光環(huán)境調(diào)控對水稻幼苗和黑豆芽苗菜生長發(fā)育的影響.pdf

1、隨著光電技術(shù)的發(fā)展,LED(Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)在農(nóng)業(yè)與生物領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸受到世界各國的廣泛關(guān)注。LED不僅具有體積小、壽命長、耗能低、波長固定與低發(fā)熱等優(yōu)點,而且還能根據(jù)植物需要進行發(fā)光光譜的精確配置,實現(xiàn)傳統(tǒng)光源無法替代的節(jié)能、環(huán)保和空間高效利用等功能。
　　 光質(zhì)對植物的生長發(fā)育、形態(tài)建成、光合作用、物質(zhì)代謝以及基因表達均有調(diào)控作用。將LED輻射的各種光譜進行配比組合應(yīng)用在設(shè)施育苗、芽苗

2、菜中具有重要意義。本研究以水稻種子和黑豆種子為試驗材料,利用獲得植株所需的各種光譜能量分布的LED光源,開展生長試驗和指標測試分析,系統(tǒng)研究不同光譜能量分布的LED光源對不同品種的水稻和黑豆種子發(fā)育及其各個生長階段的影響,為LED光譜調(diào)控在農(nóng)業(yè)與生物領(lǐng)域中的應(yīng)用提供基礎(chǔ)。
　　 研究結(jié)果如下:
　　 1.研究光質(zhì)對‘武運粳7號’和‘抗優(yōu)63’兩種水稻幼苗生長及生理特性的影響,結(jié)果表明,光質(zhì)對兩個品種水稻幼苗生長有顯著影響

3、且存在差異。藍光顯著抑制幼苗株高,提高‘武運粳7號’葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量及兩個品種水稻五葉期幼苗的壯苗指數(shù);紅光顯著提高三葉期幼苗的莖基直徑、壯苗指數(shù)以及五葉期葉片的可溶性糖和淀粉含量;紅藍光顯著提高三葉期幼苗的根數(shù)、莖基直徑、壯苗指數(shù)、根系活力和可溶性糖含量,以及五葉期幼苗的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、壯苗指數(shù)、葉片可溶性糖和蔗糖含量;黃光可在幼苗生長初期顯著增加株高?？傮w上,紅藍光有利于培育水稻壯苗。
　　 2.藍光處理顯著增加水稻幼

4、苗劍葉氣孔的數(shù)量,顯著增大根導(dǎo)管的直徑;紅藍光的處理顯著增加根部導(dǎo)管的數(shù)量,使劍葉氣孔長和寬呈顯著負相關(guān),顯著減小了氣孔長寬度的差異。藍光、紅藍光、黃光處理下Fv/Fm值、Fv/Fo值顯著高于對照,呼吸速率顯著降低;藍光和黃光處理使qP值、ΦPSⅡ值和ETR值顯著提高;紅光下水稻幼苗的呼吸速率顯著高于其它光質(zhì)處理;紅光顯著提高了水稻葉片的光合速率?？傊?紅藍光處理能促進水稻器官結(jié)構(gòu)的發(fā)育,藍光更能顯著提高水稻葉片的光合能力。
　　

5、 3.研究光強對黑豆芽苗菜的生長和品質(zhì)表明,增加光強至3μmol·m-2·s-1可以增加黑豆芽苗菜維生素C的含量。光強為9μmol·m-2·s-1的處理使芽苗菜的根長、下胚軸長度、地上部鮮質(zhì)量、POD活性、可溶性糖、蔗糖都顯著高于對照。在0～9μmol·m-2·s-1的光強范圍內(nèi),葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總含量和類胡蘿卜素含量都顯著增加。用0～15μamol·m-2·s-1的光處理顯著增加黑豆芽苗菜的下胚軸直徑和氨基酸含量。結(jié)果表明

6、,9μmol·m-2·s-1的光照強度最適合培養(yǎng)高品質(zhì)的黑豆芽苗菜。
　　 4.黑豆芽苗菜在生長初期形態(tài)改變較顯著、酶活性增長顯著、可溶性蛋白質(zhì)的含量逐漸下降、氨基酸的含量逐漸升高,生長至7 d下胚軸長、下胚軸直徑、可食鮮質(zhì)量、可食干質(zhì)量、可食率、葉綠素含量和SOD活性都已經(jīng)趨于穩(wěn)定?？扇苄蕴恰⒄崽?、維生素C的含量,在生長初期穩(wěn)定上升,生長至6 d,呈現(xiàn)顯著的下降的趨勢。粗灰分和粗纖維含量7 d后有了顯著的增加。還原糖的含量總體

7、呈下降趨勢。由試驗結(jié)果分析,黑豆芽苗菜在生長至7 d時形態(tài)指標達到最大,而生長至6 d營養(yǎng)物質(zhì)含量較高。
　　 5.藍光可以顯著提高黑豆芽苗菜地上部鮮質(zhì)量,促進了下胚軸的伸長,增加了下胚軸直徑,POD的活性最高,維生素C、維生素E和可溶性蛋白質(zhì)的含量均高于其它光質(zhì)處理。紅光下黑豆芽苗菜的地上部干質(zhì)量顯著增大,相比其它光質(zhì)處理顯著提高了葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量的含量以及SOD和POD的活性。紅藍光顯著增加了地上部鮮質(zhì)量、地上

8、部干質(zhì)量,并顯著增加了根長。黃光顯著增加了地上部鮮質(zhì)量,使下胚軸有顯著的伸長,并能顯著增加根長。總體來說,藍光最適合黑豆芽苗菜的生長。
　　 6.光周期為11 h·d-1時可溶性糖、蔗糖和淀粉的含量最高。光周期為13 h·d-1有利于黑豆芽苗菜地上部鮮質(zhì)量、灰分和粗纖維含量的提高。光周期的延長可以使葉綠素a/b的值、游離氨基酸的含量顯著增加,MDA的含量顯著的降低。試驗證明,13 h·d-1時黑豆芽苗菜地上部鮮質(zhì)量最大,11 h