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不同光質(光譜配比)之LED植物燈對植物生長的影響

2014-1-30 10:42| 發佈者: john| 查看: 70| 評論: 0|原作者: 商店街

摘要: 光質對植物的生長發育至關重要,它除了作為1種能源控制光合作用,還作為1種觸發信號影響植物的生長。光信號被植物體內不同的光受體感知,即光敏素、藍光/紫外光受體(隱花色素)、紫外光受體。不同光質觸發不同光受體 ...
光質對植物的生長發育至關重要,它除了作為1種能源控制光合作用,還作為1種觸發信號影響植物的生長。光信號被植物體內不同的光受體感知,即光敏素、藍光/紫外光受體(隱花色素)、紫外光受體。不同光質觸發不同光受體,進而影響植物的光合特性、生長發育、抗逆和衰老等。

  • 對光合作用的影響

     許多研究表明,光合器官的發育長期受光調控,紅光對光合器官的正常發育至關重要,它可通過抑制光合產物從葉中輸出來增加葉片的澱粉積累;藍光則調控葉綠素形成、氣孔開啟以及光合節律等生理過程。光質能調節光合作用不同類型葉綠素蛋白質的形成以及光系統之間電子傳遞。光質對葉片葉綠素含量也有重要作用。徐凱、江明艷分別對草莓和一品紅研究得出,紅光可提高葉綠素a、b以及總葉綠素含量,但最有利於Chlb增加;藍光可降低葉綠素含量,最有利於Chla增加。其它研究也有類似的結果,說明藍光培養的植株一般具有陽生植物的特性,而紅光培養的植株與陰生植物相似。在對番茄的研究中發現,紅光處理可提高其葉綠素含量,增加氣孔導度及蒸騰速率,光合速率顯著高於其它光處理。藍光處理的葉綠素含量雖略低於對照,但光合速率仍顯著高於對照,原因可能是藍光促進葉片氣孔開放,增加了細胞間CO2濃度。但也有相反的研究結果,Anna等發現藍光促進風信子癒傷組織葉綠素的形成,而紅光降低葉綠素含量。史宏志研究菸葉時也發現,在白光輔助照射的條件下,增強紅光比例使葉綠素含量下降。 Jean—Luc研究發現不同光質照射下的藻類,其輔助色素的含量也發生了變化。

2、對代謝與生長發育的影響

2.1 影響植物生長發育和形態建成
     紅光可促進幼苗的生長,紅光處理的幼苗乾物質積累多,營養生長旺盛。馬光恕、傅明華等在​​番茄、茄子及黃瓜等作物方面的研究也得出了相同結論。藍光與紅光能夠顯著抑制莖的伸長,這可能是由於紅光通過降低赤黴素的含量;藍紫光能提高吲哚乙酸氧化酶的活性,使生長素含量降低,進而抑制植物的伸長生長。不同光質補光處理均促進新梢延長生長,縮短了新梢節間長度。其中,補充紅光、藍光明顯增加新梢基部粗度;紅光處理明顯增加了新梢總的干物質積累,而且增大了葉片乾物質分配比例。光敏色素還可以影響種子萌發,這是通過影響赤黴素的合成來完成的。

2.2 影響生理代謝
     光質對植物的碳氮代謝有重要的調節作用。藍光促進新合成的有機物中蛋白質的積累,而紅光促進碳水化合物的增加。增加藍光比例可以明顯促進氮代謝,使葉片總氮提高,總含碳量降低。紅光和藍光處理顯著提高抗氧化酶POD、SOD及APX活性。紅光照射可能促進了APX基因的表達,從而使APX活性明顯升高。但光質對CAT活性的影響不大。紅光和藍光照射下,較高活性的抗氧化酶是幼苗健壯生長的重要原因之一,而黃光和綠光處理下較低的酶活性表現為幼苗顯著徒長,質量較低。紅光與藍光有利於黃瓜果實維生素C與還原糖含量的提高,藍光與UV-A能促進黃瓜果實蛋白質的形成。有研究表明,藍光可顯著促進線粒體的暗呼吸,在呼吸過程中產生的有機酸又為氨基酸的合成提供了碳架,進一步導致蛋白質合成。不同光質對麥苗硝態氮代謝關鍵酶活性的影響與細胞內鈣調系統有密切的聯繫。通過改變細胞內內環境的離子濃度,對植物氮代謝過程​​起調節作用。苯丙氨酸解氨酶(PAL)是莽草酸途徑中受光調節的關鍵酶。 PAL的活性對甘藍型油菜種皮色澤有影響,且對黃籽的影響更大。紅光和藍光處理甘藍型油菜種子發現藍光可降低種皮中的PAL活性,增加蛋白質含量。

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