2020年第 22期 現(xiàn)代園藝 植物要想進(jìn)行光合作用 主要能量來(lái)源是光 光是 植物結(jié)構(gòu)分化和誘發(fā)其生長(zhǎng)的重要環(huán)境信號(hào) 對(duì)植物 生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成產(chǎn)生較大的影響因素有光質(zhì) 光 照強(qiáng)度 光周期等 這年來(lái) 在我國(guó) 設(shè)施農(nóng)業(yè)快速發(fā) 展 為了保障植物更快更好地發(fā)展 在花卉生產(chǎn)中經(jīng)常 使用遮陽(yáng)網(wǎng)遮 蔭及人工 光源 補(bǔ) 光 改善 光照 條件 其中 溫室 大 棚內(nèi) 的光照強(qiáng)度要 低于露 地 影響作物生物量 積累及 光合作用的重要 限制 因 子 常常是 弱 光 所以 為 了 達(dá)到提高溫室內(nèi) 光照強(qiáng)度的 目 的 人們逐漸深入研 究各種補(bǔ) 光 技術(shù) 應(yīng) 用 于 植物 補(bǔ) 光的光源有 高壓鈉燈 熒 光 燈 LED 金屬鹵 化物 燈 等 其中 還 發(fā) 現(xiàn) 了 LED光 源 局域可調(diào) 發(fā) 熱 較 低 發(fā)光 效率 較 高 壽命相 對(duì)較長(zhǎng) 等 優(yōu)點(diǎn) 有 研究 進(jìn) 一步表明 LED光源 不僅可以促 進(jìn) 盆 花生長(zhǎng) 增 強(qiáng)植物光合作用 提高 產(chǎn)量 改善 產(chǎn) 品 質(zhì)量 而且 能 夠 影響植物 內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)元 素的分 配 和 積累 達(dá)到 調(diào)控 植物生長(zhǎng)發(fā)育和生 理代謝 的 目 的 1 光照影響盆花生長(zhǎng)發(fā)育 1 1 光 照強(qiáng)度影響植 物 影響植物光合作用 最 重要的 元 素是光照強(qiáng)度 然 而最適 合植物生長(zhǎng)的光 輻射 強(qiáng)度 區(qū)間不 是 固定 的 它 會(huì)隨 著 植物的 品種 種 類 生長(zhǎng)環(huán)境 變 化 而 發(fā)生 變 化 但 大 多數(shù) 分 布 于 200 1500 mol m 2 s 不 同 盆 花對(duì)光 照強(qiáng)度的要 求差異 較大 有 些 花卉在遮 蔭 后 生長(zhǎng) 得 較 好 有 些 花卉生長(zhǎng) 得 較好是 依靠 了 補(bǔ) 光 處 理 比如 北 方冬季 溫室 往往自 然 光照強(qiáng)度 不 足 唐菖蒲 的生長(zhǎng)發(fā) 育 會(huì) 受 到 顯著 影響 花 芽 大 部 分 或全 部 敗 育 導(dǎo)致 其 開 花 株 率 和 每穗開 花 率 極 低 1 2 光 質(zhì)影響盆 花生 長(zhǎng) 發(fā) 育 光質(zhì) 即 為光 譜 能量分 布 其在植物的 整個(gè) 營(yíng)養(yǎng) 生 長(zhǎng)和生 殖 生長(zhǎng) 過程 中 起著 重要作用 對(duì) 于不 同 品種 的 盆 花 光質(zhì)影響有 顯著 區(qū) 別 已 經(jīng)有 試驗(yàn) 對(duì) 此 進(jìn)行 研 究 分 別 使用 白 光 紅 光 藍(lán) 光 模擬 不 同 光質(zhì) 對(duì) 郁 金 香 進(jìn)行 補(bǔ) 光 處 理 結(jié) 果 發(fā) 現(xiàn) 白 光 藍(lán) 光 紅 光對(duì) 郁 金 香 不 同 光質(zhì)的 補(bǔ) 光 處 理 并沒 有對(duì)其花 朵 形態(tài)建成有 明 顯 影響 除 了 白 光 外 其 它 模擬 光質(zhì) 均 可以調(diào) 節(jié)郁 金 香 的 花周期 既 能使其 提 前開 花 又 能影響 盆 花 體 內(nèi) 干 物質(zhì) 的分 配 例如 紅 光和 藍(lán) 光 顯著 影響了 盆 花中 干 物質(zhì) 向 花 朵方向 分 布 另外 通過 改 變 溫室 大 棚 外膜顏色 模擬 不 同 光質(zhì) 對(duì) 瓜葉菊 生長(zhǎng)發(fā)育 及 花的形態(tài)建成的影響 結(jié) 果顯示 在 綠膜處 理 模擬 光質(zhì)的 條件 下 瓜葉菊每株開 花量 最 多 而 花期 可以 通過 以 膜處 理 模擬 光質(zhì)進(jìn)行 延 長(zhǎng) 同 時(shí) 植 株體 內(nèi) 干 物質(zhì)分 配 也集 中 傾向 花 朵 1 1 3 光 周 期影響盆 花生 長(zhǎng) 發(fā) 育 在大 自 然 中 每 種 植物 都按 自 己 的 規(guī)律 開 花 其 整 個(gè) 生長(zhǎng)發(fā)育 過程 都 受 日照和 黑夜 時(shí) 間 長(zhǎng) 短 變 化 制 約 稱 為光周期 現(xiàn) 象 溫 度和光周期 都 會(huì) 影響花的形態(tài)建 成 有 研究表明 在 擬 南芥 光周期 開 花 過程 中 具 有光 控 功 能的生物 鐘 調(diào)控 成分 對(duì)誘 導(dǎo)葉 片 中 開 花 位 點(diǎn) 基 因的 特 異 性 表達(dá) 至關(guān) 重要 光周期 不僅 影響 盆 花的光 合作用 為了 提 前開 花對(duì) 短 日照植物進(jìn)行遮光 對(duì)長(zhǎng)日 照植物進(jìn)行 補(bǔ) 光 廣泛 應(yīng) 用 于各 個(gè) 重要的 節(jié) 日 如 五 一 十 一 的 城市 花 壇 及 綠 化 布 置 2 補(bǔ)光技術(shù)發(fā)展 最 初 的 人工補(bǔ) 光 技術(shù) 領(lǐng) 域 的 相 關(guān) 研究 出 現(xiàn) 在 1860 年 當(dāng) 時(shí) 的 科學(xué)家嘗 試 將 燈 管 作為 補(bǔ) 充 光源用 于 培 育 植物 1951年出 現(xiàn) 了 純 人工補(bǔ) 光 試驗(yàn) 研究 20世紀(jì) 90 年 代 植物生長(zhǎng)在 溫室 中的 補(bǔ) 充 光源主要 由 發(fā)光 二 極 管 LED 來(lái) 替 代 對(duì) 于溫室 大 棚 中的 補(bǔ) 光 研究 與 應(yīng) 用 越 來(lái) 越 受 到 科學(xué)家 們 的重 視 為了 降 低人工 植物 補(bǔ) 光成 本 和 提高 植物生長(zhǎng) 效 果 研究人 員 在光強(qiáng) 方 面 光質(zhì) 方 面 光周期對(duì)植物光合作用 及 其生長(zhǎng)影響的 理 論 方 面 光照對(duì)盆花生產(chǎn)的影響及補(bǔ)光技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 肖蘇芯 北 京林 業(yè)大 學(xué) 北 京 100000 摘 要 光 照是影響植 物 生 長(zhǎng)最重要的因 素 之一 近 年 來(lái) 隨著 補(bǔ) 光 技術(shù)越 來(lái) 越廣泛地 應(yīng) 用于設(shè)施 園藝 與 盆 花生 產(chǎn) 中 國(guó) 內(nèi)外很多人研究人工補(bǔ) 光 技術(shù)及研究 光 照 如 何影響植 物 生 長(zhǎng) 問題 闡述了不同 光 質(zhì) 不同 光 照強(qiáng) 度 不同 光 周 期 等 對(duì) 花 的 形態(tài) 建 成 及 植 物光 合 作 用 等 多 方 面 影響 總結(jié)了補(bǔ) 光 調(diào)節(jié)技術(shù)與策略研究 進(jìn) 展 即根 據(jù) 光 環(huán)境對(duì) 植 物 生 長(zhǎng)的影響 規(guī)律 設(shè)計(jì) 光 強(qiáng) 調(diào)節(jié) 光 質(zhì) 調(diào)節(jié) 光 周 期 調(diào)節(jié) 補(bǔ) 光 效率調(diào)節(jié)技術(shù) 用數(shù)據(jù)詳細(xì)比對(duì)了 光 質(zhì) 調(diào)節(jié)和 光 周 期 調(diào)節(jié)對(duì)干 物 質(zhì) 積累和營(yíng)養(yǎng) 元 素 積累 的影響 關(guān) 鍵詞 光 照 盆 花生 產(chǎn) 補(bǔ) 光 技術(shù) 課題項(xiàng)目 2020年校級(jí)課題 蜀葵根尖染色體制片體系初探 2020年北京市級(jí)課題 菊花耐鹽種質(zhì)的評(píng)價(jià)與篩選及耐鹽遺傳機(jī)理初步 探究 作者簡(jiǎn)介 肖蘇芯 2000 女 遼寧遼陽(yáng)人 本科在讀 研究方向 觀賞花卉種質(zhì)資源及育種 試驗(yàn)研究 3 2020年第 22期 現(xiàn)代園藝 研究 了 不 同 的 補(bǔ) 光 技術(shù) 2 1 光 照強(qiáng)度 調(diào)節(jié)技術(shù) 目 前 光強(qiáng)有 2種調(diào) 節(jié)方 式 一 是 調(diào) 節(jié) 光源 與 作物 冠 層距離 二 是 調(diào) 節(jié) 光源的發(fā)光強(qiáng)度 已 經(jīng)有 試驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 了 一種 光源 與 作物 冠層距離實(shí) 時(shí)自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 裝置 這 種 裝置 可以 根據(jù) 光 電傳感器接收 到 的信號(hào) 調(diào) 節(jié) 光源 與 植物 冠 層距離 進(jìn) 而提 供 對(duì)植物生長(zhǎng) 最適 合的光照環(huán)境 此類 調(diào) 節(jié) 光照強(qiáng)度的 方 法 都 是 采 用了 縮短 光源 與 作物 冠層 距離 的 方 法 也體 現(xiàn) 出了 LED燈 的 優(yōu) 勢(shì) 其 低 發(fā) 熱 性 使 得 光源 與 花卉 之 間 近距離 補(bǔ) 光 得 以 實(shí) 現(xiàn) 解決 了 氣 體 放電 燈 因 熱輻射效應(yīng) 較大 而 灼傷 花卉的 問題 為了 很 好地 滿 足 花卉生長(zhǎng) 需 要的光照 條件 采 用 補(bǔ) 光是 最 好的 解決辦法 試驗(yàn)過程 中 可 將 光合作用 指 標(biāo) 數(shù) 據(jù) 作為 反饋 控制 指標(biāo) 應(yīng) 用 于補(bǔ) 光 技術(shù)調(diào) 節(jié) 進(jìn) 一 步 分 析 光照強(qiáng)度的 細(xì) 節(jié) 調(diào)控 已 經(jīng)有 很 多 系統(tǒng) 和 模 型 應(yīng) 用 于 這 一 領(lǐng) 域 例如 利 用 可 編 程 電 源為 LED列陣 提 供 恒流輸 出 驅(qū) 動(dòng) 利 用 LED列陣 作為 激 發(fā) 葉綠 素產(chǎn)生 熒 光的光化光 利 用 MINIPAM熒 光 儀 對(duì)植物光 系統(tǒng) II 的 穩(wěn) 態(tài) 熒 光 Fs 光 適應(yīng) 下 最 大 熒 光 Fm 進(jìn)行 檢測(cè) 并 結(jié) 合 測(cè) 量 系統(tǒng) 傳感器 對(duì)光合有 效輻射 PAR 環(huán)境 溫 度等 植物環(huán)境因素的有 關(guān) 數(shù) 據(jù) 綜 合分 析 環(huán)境因素對(duì) 實(shí) 際 量 子效率 psII等 參 數(shù) 的影響 系統(tǒng) 通過 串口 與 上 位 機(jī) 通 信 上 位 機(jī) 可 利 用 DELPHI7語(yǔ)言編 制 的 監(jiān) 控 軟 件 對(duì)植物光 適應(yīng) 下 的 熒 光 參 數(shù) 進(jìn)行 實(shí) 時(shí) 在 線監(jiān) 控 2 2 2 光 質(zhì) 調(diào)節(jié)補(bǔ) 光 技術(shù) 2 2 1 光 質(zhì) 對(duì) 植 物 干 物 質(zhì) 積累量 的影響 一 項(xiàng) 對(duì) 甜椒 的 研究 顯示 光質(zhì)對(duì) 全株干 物質(zhì) 積累 量 存 在 顯著 影響 補(bǔ) 光 顯著 促 進(jìn)了 干 物質(zhì)的 積累 2 2 2 光 質(zhì) 對(duì) 植 物 營(yíng)養(yǎng) 元 素 的影響 相 關(guān) 研究 顯示 光質(zhì)對(duì) N P K Mg Zn化 學(xué) 元 素在 甜椒 根 莖 葉 果 實(shí) 中的 積累 量 無(wú) 顯著 影響 而 對(duì) Ca 和 Mn在 甜椒 中 不 同 位置 的 積累 量有 顯著 影響 如 表 1 表 2所 示 且 規(guī)律 大 約 一 致 2R1B條件 下 果 實(shí) 中 Ca積累 量 最高 4R1B葉 中 Ca積累 量 最高 8R1B條件 下 根 和 莖 中的 積累 量 最高 可以 看 出 光質(zhì) 除 了影響植 物 部 分 礦 質(zhì) 元 素的總 積累 量 也 會(huì) 影響 部 分 礦 質(zhì) 元 素 在 各 器 官 中的 積累 分 配 3 2 3 光 周 期 調(diào)節(jié)補(bǔ) 光 技術(shù) 2 3 1 光 周 期 對(duì) 植 物 干 物 質(zhì) 積累量 的影響 研究表明 不 同 補(bǔ) 光 時(shí) 間 的 干 物質(zhì) 積累 量 沒 有 太 大 差別 由 此 可 見 調(diào) 節(jié) 光周期對(duì)植物 干 物質(zhì) 積累 量的影響較 小 2 3 2 光 周 期 對(duì) 植 物 營(yíng)養(yǎng) 元 素 的影響 相 關(guān) 研究表明 光周期對(duì) N P K Mg Zn化 學(xué) 元 素在 甜椒 根 莖 葉 果 實(shí) 中的 積累 量有 顯著 影響 尤 其是 補(bǔ) 光 8h的 N P K Ca Mg Mn 積累 總量分 別 較 CK提高 51 82 55 56 47 55 50 00 56 76 36 04 由 此 可 見 通過 LED 補(bǔ) 光能 夠提高盆 花對(duì) 礦 質(zhì) 元 素的 吸 收 積累 能 力 因 此 LED補(bǔ) 光 可 作為 一種調(diào)控盆 花 體 內(nèi) 礦 質(zhì) 元 素 含 量的有 效 措 施 3 2 4 補(bǔ) 光 效率調(diào)節(jié)技術(shù) 光 從 光源發(fā)出 到達(dá) 植物 葉 片 被利 用的 過程 中 可 能 會(huì) 有 很 多 損耗 減少 光在 傳 播 過程 中的 損耗 可以 顯著 提高 光能 利 用 率 研究表明 提高人工 植物 補(bǔ) 光 效率 的 有 效 方 法與 策略 是 通過 改善 光在植物 冠層 的分 布 波 動(dòng) 補(bǔ) 光 及 減少無(wú) 效補(bǔ) 光 區(qū)域 等 3 結(jié) 語(yǔ) 綜上 所 述 光照強(qiáng)度 光質(zhì)和光周期 都 是 盆 花生產(chǎn) 過程 中重要的環(huán)境因素 不僅 能 增 強(qiáng) 盆 花光合作用 影 響 盆 花生長(zhǎng) 提高盆 花質(zhì)量和產(chǎn)量 而且 能影響植物 體 內(nèi)營(yíng)養(yǎng)元 素的分 配 和 積累 達(dá)到調(diào)控 植物生長(zhǎng)發(fā)育 生 長(zhǎng) 代謝 的 目 的 因 此 在大 規(guī) 模 盆 花生產(chǎn)中 要 從 光強(qiáng) 光質(zhì) 光周期 補(bǔ) 光 效率 等 多方 面 進(jìn)行 改善 目 前 國(guó) 內(nèi) 外 補(bǔ) 光 技術(shù) 與 策略 已 經(jīng) 逐漸 成 熟 很 多 層面都 已 經(jīng) 具 體 到 個(gè)體程 度 而不僅僅限于 大 規(guī) 模 粗 放管 理 水平 參 考文 獻(xiàn) 1 謝 以 萍 楊 再 強(qiáng) 蘇 天星 等 不同 光 質(zhì) 對(duì)瓜葉菊 生 長(zhǎng) 發(fā) 育的影 響 J 北 方 園藝 2010 3 53 56 2 趙 靜 周 增產(chǎn) 卜 云龍 等 植 物 工 廠 自動(dòng)立體栽培系統(tǒng)研 發(fā) J 農(nóng)業(yè) 工 程 2018 1 18 21 3 紀(jì) 建 偉 解 飛 JeremyHarbinson LED激 發(fā)光 源葉綠 素 熒 光 參數(shù) 在線監(jiān) 控 系統(tǒng) J 農(nóng)業(yè) 工 程 學(xué) 報(bào) 2009 25 4 145 149 4 段 青青 張 自 坤 常 培培 等 補(bǔ) 光 時(shí)間 及 光 質(zhì) 對(duì) 溫 室甜椒礦 質(zhì) 元 素 吸收 與 分配 的影響 J 核 農(nóng) 學(xué) 報(bào) 2020 34 8 1814 1825 責(zé)任編輯 舒丹丹 處 理 根 分 配 比 莖 分 配 比 葉 分 配 比 果 實(shí) 分 配 比 Ca的 積累 總 量 g plant 2R1B 7 00 33 76 29 43 29 81 4 35 0 06b 4R1B 9 98 40 89 32 90 16 23 4 11 0 37b 8R1B 9 54 48 42 19 44 22 60 4 86 0 01a 表 1Ca元 素 在不同 光 質(zhì) 處理下 不同 部位 的 元 素 分配 比及積累總量 表 2Mn元 素 在不同 光 質(zhì) 處理下 不同 部位 的 元 素 分配 比及積累總量 處 理 根 分 配 比 莖 分 配 比 葉 分 配 比 果 實(shí) 分 配 比 Mn的 積累 總 量 g plant 2R1B 10 49 13 99 43 66 31 87 3 32 0 06a 4R1B 13 33 15 45 50 47 20 75 3 55 0 22a 8R1B 16 09 18 42 40 09 25 40 3 49 0 00a 試驗(yàn)研究 4