了植物工厂和LED光源的特性及优点,介绍了LED光源在植物工厂补光、光环境调控中的应用,并对LED光源在植物工厂中的应用前景进行了展望。     

光质对康乃馨组培苗生长的影响

该文以‘马斯特’康乃馨组培苗为试材,以荧光灯为对照(CK),采用LED为光源,研究红光、蓝光和不同红蓝复合光处理下,光质对康乃馨组培苗生长和生理的影响。结果表明:(1)康乃馨组培苗的株高最高在红光处理下最高,蓝光处理下最低,红蓝1∶3的株高明显高于荧光对照处理;单色光处理下根数显著高于对照处理。(2)蓝光处理下叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量显著高于其他处理,蓝光能增加康乃馨组培苗光合色素的含量;复合光质处理和对照荧光灯处理下叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量没有显著差异;(3)红蓝3∶1处理下,可溶性糖含量和游离氨基酸含量最高;蓝光处理下蔗糖含量最高;红蓝1∶3处理下,游离氨基酸的含量最低;红光下可溶性蛋白最高。LED光源的的光质组合可以作为康乃馨组培苗育苗的光质。     

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。     

Effects of light-emitting diodes on tissue culture plantlets and seedlings of rice(Oryza sativa L.)

Light-emitting diodes(LEDs) are a new light source with low energy consumption and high photoelectric conversion efficiency, and they can satisfy the energy-saving needs of plant culture systems. However, the effects of LED light sources on rice tissue culture and rice seedling cultivation are poorly understood. This study aimed to evaluate the effects of LEDs on the growth of tissue culture plantlets and seedlings of the rice(Oryza sativa L.) cultivar Nipponbare. The best light source for rice tissue culture was different from that for rice seedling cultivation. Blue(B) LED light was the most appropriate light for rice tissue culture. Under a B LED light, the time required for callus proliferation, differentiation and regeneration was the shortest, and the frequency of plantlet initiation, differentiation and regeneration was the highest. A blue:red(B:R)=1:1 LED light facilitated the growth of rice seedlings and produced the highest chlorophyll and carotenoid contents and photosynthetic rates in the rice seedlings. Abundant photosynthetic products were more effectively generated in the rice seedlings under the B:R=1:1 LED and R LED lights than under the B LED light. B LED light is the most appropriate light for rice tissue culture plantlets and can be used as an alternative light source for rice tissue culture, and B:R=1:1 LED light facilitated the cultivation of robust rice seedlings and can be used as the primary light source for rice factory seedling cultivation.     

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。     

不同光质配比对水培牧草大麦生长的影响

【目的】研究不同红蓝光配比对水培大麦生长的影响,分析合适的光质。【方法】以水培牧草大麦为研究对象,分别用LED白光、LED蓝光及LED红蓝光配合进行处理,测定一个生长周期下大麦的株高、根长、鲜草产量、干草产量。【结果】不同光照条件下,大麦的生长表现出显著差异。在白光照射条件下,大麦株高为8.92 cm,显著高于其他2个处理。蓝光处理的大麦株高最低,为6.62 cm,显著低于其他两个处理;蓝光照射下,大麦的根长最长,为10.42 cm,显著高于其他两个处理。蓝光和红蓝光配合处理间的鲜草、干草生物量差异不显著,显著高于白光处理的生物量。【结论】人工光水培条件下,LED白光促进大麦植株上部分茎的伸长,株高增大,而鲜重和干重及下部分的根系生长受抑制。LED蓝光可促进大麦下部分根的生长发育和生物量的累积,株高伸长受限。红蓝光LED组合处理可促进大麦生物量的增加,是水培方式下培育大麦牧草采用的光质。     

LED光对温室植物生长的影响

研究红色LED、蓝色LED和白色LED组合光源对室内种植蔬菜生长的影响以及光的强度、光的照射时间对植物的营养成分的影响,同时研究3种不同的光对生菜的生物量、叶绿素、胡萝卜素、可溶性蛋白和糖和硝酸盐的含量影响以及市场对生菜外观质感的评价。对比可溶性糖、可溶性蛋白、硝酸盐在3种不同的光照后,叶绿素、胡萝卜素和可溶性蛋白的含量随这3种光的反映程度。研究结果表明,适当地补充特种光谱和光辐射,可以提高植物的产量和质量;在红蓝白LED照射后的生菜的营养价值更丰富。     

LED光源对结球甘蓝(Brassica oleracea var.Capitatal)不定芽再生的影响

为探索不同光源对结球甘蓝(Brassica oleracea var.Capitatal)不定芽再生的影响,采用LED红光、LED黄光、LED蓝光及对照荧光灯光源,选用12-1、12-2、12-3三个结球甘蓝材料进行了研究。结果表明:在LED红、黄、蓝色光源下,外植体愈伤组织的诱导率达100%;在不定芽的诱导中,LED红光的诱导率显著大于LED黄光,与荧光灯没有显著差异,平均诱导率高低依次为:红光>荧光>蓝光>黄光;在继代过程中,从再生系数看,LED红光与LED黄光存在显著差异,与荧光灯存在较明显差异,再生系数高低依次为:红光>蓝光>荧光灯>黄光;在根的诱导中,平均诱导率高低依次为:荧光>红光>蓝光>黄光,培养期间观测发现,LED光源下诱导的根粗壮,须根多,LED红光最明显;但在LED光源培养下有明显的褪绿和瓶壁凝露现象,LED红光下凝露最重;LED光源下先长愈伤组织再长腋芽,叶片变小且易碎,生长势弱,蓝光光源下节间伸长有明显的徒长现象;而荧光灯光源愈伤组织少,腋芽生长正常,没有出现以上现象。     

Selenium distribution and nitrate metabolism in hydroponic lettuce(Lactuca sativa L.): Effects of selenium forms and light spectra

A deficiency in selenium(Se) in the human diet is a worldwide problem. The intake of Se-rich vegetables can be a safe way to combat Se deficiency for humans. However, most leafy vegetables can accumulate a high content of nitrates, which poses a potential threat to human health. Light is an important environmental factor that regulates the uptake and distribution of mineral elements and nitrogen metabolism in plants. However, the effects of Se forms and light conditions, especially light spectra, on the uptake and translocation of Se and on nitrate reduction are poorly understood. In this study, lettuce(Lactuca sativa L.) was treated with exogenous Se applied as selenate(10 mmol L~(-1)) and selenite(0.5 mmol L~(-1)) and grown under five different light spectra: fluorescent light(FL), monochromatic red LED light(R), monochromatic blue LED light(B), and mixed red and blue LED light with a red to blue light ratio at 4(R/B=4), 8(R/B=8), and 12(R/B=12), respectively. The effects of light spectra and Se forms on plant growth, photosynthetic performance, Se accumulation and nitrate reduction were investigated. The results showed that the light spectra and Se forms had significant interactions for plant growth, foliar Se accumulation and nitrate reduction. The Se concentration and nitrate content in the leaves were negatively correlated with the percentage of red light from the light sources. Compared to Se applied as selenite, exogenous Se applied as selenate was more effective in reducing nitrate via promoting nitrate reductase and glutamate synthase activities. The lowest nitrate content and highest plant biomass were observed under R/B=8 for both the selenate and selenite treatments. The significant effect of the light spectra on the root concentration factor and translocation factor of Se resulted in marked variations in the Se concentrations in the roots and leaves. Compared with FL, red and blue LED light led to significant decreases in the foliar Se concentration. The results from this study suggest that the light spectra can contribute to Se distribution and accumulation to produce vegetables with better food quality.