本文是一篇农学论文,农学(农业科学)是研究农业发展的自然规律和经济规律的科学,因涉及农业环境、作物和畜牧生产、农业工程和农业经济等多种科学而具有综合性。林业科学和水产科学有时也包括在广义的农业科学范畴之内。(以上内容来自百度百科)今天为大家推荐一篇农学论文,供大家参考。
第一章 绪 论
光作为影响植物生长的首要环境因素,不仅影响植物的生长发育、形态建成及各种物质的代谢,还对生殖生长有着重要作用。然而植物并不是吸收利用所有波段的光,其光形态建成及代谢调节主要与波长 300nm-700nm 的光有关,此波段的光也称为光合有效福射(Photosynthetically Active Radiation,PAR)[1]。不同波长的光均有不同的光受体与其相关联,其影响植物生长发育[2],调节其生理代谢[3]和改善果实的品质[4-5]。因此,利用不同光质对植物进行补光,对设施生产具有非常重要的指导意义。
1.1 LED 补光对植物生长及生理特性的影响
崔瑾与马志虎等人[6]的研究认为红光可以使黄瓜、辣椒和番茄幼苗茎粗显著增加,并能显著提高植株的鲜样质量和干样质量。蓝光处理下,幼苗的壮苗指数和干样质量最大。在苏娜娜[7]等人的研究中,黄瓜幼苗的株高、叶片数和叶面积都有显著提升,表明红光对于植株生长有积极作用,有利于培育壮苗。李国强[8]对小麦草的研究认为,红光和蓝光 LED 处理都可以增加小麦草的生长速度,但红光更有效,可以促进小麦草茎伸长。叶片是植物进行光合作用的主要器官,叶片数和叶片面积的增加有助于促进光合作用,增加植株有机物质的积累。王君[9]对生菜的研究发现,红蓝组合光中,红光比例的增加有助于增加生菜的叶面积、叶片数和地上部干重。邓江明等[10]在水稻幼苗试验中发现,与白光处理的水稻幼苗相比较,蓝光处理对水稻幼苗叶片加宽生长有明显促进作用,利于叶片平展生长,红光与蓝光作用相反,抑制叶片加宽生长。根作为植物的地下器官,没有直接接受光照,但 LED 补光对植物根系的生长发育也有一定影响。唐大为[11]等人研究结果表示,红光对黄瓜幼苗根系生长、株高和有机物质积累都有促进作用,蓝光则不利于生根,且对植物有矮化作用。王芳与高芳云等人[12]的研究表示,不同红蓝光组合的 LED 灯补光,对苦瓜、豆角、茄子和辣椒幼苗生长都有一定的促进作用。其中,对豆角幼苗的地下部干重和根系活力有显著的促进作用。
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1.2 LED 灯的特点及在设施园艺上的应用
在北方秋冬季节的设施栽培中,人为补充光照是设施栽培中的一种重要措施,特别是在弱光的区域和季节,该项技术更加急切需要。现有的光源往往有较高的辐射排放、高光合有效福射(PAR)的发射和高发电效率,却只有 5%的蓝光[22]。另外,目前广泛使用光源的频谱过窄,不能达到对植物的最有效供给。人工光源现广泛使用的有高压钠灯和荧光灯等。存在能量消耗大、发热严重等问题,特别是育苗时容易对植株造成不良影响,因而技术的普及受到严重影响。随着半导体技术的不断发展,近些年来已相继研发出红光 LED、蓝光 LED 和远红光LED 及其组合灯具[23]。LED 光源因其具有体积小,质量轻,寿命长,节能高效等诸多优点而被认为具有广泛应用的潜力[24]。LED 便于将波长与植物的光感受器进行匹配,提供更优的生产和影响植物的形态和组成。LED 广泛应用于园艺照明中,包括需要严格控制光环境的研究中,应用在植物组织培养中,在温室中进行补光等。LED对光谱分布的可控性,使其可以根据植物不同的生长时期对光照的要求进行调整,对植物生长及产量品质等都有显著影响[25]。红光(640~660 nm)和蓝光(430~450 nm),是植物吸收利用的最多的波长区域,是植物进行光合作用和光形态建成的主要光谱[26]。并且 LED 作为人工补光光源还具有发热低的优点,可以实现对植物近距离补光,减少光能的浪费。在国内外科研人员的共同努力下,LED 光源作为新的人工光源有很大的发展潜力,但现阶段仍有问题需要进一步的探索和研究,比如 不同光质对不同作物生长发育的影响,光质补光对植物生长发育各个时期的影响,不同植物生长时期的最佳光质配比,如何降低应用成本等。总的来说,我国在利用 LED 灯补光技术进行设施环境调控的研究仍处在初期,并且现阶段研究多集中在设施育苗上,对设施蔬菜生产的研究较少。因此,要对 LED 补光技术在实际设施生产应用进行进一步的研究,以期为设施园艺的环境调控提供更多理论依据。
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第二章 不同光质补光对黄瓜幼苗的影响
2.1 材料与方法
2.1.1 试验材料
试验与 2015 年 9 月至 11 月在河北工程大学实验室内进行,试验选用“中农106”黄瓜为材料。不同光质的 LED 灯采用山东贵翔光电有限公司生产的 LED-T8灯管,每盏 LED 生长灯长 0.9 米,由 72 颗灯珠组成,功率 15w, 红光波长为650nm,蓝光波长为 450nm。置于单层面积为 0.49m2的光照箱中,每层三根灯管以保证充足光照。
2.1.2 试验方法
黄瓜种子浸泡 4h 后置于 25℃培养箱内催芽。9 月 3 日出芽后播于 128 孔穴盘中,育苗基质采用草炭:蛭石=2:1 的混合基质,覆盖塑料膜。待出芽后掀开,保持日温 25-27℃,夜温 15-17℃,湿度 75%。当第一片真叶完全展开后,移栽至口径 10cm,高 9cm 的营养钵中,分别置于不同光质光源下。试验共设 4 个处理:白光(CK)、红:蓝=3:1(T1)、红:蓝=4:1(T2)、红:蓝=5:1(T3),各处理重复 3 次。光周期为 12h/12h,调节电流和 LED 灯与植株的距离,使光照强度为 50±5μmol m-2 s-1。光照强度使用照度计进行测定。
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2.2 结果与分析
由图 2-1 可以看出,在不同光质处理下的黄瓜幼苗的株高有显著差异。其中,T1 处理显著高于其他处理,为 13.93cm。T2、T3 处理与 CK 相比不显著,分别为 12.60cm 和 10.87cm,但二者之间差异显著。T1 最高,分别高于 CK、T1 和T2 处理 19.78%、10.56%和 28.15%。T3 最低,较 CK 低 6.99%。由图 2-2 可见,在茎粗方面,各处理之间的差异与株高相似,CK、T1 和 T2之间无显著差异。T1 处理最粗,为 0.37cm,T3 处理茎粗最小,仅为 0.26cm,与其他处理差异显著,分别较 CK、T1 和 T2 低 21.21%、29.73%和 21.21%。由图 2-3 可以看出,T1 地上部鲜重显著高于其他处理,为 6.4g,分别较 CK、T2 和 T3 高出 36.17%、16.36%和 35.59%。T2 次之,为 5.5g,显著高于 CK 和T3 处理,分别高出 17.0%和 16.5%。T3 与 CK 之间无显著差异,分别为 4.72g和 4.70g。图 2-4 显示了不同处理间地下部鲜重之间的差异。可以看出 T1 最高,为2.14g,显著高于 CK 和 T3,与 T2 之间差异不显著。与 CK、T2 和 T3 相比高出69.84%、22.99%和 68.50%。其他处理之间的差异不显著。
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第三章 LED 补光对日光温室黄瓜的影响....15
3.1 材料与方法...........15
3.1.1 试验材料....15
3.1.2 试验方法....15
3.1.3 测定项目及方法............15
3.1.4 数据处理....19
3.2 结果与分析...........19
3.2.1 LED 补光对日光温室黄瓜生长指标的影响...... 19
3.2.2 LED 补光对日光温室黄瓜光合特性的影响...... 21
3.2.3 LED 补光对日光温室黄瓜生理指标的影响...... 21
3.2.4 LED 补光对日光温室黄瓜产量的影响.....22
3.2.5 LED 补光对日光温室黄瓜品质的影响.....23
3.3 讨论.............24
第四章 全文总结.....25
4.1 结论............25
4.2 不足与展望..........25
第三章 LED 补光对日光温室黄瓜的影响
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料
试验以“中农 106”黄瓜为试验材料,在河北省邯郸市成安县漳西农业科技园区的日光温室中进行。温室面积为 1255 ㎡,一半面积挂灯,共挂 39 盏灯。于2015 年 9 月 30 日定植,进行相同的常规栽培管理。本试验光源设备选用邯郸市亚盛照明研制的 LED 灯管,光质为红蓝组合光,红光与蓝光比例为 3:1,灯泡的功率为 10 W,每个灯管 8 个灯泡。光源置于植株顶部 50 cm 处,随着植株生长向上调节。
3.1.2 试验方法
本试验设 LED 补光(红:蓝=3:1)为处理,自然光为对照,各重复 3 次。于定植后 35d(11 月 3 日)开始进行补光,晴天时日补光 6h,上午 7:00-10:00,下午 16:00-19:00;阴天时进行全天补光,共 12h。补光处理 7d 后每处理选择 5株,进行数据测量及记录。
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结论
本研究表明,LED 补光技术可以解决冬季日光温室光照条件不足的问题。在补光开始的30d内有25d雾霾天气,对温室内栽培的黄瓜的生长造成很大影响,此阶段前期对照组黄瓜植株徒长、叶片严重失绿。补光处理的黄瓜植株在试验初期未出现徒长现象,植株生长健壮、叶片颜色正常。此阶段后期(约 11 月 25 日),由于持续低温天气,补光处理开始有徒长的趋势。待天气好转后,补光处理的植株迅速好转,株高、茎粗、叶片数等形态指标均好于对照植株。说明进行补光处理可以促进黄瓜的生长,与苏娜娜等人的研究结果一致[46]。补光处理显著提高了叶片的叶绿素含量和叶绿素 a/b 的值,与闻婧等的研究结果一致[47]。补光处理还有效提高了净光合速率和 Fv/Fm 的值,表明补光对植株暗反应能力和光合作用能力都有提升。已有研究表明,光质对萝卜和芽苗菜[48]、菠菜[49]、豌豆苗[50]、青菜[51]等蔬菜的品质有显著影响。本试验表明 LED 补光处理对黄瓜果实的商品外观和营养品质都有不同程度的改善,LED 补光处理的果实颜色更鲜艳,果实的外观更符合商品的标准,且通过对果实外形指数的测量可知,补光处理的果实可食用部分更长,瓜把更短,商品性更好。在黄瓜果实的营养品质方面,Vc 含量、可溶性蛋白质含量、可溶性固形物含量和有机酸的含量都相对较高。
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参考文献(略)