LED间歇光照在黄瓜、番茄育苗上的应用研究

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光照能影响植物的生长发育、形态建成和产量品质形成,是重要的环境因子。光环境调控是设施园艺生产的重要调控手段和主要环节。为了实现高效节能补光,利用间歇光照调控植物生长已成为热点研究方向和设施生产的可行方向。但目前关于利用间歇光照进行蔬菜育苗的研究报道较为少见。研究间歇光照对蔬菜育苗的影响及生理机制,能为间歇光照在设施补光中的应用提供理论依据。本试验采用LED作为间歇光照光源(红蓝光质配比为1:1),以连续光照作为对照(CK),设置不同占空比的间歇光照处理黄瓜和番茄幼苗。试验通过长期和短期间歇光照处理,分析两种幼苗的生长和生理特性,探究最佳间歇光照应用方案。主要研究结果如下:1.不同LED占空比长期间歇光照对黄瓜和番茄幼苗生长和生理特性的影响试验设置了4个光照强度相同(150μmol·m-2·s-1),间歇光照周期均为15s,不同占空比的长期间歇光照处理(67%、60%、53%、40%),各个长期间歇光照处理的每日照光时段为6:0024:00(日累积光照时间分别为12 h、10.8 h、9.6 h及7.2 h)。以光照强度为150μmol·m-2·s-1,每日照光时段为6:0018:00(日累积光照12小时)的连续光照处理作为对照,研究了长期间歇光照对黄瓜和番茄幼苗的生长和生理特性影响。占空比为67%的T1处理,有利于提高黄瓜幼苗壮苗指数、净同化率以及叶片实际光合效率,对黄瓜幼苗可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性无显著影响,对番茄幼苗生长无显著影响,可以替代连续光照用于黄瓜和番茄育苗。四个不同占空比间歇光照处理(67%、60%、53%、40%),随着间歇光照的占空比降低,黄瓜和番茄幼苗的光合性能下降,导致其壮苗指数、净同化率、生物量等生长指标呈下降趋势。表明较低占空比的LED长期间歇光照不利于黄瓜和番茄幼苗的生长。2.不同LED占空比短期间歇光照对黄瓜和番茄幼苗生长和生理特性的影响试验设置了4个光照强度相同(150μmol·m-2·s-1),间歇光照周期均为15 s,不同占空比的短期间歇光照处理(67%、60%、53%、47%),各个短期间歇光照处理的每日照光时段为6:0024:00(日累积光照时间分别为12 h、10.8 h、9.6 h及8.4 h)。在短期间歇光照处理7天之后,转换为日累积光照12小时的连续光照。以光照强度为150μmol·m-2·s-1,每日照光时段为6:0018:00(日累积光照12小时)的连续光照处理作为对照,研究了短期间歇光照对黄瓜和番茄成苗的生长和生理特性影响。不同占空比LED短期间歇光照处理(67%、60%、53%、47%),培育黄瓜和番茄幼苗7天以后,随着短期间歇光照处理占空比下降,黄瓜幼苗的壮苗指数显著降低,对则番茄幼苗无显著影响。从短期间歇光照处理转换为连续光照处理7天后,黄瓜和番茄幼苗表现出较强的光合作用恢复能力,四个不同占空比间歇光照处理的育苗效果与对照相比差异显著减小。其中占空比为53%的ST3处理黄瓜和番茄幼苗的壮苗指数、叶绿素含量、渗透调节物质含量、抗氧化酶活性、实际光合效率整体优于其他处理。综上所述,在黄瓜和番茄整个育苗期内采用占空比为67%、每天照光16小时的LED间歇光照处理,能获得与连续光照处理相同的育苗效果,但没有节约补光电能。短期内(7天)采用占空比为53%、每天照光16小时的LED间歇光照处理,能获得与连续光照相同甚至更优的育苗效果,并且整体节约电能10%,是黄瓜和番茄育苗补光的优化模式。
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