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LED植物灯应用于设施园艺的研究

近十年来,国内设施园艺面积发展迅速,植物生长的光环境控制照明技术已经引起重视。设施园艺照明技术主要应用于两个方面:一、在日照量少或日照时间短的时候作为植物光合作用的补充照明;二、作为植物光周期、光形态建成的诱导照明。

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  研究发现,温室内的传统人工光源产生太多热量,如采用LED补充照明和水培系统,空气能够被循环使用,过多的热量和水分可以被移除,电能能够被高效地转变为有效光合辐射,最终转化为植物物质。在应用LED为400 ms频率和50%占空比下,生菜的生长速率、光合速率都提高20%以上,该研究表明将LED植物灯条用于植物工厂是可行的。与荧光灯相比,红光LED对菠菜生长效应不明显,加入蓝光LED后菠菜生长形态指标显著提高。研究发现,应用90%红光LED+10%蓝光LED作为补充照明,能够显著促进菠菜、萝卜和生菜的生长发育。后续研究发现红蓝LED复合光照下生长的甜菜生物积累量最大,毛根中甜菜素积累最显著,并在毛根中产生最高的糖分和淀粉积累。有报道指出同对照金属卤化灯相比,生长在红蓝LED复合光照下的胡椒茎、叶的解剖学形态发生显著的变化。研究实验也有类似结论,在红蓝LED复合光照下生长的紫苏的茎、叶的解剖结构特征变化与在金属卤化灯下生长的紫苏有显著差异,并且随着PPFD提高,紫苏光合速率提高。对万寿菊和鼠尾草进行显微结构观察发现,同单色的蓝光或红光LED相比,红蓝LED复合光照下两种植物的气孔数目增多。

  研究发现,红光LED可延迟拟南芥的开花时间;红光+蓝光LED对仙客来开花起诱导作用,10h光周期处理下,花芽数和开花数最高;单独的红光或蓝光LED照射降低了成花反应,调控了花梗长度和花期,有利于切花生产和上市。由此可见通过光质和光周期可以调控植物的开花和随后的生长。

  研究结果表明:在荧光灯+蓝光LED、荧光灯+红LED、荧光灯+远红LED光照处理下,藿香蓟的干质量无显著差异;荧光灯和荧光灯+红LED光照处理下,藿香蓟和万寿菊的株高无显著差异,但是荧光灯+远红光处理下的两种植物株高最高;与单一荧光灯处理相比,荧光灯+红LED和荧光灯+远红LED复合光照处理显著提高万寿菊气孔的数量。

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