發(fā)布時間：2020-11-01 02:40

　　 植物工廠是人工控制作物生育環(huán)境以實現(xiàn)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng),其主要特征之一就是利用人工光源實現(xiàn)對光環(huán)境的智能控制。發(fā)光二極管(Light Emitting Diodes,LEDs)作為植物工廠重要人工光源之一,主要通過光質(zhì)、光強和光周期實現(xiàn)對植物工廠光環(huán)境的調(diào)控,增強作物對光能的利用效率,進(jìn)而提高其產(chǎn)量和品質(zhì)。目前關(guān)于光照單一因素對葉類蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究已有報道,且多集中于生菜,而關(guān)于植物工廠條件下光環(huán)境綜合調(diào)控蕹菜光合特性及產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究則較少。因此,本試驗以LED為光源,研究了植物工廠條件下光質(zhì)、光強和光周期對水培蕹菜的光合特性、生長發(fā)育、營養(yǎng)元素吸收及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,以期為植物工廠蕹菜栽培及光環(huán)境利用提供一定參考依據(jù)。主要結(jié)果如下:1.與對照白光相比,紅藍(lán)組合光更有利于蕹菜生長、產(chǎn)量和營養(yǎng)物質(zhì)積累;且隨著紅光比例的增加,植株單株產(chǎn)量和凈光合速率顯著升高,而根系活力和K含量卻顯著降低。當(dāng)紅藍(lán)光質(zhì)配比為2:1時,蕹菜Vc、可溶性蛋白、總酚、類黃酮等含量顯著高于其他處理,且硝酸鹽含量最低,產(chǎn)量較高,品質(zhì)較好。2.一定范圍內(nèi),隨著光強的增加,蕹菜生物量和營養(yǎng)物質(zhì)含量顯著提高。光強為400μmol·m~(-2)·s~(-1)時蕹菜單株產(chǎn)量、凈光合速率、Rubisco活力和PSII活性最高;而450μmol·m~(-2)·s~(-1)處理下蕹菜凈光合速率降低,qP升高,說明光強過高導(dǎo)致了光系統(tǒng)熱耗散的增加進(jìn)而降低了光化學(xué)效率。此外,400μmol·m~(-2)·s~(-1)處理可以顯著提高蕹菜Vc、總酚、類黃酮、花青素含量,具有較高的營養(yǎng)價值。3.與其他光周期處理相比,對照光周期為12h/12h的處理顯著提高了蕹菜光合特性和PSII性能,且蕹菜可溶性蛋白、Vc、總酚等品質(zhì)顯著增高。當(dāng)光照時間超過12 h時,其單株產(chǎn)量、凈光合速率、ΦPSII增幅均減小,部分品質(zhì)略有降低,且栽培成本提高,不利于植物工廠高效優(yōu)質(zhì)栽培。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：S645
【部分圖文】：

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文93結(jié)果與分析3.1不同光質(zhì)配比對蕹菜生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響3.1.1對蕹菜形態(tài)指標(biāo)的影響由圖1和表2可得，隨著紅光比例增加，植株呈現(xiàn)逐漸增高的趨勢，且在T6處理下達(dá)到最高，T1處理則最低；而莖粗則呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，說明隨著紅光比例的增加植株明顯徒長，其中，T3處理下蕹菜莖粗最大，T5處理最低，且除T3莖稈明顯增粗外，其余各處理之間差異則不顯著；與CK1相比，各處理下蕹菜的葉片數(shù)、葉面積和單株產(chǎn)量均顯著增加，其中，葉片數(shù)以T1處理最多，葉面積則以T2處理最大，單株產(chǎn)量以T6處理最高。圖1不同光質(zhì)對蕹菜生長形態(tài)的影響Fig.1Effectsofdifferentlightqualitiesongrowthmorphologyofwaterspinach表2不同光質(zhì)對蕹菜生長的影響Table2Effectsofdifferentlightqualitiesongrowthofwaterspinach處理Treatments株高Plantheight（cm）莖粗Stemdiameter（mm）葉片數(shù)Leafnumber（片）葉面積Leafarea（cm2）單株產(chǎn)量Yieldperplant（g）CK139.833±0.764b9.577±0.095b16.333±0.577d291.357±10.877c30.077±1.199cT129.433±1.102d9.688±0.463b21.333±0.577a369.490±6.947a32.350±1.222bT231.400±0.794d9.840±0.257b21.000±1.000a371.020±17.758a32.620±1.145bT334.300±0.755c10.503±0.202a20.000±1.000ab361.293±8.424a31.943±0.715bcT439.500±1.500b9.282±0.388b19.333±0.577b362.897±10.447a34.770±1.084aT541.067±1.365a9.210±0.385b19.000±1.000bc354.640±10.367a35.193±0.680aT641.900±0.854a9.225±0.108b17.667±0.577cd319.400±14.115b35.993±1.461a注：同列不同字母表示差異達(dá)顯著（P＜0.05），下同。Note:Differentlettersrepresent

植物工廠條件下光環(huán)境對蕹菜光合特性及生長發(fā)育和品質(zhì)的影響10積累。表3不同光質(zhì)對蕹菜生物量積累的影響Table3Effectsofdifferentlightqualitiesonbiomassaccumulationofwaterspinach處理Treatments鮮物質(zhì)量Freshmatter干物質(zhì)量Drymatter地上部Overgroundpart（g）地下部Undergroundpart（g）地上部Overgroundpart（g）地下部Undergroundpart（g）CK126.040±1.021b4.037±0.196d1.112±0.052d0.421±0.021dT126.703±1.265b5.647±0.045a1.122±0.077d0.543±0.014aT227.580±1.273b5.040±0.241bc1.415±0.059c0.490±0.020bT327.250±0.655b4.693±0.067c1.535±0.077bc0.456±0.020cT429.620±0.992a5.150±0.157b1.576±0.071b0.517±0.021abT530.293±0.633a4.900±0.364bc1.752±0.056a0.513±0.014abT631.007±1.284a4.987±0.207bc1.849±0.086a0.510±0.023ab3.1.2對蕹菜根系活力的影響由圖2可知，與對照相比，紅藍(lán)光質(zhì)處理明顯增加了蕹菜根系活力，且隨著紅光比例增加，植株根系活力逐漸降低，其中以T1處理最高，T2和T3次之，CK1最低，說明藍(lán)光比例高更有利于蕹菜根系的發(fā)育。圖2不同光質(zhì)對蕹菜根系活力的影響Fig.2Effectsofdifferentlightqualitiesonrootactivityofwaterspinach3.1.3對蕹菜光合特性的影響3.1.3.1對光合色素含量的影響由表4可知，隨著紅光比例的增加，蕹菜葉綠素a、b和總?cè)~綠素含量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，其中，以T5處理下葉綠素a含量最高，T4處理下葉綠素b和總?cè)~綠素

植物工廠條件下光環(huán)境對蕹菜光合特性及生長發(fā)育和品質(zhì)的影響12圖3不同光質(zhì)對蕹菜Rubisco活性的影響Fig.3EffectsofdifferentlightqualitiesonRubiscoactivityofwaterspinach3.1.3.4對光響應(yīng)曲線的影響不同光質(zhì)處理下蕹菜的光合速率-光響應(yīng)曲線變化趨勢相似，均呈現(xiàn)先快速增長而后逐漸平緩的趨勢。弱光下各處理間差異不顯著，當(dāng)光強約為200μmol·m-2·s-1，開始出現(xiàn)差異，T5處理下的凈光合速率增長最快，當(dāng)光強接近1400μmol·m-2·s-1時，凈光合速率出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，且達(dá)到飽和時最大凈光合速率依次為T5>T6>T4>T2>T3>T1>CK1。T5處理的Amax最高，其余依次為T6>T2>T4>T3>T1>CK1，且各處理之間差異顯著。AQY則以T處理6最高，T4和T5次之，CK1最低（圖4，圖5）。圖4不同光質(zhì)對蕹菜光合-光響應(yīng)曲線的影響Fig.4Effectsofdifferentlightqualitiesonphotosyntheticlight-responsecurveofwaterspinach
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2864906