光环境调控对水稻幼苗和黑豆芽苗菜生长发育的影响

1、光环境调控对水稻幼苗和黑豆芽苗菜生长发育的影响随着光电技术的发展丄ED （Light Emitting Diode,发光二极管）在农业与生 物领域的应用正逐渐受到世界各国的广泛关注。LED不仅具有体积小、寿命长、 耗能低、波长固定与低发热等优点，而且还能根据植物需要进行发光光谱的精确配 置，实现传统光源无法替代的节能、环保和空间高效利用等功能。光质对植物的生长发育、形态建成、光合作用、物质代谢以及基因表达均有 调控作用。将LED辐射的各种光谱进行配比组合应用在设施育苗、芽苗菜中具有 重 要意义。本研究以水稻种子和黑豆种子为试验材料，利用获得植株所需的各种光谱能量 分布的LED光源，开展生长试验

2、和指标测试分析，系统研究不同光谱能量分布的 LED光源对不同品种的水稻和黑豆种子发育及其各个生长阶段的影响，为LED光谱调控在农业与生物领域中的应用提供基础。研究结果如下：1 研究光质对武 运粳7号和抗优63两种水稻幼苗生长及生理特性的影响，结果表明，光质 对两个 品种水稻幼苗生长有显著影响且存在差异。蓝光显著抑制幼苗株高，提高武运粳7号叶片的叮溶性蛋白质含量及两 个 品种水稻五叶期幼苗的壮苗指数；红光显著提高三叶期幼苗的茎基直径、壮苗指 数以及五叶期叶片的可溶性糖和淀粉含量；红蓝光显著提高三叶期幼苗的根数、茎 基直径、壮苗指数、根系活力和可溶性糖含量，以及五叶期幼苗的鲜质量、干质 量、壮苗指

3、数、叶片可溶性糖和蔗糖含量；黄光可在幼苗生长初期显著增加株 高。总体上，红蓝光有利于培育水稻壮苗。2.蓝光处理显著增加水稻幼苗剑叶气孔的数量，显著增大根导管的直径；红蓝 光的处理显著增加根部导管的数量，使剑叶气孔长和宽呈显著负相关，显著减 小了气孔长宽度的差异。蓝光、红蓝光、黄光处理下 Fv/Fm值、Fv/Fo值显著高 于对照，呼吸速率显著降低；蓝光和黄光处理使qP值、PSII值和ETR值显著 提 高；红光下水稻幼苗的呼吸速率显著高于其它光质处理；红光显著提高了水稻叶片 的光合速率。总之，红蓝光处理能促进水稻器官结构的发育，蓝光更能显著提高水稻叶片 的光合能力。3研究光强对黑豆芽苗菜的生长和品

4、质表明，增加光强至3卩 mol - -2 s-1可以增加黑豆芽苗菜维生素C的含量。光强为9卩mol 的处理使芽苗菜的根长、下胚轴长度、地上部鲜 质量、POD舌性、可溶性糖、蔗糖都显著高于对照。在09卩mol m2 s-1的 光强 范围内，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量和类胡萝卜素含量都显著增加。用015卩molm-1 s-1的光处理显著增加黑豆芽苗菜的下胚轴直径和氨 基酸含量。结果表明,9卩mol - m-2 - s-1的光照强度最适合培养高品质的黑豆芽苗 菜。4 黑豆芽苗菜在生长初期形态改变较显著、酶舌性增长显著、可溶性蛋白质 的含量逐渐下降、氨基酸的含量逐渐升高，生长至7d下胚轴长、下胚

5、轴直径、可 食 鲜质量、可食干质量、可食率、叶绿素含量和SOD舌性都已经趋于稳定。可溶 性 糖、蔗糖、维生素C的含量，在生长初期稳定上升，生长至6 d,呈现显著的下降的 趋势。粗灰分和粗纤维含量7d后有了显著的增加。还原糖的含量总体呈下降趋势。由试验结果分析，黑豆芽苗菜在生长至7d时形态指标达到最大，而生长至6d 营养物质含量较高。5蓝光可以显著提高黑豆芽苗菜地上部鲜质量，促进了下胚轴的伸长，增加了下胚轴直径,POD的活性最高，维生素C、维生素E和可溶性蛋白质的含量均高于其它光质处理红光下黑豆芽苗菜的地上部干质量显著增大，相比其它光质处理显著提高了叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量的含量以及SOD和POD勺活性。红蓝光显著增加 了地上部鲜质量、地上部干质量，并显著增加了根长。黄光显著增加了地上部鲜质量，使下胚轴有显著的伸长，并能显著增加根长。总体来说，蓝光最适合黑豆芽苗菜的生长。6光周期为11 h d-1时可溶性糖、蔗糖和淀粉的含量最高。光周期为13h d-1有利于黑豆芽苗菜地上部鲜质量、灰分和粗纤维含量的提高。光周期的延长可以使叶绿素a/b的值、游离氨基酸的含量显著增加，MDA的含量显著的降低。试验证明,13 h-d-1时黑豆芽