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    LED光源對植物生長的影響

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    LED光源對植物生長的影響

    發布日期:2019-01-19 作者:普朗克光電 點擊:

    紅光  在可見中,被綠色植物吸收Z多的是紅橙光(波長600~700nm)和藍紫光(波長400~500nm),對綠色光(500~600nm)只有微量吸收。紅光是Z早被用于作物栽培實驗的光質,是作物正常生長的必須光質,生物需求數量居于各種單色光質之首,人工光源中Z重要的光質。紅光下所生成的物質使植物長高,而藍光下所生成的物質促進蛋白質與非碳水化合物的積累,給植物增重。補遠紅外使花色速苷、類胡蘿卜素和葉綠素濃度分別降低40%、11%和14%,而使得植株鮮重、干重、莖長、葉長和葉寬分別增加28%、15%、14%、44%、和15%。紅光通過光敏色素調控光型態建成;紅光通過光合色素吸收驅動光合作用;紅光促進莖伸長,促進碳水化合物合成,有利于果蔬VC和糖的合成;但抑制氮同化作用。但是單獨紅光想很好地栽培植物還是有點難度。

    藍光  藍光是紅光用于作物栽培必要的補充光質,是作物正常生長的必需光質,光強生物用量僅次于紅光。藍光抑制莖伸長,促進葉綠素合成,有利于氮同化和蛋白質合成,有利于抗氧化物質合成。藍光影響植物的向光性、光形態發生,氣孔開放以及葉片的光合作用。LED紅光補充LED藍光可提高小麥的干物質量、分薛數和種子產量,增加生菜的干物質量。藍光顯著抑制散葉萵苣莖的生長。白光中增加藍光可縮短節間、縮小葉面積、降低相對生長速率和提高N/C效率。高等植物葉綠素合成和葉綠體形成以及具有高葉綠素a/b比與低葉綠體都需要藍光。過量藍光不利于植物生長發育。紅藍光組合光譜比紅光或藍光單色光更能促進蔬菜幼苗的生長發育,不同植物所需要的紅藍光組合比例不一樣。

    綠光  綠光與紅藍光可以和諧調節適應植物的生長發育。一般在紅藍LED復合光下,植物略帶紫灰色,使得病害和失調癥狀不易診斷,可以通過補充少量綠光來解決。綠光效應通常與紅藍光效應相對立,例如綠光可以逆轉藍光促進的氣孔開放等。在強白光下上部位于近光照表面的葉綠體的光合作用量子產額比下部的葉綠體低。因為強白光下綠光比紅光、藍光更能穿透葉片,下部葉綠體吸收額外的綠光比額外吸收紅光和藍光能更大程度增加葉片光合作用。低光強栽植物可不考慮綠光,低密度低冠層厚度設施植物不考慮綠光,高光強高密度高冠層厚度時綠光必須考慮。

    黃光和橙光  黃光、橙光、綠光、紫光都是重要的光合有效輻射,但植物需求量較小。在紅藍光基礎上添加黃光可顯著提高菠菜苗的生長。黃光對提高葉用萵苣的營養品質效果Z好,但藍光更有利于顯著提高萵苣礦質元素的含量。添加黃光和紫光能夠提高櫻桃番茄幼苗的光合能力,緩解紅藍弱光脅迫。與白光相比,紫光和藍光提高了抗氧化酶的活性,延緩了植株的衰老,而紅光、綠光和黃光抑制了抗氧化酶的活性,加速了植株的衰老進程。

    遠紅光 730nm的遠紅光雖然對光合作用意義不大,但其強弱及其與660nm紅光間的比例對作物株高、節間長等形態建成,具有重要作用。通過光質調節,R/FR比值來控制植株形態和植株高度。比值變大時植物莖節間距變小,植株矮化,繁殖植物有伸長的傾向,比值的變化還對腋芽分化、葉綠素含量、氣孔指數及葉面積等產生不同程度的影響。植物對紅光的選擇性吸收和對遠紅光的選擇性透過使得位于遮陰下的植物處于一個遠紅外富集的光環境中。

    紫外光 波長小于380nm的波段稱為紫外光。根據紫外線的物理和生物學特性,波長320~380nm為長波紫外線(UV-A)、波長280~320nm的中波紫外線(UV-B)和波長100~280nm的短波紫外線(UV-C)。到達地面上的UV種95%為UV-A。在太陽光光譜中光合有效輻射、UV和遠紅光對植物生長發育具有調控功能。紫外輻射減少植物葉面積、抑制下胚軸伸長、降低光合作用和生產力,使植物易受病原體攻擊,但是可以誘導類黃酮合成及防御機制。低UV-B輻射的環境下造成植株徒長,還會阻礙植物色素的合成,不易用于覆蓋茄果類蔬菜。植物工廠的一個重要特征是缺乏太陽光中的UV-A和UV-B輻射,完全缺失UV輻射會帶來生產負效應和影響植物生長發育,因此調控植物工廠內UV的輻射水平是十分必要的,需要注意以生產需求和植物耐受響應規律為依據。


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