CN105875228A - 一种用led灯对黄瓜育苗的补光方法 - Google Patents

一种用led灯对黄瓜育苗的补光方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用LED灯对黄瓜育苗的补光方法，在自然弱光(光强≤35μmol·m‑2·s‑1)，采用红蓝光组合对黄瓜幼苗进行补光，其中，红光波长630‑650nm，蓝光波长430‑450nm，红光和蓝光有效光合光量子密度比为2:1(2R1B)或1:2(1R2B)，调节LED灯电源电流使补光强度为50‑100μmol·m‑2·s‑1，采用定时控制器进行定时补光，补光时间为每天上午6点到下午6点。本发明采用不同红蓝光配比组合的LED灯，对普遍栽培的黄瓜幼苗进行补光，对黄瓜培育壮苗具有显著的促进作用，有效的提高了黄瓜幼苗的茎粗、全株鲜重、壮苗指数、单株叶面积、根系活力、净光合速率、SOD活性和POD活性，实现培育壮苗。

Description

一种用LED灯对黄瓜育苗的补光方法
技术领域
本发明涉及黄瓜育苗技术领域，具体地，涉及一种用LED灯对黄瓜育苗的补光方法。
背景技术
植物的生长是通过合成作用储存有机物来实现的，因此光照对植物的生长发育起着举足轻重的作用。蔬菜的育苗是蔬菜栽培上的重要环节，如果遇上连续的阴雨天气容易造成幼苗的光合作用不足，植株的有机物合成受阻，将严重抑制幼苗的正常发育。幼苗的健壮发育程度将直接影响植株的生长发育，进而影响植株的开花结果，从而影响到当季蔬菜种植的长势和经济效益。
其中，黄瓜是普遍栽培的世界性蔬菜，种植量大，在市场供应中也有重要地位。我国瓜类蔬菜目前主要采用育苗移栽的方式栽培，瓜类蔬菜幼苗徒长是育苗过程中最常见的问题之一，相对其它蔬菜种类(如茄果类)更难控制。如果育苗过程中的环境控制不当，幼苗极易徒长，导致幼苗质量下降，进而影响生长、花芽分化、座果以及果实发育，最终影响黄瓜的产量和品质。集约化育苗能更有效的提高生产效率和产品质量，但目前的设施条件易造成低温寡照现象的出现，而低温寡照正是造成幼苗徒长的主要原因。然而，有效控制幼苗徒长是培育优质壮苗的关键环节，生产实践中常使用植物生长调节剂等化学物质调节幼苗的生长，易造成蔬菜污染，影响人类健康，利用光调控技术来培育幼苗是一项环保有效且简便易行的新技术，优势突出。
研究表明利用人工光源调控技术是培养壮苗的有效途径，而LED光源为冷光源，与传统的光源相比，具有寿命长、光谱纯、能耗低等优点，由于植物对可见光的吸收主要集中在400-510nm的蓝紫光区和610-720nm的红橙区，因此使用红色和蓝色LED即可培养植物。其中，不同的LED光质对黄瓜的幼苗生长影响显著且存在差异，因此在黄瓜苗期补充红光或红蓝光可促进黄瓜的生长，有利于培育壮苗。
发明内容
本申请人在自然弱光条件下(光强≤35μmol·m-2·s-1)，采用不同红蓝光配比组合的LED灯，对普遍栽培的黄瓜幼苗进行补光试验，研究不同光质的LED灯对黄瓜育苗的补光效应，筛选适合的壮苗光源，为人们在自然弱光条件下实施黄瓜育苗补光技术提供依据。
本发明的技术方案如下：一种用LED灯对黄瓜育苗的补光方法，在自然弱光条件下(光强≤35μmol·m-2·s-1)，采用红蓝光组合对黄瓜幼苗进行补光，其中，红光波长630-650nm，蓝光波长430-450nm。
红光和蓝光有效光合光量子密度比为2:1(2R1B)或1:2(1R2B)。
调节LED灯电源电流使补光强度为50-100μmol·m-2·s-1。
采用定时控制器进行定时补光，补光时间为每天上午6点到下午6点。
本发明的有益效果是：(1)本发明所述用用LED灯对黄瓜育苗的补光方法，在自然弱光条件下(光强≤35μmol·m-2·s-1)，采用不同红蓝光配比组合的LED灯，对普遍栽培的黄瓜幼苗进行补光，对黄瓜培育壮苗具有显著的促进作用，有效的提高了黄瓜幼苗的茎粗、全株鲜重、壮苗指数、单株叶面积、根系活力、净光合速率、SOD活性和POD活性，实现培育壮苗。(2)采用红蓝LED补光能有效抑制黄瓜幼苗徒长，克服生产实践中常使用植物生长调节剂等化学物质调节幼苗的生长易造成蔬菜污染等缺点。(3)利用红蓝LED补光调控培育壮苗是一项环保有效且简便易行的新技术，优势突出。
具体实施方式
实施例1
1.1材料
以普通黄瓜为试材，试验于2015年11月在广州市华南农业大学园艺学院进行。育苗采用标准72孔塑料穴盘，育苗基质采用泥炭土:椰糠(1:1)。
补光LED灯采用可调灯管，红蓝光有效光合光量子密度比为1:1(1R1B),1:2(1R2B)2个处理，以自然光为对照(CK)；红光波长为：650nm，蓝光波长为：430nm,调节LED灯电源电流使补光强度达为到50μmol·m-2·s-1。
1.2方法和结果
黄瓜种子经过浸种、催芽，于2015年12月10日露白播种，每个处理重复3次，每个重复55株苗。每天补光12小时，补光时间为上午6点到下午6点。调查日期为2016年1月10日幼苗长至3叶1心。每个处理随机抽取25株进行：株高(从基质表面到生长点)、茎粗(游标卡尺测量)、全株鲜重、壮苗指数(壮苗指数＝茎粗|株高x全株干样质量)、单株叶面积、根系活力、净光合速率、可溶性蛋白含量、SOD活性、POD活性和CAT活性的测定。
净光合速率采用便携式光合仪测定。
根系活力采用TTC法测定。
数据统计采用SPSS17.0，数据分析及作图采用Excel2003,并将数据记录入表1和表2。
表1和表2为在补光强度为50μmol·m-2·s-1时不同比例红蓝光组合处理对黄瓜育苗的影响。
表1
表2
1.3结果与分析
从表1和表2可以看出，在补光强度达到50μmol·m-2·s-1时，2个不同的红蓝光组合LED灯对黄瓜均有效的提高了黄瓜幼苗的茎粗、全株鲜重、壮苗指数、单株叶面积、根系活力、净光合速率、SOD活性和POD活性，实现培育壮苗，且与对照组的差异均到达显著的水平。而1R2B处理下，黄瓜幼苗的茎粗达到最粗，茎粗从2.78mm增加到3.93mm，其壮苗指数由0.02增加到0.23，单株叶面积从19.03mm2增加到116.13mm2，增加到6.1倍，根系活力由0.06增加到0.12，提高到2倍；其SOD活性和POD活性都大幅度提高，且与1R1B和对照组之间的差异达到显著的水平，对照组的茎粗最小。因此，随着蓝光比例的增加，有效的提高了黄瓜幼苗的茎粗、全株鲜重、壮苗指数、单株叶面积、根系活力、净光合速率、SOD活性和POD活性。
实施例2
2.1材料
以普通黄瓜为试材，试验于2015年12月-2016年1月在广州市华南农业大学园艺学院进行。育苗采用标准72孔塑料穴盘，育苗基质采用泥炭土:椰糠(1:1)。
补光LED灯采用可调灯管，红蓝光有效光合光量子密度比为1:1(1R1B),1:2(1R2B)2个处理，以自然光为对照(CK)；红光波长为：650nm，蓝光波长为：430nm,调节LED灯电源电流使补光强度为75μmol·m-2·s-1。
2.2方法和结果
黄瓜种子经过浸种、催芽，于2015年12月25日露白播种，每个处理重复3次，每个重复55株苗。每天补光12小时，补光时间为上午6点到下午6点。调查日期为2016年1月25日幼苗长至3叶1心。每个处理随机抽取30株进行：株高(从基质表面到生长点)、茎粗(游标卡尺测量)、全株鲜重、壮苗指数(壮苗指数＝茎粗|株高x全株干样质量)、单株叶面积、根系活力、净光合速率、可溶性蛋白含量、SOD活性、POD活性和CAT活性的测定。
净光合速率采用便携式光合仪测定。
根系活力采用TTC法测定。
数据统计采用SPSS17.0，数据分析及作图采用Excel2003,并将数据记录入表3和表4。
表3和表4为在补光强度为75μmol·m-2·s-1时不同比例红蓝光组合处理对黄瓜育苗的影响。
表3
表4
2.3结果与分析
从表1可以看出，在补光强度达到75μmol·m-2·s-1时，2个不同的红蓝光组合LED灯对黄瓜均有效的提高了黄瓜幼苗的茎粗、全株鲜重、壮苗指数、单株叶面积、根系活力、净光合速率、SOD活性和POD活性，实现培育壮苗，且与对照组的差异均到达显著的水平。而1R2B处理下，黄瓜幼苗的茎粗达到最粗，茎粗从2.57mm增加到4.48mm，其壮苗指数由0.03增加到0.36，单株叶面积从17.35mm2增加到131.95mm2，增加到7.6倍，根系活力由0.07增加到0.15，提高到2倍；其SOD活性和POD活性都大幅度提高，且与1R1B和对照组之间的差异达到显著的水平，对照组的茎粗最小。因此，随着蓝光比例的增加，有效的提高了黄瓜幼苗的茎粗、全株鲜重、壮苗指数、单株叶面积、根系活力、净光合速率、SOD活性和POD活性。
3讨论
幼苗的健壮发育程度将直接影响植株的生长发育，进而影响植株的开花结果，从而影响到当季蔬菜种植的长势和经济效益。然而，在多雨阴天的冬春季节，进行蔬菜育苗常因缺光而导致弱苗。本发明在补光光强分别为50μmol·m-2·s-1和75μmol·m-2·s-1的情况下，利用了两个不同组合的红蓝光对黄瓜育苗进行了补光实验，发现不同比例的红蓝光组合补光对黄瓜的每个检测的形态指标和生理指标均有影响，且与自然光相比相差显著，对其壮苗指数也具有显著的效应。较弱的补光强度(50μmol·m-2·s-1)也有显著的抑制黄瓜幼苗徒长效果。
本研究中在补光光强为50μmol·m-2·s-1和75μmol·m-2·s-1的情况下，设置了红蓝比例1R1B和1R2B两个处理，随着R/B值的下降，黄瓜的茎粗等逐渐增加。许多研究认为蓝光有利于茎的横向加粗，也有研究发现红蓝光组合有效提高了茎粗，本研究发现一定比例红蓝光组合可以有效提高黄瓜的茎粗，避免了黄瓜的徒长；同时茎粗随着蓝光比例的增加而增加。在蓝光光合光量子密度超过红光光合光量子密度时，茎粗最粗。
植物的根系作为植物的重要营养器官，与地上部分的生长密切相关，较高的根系活力有利于植物体内同化物质的积累转换及营养物质的吸收作用，因此其活性的高低直接影响地上部的生长发育及形态建成。本研究中红蓝光1R2B处理下对黄瓜幼苗根系活力有显著的提高效应，同时发现随着蓝光比例的增加，黄瓜的根系活力逐渐提高，可见在一定红蓝光比例范围内，蓝光有利于黄瓜幼苗的根系活力。
净光合速率可以反映植物光合作用的能力，净光合速率的提高有利于植物吸收更多的光能，前人研究结果表明，蓝光促进油麦菜、番茄等的叶片叶绿素含量的增加，而红光有利于小苍兰等的叶片的叶绿素含量的增加，本研究发现，在红蓝光1R2B处理下，黄瓜的净光合速率得到明显提升。
所属技术领域的技术人员在不脱离上述实施例的广义发明性概念的情况下，可对上述实施例进行改变，但是，应理解，本发明不限于所揭示的具体实施例，而是意在涵盖由权利要求书所界定的本发明的精神和范围内的修改。

Claims (4)

1.一种用LED灯对黄瓜育苗的补光方法，其特征在于，在自然弱光条件下(光强≤35μmol·m-2·s-1)，采用红蓝光组合对黄瓜幼苗进行补光，其中，红光波长630-650nm，蓝光波长430-450nm。
2.如权利要求1所述的用LED灯对黄瓜育苗的补光方法，其特征在于，红光和蓝光有效光合光量子密度比为2:1(2R1B)或1:2(1R2B)。
3.如权利要求1或2所述的用LED灯对黄瓜育苗的补光方法，其特征在于，调节LED灯电源电流使补光强度为50-100μmol·m-2·s-1。
4.如权利要求3所述的用LED灯对黄瓜育苗的补光方法，其特征在于，采用定时控制器进行定时补光，补光时间为每天上午6点到下午6点。
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