淺析LED光對溫室植物生長的影響概述

羅 潔

（華南農(nóng)業(yè)大學材料與能源學院，廣東廣州 510642）

引言

LED組合光源對溫室植物的生長起著十分顯著的影響，不同的光照強度和照射時間對植物內(nèi)在營養(yǎng)成分的合成發(fā)揮著不同的影響因素。不同光照類型下，溫室植物葉綠素、胡蘿卜素等生物微觀量的差異化表現(xiàn)。技術(shù)人員對溫室植物可溶性含量進行測定后，可以適當添加特殊LED光譜和光照輻射，可以提高溫室植物的生產(chǎn)速度以及營養(yǎng)物質(zhì)的合成速度，從而增加溫室的生產(chǎn)效益。

1 LED光對溫室植物生長的重要性分析

利用相關(guān)人工LED光源控制光照要素（強度、光質(zhì)和照射時間），提高溫室培養(yǎng)植物的光合速率，增加植物葉表光吸收面積，能夠促進溫室培養(yǎng)物的生長，從而達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)抗病的影響目的。不同類型的溫室植物對光的反應(yīng)是存在較大差異的，目前的研究手段只討論一個特定的光波段對特定植物的光量和波長的生產(chǎn)需求和反射。紅光作為植物生長光合種最為基本的要素之一，不同波長類型的紅光對于溫室植物積極有效生長的影響情況也不同。

2 差異化的LED光波長對于溫室植物生產(chǎn)的影響

現(xiàn)有的光學結(jié)果表明，LED光所分支出的紅光波段在660+nm及其它波長段的LED光對溫室植物的生長發(fā)育有宏觀的調(diào)節(jié)作用，LED波長范圍在660nm至690nm之間對于溫室植物的相關(guān)生物量的生成以及后期的產(chǎn)量有很大的促進性作用，但是溫室植物的組織培養(yǎng)物在LED紅光或?qū)捈t外光照射下也造成一定水平莖的過度伸長，導(dǎo)致植物莖稈會具有一定的脆弱性。通過分析其他的重要光源指標也可以的到相關(guān)波長的LED光，直接或間接影響著溫室植物不同類型的伸長，相關(guān)葉綠體的生長的速度以及氣孔等外部因素的影響也將受到其光源因素的共同作用。

紅光波段的LED光源對溫室植物葉片的生長確有促進作用，但通過相關(guān)實驗表明該波段的光源降低了植物葉綠素的覆蓋量，而LED中的藍光波段則與紅光的效應(yīng)相反。因此，通過結(jié)合紅藍波段LED復(fù)合光照，植株鮮重和葉綠素含量將會明顯優(yōu)于單色LED以及熒光燈處理下的植株。因此，技術(shù)人員通過研究了LED藍光、紅光以及其復(fù)合搭配作用所的到的對溫室植物生長和產(chǎn)量的影響，可以合理組建紅藍LED組合能切實提高植物的凈光合速率，并一定溫室背景下，有效促進植物的生長發(fā)育。相應(yīng)復(fù)合結(jié)果也表明，LED藍光對溫室植物移栽后的生長育苗具有促進作用，同時無論是對植物進行單純的藍光處理還是相應(yīng)的紅光LED處理，其溫室植物的總?cè)~綠素含量均低于熒光燈處理后，LED藍光下植物所包含的葉綠素a與葉綠素b和類胡蘿卜素的比值相應(yīng)的的到了增加。通過對于光源的分析這可能是由于溫室植物地上部分和根系區(qū)域的生物化差異量，導(dǎo)致光合化色素的數(shù)目提高，溫室植物的抗氧化能力也在LED的處理下的到了有效的增強，這不僅說明植物形態(tài)的結(jié)構(gòu)緊湊，LED光對于植物的影響反應(yīng)在可溶性糖合成和植物基礎(chǔ)蛋白質(zhì)含量等品質(zhì)化的重要指標中。

3 LED光對溫室植物營養(yǎng)物質(zhì)合成的作用

LED光的不同波段對于可溶性糖含量的合成具有積極的促進作用，但這也對溫室植物可溶性蛋白的合成有明顯抑制性作用，在LED藍光波段下培養(yǎng)物中合成的蛋白質(zhì)含量將會明顯優(yōu)于經(jīng)過LED白紅波段的處理，同時可以其可以促進有關(guān)溫室植物蛋白質(zhì)的有效合成，防止由于波段光照而造成的相應(yīng)植物蛋白質(zhì)損失。同時相關(guān)溫室植物的葉綠素與胡蘿卜素這兩大生長要素主要分布在390-510nm與620-690nm這兩條波段上，并對于相關(guān)的波段下的光學性能具有較高的吸收率，而反應(yīng)在在520-600nm這一水平則有較低的光譜吸收率。雖然所有的對照性植物觀察實驗都在相同的波段強度下，但它們所接受的光吸收所帶來的植物促進作用卻有著明顯的不同。而植物表現(xiàn)出的相似吸收性在相關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)的合成中產(chǎn)生了階段化的差異。在原有光照強度達到了光合葉綠素合成最基本的最小光照強度時，據(jù)有關(guān)溫室光照研究表明，葉綠素含量較低的植物的吸收率會高于葉綠素含量較高的，從而帶來更加豐富的營養(yǎng)物質(zhì)生成。

據(jù)相關(guān)生長要素推測，溫室應(yīng)用中的遠紅外LED（波長分布在690-730nm）的超寬光合范圍對溫室植物相較于常用白色熒光燈組合，沒有十分明顯的溫室光合影響，但相關(guān)遠紅外LED的廣泛使得葉綠素、花青素等植物內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)的濃度受到了抑制，所以在遠紅外線照射的基礎(chǔ)上及時補充LED藍光對植物的生長有很大好處。例如，LED藍光波段（435-475nm）這一溫室光照條件對植物生長和外觀的影響以及外觀形態(tài)的主要體現(xiàn)在其光照對溫室植物的營養(yǎng)物質(zhì)合成的促進與抑制上。在紅色波段的LED實際促進生長的過程中，輔以相應(yīng)藍色LED光源的間接促進，可以提高溫室綠色植物的抗氧化能力，依靠多酚、花青素等重要生長促進因子的含量變化，并改善溫室綠色植物有關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)合成的品質(zhì)。同時使植物的著色作用得以促進。同時，如果溫室植物在大范圍生長前一周左右的時間，適時地使用638nm范圍的LED光并補充以自然光的搭配，可以提高其溫室下的抗倒伏的能力。在同一環(huán)境下，技術(shù)人員通過研究紅藍白LED對溫室植物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，合理使用LED光，可以使植物的營養(yǎng)物質(zhì)合成階段的到最大效率的利用與生長功效處理。

4 LED光照對于植物激素的影響

LED光照的使用滿足了溫室植物最簡單的光合葉綠素的合成工作，但在當前的科研中也有報道稱，葉綠素含量較低的植物在受到相應(yīng)波段LED照射時，植物體內(nèi)激素例如葉綠素含量較高的植物對此吸收率較高，可見處于不同光照程度處理下的植物激素的積累與作用方式有較大差異。LED光可以刺激植物的激素活力和相關(guān)鹽類在LED燈光下的吸收，促進高級植物激素與硝酸還原酶等蛋白質(zhì)的合成。在特定的外部環(huán)境下，糖分在某些角度可以替代LED光照對于激素的影響，作為誘導(dǎo)植物體內(nèi)硝酸還原酶的“信使”，增加溫室植物體內(nèi)相關(guān)RNA的積累。增加含糖量與糖分攝入的，使得在紅藍白三種波段的LED光可處理酸性鹽的分解，同時伴隨著紅藍白三種LED光，可溶性的糖含量在植物體內(nèi)逐步的到了積累。在這種條件下，這些植物糖有利于植物激素的產(chǎn)生與積累，使得植物有較為敏感的外界感官反應(yīng)。光照條件下，光照植物激素的積累在這些植物葉片中可溶性蛋白質(zhì)的含量沒有存在顯著差異，這表明蛋白質(zhì)合成的光譜是不利于的激素的促進能力表現(xiàn)的。所以對溫室植物的LED光照控制，對于其自身的糖分與植物激素的搭配，有著十分積極的促進作用。

光合作用在LED燈光下的主要作用點位于植物的葉片中，其相關(guān)產(chǎn)物是糖類，同時糖類又是植物體內(nèi)其他營養(yǎng)與物質(zhì)的基石，參與到植物的整個生命活動體征中。在滿足現(xiàn)有模式的LED溫室植物培養(yǎng)的產(chǎn)業(yè)化模式下，技術(shù)人員需要針對植物自身的特性趨利避害，使得最為合適的燈光波段能夠發(fā)揮出最大的功效。

結(jié)束語

綜合上述研究，在溫室內(nèi)采取一些特定波段的LED光源照射，在實際應(yīng)用中切實有效地對植物的生長與激素產(chǎn)生起到促進作用，使得經(jīng)照射培育后的植物其外在價值與內(nèi)部營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的比例都有所提高。隨著相關(guān)科學技術(shù)的進步，LED燈光對于溫室植物的促進作用在未來一段時間將會發(fā)揮出更大的效益。