基于脉冲光的节能植物补光灯对生菜和小白菜的应用效果研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lifubao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
LED脉冲光作为一种新型的节能植物补光光源逐渐地得到人们的关注,它通过改变频率和占空比来影响植株的生长发育。前期的研究发现,在一定频率和占空比的脉冲光处理下,生菜的净光合速率与连续光无显著差异,换句话说,光在频闪辐照的过程中发挥了和连续光基本相同的作用,这对于植物工厂节能补光灯的研发有重要意义。本研究主要以叶用莴苣为试验材料,首先探究了128Hz的LED不同占空比对生菜生长与光合荧光特性的影响。在此和前人的研究基础上,全面探究了多个频率和占空比组合的脉冲光处理对生菜的叶绿素荧光特性的影响。另外又通过长期试验详细地探究了脉冲光对生菜生长的影响,并做了组学方面的初步分析。最后综合前期试验结果,筛选适合的脉冲光参数设计出LED节能植物补光灯,并以小白菜为试验材料,在田间进行节能补光效果验证。主要的研究结果如下:(1)测定了脉冲光不同占空比处理的生菜叶绿素含量、光合参数、生物量、光能利用率、叶绿素荧光参数和LED灯板的耗电量,结果表明:各占空比的LED脉冲光均能不同程度地节省电能,高占空比处理下生菜的叶绿素含量、生物量、ФPSII和ETR与连续光无显著差异。20%占空比处理的光能利用率虽然显著高于连续光,但不利于生菜的正常生长。综合看来,高占空比不仅在省电的前提下达到连续光基本相同的补光效果,而且更有利于促进PSII光合电子传递,提高作物光合作用的潜能。(2)测定了14个频率和5个占空比组合的脉冲光处理下生菜叶片的叶绿素荧光参数,结果表明:低频率低占空比的脉冲光会降低生菜叶片的光合活性,2 Hz以下的低占空比会导致PSII发生损伤,而高频率以及低频率高占空比的脉冲光处理相比连续光,不会对生菜叶片的PSII活性、光合电子传递及能量分配造成影响。(3)研究了脉冲光频率和占空比对生菜生长的影响,并做了转录组和代谢组的初步分析,结果表明:D20对生菜的影响较为明显,在形态指标、生物量、光合指标、荧光指标上明显低于D60处理和连续光,F64-D60和F128-D60脉冲光处理在生物量、光合色素、光合参数、荧光参数等方面差异不显著。根据前期结果对F64-D20、F64-D60做了转录组和代谢组学分析,结果共发现了1766条差异表达基因被注释到了KEGG通路中,其中有35条光合作用相关的差异基因的表达与前期生理指标变化趋势相近。代谢组方面我们主要分析了卟啉与叶绿素代谢和碳代谢途径,分别含有19和12种差异代谢物。(4)根据前期研究结果,设计了256Hz、60%占空比的LED植物补光灯,与LED连续光和自然条件做对比,以小白菜为试验对象,进行田间延长补光试验,测定了小白菜的形态指标、光合参数、叶绿素荧光参数、生物量以及各补光灯的日耗电量。结果表明:LED脉冲光和连续光补光效果基本相同,都显著提高了小白菜的株高、株幅、地上部质量和叶绿素荧光(ΦPSII、ETR和q L)指标,且在日耗电量上LED脉冲光每天比连续光节省了38.75%,有利于LED节能补光技术的推广和应用。
其他文献
苹果(Malus domestica)是蔷薇科苹果属植物,是世界上栽培面积最广、产量最大的果树之一,中国是世界苹果生产的重要组成部分。钙元素是苹果生长发育过程中的重要矿质元素之一,缺钙会引起苹果果实细胞膜功能受损,导致细胞代谢失调,引起苹果果实的生理失调症如苦痘病、水心病和痘斑病等,对果实品质有较严重的影响。因此本研究通过比较洛川‘蜜脆’、‘长富2号’、‘秦脆’、‘粉红女士’和‘红露’5个不同品种
根肿病是由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae L.)侵染引起的土传性病害,直接致使根部肿大,地上部生长不良,具有传播范围广,危害污染性强,严重制约我国十字花科蔬菜产业的发展。外源物诱导植株提升抗病性具有广谱性强、防治效果稳定、绿色安全等特点,受到广大研究者的重视。研究发现褪黑素(Melatonin,MT)可以参与植物多种生理活动,在提高植物病害抗性方面发挥重要作用。已有研
南方地区气候湿热,导致‘天工翠玉’葡萄自根树表现出结果枝率较低,产量偏低、果实易遭日(气)灼、果实较软、果实品质稍低、耐热性差等问题。而一些砧木品种却表现出了很强的适应性,生长和结果等都表现良好。本研究以16种砧木嫁接‘天工翠玉’葡萄为试材,‘天工翠玉’自根树为对照,测定植株的物候期、生长结果习性、果实品质、耐热性等多项生理指标。采用主成分分析法综合分析,筛选出优良砧穗组合。主要研究结果如下:1.
研究暗期前短暂远红光处理对南瓜幼苗生长形态、组织细胞形态和相关激素水平的影响以及该技术在设施蔬菜栽培上的应用,为远红光在农业上的应用提供理论依据。以南瓜品种‘日本雪松’为试验材料,分别在暗期前给予2(T1)、4(T2)、6(T3)、8(T4)、10(T5)和12(T6)mmol·m-2·d-1的远红光处理,以无远红光处理为对照(CK),测定植株生长形态下胚轴细胞形态以及生长素(IAA)、玉米素(Z
‘澳洲青苹’是世界著名的鲜食加工兼用苹果品种,具有优质、丰产、耐贮运的特性,但在其贮藏中后期容易发生虎皮病,严重影响果实品质,降低其商品价值。虽然目前对虎皮病发病机理的研究很多,但其发病机理和防治措施目前还没有被完全揭示,并且每年都有一定的发病率,对生产造成巨大的经济损失。因而建立‘澳洲青苹’虎皮病的预警体系就十分有必要。本试验以‘澳洲青苹’为试验材料,将果实贮藏在温度0°C±0.5°C、湿度85
已有研究证明番茄茎杆中含有丰富的矿质元素和有机物质,可以通过堆肥的方式将番茄茎杆制作成有机肥使用。本研究以番茄茎秆堆肥产物浸提液作为有机营养液水培番茄,共分为两部分试验。通过分析试验中的番茄生长、产量及品质等指标,探究番茄茎秆堆肥浸提液的应用技术及效果,为番茄茎秆废弃物循环利用技术提供理论参考。第一部分,以整个生长期使用有氧浸提液水培番茄(EX1)和整个生长期使用厌氧浸提液水培番茄(EX2)为处理
双断根双头苗嫁接技术是一项新的番茄嫁接技术。为了明确这种新技术在陕西番茄栽培中的适用情况,同时筛选出本地番茄主栽品种适宜的嫁接砧木品种,并建立嫁接双头苗的质量综合评价体系。本研究以3个砧木品种与当地主栽品种为试材,进行双断根嫁接,培育出子叶和真叶双头苗,以自根苗为对照,调查不同砧穗组合的嫁接成活率、物候期、生长结果习性、营养成分等指标,选用8个指标并采用熵值赋权的DTOPSIS法和灰色关联度法对番
矮砧集约栽培是现代苹果发展的趋势,近年来在陕西、乃至全国苹果产区发展了一批以T337为代表的矮化自根砧新模式苹果园,为了更好地进行土壤管理,需要了解T337自根砧苹果根际土壤微生物的多样性。本研究利用高通量测序技术与OTU分析等方法,对渭北南部自根砧为T337的金冠、米奇嘎啦、红乔纳金、澳洲青苹、礼泉短富、Kiku 8富士这六种苹果树根际土壤进行研究。研究结果如下:1.在细菌水平下,渭北南部T33
温室空气相对湿度的科学调控是实现设施农业高效管理和优质生产的重要技术之一。针对夏季温室低空气湿度和冬季温室高空气湿度环境对作物生长的不利影响,本文以夏季温室增湿和冬季温室除湿两种调控技术为主,探究不同生长阶段下温室空气相对湿度对甜瓜、番茄水分生理及光合生产的响应情况,旨在为温室甜瓜、番茄的湿度环境调控技术提供理论支持和实践依据。本研究包括夏季和冬季两类试验。夏季试验以甜瓜“一品天下”和番茄“金鹏1
随着现代化、健康、可持续农业的发展,苹果病虫害绿色防控技术已成为主流防治方向,为探明苹果主要害虫发生规律和生物、物理防治方法的效果,本研究在洛川苹果产区苹果园进行,研究了应用昆虫性信息素、释放昆虫天敌、悬挂黄板防控苹果害虫防治的效果,为生产绿色无公害苹果提供参考依据。1、为探明昆虫性信息素对金纹细蛾的防治效果,研究昆虫性信息素的使用方法,在苹果生长期通过每667m2挂置6、10、14、18诱捕器,