光對(duì)植物光合作用與生長(zhǎng)發(fā)育的影響,主要包括光質(zhì)(Light quality)、光照時(shí)間(Photoperiod)、光強(qiáng)(Irradiance)三個(gè)因素。
光質(zhì)
太陽(yáng)光譜包含了不同波長(zhǎng)的吸收光譜,可分為三個(gè)部分:紫外光<400nm、可見(jiàn)光400-760nm、紅外線>760nm。這其中能被植物吸收利用的是380-780nm波長(zhǎng)范圍的光,主要起作用的是波峰為660nm紅光和450nm的藍(lán)光,增加紅光和藍(lán)光比例有助于提高植物的光合作用效率。
通常認(rèn)為,紅光有利于碳水化合物形成,能促進(jìn)子葉生長(zhǎng)和頂端彎鉤的伸長(zhǎng);藍(lán)光在促進(jìn)光合作用的同時(shí)促進(jìn)蛋白質(zhì)的形成,主要影響植物根系和莖稈的生長(zhǎng)發(fā)育。不同光質(zhì)(光譜分布)對(duì)作物的影響也不盡相同
光照時(shí)間
光照時(shí)間是在一天之中,白天和黑夜的相對(duì)長(zhǎng)度。根據(jù)植物因日照長(zhǎng)短不同而表現(xiàn)出不同的開(kāi)花反應(yīng),將植物分為三大類:長(zhǎng)日照植物、短日照植物和日中性植物。許多植物開(kāi)花有明確的極限日照時(shí)間,稱為臨界日常,長(zhǎng)日植物開(kāi)花時(shí)間需要長(zhǎng)于臨界日長(zhǎng),例如:菠菜的臨界日長(zhǎng)為13h,日照長(zhǎng)于13h才開(kāi)花,短于13h推遲開(kāi)花或不開(kāi)花;而短日植物則要求短于臨界日長(zhǎng),日照越短,開(kāi)花越早,如煙草為14h,采用人工遮擋能夠誘導(dǎo)提早開(kāi)花;采用夜間補(bǔ)光或延長(zhǎng)光照等模式能推遲花期。
光強(qiáng)
在一定的二氧化碳濃度和光強(qiáng)范圍內(nèi),光合強(qiáng)度會(huì)隨著光強(qiáng)的增加而增加。光強(qiáng)在飽和點(diǎn)以下時(shí),光合作用會(huì)隨著光強(qiáng)的增加而增強(qiáng);光強(qiáng)在飽和點(diǎn)之上時(shí),凈光合速率會(huì)被抑制。
發(fā)光二極管(LED)是一種半導(dǎo)體固態(tài)光源,作為第四代新型照明光源,可提供單色光和組合光,是一種替代傳統(tǒng)光源,對(duì)植物進(jìn)行高效補(bǔ)光的理想光源。
優(yōu)點(diǎn)如下:
1、LED是單色光光源,可根據(jù)植物生長(zhǎng)需求對(duì)光環(huán)境進(jìn)行調(diào)控,營(yíng)造最適宜植物生長(zhǎng)的最佳環(huán)境;
2、LED光源體積小,可通過(guò)設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)增加空間栽培密度,可進(jìn)行多層栽培;
3、LED屬于冷光源,發(fā)熱量小,可對(duì)植物進(jìn)行近距離照射但不會(huì)灼傷植物。
可以根據(jù)栽培作物的不同,進(jìn)行光譜定制。通過(guò)改變光周期和LED光譜達(dá)到調(diào)控蔬菜、花卉品類的營(yíng)養(yǎng)、積累果實(shí)膨大、延長(zhǎng)花期的作用;其次,也可通過(guò)調(diào)節(jié)LED燈的光量子通量密度μmol/m2·s ,來(lái)改變植物的光合速率,從而達(dá)到控制其生長(zhǎng)速度,以提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量;
另外,加入特定光譜區(qū)間的LED燈,如紅外,UV等也可對(duì)作物的營(yíng)養(yǎng)富集和病害等特殊植物生理特性起到調(diào)節(jié)作用。
除了在日照量少或日照時(shí)間短的時(shí)候作為植物光合作用的補(bǔ)充照明外,還可作為植物誘導(dǎo)照明。
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