不同光质补光对菜心生长及品质的影响

研究了不同LED光质补光[红光(R)、蓝光(B)、绿光(G)、橙光(O)、白光(W)]对菜心生长和品质的影响。结果表明:相对于不补光对照(CK),不同光质补光均促进了菜心生长,提高了株高、茎粗和叶片数;除绿光外,不同光质补光处理均显著提高了菜心的生物量。与CK相比,蓝光、红光和橙光处理显著提高了菜心薹茎中的VC含量;蓝光、绿光补光均显著提高了菜心薹茎和叶片中的可溶性糖含量;绿光处理显著提高了菜心产品器官的游离氨基酸含量。综合生物量和营养品质,蓝光LED最适宜菜心补光。     

LED红蓝光质对三种蔬菜苗期生长和光合色素含量的影响

在设施水培条件下,以豌豆、黄瓜和番茄为试验材料,以LED面板灯为人工光源,以白光为对照,研究红蓝光强比对三种蔬菜苗期生长的影响,为植物工厂豌豆、黄瓜和番茄的育苗提供科学依据。结果表明,三种蔬菜苗叶绿素a、叶绿素b含量受红蓝光比例影响较小,且光合色素总含量对红蓝光强比的敏感程度不同,豌豆苗最高,番茄苗最低。类胡萝卜素含量受红蓝光强比影响较显著。豌豆苗在红蓝光1∶1处理下地上部分鲜重、根系鲜重和根长最大,地上部分干重、根系干重、株高和茎粗则受红蓝光比例影响较小。黄瓜苗在白光处理下地上部分鲜重和根系干重最大,但没有显著差异。黄瓜苗根系鲜重、和地上部分干重和茎粗受红蓝光质影响不显著,株高在红蓝3∶1处理下最高,根长在红蓝光1∶1处理下最高。番茄苗生物量及株高、根长、茎粗在白光下均显著高于其它处理。     

不同光质补光对番茄、黄瓜幼苗生长的影响

研究4种不同光质(红、橙、蓝、绿光)LED灯补光对番茄、黄瓜幼苗生长的影响。结果表明:红、蓝光补光处理下番茄幼苗的真叶面积、全株干鲜重、地上部干鲜重、壮苗指数、光合色素含量均显著高于其他处理,红光、绿光补光处理下番茄幼苗的株高、茎粗显著提高;各光质补光处理均显著降低黄瓜幼苗的株高,提高黄瓜幼苗的壮苗指数,并以红、蓝光效果最佳,而红、橙、蓝光补光处理均显著降低黄瓜幼苗的叶绿素含量。     

LED红蓝光质及其光周期对萝卜苗生长及生物量的影响

采用LED光源在温度可控的培养室内研究LED红蓝光质及其光周期对萝卜苗期生长与生物量累积的影响。结果表明,红蓝光质比对株高有显著影响,高红蓝比例光质处理促进了生长11天时萝卜的地上部生长,增加了叶片SPAD值(叶绿素含量),而长周期光照对株高无影响或略有提升作用。萝卜苗生长18天时,光质和光周期处理对萝卜苗真叶数量、老叶和新叶SPAD均无显著影响。高红蓝比光质处理下胚轴长度显著高于低红蓝光质比处理;相同红蓝比光质条件下长明期照射处理的下胚轴长度显著高于低红蓝光质比处理。高红蓝光质比处理有利于根长发育,但根直径形成与光周期和光质都有关。低红蓝光质比和短明期处理条件下萝卜地上部鲜重、干重最高,而高红蓝光质比和长明期处理条件下萝卜根鲜重及干重、地上部干重、总干重和根冠比最高。总之,光质和光周期影响萝卜的生长发育,较高的红蓝比与较长的明期有利于提高萝卜地下部生长和产量;反之,有利于地上部生长和产量。     

LED光质对水培瞿麦生长及氮磷吸收的影响

在设施条件下,采用水培的方法栽培瞿麦,在人工光照培养箱内以不同的发光二极管(LED)为光源,探讨了不同LED光质处理(白光、红光、红蓝1:3)对水培瞿麦生长及氮磷吸收的影响。结果表明,红蓝1:3下瞿麦的茎粗和生物量最大,红光下最小;瞿麦的开花时间也受光质影响,与白光和红光相比,红蓝光处理下瞿麦花期提前10天;不同光质对瞿麦氮磷含量没有影响,而红光有益于根系氮吸收和地上部磷吸收,红蓝光则有益于地上部氮吸收。总之,LED红蓝1:3下可促进瞿麦生物量的累积和开花,提高地上部氮磷的吸收量,有利于水培瞿麦的生长。     

基于Taguchi方法的LED光质对生菜保鲜效果的影响

LED红蓝光处理采摘后的蔬菜有利于缓解其叶绿素等物质的降解,从而达到延长其保鲜期的效果,但是不同的蔬菜需要的红蓝光质配比不同,并且光处理周期以及照度都会对保鲜效果产生影响。本文利用Taguchi方法对影响生菜保鲜效果的因素进行了实验研究,同时运用ANOVA理论分析出因子对品质的影响程度,进而找出影响保鲜效果的关键因素为光质,进一步设计探究实验,设置红光(R)、蓝光(B)、红蓝6∶1(R∶B=6∶1)、红蓝7∶2(R∶B=7∶2)、红蓝2∶1(R∶B=2∶1)共5组不同光质比的LED光源,找出了适用于室温下生菜贮存的最佳光源光质为红蓝7∶2、红蓝2∶1。     

LED植物补光源光量子通量密度的数据采集系统

LED植物工厂等都市农业生产和研发的基础是对植物生长的光环境的测量,由于植物光合作用主要是吸收可见光中的红光和蓝光,因此现在有关LED植物工厂的企业以及研发机构多采用蓝光、红光、远红光等单色LED进行植物补光,然而现在用于对单色补光的数据采集系统多用于测量400~700 nm波段的光量子通量密度,无法同时测量红光和蓝光LED的光量子通量密度,给进一步研究光质比的实时测量及与其他系统的反馈控制带来了阻碍。因此本文提出分别测量LED光源中红光和蓝光的光量子通量密度以解决以上问题。本文阐述了LED光量子数数据采集系统的整体结构以及硬件设计以及软件设计,并用该系统对红蓝光光量子数进行实时监测,然后和实际值进行比对,结果表明该系统所测数据在可承受的误差范围之内。     

LED不同光质条件对饵料微藻小球藻生理生长的影响

随着行业对高质量水产养殖需求的日益增加，饵料微藻的工业化LED培养受到越来越多的重视。本文通过室内培养实验，研究了不同光质(红蓝光4∶1、红蓝光2∶1、红蓝光1∶2、红蓝光1∶4、蓝光、红光、白光)对典型饵料微藻普通小球藻(Chlorella vulgaris)生理生长特征的影响。结果表明红蓝光1∶4作用下普通小球藻生长效果最佳，其最大细胞密度为(1.80±0.03)×10⁸ cells/mL、最大比生长率为(1.09±0.12)d^-1、叶绿素a含量为(20.71±1.00)mg/L;蓝光更有利于普通小球藻总蛋白质的合成和积累，其含量为(1.22±0.08)g/L;红蓝光1∶2的光质更有利于总氨基酸的合成和积累，其含量为(10.92±0.50)mmol/L;红蓝光1∶4的光质更有利于藻细胞总脂的合成，其含量为(37.67±1.155)%。红蓝光1∶4光质条件培养的普通小球藻产量更高，拥有较多储能物质，作为饵料微藻的质量更高。本结果为高质量饵料微藻工业化LED培养提供了参考方案。     

LED光质对三种叶色生菜光谱吸收特性、生长及品质的影响

在温室条件下,水培盆栽三种叶色生菜,探究光质对不同叶色生菜生长和品质的影响。结果表明,不同LED光质照射下三种叶色生菜光合色素在330~500nm和640~690nm存在光吸收高峰,在500~640nm和690~800nm吸光度很小且变化幅度小。三种生菜叶绿素a、类胡萝卜素及总光合色素均在红蓝组合光照射下有最大含量,在红光照射下有最小含量,但三种叶色生菜叶绿素b对LED光质的响应不同。在不同LED光质照射下的三种生菜生长有显著不同。绿叶生菜和紫叶生菜在白光照射下地上部鲜重最大,红叶生菜在红蓝组合光照射下最大。红蓝组合光显著提高了三种生菜地上部干重。品质方面,绿叶生菜总酚含量随着氮水平提高显著降低,紫叶生菜和红叶生菜无显著变化。三种生菜类黄酮含量在不同氮水平下均无显著差异,花青素含量存在品种间显著差异,红叶生菜>紫叶生菜>绿叶生菜,受氮水平影响不明显。绿叶生菜和紫叶生菜可溶性糖含量随着氮水平提高稍有减少,而红叶生菜相反。绿叶生菜总酚含量在红蓝组合光下显著高于同品种的其他处理,紫叶生菜和红叶生菜在白光下最高。三种生菜类黄酮含量在白光、红蓝组合光、蓝光下高于红光照射。三种生菜花青素含量在红蓝组合光照射下最大,而在红光照射下最小。紫叶生菜和红叶生菜可溶性糖含量均在红蓝组合光照射下最大,白光照射下最小,绿叶生菜相反。     

不同LED光质对绿叶生菜生长的影响

选用半结球生菜和散叶生菜两种绿叶生菜为试材,在其他生长条件相同的情况下,设置3个红蓝光配比,分别为R∶B=4∶1、R∶B=3∶1、R∶B=1∶1,探究不同LED光质对绿叶生菜生长的影响。结果表明:半结球生菜在株高、横径、叶片数、单株鲜重、地上部鲜重方面均随着红光的增多呈上升趋势,并在R∶B=4∶1下达到最大,而地下部鲜重和根冠比在R∶B=1∶1下达到最大;散叶生菜的株高、横径、叶片数、单株鲜重和地上部鲜重均在R∶B=3∶1下达到最大。结论:在本试验设置的3种光配比中,R∶B=4∶1最有利于半结球生菜的生长,R∶B=3∶1最有利于散叶生菜的生长。     

LED红蓝光生育期光质变化模式对水培生菜生长与品质的影响

在环境可控的密闭植物工厂内,以恒定供光模式(CK,4R∶1B)为对照,在生菜生长前期、中期和后期研究了3种动态供光模式(L1处理,前期、中期、后期光质设置为3R∶1B、4R∶1B和5R∶1B;L2处理,前期、中期、后期光质设置为5R∶1B、4R∶1B和3R∶1B;L3处理,前期、中期、后期光质设置为4R∶1B、3R∶1B和5R∶1B)对水培生菜生长和品质的影响。结果表明：在相同日累计光积分(DLI)条件下,生育期红蓝光质比例变化对各生长阶段生菜的生物量无影响;生长前期,L2处理促进了生菜营养物质(尤其是抗氧化物质)的积累;生长中期,红蓝光质比例波动的处理不同程度地降低了可溶性糖、总酚、类黄酮和抗坏血酸(AsA)的含量;生长后期,红蓝光质比例波动的处理显著降低了可溶性糖、可溶性蛋白、总酚和类黄酮的含量。综合来看,生育期内红蓝光质比例恒定供光模式优于红蓝光质比例波动的供光模式,更有利于生菜品质的提高。     

不同LED光照时长对菜心生长与品质的影响

研究LED光源下不同光照时长(12h、15h与18h)对营养液栽培菜心生长及品质的影响。结果表明,随着LED灯光照时间的延长,植株鲜重及叶片可溶性糖含量显著提高,菜心的菜薹粗与叶片数相应增加,而叶片的可溶性蛋白含量以及薹茎的游离氨基酸的含量显著降低。菜心叶片的硝酸盐含量均随光照时间的延长而增加,但增幅不明显。适当延长光照时间能显著增加菜心叶片维生素C的含量,以15h处理最高。     

LED红蓝光质比及其光周期对樱桃萝卜品种生长与产量的影响

采用LED光源在室内可控环境下研究了红蓝光配比(R∶B)与光周期对樱桃萝卜生长与产量的影响,以探索适合樱桃萝卜工厂化生产的光照条件。试验设置了2种红蓝光比(1R∶1B、2R∶1B)和2种光周期(12/12、16/8)。结果表明,光周期为12/12时,1R∶1B和2R∶1B处理的真叶数、叶片叶绿素含量、根长、根直径、根体积以及地上部和肉质根干鲜重均无显著差异。光周期为16/8时,2R∶1B处理显著提高了樱桃萝卜的根直径、根体积和肉质根干鲜重,同时略增加了地上部干鲜重和新叶叶绿素含量。光质一定时,叶片叶绿素含量随光周期延长显著增加。光质2R∶1B、光周期16/8处理的真叶数、新叶叶绿素含量、根长、根直径、根体积、地上部和肉质根干鲜重以及根冠比均为最高。总之,光质和光周期共同影响樱桃萝卜的生长发育,较高的红蓝比与较长的明期有利于提高樱桃萝卜地上部和肉质根的生长发育。     

LED光质、光强对西洋参生长及光合作用的影响

采用LED光源在室内可控环境下设置2R:1B(Q_(2:1))、3R:1B(Q_(3:1))和4R:1B(Q_(4:1)) 3种红蓝光质比例,50μmol·m~(-2)·s~(-1)(I_(50))和80μmol·m~(-2)·s~(-1)(I_(80)) 2种光强,共6个处理。研究了LED光质与光强对2a西洋参整体形态指标、叶绿素含量以及光合的影响。结果表明:在不同的LED光质与光强处理下,茎高、总柄长、叶长、叶宽及叶绿素含量随着生长时间延长均逐渐增大,且变化趋势相对一致。茎粗、总柄粗直径随着生长时间延长呈现先增大后减小的趋势,但不同处理间存在差异。西洋参在生长第52～59天期间生长缓慢。同一光强水平,LED光质对叶长、叶宽的影响均为Q_(3:1) Q_(2:1) Q_(4:1),同一光质水平下,LED光强对西洋参形态指标的影响表现为I_(50) I_(80)。同一光强处理下,LED光质比处理对西洋参叶片光合能力的影响不大。同一光质处理下,在80μmol·m~(-2)·s~(-1)处理下西洋参具有较强的光合能力。Q_(3:1)I_(50)处理下,茎高最高,总柄长、叶长、叶宽最长,茎粗、总柄粗直径较大,叶绿素含量最高,生长势最强,始终表现为最佳,是利于西洋参生长的最佳条件。     

光质对金线莲组培苗生长和主要化学成分的影响

研究光质对金线莲组培苗生长和主要化学成分含量的影响。在湿度、温度、CO2浓度和光合光量子通量密度(PPFD)都一致的条件下,以白光(荧光)为对照,测量7种单色光处理金线莲组培苗生长量和叶绿素、总黄酮、蛋白和糖的含量。结果表明:白光处理比单色光处理更有利于金线莲组培苗鲜重、干重和叶绿素含量的积累,也更有利于茎粗的增长。和白光相比较,波长660nm红光处理能促进金线莲组培苗株高增长和蛋白的积累,但不利于叶绿素、总黄酮和糖含量的积累;波长442nm蓝光处理能促进叶面积的增长;波长452nm蓝光处理能促进总黄酮的积累。蓝光处理总黄酮含量均大于红光处理。绿光处理有利于糖的积累。     

LED补充照明系统用于促进铁皮石斛生长的初步研究

近年来,随着红光、蓝光以及远红外大功率单色LED技术的快速发展,LED在农业照明领域的应用引起了广泛的关注。本文结合LED的特性及铁皮石斛的生长特点对LED补充照明系统用于促进铁皮石斛生长进行了理论分析和初步实验探索,提出了LED可主要作用于铁皮石斛的生长前期来显著缩短生长周期的建议,总结了筛选LED的三大要素即合适的光谱、红蓝比和光照强度,并总结了衡量铁皮石斛生长情况的测试指标,同时本文的初步实验证明了LED植物补光照明系统确实明显优于无补光及荧光灯补光的效果,为未来铁皮石斛农业照明的应用提供了一定的参考和科学依据。     

LED红蓝光光强及光周期对草莓匍匐茎生长和开花结果的影响

为探究不同LED红蓝光及光周期对草莓匍匐茎生长和开花结果的影响，以期找到最高效的植物工厂草莓育苗光环境配置，以“章姬”草莓为研究对象，设置了300μmol·m^-2·s^-1和500μmol·m^-2·s^-1两个光强，定植前25 d统一采用12/12 h光周期，25 d后设置12/12 h、16/8 h、24/0 h这3种光周期，共6种光环境处理。研究结果发现，25 d前草莓匍匐茎数增长缓慢，50 d前子苗数增长缓慢，50～65 d时间段子苗数增长速度最快。500μmol·m^-2·s^-1光强处理下，草莓株高、茎粗、地上部干鲜重、子苗数均显著高于300μmol·m^-2·s^-1光强下。其中，500μmol·m^-2·s^-1,24/0 h光周期处理下，产生了最多的子苗数、开花数和结果数；500μmol·m^-2·s^-1,16/8 h光周期处理...     

不同LED光强、光质对三七种苗生长及光合特性的影响

为了筛选出适合三七种苗生长的光强、光质,选取LED红、橙、绿、蓝、白五种质光,设置50μmol·m~(-2)·s~(-1)、100μmol·m~(-2)·s~(-1)、150μmol·m~(-2)·s~(-1)和200μmol·m~(-2)·s~(-1)四个光强梯度处理,每天光照12小时,2月后测定根、茎和叶的鲜重、株高、株幅、F_v/F_m、F_v/F_o与光合速率。结果表明,橙光与蓝光处理的根冠比显著大于绿光与白光处理。橙、蓝和白光随光强的增加,根鲜重呈现出先增加后减少的趋势,光强在100μmol·m~(-2)·s~(-1)时根鲜重达到最大值。红光在光强为50μmol·m~(-2)·s~(-1)时根鲜重最大,增加光强会导致根鲜重与F_v/F_m显著下降。绿光对根鲜重的影响不明显,但随光强的增加会导致F_v/F_m显著下降。     

植物照明LED光源光度系统与光量子系统转化系数的计算和应用

植物对光的利用是以光子为单位吸收和转化的,采用光量子系统中光量子数或光量子密度为单位研究植物对光照强度的需求更合理科学。快速估算光度系统与光量子系统度量单位的转化系数,有利于准确展示科研结果。本文分析得到380～780 nm波段中不同波长的转化系数,在波长550 nm时,转化系数最大,为147.858 lm/μmol。对于单峰LED光谱提出“三点估算法”,转化系数的计算值β与估算值β′之比的平均值为86.1%～93.4%,估算值β′的准确性与光谱的半峰宽、形态密切相关。对于蓝光+红光、蓝光+红光+绿光、白光+红光多种灯珠组合的目标光谱,β与β′之比的平均值为96.1%～105.9%。该研究结果能够快速计算lm、μmol或lx与μmol/(m²·s)的转化系数,为LED在植物照明领域的广泛应用提供技术支持。     

弱光条件下光质与连续光照对水培生菜生长与品质的影响

在密闭植物生长室中,采用LED光源研究了弱光条件下光质与连续光照对水培紫叶生菜和绿叶生菜产量和品质的影响。结果表明,绿叶生菜和紫叶生菜地上部鲜重及根系鲜重都在连续光照处理下显著提高。光周期条件相同时,紫叶生菜在红蓝光比例2∶1光质下地上部鲜重要显著大于红蓝光比例1∶2,绿叶生菜则无显著差异。连续光照处理对紫叶生菜和绿叶生菜总酚和类黄酮含量的影响因光质而异。光照时长相同时,紫叶生菜和绿叶生菜总酚和类黄酮相对含量都有随红光比例增加而显著降低的现象出现。紫叶生菜抗坏血酸含量都随光照时长增加而显著降低。紫叶生菜可溶性糖含量和可溶性蛋白含量受红蓝光比例和光照时长变化影响不显著。光照时长对绿叶生菜可溶性糖含量的影响因光质变化而异。光质相同条件下,绿叶生菜可溶性蛋白含量在连续光照处理下显著降低,且绿叶生菜可溶性糖和可溶性蛋白含量对光质变化的响应因光照时长差异而不同。