1光對(duì)于植物的意義是什么?

　　光是植物生長(zhǎng)發(fā)育最重要的環(huán)境因子之一。太陽(yáng)光到達(dá)地面的43%~52.5%波長(zhǎng)為400~700nm，是人眼可以看到的可見光，這正是光合作用能量和環(huán)境信號(hào)，通過光合作用和光形態(tài)建成途徑影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)。

　　第一，光合作用是植物生物量與產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)，植物95%的干物質(zhì)源于光合作用產(chǎn)生的碳水化合物。植物對(duì)光照條件存在復(fù)雜的反應(yīng)，包括光響應(yīng)、光抑制、光適應(yīng)、避陰反應(yīng)等。太陽(yáng)的全色光譜中只有部分波段的光被植物吸收產(chǎn)生光合作用，植物的葉片形態(tài)、植物的生理反應(yīng)、等都會(huì)影響光合作用。

　　第二，光形態(tài)建成是指光作為環(huán)境信號(hào)作用于植物，調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)、分化和發(fā)育的過程。感受光的受體在植物細(xì)胞中含量微少，但對(duì)外界光環(huán)境的額變化很敏感。例如600~700nm的紅光領(lǐng)域促進(jìn)萵苣種子萌發(fā)，而720~740nm遠(yuǎn)紅光領(lǐng)域抑制萵苣種子萌發(fā)。

　　2“光肥”是指什么?

　　植物利用各種不同波長(zhǎng)進(jìn)行光合作用，也就是說植物對(duì)光譜具有選擇性，植物的光合作用在可見光光譜(380~760nm)范圍內(nèi)所吸收的光能約在6成，其中以波長(zhǎng)610~720nm(波峰為660nm)的紅橙光以及400~510nm(波峰為450nm)的藍(lán)紫光為吸收峰值區(qū)域，這兩個(gè)波段倍成為植物的“光肥”。

　　LED能夠發(fā)出植物生長(zhǎng)所需要的單色光，單色光組合后能形成植物光合作用與形態(tài)建成所需要的光譜。LED植物生長(zhǎng)光源能提高植物的光能利用率。

　　3 何謂光合機(jī)構(gòu)，它受什么影響?

　　光和機(jī)構(gòu)廣義說就是能夠進(jìn)行光合作用部分反應(yīng)或全部反應(yīng)的機(jī)構(gòu)，小到葉綠體、類囊體，大到葉肉細(xì)胞、葉片器官，以致整個(gè)植物體。狹義就是葉綠體。

　　第一，光合機(jī)構(gòu)受光逆境影響。過強(qiáng)過弱的光將導(dǎo)致植物光逆境發(fā)生，抑制光合作用，降低光合效率。弱光導(dǎo)致黃化現(xiàn)象發(fā)生，強(qiáng)光下植物產(chǎn)生活性氧自由基，產(chǎn)生光抑制。

　　第二，光合機(jī)構(gòu)受溫度影響。溫度的周期性變化影響的是植物光合碳固定、還原、蔗糖合成，光合產(chǎn)物的運(yùn)輸與分配和電子傳遞。

　　第三，光合機(jī)構(gòu)受養(yǎng)分供應(yīng)影響。氮素營(yíng)養(yǎng)是植物的生命基礎(chǔ)。葉片光合能力與含氮量之間的相關(guān)系數(shù)平均為0.9.光飽和的光合速率隨著葉片含氮量增加而直線提高。因此保持氮營(yíng)養(yǎng)及其他與葉綠素合成代謝相關(guān)元素供應(yīng)對(duì)保障光合機(jī)構(gòu)活性很重要。

　　第四，光合機(jī)構(gòu)受二氧化碳的影響。二氧化碳是光合作用的主要原料，空氣中二氧化碳濃度在飽和點(diǎn)下的升高能提高植物光合速率，減少蒸騰作用，抑制植物呼吸，顯著提高植物水分利用效率。保持適宜二氧化碳濃度對(duì)促進(jìn)二氧化碳至關(guān)重要。

　　第五，光合機(jī)構(gòu)受濕度風(fēng)速等的影響。過配的氣孔導(dǎo)度低或過高空氣相對(duì)濕度都會(huì)降低植物葉片的氣孔導(dǎo)度，增加二氧化碳進(jìn)入葉片阻力，降低蒸騰速率，尤其在低水肥供應(yīng)條件下，容易導(dǎo)致植物水分營(yíng)養(yǎng)不足，降低增施二氧化碳的效果。風(fēng)速大小會(huì)影響植物冠層與群落內(nèi)部二氧化碳的均勻分布，影響增施二氧化碳的效果。水供給充足情況下，高濃度二氧化碳增大了大豆葉片的氣孔導(dǎo)度，減少水分蒸發(fā)量。

　　LED發(fā)出主要光對(duì)植物的影響有哪些？

　　紅光

　　在可見光中，被綠色植物吸收最多的是紅橙光(波長(zhǎng)600~700nm)和藍(lán)紫光(波長(zhǎng)400~500nm)，對(duì)綠色光(500~600nm)只有微量吸收。

　　紅光是最早被用于作物栽培試驗(yàn)的光質(zhì)，是作物正常生長(zhǎng)的必須光質(zhì)，生物需求數(shù)量居于各種單色光質(zhì)之首，人工光源中最重要的光質(zhì)。紅光下所生成的物質(zhì)使植物長(zhǎng)高，而藍(lán)光下所生成的物質(zhì)促進(jìn)蛋白質(zhì)與非碳水化合物的積累，給植物增重。

　　補(bǔ)遠(yuǎn)紅外使花色速苷、類胡蘿卜素和葉綠素濃度分別降低40%、11%和14%、而使得植株鮮重、干重、莖長(zhǎng)、葉長(zhǎng)和葉寬分別增加28%、15%、14%、44%和15%。

　　紅光通過光敏色素調(diào)控光形態(tài)建成;紅光通過光合色素吸收驅(qū)動(dòng)光合作用；紅光促進(jìn)莖伸長(zhǎng)，促進(jìn)碳水化合物合成，有利于果蔬VC和糖的合成;但抑制氮同化作用。但是單獨(dú)紅光想很好地栽培植物還是有點(diǎn)難度。

　　藍(lán)光

　　藍(lán)光是紅光用于作物栽培必要的補(bǔ)充光質(zhì)，是作物正常生長(zhǎng)的必需光質(zhì)，光強(qiáng)生物用量?jī)H次于紅光。藍(lán)光抑制莖伸長(zhǎng)，促進(jìn)葉綠素合成，有利于氮同化和蛋白質(zhì)合成，有利于抗氧化物質(zhì)合成。藍(lán)光影響植物的向光性、光形態(tài)發(fā)生、氣孔開放以及葉片的光合作用。

　　LED紅光補(bǔ)充LED藍(lán)光可提高小麥的干物質(zhì)量、分薛數(shù)和種子產(chǎn)量，增加生菜的干物質(zhì)量。藍(lán)光顯著抑制散葉萵苣莖的生長(zhǎng)。白光中增加藍(lán)光可縮短節(jié)間、縮小葉面積、降低相對(duì)生長(zhǎng)速率和提高N/C效率。

　　高等植物葉綠素合成和葉綠體形成以及具有高葉綠素a/b比與低葉綠體都需要藍(lán)光。過量藍(lán)光不利于植物生長(zhǎng)發(fā)育。紅藍(lán)光組合光譜比紅光或藍(lán)光單色光更能促進(jìn)蔬菜幼苗的生長(zhǎng)發(fā)育，不同植物所需要的紅藍(lán)光組合比例不一樣。

　　綠光

　　綠光與紅藍(lán)光可以和諧調(diào)節(jié)適應(yīng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。一般在紅藍(lán)LED復(fù)合光下，植物略帶紫灰色，使得病害和失調(diào)癥狀不易診斷，可以通過補(bǔ)充少量綠光來解決。綠光效應(yīng)通常與紅藍(lán)光效應(yīng)相對(duì)立，例如綠光可以逆轉(zhuǎn)藍(lán)光促進(jìn)的氣孔開放等。

　　在強(qiáng)白光下上部位于近光照表面的葉綠體的光合作用量子產(chǎn)額比下部的葉綠體低。因?yàn)閺?qiáng)白光下綠光比紅光、藍(lán)光更能穿透葉片，下部葉綠體吸收額外的綠光比額外吸收紅光和藍(lán)光能更大程度增加葉片光合作用。低光強(qiáng)栽培植物可不考慮綠光，低密度低冠層厚度設(shè)施植物不考慮綠光，高光強(qiáng)高密度高冠層厚度時(shí)綠光必須考慮。

　　黃光和橙光

　　黃光、橙光、綠光、紫光都是重要的光合有效輻射，但植物需求量較小。在紅藍(lán)光基礎(chǔ)上添加黃光可顯著提高菠菜苗的生長(zhǎng)。黃光對(duì)提高葉用萵苣的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)效果最好，但藍(lán)光更有利于顯著提高萵苣礦質(zhì)元素的含量。

　　添加黃光和紫光能夠提高櫻桃番茄幼苗的光合能力，緩解紅藍(lán)弱光脅迫。與白光相比，紫光和藍(lán)光提高了抗氧化酶的活性，延緩了植株的衰老，而紅光、綠光和黃光抑制了抗氧化酶的活性，加速了植株的衰老進(jìn)程。

　　遠(yuǎn)紅光

　　730nm的遠(yuǎn)紅光雖然對(duì)光合作用意義不大，但其強(qiáng)弱及其與660nm紅光間的比例對(duì)作物株高、節(jié)間長(zhǎng)等形態(tài)建成，具有重要作用。通過光質(zhì)調(diào)節(jié)，R/FR比值來控制植株形態(tài)和植株高度。

　　比值變大時(shí)植物莖節(jié)間距變小，植株矮化，繁殖植物有伸長(zhǎng)的傾向，比值的變化還對(duì)腋芽分化、葉綠素含量、氣孔指數(shù)及葉面積等產(chǎn)生不同程度的影響。植物對(duì)紅光的選擇性吸收和對(duì)遠(yuǎn)紅光的選擇性透過使得位于遮陰下的植物處于一個(gè)遠(yuǎn)紅外富集的光環(huán)境中。

　　紫外光(UV)

　　波長(zhǎng)小于380nm的波段稱為紫外光。根據(jù)紫外線的物理和生物學(xué)特性，波長(zhǎng)320~380nm為長(zhǎng)波紫外線(UV-A)、波長(zhǎng)280~320nm的中波紫外線(UV-B)和波長(zhǎng)100~280nm的短波紫外線(UV-C)。到達(dá)地面上的UV種95%為UV-A。在太陽(yáng)光光譜中光合有效輻射、UV和遠(yuǎn)紅光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育具有調(diào)控功能。

　　紫外輻射減少植物葉面積、抑制下胚軸伸長(zhǎng)、降低光合作用和生產(chǎn)力，使植物易受病原體攻擊，但是可以誘導(dǎo)類黃酮合成及防御機(jī)制。低UV-B輻射的環(huán)境下造成植株徒長(zhǎng)，還會(huì)阻礙植物色素的合成，不易用于覆蓋茄果類蔬菜。植物工廠的一個(gè)重要特征是缺乏太陽(yáng)光中的UV-A和UV-B輻射，完全缺失UV輻射會(huì)帶來生產(chǎn)負(fù)效應(yīng)和影響植物生長(zhǎng)發(fā)育，因此調(diào)控植物工廠內(nèi)UV的輻射水平是十分必要的，需要注意以生產(chǎn)需求和植物耐受響應(yīng)規(guī)律為依據(jù)。