设施草莓高效人工补光策略研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tank2203555
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我国草莓主要以秋冬季温室内生产为主,而秋冬季温室内光照强度、光照时长往往无法满足草莓正常的生长发育需求。此外,草莓在经过一夜的黑暗条件后需要一段时间才能达到光合稳态,缩短了草莓光合稳态的持续时间。以上这些问题严重制约了草莓同化物的产生,降低了草莓果实的品质及产量,因而需要人工补光。但目前对于草莓补光缺乏科学系统的研究,且草莓全生命周期的补光成本极高,不同阶段的补光效果差异也较大。故需明确适宜草莓补光的发育阶段及科学系统的补光方法。本试验以常见品种‘红颜’为供试材料,首先设置三个不同发育时期(幼苗期、开花期、结果期)的补光处理组及对照组,补光方式为延时补光2 h,通过测定不同处理补光后叶片淀粉含量、植株同化物含量来确定草莓不同发育阶段的源-库关系,以源-库关系及补光效果确定适宜草莓补光的发育阶段;再通过设置不同温度处理、光质处理及光强处理,测定光合作用达到稳态的时间、净光合速率以及气孔导度等指标来确定能够缩短草莓光合启动时间的最适温度和光质、最低光照强度以及最短诱导时长,进而明确能够缩短草莓光合启动时间的补光方法;最后通过测定草莓对不同光质的吸收比例来确定补光光质,再通过测定不同温度下草莓的光响应曲线,计算草莓叶片在不同温度、不同光强下的光合速率,找到净光合速率增长最快的光强、温度区间,以外界温光环境来确定补光的起止点及补光光强。本试验主要结论如下:1.草莓在幼苗期会受到库限制,补光并不会促进同化物的产生和积累;在结果期会受到源限制,补光能够促进同化物的产生,并向最大的库器官果实分配积累,以提高果实品质。故当植株处于幼苗期时,不建议补光;当进入结果期时,需进行补光。2.草莓植株处于一定时间的黑暗条件后再经过强光照射时,草莓的光合启动主要受到气孔因素限制。在植株未见光前35 min,采用40μmol/m~2·s的红光对草莓植株进行照射,可促进气孔打开,当植株进行正常光合作用时能够在5 min内达到高水平的稳定状态,可以缩短30 min的光合启动时间。3.草莓叶片吸收不同光质的比例为:402±2 nm,7%;473±1 nm,7.6%;534±2 nm,23.7%;587±1 nm,7.5%;609±1 nm,11.1%;680±2 nm,43.1%,以此可作为草莓补光灯光质的参考数据。草莓在光强为100~200μmol/m~2·s的弱光条件下,净光合速率依旧可以达到5~10μmol/m~2·s,故对于见光后的草莓,在黑暗条件下补光即延时补光更为高效,能够延长草莓的光合作用时间,补光光强为100μmol/m~2·s为宜,补光时环境温度在12~21℃最为高效。综上,可以得到一个科学系统的补光策略:当草莓处于结果期时,清晨植株见光前35 min,采用40μmol/m~2·s的红光对草莓植株进行照射,待植株处于黑暗条件后,当温度在12~21℃时采用100μmol/m~2·s的LED(光质比例参考:402±2 nm,7%;473±1nm,7.6%;534±2 nm,23.7%;587±1 nm,7.5%;609±1 nm,11.1%;680±2 nm,43.1%)进行补光。
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