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植物需要依靠光的能量进行光合作用而生长、开花、结果。但由于自然界经常出现千变万化的气候变化和光照变因,使植物在各个不同的生长期不能充分吸取到自身不同生长期间所需要的光合营养,给生长带来不利,尤其是在育苗阶段。LED灯珠作为第四代新型照明光源,具有适合应用人工光控制型植物设施栽培。
LED灯珠作为植物光合作用补充照明的研究
传统人工光源产生太多热量,如采用LED灯珠补充照明和水培系统,空气能够被循环使用,过多的热量和水份可以被移除,电能能够被高效地转变为有效光合辐射,最终转化为植物物质。研究表明:采用LED灯珠照明,生菜的生长速率、光合速率都提高20%以上,将LED灯珠用于植物工厂是可行的。研究发现,与荧光灯相比,混合波长的LED灯珠能够显著促进菠菜、萝卜和生菜的生长发育,提高形态指标;能够使甜菜生物积累量最大,毛根中甜菜素积累最显著,并在毛根中产生最高的糖分和淀粉积累。与金属卤化灯相比,生长在符合波长LED灯珠下的胡椒、紫苏植株,其茎、叶的解剖学形态发生显著的变化,并且随着光密度提高,植株的光合速率提高。复合波长的LED灯珠可引起万寿菊和鼠尾草两种植物的气孔数目增多。
LED灯珠作为植物光周期、光形态建成的诱导照明
特定波长的LED灯珠可影响植物的开花时间、品质和花期持续时间。某些波长的LED灯珠能够提高植物的花芽数和开花数;某些波长的LED灯珠能够降低成花反应,调控了花梗长度和花期,有利于切花生产和上市。由此可见通过LED灯珠调控可以调控植物的开花和随后的生长。
应用于植物培养领域的LED灯珠还表现以下特征:波长类型丰富、正好与植物光合作用和光形态建成的光谱范围吻合;频谱波宽度半宽窄,可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱;可以集中特定波长的光均衡地照射作物;不仅可以调节作物开花与结实,而且还能控制株高和植物的营养成分;系统发热少,占用空间小,可用于多层栽培立体组合系统,实现了低热负荷和生产空间小型化;此外,其特强的耐用性也降低了运行成本。由于这些显著的特征,LED灯珠十分适合应用于可控设施环境中的植物栽培,如植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗等。
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