LED红蓝组合光谱下强光照射时长及频率对生菜生长及营养元素吸收的影响

作者：邵明杰; 刘文科^*; 周成波; 王奇; 李宝石

来源：光谱学与光谱分析, 2021, 41(09): 2853-2858.

• 电感耦合等离子体发射光谱
• 强光照射
• 水培生菜
• 养分吸收

红蓝光谱作为植物光合色素光吸收的最大波段,是植物光合作用的主要作用光谱,且红蓝LED已成为植物工厂的主流光源。因此为实现植物工厂的广泛应用,植物对红蓝光供光模式的响应及其机理亟待研究。在人工光植物工厂中,应用电感耦合等离子体原子发射光谱技术(ICP-AES),研究红蓝LED组合光谱下强光照射时长和频率对生菜生长及营养元素吸收的影响。研究包含两个独立试验。试验一设置5个光处理:光强为500μmol·m-2·s-1的强光分别在常规光照(150μmol·m-2·s-1)的光期中间照射0 h(CK), 0.5 h(HL0.5), 1 h(HL1), 2 h(HL2)和4 h(HL4)。试验二设置4个交替光处理和1个常规光照处理(NL, 170μmol·m-2·s-1),在交替光处理中,1 h的强光(500μmol·m-2·s-1)在光期内被分别出现1次(A1)、 3次(A3)、 6次(A6)和12次(A12),将光强为150μmol·m-2·s-1的光期分成相等的时间段。两个试验中光质(4R∶1B)、光周期(16/8 h)和处理天数(20 d)相同。结果表明,试验一中生菜的地上部生物量和N, C, P, K, Ca和Mg等大中量元素累积量均表现出随强光照射时间延长先增加后降低的趋势。和CK处理相比,HL4处理下生菜的地下部干鲜重和比叶重显著提高,叶面积显著降低。HL2处理下生菜的地上部干重和N, C, P, K, Ca和Mg元素累积量均最高。在试验二中,相比常规光照,A6处理显著降低了生菜的地上部鲜重,提高了生菜的根冠比,但其他处理间生菜生物量差异不显著。强光交替照射处理显著提高了生菜碳元素含量,但是强光照射频率对生菜的干物质的量和营养元素累积量无显著影响。综上所述,在光期中间加短时间连续的强光照射能够有效提高生菜体内营养元素和生物量的累积,更适用于植物工厂内的生菜栽培。

• 单位
  农业部; 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所