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      人工光源的光譜對組培苗的作用

      文章作者:zhuobo 發布時間:2020-10-30 17:14:56 瀏覽次數:0

        在植物的生長發育過程中,除了光量子通量密度提供的能量強度外,光譜構成也是影響植物對光線利用的一大因素——因為植物對光線的吸收利用在不同的波段是有選擇性的。

      人工光源的光譜對組培苗的作用

        光合作用的光譜特征

        光合作用是指綠色植物吸收光的能量,同化二氧化碳和水,制造有機物質并釋放氧氣的過程。光合作用是“地球上最重要的化學反應”,同時也是地球上生命存在、繁榮和發展的根本源泉。光合作用的進行是依靠光合色素來完成的,不同的光合色素對于光線的利用是有選擇性的。

        由上圖可以看出,高等植物葉綠素吸收光的最強吸收區有兩個:一個在波長640---660的紅光部分,另一個在430---450的藍紫光部分。在橙黃綠部分只有不明顯的吸收,其中綠光部分最少。

        兩種葉綠素(葉綠素a和葉綠素b)的吸收光譜相似,但也有所差異:首先葉綠素a在紅光部分的吸收帶寬些,在藍紫光部分窄些,而葉綠素b在紅光部分的吸收帶窄些,在藍紫光部分寬些;其次,與葉綠素b比較,葉綠素a在紅光部分的吸收帶偏向長波方向,而在藍紫光部分則偏向短波方向。胡蘿卜素和葉黃素的吸收光譜與葉綠素不同,他們的很大吸收帶在藍紫光部分,不吸收紅光等長波的光。因此要想植物的光合作用正常進行,光譜就必須滿足光合色素的吸收波段。

      人工光源的光譜對組培苗的作用

      人工光源的光譜對組培苗的作用

        光形態建成的光譜特征

        光除了能夠讓植物進行光進行光合作用外,還能夠調節植物整體的生長發育,以便使植物更好的適應外界環境。這種依賴光控制細胞的分化、結構和功能的改變,最終匯集成組織和器官的建成,稱為光形態建成。

        光形態建成一般來講不需要吸收大量光能而是利用像開關一樣的受體系統來啟動形態發生過程。在光形態建成過程中誘導主要反應的波段不是紅就是藍,但是波段與光合作用的波段又有一定的區別。因此在組培補光中還必須要考慮光譜對于植物光形態建成的影響。

        隱花色素對藍光部分的吸收

        高等植物典型的藍光反應包括:向光反應、抑制莖伸長、促進花色素苷積累、促進氣孔開放以及調節基因表達。藍光反應的光譜特征為在400nm---500nm區域內呈“三指”狀態,這是區別藍光反應與其他光反應的標準。目前對藍光受體了解還不多,有一種色素(隱花色素)主要吸收450---480nm波長。

        在紅光區域主要是由光敏色素起作用,其是一種易溶于水的色素蛋白質。光敏色素的生理作用甚為廣泛,它直接或者間接的影響著植物從種子萌發到開花、結果及衰老等一生的形態建成。

        光敏色素分為紅光吸收型(Pr)和遠紅光吸收型(Pfr)兩種類型。兩者的光學特性不同,Pr的吸收高峰在660nm,Pfr的吸收高峰在730nm。Pr和Pfr在不同光譜作用下可以相互轉換。當Pr吸收660nm紅光后,就轉變為Pfr,而Pfr吸收730nm遠紅光后,會逆轉為Pr。

        Pr是生理失活型,Pfr是生理激活型。光敏色素的光化學轉換,Pr和Pfr在小于700nm的各種光波長下都有不同程度的吸收,有相當多的重疊。在活體植物中,這兩種類型的光敏色素是平衡的,這種平衡決定于光源的光波成分。因此光譜的成分構成將直接影響植物光形態的建成,直接影響組培苗的生長狀態。這種影響要比對光合作用的影響大得多。

        在植物組織培養的補光過程中,光譜的構成成分是至關重要的。由于大多數組培都是采用外加碳源,導致瓶苗的光合作用不是那么的強烈。因此光譜構成對于光形態建成的影響遠遠大于光合作用。

      人工光源的光譜對組培苗的作用

      人工光源的光譜對組培苗的作用

        隨著LED照明技術的不斷進步,因其節能、耐用、壽命長等諸多特點,勢必將會給組培補光照明帶來一場的革命,但是一款好的補光燈具從光譜角度來講至少應該具備以下特征:

        1、全光譜能夠滿足大多數的植物需求,研發一種完全適用于所有植物的補光燈是不現實的,但是開發一種適用于大多數植物的光譜需求的補光燈是可能的。組培補光應該是完全滿足光形態建成的光譜需求,兼顧光合作用的光譜需求。

        2、實際的發光顏色不能引起工作人員的不適,有些植物補光燈采用紅藍配比的方式進行設計。先不討論其效果如何,單是發出的光線就能引起人眼的極度不舒服,這種燈是不適合用于有人操作的組培行業中。

        3、試驗驗證是必不可少的,不是隨便一個LED燈都可以拿來用作組培行業的補光,除了滿足光譜的設計需求外,還必須經過大量的不同植物的試驗驗證。

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