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光照是绿色植物进行光合自养作用并赖以生存的前提条件,光照的强弱和光质直接影响植物的生长发育。此外,光照对植物体内的硝酸盐代谢起到极为重要的作用,是决定植株硝酸盐含量的主要因素之一。足够的氮素供应才能满足植物生长的需要,但是摄入过量的硝酸盐则会对人体产生危害。本文以苗期油菜和诸葛菜为实验对象,研究了不同的光照强度、光质对其生长和硝酸盐累积的影响,以期进一步了解光与作物氮素代谢的关系,并为优化设施补光技术,降低硝酸盐含量提供理论依据。所取得的结果如下:
1.采用五组不同光强梯度75,150,225,275,325μmol·s-1·m-2处理,研究了对苗期油菜叶绿素含量、光合生理参数、叶绿素荧光参数、硝酸盐含量和NRA等的影响。综合各项指标,本实验结果表明最适宜苗期油菜生长及降低硝酸盐含量的光照强度为275μmol·s-1·m-2。
2.采用五组不同光强梯度150,200,250,300,350mol·s-1·m-2处理,研究了对苗期诸葛菜叶绿素含量、光合生理参数、叶绿素荧光参数、硝酸盐含量和NRA等的影响。本实验结果表明最适宜苗期诸葛菜生长及降低硝酸盐含量的光照强度为300μmol·s-1·m-2。
3.研究了不同光质(蓝光、红光和白光)处理下对苗期油菜光合参数、叶绿素荧光参数、硝酸盐含量等生理指标的影响。结果表明,红光处理下,油菜叶绿素含量显著高于白光和蓝光处理。NRA在蓝光处理下达到最大值,为1.85μgNO1-1·g-1·h-1。蓝光和红光处理下硝酸盐含量比对照组白光处理下显著下降,同时红光处理下光合速率最大。结果表明,红光有利于油菜生长和降低叶片硝酸盐含量。
4.研究了不同光质处理下对苗期诸葛菜生长、硝酸盐含量等生理指标的影响。结果表明,诸葛菜各项指标不同光质下变化规律与油菜相同。红光和蓝光处理组与对照组白光相比NRA升高,硝酸盐含量下降。
5.研究了不同光照强度和光质对苗期油菜和诸葛菜NR基因的表达。结果表明,高光强处理组下NR基因表达量大于低光强处理组下的表达量;不同光质间,蓝光、红光下油菜和诸葛菜的NR基因表达量大于对照组白光。
6.诸葛菜和油菜叶片在光照强度分别为275μmol·s-1·m-2和300μmol·s-1·m-2时,ETR快速增加,NRA快速增强,硝酸盐含量快速下降,存在一个明显的光照强度拐点。根据ETR与NRA、硝酸盐含量累积之间的规律,通过叶绿素荧光仪测定出ETR快速上升时的光照强度,就能得出使硝酸盐含量快速下降的光照强度,这是一种高效、快速、方便的合理光照强度的确定方法。