UV-B对紫叶生菜生长及品质的影响初探

为探讨UV-B在植物工厂紫叶生菜水培种植中的应用,本实验在红蓝组合光中添加不同强度的UV-B,研究对紫叶生菜生长及品质的影响。结果表明：随着UV-B强度的增加,紫叶生菜株高及地上鲜重受到显著抑制。高强度下UV-B辐射会降低紫叶生菜可溶性糖和Vc含量,显著增加花青素及总酚含量,提高抗氧化能力。UV-B辐射可以加深紫叶生菜颜色,对鲜重会产生抑制,需要进一步减少辐射时间。     

不同强度UV-B对紫叶生菜生长及品质的影响

为了探讨UV-B在植物工厂紫叶生菜水培种植中的应用,本试验在红蓝组合光中添加不同强度的UV-B,研究其对紫叶生菜生长及品质的影响。结果表明,随着UV-B强度的增加,紫叶生菜株高及地上鲜重受到显著抑制;高强度的UV-B辐射会降低紫叶生菜可溶性糖和VC含量,显著增加花青素及总酚含量,提高抗氧化能力。综上可知,UV-B辐射可以加深紫叶生菜颜色,但会抑制鲜重增长,可能需要进一步缩短辐射时间。     

红蓝光质配比对两种叶色生菜生长及品质的影响

本试验采用3种不同比例的LED红蓝光处理,探究不同红蓝光质比对水培红边生菜和紫叶生菜生长和营养品质的影响。结果表明,R/B=4时,红边生菜和紫叶生菜地上鲜重及地上干重最大,株高,叶长和叶宽最大,可溶性糖含量最高,均随着蓝光比例的增加而降低;R/B=1时,红边生菜和紫叶生菜可溶性蛋白和游离氨基酸含量最高,花青素含量随着蓝光比例的增加而提高。     

LED绿光补光模式对生菜生长及品质的影响

【目的】探究不同光照强度以及补光模式的绿光对植物工厂中水培生菜生长及营养品质的影响,为绿光的供光策略提供参考。【方法】以8:00—20:00照射的强度为160μmol·m~(-2)·s~(-1)的LED白光(W)为基础光,在保证生菜正常生长的前提下,补充3种不同强度(30、60、90μmol·m~(-2)·s~(-1))的绿光(G),并通过调节绿光的供光时间点使之与基础白光形成重叠(O)和不重叠(N)两种供光模式,分别为W、WG30O、WG60O、WG90O、WG30N、WG90。N共6个处理,各处理间绿光补光时长均为6 h。【结果】除处理WG90N外,其他补充绿光的处理较对照W均显著提高了生菜地上部鲜重,且30μmol·m~(-2)·s~(-1)的低强度绿光更有利于生菜的生长及生物量积累;补充绿光的处理均不同程度的提高了生菜可溶性糖、粗蛋白以及Vc含量,同时降低了硝酸盐含量,其中,生菜可溶性糖、粗蛋白以及Vc含量随着绿光补光强度的升高而增加;绿光在作用于生菜生物量积累过程中依赖于背景白光,而在作用于可溶性糖积累和Vc合成过程中与背景白光的关系不显著。【结论】绿光对生菜的作用效果与绿光补光强度及其相对于基础光的供光模式有关,且对于不同的目的指标,绿光补光效果有所差异,在实际生产中可根据生产目的建立不同的绿光补光策略。     

不同光强脉冲光对生菜生长及品质的影响

笔者通过研究脉冲光在不同光强下对生菜生长及品质的影响,探索在不同光强下脉冲光对植株的影响规律,为设施补光提供理论基础。试验以生菜为材料,设置了321. 75μmol·m~(-2)·s~(-1)(T1)、170. 01μmol·m~(-2)·s~(-1)(T2)、85. 61μmol·m~(-2)·s~(-1)(T3)三个光强处理,并以相同光强的连续光作为对照,研究不同光强脉冲光对生菜生长及品质的影响,从试验结果可以看出低光强与高光强对生菜的形态及物质积累影响较大,而中等光强主要影响生菜的品质,这表明与连续光相比不同光强脉冲光对其光照下生菜的影响具有一定的差异。     

不同光质下杉木幼苗叶片光合作用的光响应

以2年生杉木幼苗为试验材料,采用便携式光合测定仪Li6400-XT测定了人工光源下白、红、蓝、黄和绿光5种光质下不同光强对杉木幼苗叶片光合光响应曲线、光合生理指标的影响,从而比较不同光质条件下杉木幼苗叶片光合作用的差异。结果表明:不同光质不同光强下杉木幼苗叶片的光合速率(Pn)间均差异极显著(P<0.01)。在弱光强下(≤200μmol·m~(-2)·s~(-1)),红光下杉木幼苗叶片的Pn和水分利用效率(WUE)显著高于其他光质,分别为5.743、6.783μmol·m~(-2)·s~(-1)。强光强下(≥1 500μmol·m~(-2)·s~(-1)),蓝、绿光下杉木幼苗叶片的Pn分别为13.158、13.400μmol·m~(-2)·s~(-1),高于其他光质,气孔导度(Gs)和胞间CO_2浓度(Ci)均有增大,且绿光增幅大于蓝光。在中等光强下(200~1 500μmol·m~(-2)·s~(-1)),白光下杉木幼苗叶片的Pn、Ci均处于较高水平,黄光下杉木幼苗叶片的WUE和Ci在光强为500μmol·m~(-2)·s~(-1)时达到最大值后持续下降。     

红蓝光下光强对生菜电能、光能利用效率及品质的影响

通过调查红蓝LED光源下生菜的光能利用效率(LUE)和电能利用效率(EUE),以期确定人工光栽培环境下红蓝LED的优化光强参数。本试验LED光源的红蓝光配比设定为1∶1,光强分别为200、300和400μmol/(m2·s)的3个处理(分别以L200、L300和L400表示),生菜定植38d后收获。结果表明:1)定植至收获期间,对每次间苗所收获生菜的干重以及定植38d后收获生菜的干重进行累计计算,处理L300下生菜的EUE最大,为0.948%,较处理L200和L400下生菜的EUE分别高5.22%和46.6%;处理L200下生菜的LUE最大,为4.17%,较处理L300和L400下生菜的LUE分别高12.0%和59.3%。2)定植38d后处理L300下生菜地上部分的鲜干重最大,平均值分别为41.3和2.58g,较处理L200和L400下地上部分鲜重分别高23.5%和25.2%;地上部分干重分别高28.4%和12.8%。3)处理L300与处理L200相比,定植38d后前者叶片的可溶性糖含量较高,硝酸盐含量较低;但与处理L400之间无显著性差异。综合考虑光能、电能利用效率及干重累积量,推荐300μmol/(m2·s)作为红蓝LED组合光源下生菜生长较优的光照强度。     

天名精光响应最适模型的选择及其光合参数相关性分析

以天名精(Carpesium abrotanoides L.)为材料,采用便携式光合仪LI-6400测定其光响应曲线,用5种常用模型对数据进行拟合,探讨天名精光响应的最适模型,并分析天名精光合速率与其他光合参数的相关性。结果表明:(1)直角双曲线改进模型拟合效果最好,拟合得到的决定系数(R~2)达0.999,得到的最大净光合速率(Pn_(max))为16.34μmol CO_2·m~(-2)·s~(-1)光饱和点(LSP)为1 793.65μmol·m~(-2)·s~(-1)、光补偿点(LCP)为39.43μmol·m~(-2)·s~(-1)、暗呼吸速率(R_d)为2.16μmol CO_2·m~(-2)·s;(2)天名精的净光合速率(Pn)与气孔导度(Gs)、光合有效辐射强度(I)、蒸腾速率(Tr)和CO_2浓度(CO_2R)呈极显著正相关,与胞间CO_2浓度(Ci)呈极显著负相关。     

弱光对不同品种紫叶生菜品质和抗氧化性的影响

【目的】为选育耐弱光的紫叶生菜品种。【方法】以5个不同品种的紫叶生菜为材料,在215μmol/(m²·s)和545μmol/(m²·s)两种光照强度条件下,研究弱光对其表型、营养品质和抗氧化性的影响。【结果】与对照光照强度545μmol/(m²·s)处理相比,215μmol/(m²·s)处理显著提高了不同品种紫叶生菜的株高、叶长和叶柄长,降低了植株的茎粗、根系长度等生长指标,其中北紫生7号相关表型性状的变化幅度要小于其他品种;同时,弱光降低了不同品种紫叶生菜的可溶性糖、V-C、可溶性蛋白和花青素的含量,提高了硝酸盐含量,其中北紫生6号的降低幅度要小于其他品种;此外,弱光降低了不同品种紫叶生菜的抗氧化酶活性,其中北紫生6号的降低幅度要小于其他品种。【结论】弱光促进了不同品种紫叶生菜的生长,但抑制了不同品种紫叶生菜的营养品质和抗氧化酶活性;5个品种中北紫生7号的农艺性状受弱光影响较小,但北紫生6号的品质和抗氧化性受到弱光胁迫的影响较小,具有较强的耐性。     

金银花新品种华金2号的光合特性研究

为了解金银花新品种华金2号的光合特性,以传统农家品种鸡爪花为对照,采用LI-6400XT便携式光合仪,测定二者的光合参数。结果表明:华金2号金银花净光合速率日变化呈双峰曲线,经相关性分析,净光合速率(Pn)与气孔导度(Cond)和光合有效辐射(PAR)极显著正相关,与空气温度(Ta)和蒸腾速率(Tr)显著正相关,与胞间CO_2浓度(Ci)显著负相关,和相对湿度(RH)相关性不显著。华金2号最大净光合速率(A_(max))和光饱和点(LSP)均值分别为13.91μmol·m~(-2)·s~(-1)和1 426.67μmol·m~(-2)·s~(-1),高于鸡爪花(13.06μmol·m~(-2)·s~(-1),1 065.33μmol·m~(-2)·s~(-1)),而光补偿点(LCP)均值为40μmol·m~(-2)·s~(-1),低于鸡爪花(56μmol·m~(-2)·s~(-1))。华金2号较传统农家品种鸡爪花的光适应范围更广,耐阴性更强,光合速率更高,而较高的光合速率又是植株高产的前提,本试验初步的光合特性研究,可为华金2号新品种的推广和栽培提供参考。     

不同光质组合对生菜生长和能量利用效率的影响

【目的】筛选较优的光质组合,提高人工光植物工厂生菜产量和能量利用效率。【方法】以光强为200μmol/(m~2·s),R/B为4/1的红蓝光(RB)为对照,在光强为150μmol/(m~2·s),R/B为4/1的红蓝背景光基础上,分别添加50μmol/(m~2·s)的绿光(G)、黄光(Y)、橙光(O)和远红光(FR)组成4种不同光质组合处理,分别用RBG、RBY、RBO和RBFR表示,对不同光质组合处理生菜的生长及形态、光合能力、能量利用效率等指标进行比较研究。【结果】RBG、RBO和RBFR处理生菜地上部鲜质量较RB处理分别增加14.5%,14.5%和30.8%,地上部干质量分别增加13.3%,24.1%和29.9%(P0.05)。RBG处理可以增加生菜的株高、总叶面积、净光合速率和能量利用效率。与RB处理相比,RBY处理对生菜的地上部干、鲜质量影响不显著;RBO处理可以提高生菜叶片的光合能力和能量利用效率。RBFR处理可以增加生菜的地上部干、鲜质量,但在实际生产中,生菜叶片较易出现烧尖现象。【结论】RBG和RBO是工光植物工厂生产中较为合适的光质组合。     

红蓝LED光照强度对非洲菊离体培养的影响

以光量比为4∶1的LED红蓝光作为光源,研究了不同光照强度对非洲菊离体培养的影响。结果表明:非洲菊增殖培养的最适宜LED光照强度是48μmol·m~(-2)·s~(-1),在该光照强度条件下,非洲菊的增殖系数达6.28,增殖苗鲜重为1.31 g;非洲菊生根培养的最适LED光照强度是72μmol·m~(-2)·s~(-1),在该光照强度条件下,非洲菊生根数为4.00条∕株,根长为2.02 cm,幼苗叶大、色绿、矮壮。     

遮荫对2种彩叶风箱果叶色及光合特性的影响

为阐明遮荫对彩叶风箱果(Physocarpus opulifolius)叶色及光合特性的影响,本研究以紫叶风箱果(P.opulifolius‘Summer Wine’)和金叶风箱果(P.opulifolius‘Lutein’)为试材,测定了不同遮荫度下风箱果叶片色泽、叶绿素含量、净光合速率等指标的变化。结果显示:两种风箱果叶片颜色随遮荫度的增加而逐渐转绿;紫叶风箱果的叶绿素、花色素苷含量随遮荫度的增加而极显著降低,在40%遮荫条件下分别比对照降低59.98%、52.30%;金叶风箱果在40%遮荫条件下叶色及叶绿素含量无显著变化,而在80%遮荫条件下叶绿素含量极显著增加,比对照增加了260.00%。紫叶风箱果、金叶风箱果净光合速率日变化均呈"双峰"型;净光合速率、暗呼吸速率均随遮荫度的增加而降低;紫叶风箱果、金叶风箱果的光饱和点分别为1 605.88μmol/(m~2·s)和1 369.40μmol/(m~2·s),光补偿点分别为46.80μmol/(m~2·s)和65.29μmol/(m~2·s),均表现为阳生植物的特征;两者的表观量子效率在0.02~0.05范围内,对弱光表现出一定的适应性。综合其观赏效果,认为紫叶风箱果适宜在全光照条件下种植,金叶风箱果适宜在遮荫度小于40%的环境下种植。     

连续光照条件下LED红蓝光供光模式对紫叶生菜生长和品质的影响

为了探究连续光照(continuous light,CL)条件下发光二极管(light emitting diode,LED)红蓝光供光模式对紫叶生菜生长、产量和品质的影响，在环境可控的人工光植物工厂内，设置6组不同LED处理，分别为常规光照-光子通量密度(spectral photon flux density,SPD)恒定(RB,16 h/8 h)、CL和SPD恒定(RB’,24 h/0 h);CL和SPD发生规律性变化(S1和S2：交错光照处理，24 h周期内分别以蓝光、红蓝光、红光的顺序交替照射1次和2次；A1和A2：交替光照处理，24 h周期内蓝光和红光分别交替照射1次和2次)，其中5个CL处理之间红蓝光量子数相同，光谱光强均为200μmol·m^-2·s^-1。对不同处理模式下紫叶生菜的生长、产量和品质进行测定。结果表明，CL显著增加了生菜地上部产量，其中红蓝光交替处理下生菜地上部生物量最高，红蓝光交替和交错照射均显著增加了过氧化氢、超氧阴离子和丙二醛含量，但是并未造成严重的光氧化胁迫，且提高了抗氧化酶活性，增加了花青素和总酚含量，但...     

光强和光周期对水培生菜光合及叶绿素荧光特性的影响

[目的]揭示不同光强和光周期条件下,水培生菜(Lactuca sativa L.)光合及叶绿素荧光特性的变化规律,得到产量最佳且光量子利用效率最高的光强、光周期组合。[方法]在人工光植物工厂内设置150、200、250、300μmol·m~(-2)·s~(-1) 4个光照强度和8、12、16 h/d 3个光周期,分析产量、光合参数、叶绿素荧光参数、色素含量、光量子利用效率等指标随光强和光周期的变化趋势。[结果]增大光强,叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和总叶绿素(Chl a+b)含量减少,类胡萝卜素(Caro)含量增多;延长光周期对叶绿素含量有促进作用,也能显著提高Caro含量;增加光强,净光合速率(P_n)、气孔限制值(Ls)、叶肉导度(g_m)增大,胞间二氧化碳浓度(C_i)变化趋势相反,表明限制光合速率是非气孔因素导致。在相同的光周期下,增加光强,F_v/F_m先增大后减小,非光化学荧光猝灭(NPQ)增大,光量子利用效率(P)有减小的趋势,表明增大光强会使热耗散增加且不利于PSII内光能的利用。延长光周期可一定程度上提高F_v/F_m且可以提高光量子利用效率。8、12 h/d光周期下,增加光强可提高叶鲜重,但16 h/d光周期条件下,增加光强生菜叶鲜重先增大后减小(250μmol·m~(-2)·s~(-1)时最大)。[结论]250μmol·m~(-2)·s~(-1)光强和16 h/d光周期组合最有利于产量和光能利用。     

光强对坛紫菜自由丝状体营养藻丝生长及生理指标的影响

【目的】探讨坛紫菜自由丝状体营养藻丝快速生长的最适宜光照强度。【方法】以坛紫菜新品种申福2号自由丝状体营养藻丝为培养材料,研究不同光照强度(10、20、40、80、100μmol·photons m~(-2)·s~(-1))对自由丝状体营养藻丝生长、光系统PSⅡ最大量子效率、光合色素含量、光合作用及抗氧化酶活性的影响。【结果】经25d培养后,坛紫菜自由丝状体营养藻丝的增重随光照强度梯度增加而表现出先增加后降低的趋势,其中80μmol·photons m~(-2)·s~(-1)光照强度培养下的藻体增重最多,且光系统PSⅡ最大量子效率Fv/Fm值最高。叶绿素a、类胡萝卜素、藻红蛋白含量整体上随光强的增加而逐渐降低,藻蓝蛋白含量则在各组间差异不显著。藻体CA和RubisCO酶活性均随光强增加而呈现先增强后减弱的趋势。其中,以40μmol·photons m~(-2)·s~(-1)培养下的酶活性最强,80μmol·photons m~(-2)·s~(-1)次之。超氧阴离子自由基和SOD在不同光强下的活性随光强增加呈现先减弱后增强的趋势,80μmol·photons m~(-2)·s~(-1)下培养的坛紫菜自由丝状体营养藻丝这两种酶的活性均最低,分别为最高活性试验组的24.0%和22.9%。【结论】在80μmol·photons m~(-2)·s~(-1)培养下,坛紫菜自由丝状体营养藻丝增重最多,藻体最大量子效率Fv/Fm值最大,RubisCO和CA活性较强,超氧阴离子和SOD活性最低,该光照强度最有利于坛紫菜自由丝状体营养藻丝的快速增殖。     

弱光对不同紫叶生菜生物量及光合特性的影响

【目的】探究弱光处理对不同紫叶生菜品种的生物量及光合特性的影响，为选育耐弱光的紫叶生菜品种提供理论依据。【方法】以5个不同品种的紫叶生菜为材料，在215μmol/(m²·s)、545μmol/(m²·s)两种光照强度条件下，测定紫叶生菜的生物量、光合色素和光合特性。【结果】与正常光照545μmol/(m²·s)处理相比，弱光215μmol/(m²·s)处理下，除了北紫生1号和美国紫叶生菜的地上部鲜质量提高以外，5个紫叶生菜品种的生物量和根冠比均显著降低，其中北紫生6号降低幅度要小于其他品种，能较好地维持自身生长；同时，弱光处理显著提高了5个紫叶生菜品种的叶绿素的含量，降低了类胡萝卜素的含量，其中北紫生6号的变化幅度要小于其他品种，维持了叶片较高的光能利用率。此外，弱光处理显著降低了5个紫叶生菜品种的气孔导度、净光合速率以及蒸腾速率，提高了胞间CO₂浓度，其中北紫生6号的变化幅度要小于其他品种，有利于维持叶片较强的光合能力。【结论】弱光促进了不同紫叶生菜品种的光合色素积累，抑制了...     

不同砧木对‘绿岭’核桃叶片光合和叶绿素荧光特性的影响

为了解不同砧木对‘绿岭’核桃光合及叶绿素荧光特性的影响,以中宁强、中宁异、北加州黑核桃和核桃作砧木嫁接‘绿岭’核桃的2年生幼树为试验材料,研究了‘绿岭’核桃叶片光合特性及叶绿素荧光特性。结果表明,4种砧木‘绿岭’核桃的净光合速率日变化均呈双峰曲线,其最大净光合速率依次为核桃(17.92μmol·m~(-2)·s~(-1))中宁强(14.17μmol·m~(-2)·s~(-1))北加州黑核桃(13.02μmol·m~(-2)·s~(-1))中宁异(12.34μmol·m~(-2)·s~(-1));蒸腾速率和气孔导度日变化均呈现单峰曲线;最大蒸腾速率依次为中宁异(5.36mmol·m~(-2)·s~(-1))核桃(5.11mmol·m~(-2)·s~(-1))北加州黑核桃(4.90mmol·m~(-2)·s~(-1))中宁强(3.41mmol·m~(-2)·s~(-1));气孔导度最大值依次为中宁强(0.22mol·m~(-2)·s~(-1))中宁异(0.21mol·m~(-2)·s~(-1))北加州黑核桃(0.19mol·m~(-2)·s~(-1))核桃(0.17mol·m~(-2)·s~(-1));胞间CO_2浓度日变化规律较为一致,均呈倒抛物线型;水分利用效率日均值依次为核桃(5.19)中宁强(4.97)北加州黑核桃(3.63)中宁异(3.49)。4种砧木‘绿岭’核桃的Fv/Fm和ΦPSⅡ日变化曲线均呈倒抛物线型;中宁强、中宁异、北加州黑核桃砧木‘绿岭’核桃的Fm和ETR都呈不规则的双谷型,而核桃砧木‘绿岭’核桃呈单谷型。4种砧木‘绿岭’核桃的P_n与T_r、G_s均呈正相关,P_n与C_i、ΦPSⅡ、ETR均呈负相关,相关性因砧木品种不同而达到显著或不显著水平。通过主成分分析对4种砧木‘绿岭’核桃光合及叶绿素荧光特性进行综合评价,其综合评价值分别为0.66、-1.59、-1.83和2.75,表明在光合和叶绿素荧光特性方面,核桃作为‘绿岭’核桃的砧木优于其他3个品种,是适合‘绿岭’核桃的优良砧木。     

低温及光照对四季秋海棠叶片花色素苷合成的诱导及调控机理

本文研究了低温和不同光照引起的过剩光能对四季秋海棠叶片花色素苷的诱导作用。结果表明,以常温常光(25/15℃,200μmol·m~(-2)·s~(-1),CC)为对照,低温低光(16/6℃,100μmol·m~(-2)·s~(-1),LD)处理下植物没有产生过剩光能;而低温常光(16/6℃,200μmol·m~(-2)·s~(-1),LC)和低温高光(16/6℃,500μmol·m~(-2)·s~(-1),LH)处理下Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ、qP和PCR值的明显降低及NPQ值、HDR值、H_2O_2含量和O_2~-·产生速率的明显增加表明,LC和LH处理使四季秋海棠叶片产生了过剩光能,且植株在LH处理下产生的过剩光能更多。同时,过剩光能在LC和LH处理下的产生伴随着花色素苷合成相关基因BsPAL、BsCHS、BsF3H和BsANS表达的增强,最终使叶片中花色素苷的含量增加。     

菊芋光响应曲线最佳模型选择及其环境适应性

为揭示菊芋的光合特性,以草地、林下两种不同生长环境的菊芋(Helianthus tuberosus L.)为研究对象,利用便携式光合仪LI-6400进行光响应曲线的测量,并选取最佳拟合模型,计算并对比两种环境条件下的光合参数,深入分析菊芋生理生长特性与生长环境间的关系。结果表明:改进指数模型为菊芋的光响应曲线最佳拟合模型,拟合所得R~2为0.999,光饱和点(I_(sat))为1 600μmol·m~(-2)·s~(-1))、光补偿点(I_c)为37.637μmol·m~(-2)·s~(-1))、最大净光合速率(P_(max))为27.256μmol·m~(-2)·s~(-1))、暗呼吸速率(Rd)为-2.218μmol·m~(-2)·s~(-1)),初始量子效率(φ)为0.059;菊芋为阳生植物,耐高温耐干旱;因此菊芋应种植在高温干燥的生境中,草地更适宜于菊芋的生存。