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        不同光質(zhì)對(duì)劍麻組培苗生長(zhǎng)的影響研究

        2017-09-21 10:42:01蘇艷霞陳士偉潘彥霏陳曉敏劉俊杰柯志娟尹美玲周小娟李棟宇
        新農(nóng)業(yè) 2017年17期

        蘇艷霞,陳士偉,潘彥霏,楊 泓,陳曉敏,劉俊杰,柯志娟,尹美玲,林 穎,周小娟,李棟宇

        (1.嶺南師范學(xué)院 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,廣東 湛江 524048;2. 廣東省湛江農(nóng)墾局, 廣東 湛江 524022)

        不同光質(zhì)對(duì)劍麻組培苗生長(zhǎng)的影響研究

        蘇艷霞1,陳士偉2,潘彥霏1,楊 泓1,陳曉敏1,劉俊杰1,柯志娟1,尹美玲1,林 穎1,周小娟1,李棟宇1

        (1.嶺南師范學(xué)院 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,廣東 湛江 524048;2. 廣東省湛江農(nóng)墾局, 廣東 湛江 524022)

        本文利用自主研發(fā)的高效智能LED組培系統(tǒng)研究不同光質(zhì)對(duì)劍麻組培苗生長(zhǎng)的影響,以找到適宜其生長(zhǎng)的最優(yōu)光質(zhì)。研究結(jié)果表明,中心波長(zhǎng)為450納米的藍(lán)光+660納米的紅光組合光質(zhì)下,劍麻組培苗的發(fā)芽數(shù)量和干重均最大。

        劍麻;組培苗;干重;LED組培;光質(zhì)

        劍麻屬龍舌蘭科龍舌蘭屬,其葉片內(nèi)富含優(yōu)質(zhì)纖維,質(zhì)地堅(jiān)韌、拉力強(qiáng)、抗撕裂、耐磨、耐腐蝕等特性,廣泛用于制造生活用品和環(huán)保用品。劍麻組培苗是利用組織培養(yǎng)技術(shù),采用性狀優(yōu)良的外植體,在無(wú)病無(wú)毒的環(huán)境中繁育出來(lái)的種苗,具有遺傳性狀相對(duì)穩(wěn)定、種性優(yōu)良純正、不帶病毒及病原菌、個(gè)體均勻、長(zhǎng)勢(shì)一致等優(yōu)點(diǎn),是優(yōu)良的種植材料。劍麻組培苗對(duì)劍麻產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展起到關(guān)鍵的作用。

        植物對(duì)光有選擇性吸收作用,研究表明植物光合作用主要利用波長(zhǎng)為610~720納米的紅橙光和波長(zhǎng)為400~510納米的藍(lán)紫光,黃光和藍(lán)綠光吸收較少,傳統(tǒng)人工光源的紅橙光和藍(lán)紫光所占比例較小,導(dǎo)致劍麻組培苗有機(jī)物積累少,生長(zhǎng)緩慢,延長(zhǎng)了培育周期。由此可見(jiàn),不同光質(zhì)在植物生長(zhǎng)發(fā)育中起著不同的作用,設(shè)定特定波長(zhǎng)的光質(zhì)有利益提高組培苗的品質(zhì)。

        本實(shí)驗(yàn)在自主研發(fā)的高效智能LED燈組培系統(tǒng)的基礎(chǔ)進(jìn)行,該系統(tǒng)能對(duì)組培室內(nèi)光環(huán)境進(jìn)行精確控制,實(shí)現(xiàn)輸出不同波長(zhǎng)光的輸出,研究不同光質(zhì)對(duì)劍麻組培苗的影響。

        1 試驗(yàn)方案

        本試樣的劍麻組培苗是由廣東省湛江農(nóng)墾科學(xué)研究所提供,為我國(guó)主打產(chǎn)品“東1號(hào)”。將形態(tài)基本一致的劍麻組織置于培養(yǎng)基上后密封于聚丙烯薄膜袋,然后置于自研發(fā)的LED組培系統(tǒng)內(nèi),在9種不同光質(zhì)、但光強(qiáng)和光周期相同的光照環(huán)境下,生長(zhǎng)26天后取出對(duì)比其發(fā)芽數(shù)和干重。為了提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,每種光質(zhì)下均有9袋;本試驗(yàn)測(cè)定試樣的發(fā)芽數(shù)量和干重都是指取平均后的值。實(shí)驗(yàn)期間,培養(yǎng)室溫度控制在26±1℃,相對(duì)濕度50%~70%。

        自研發(fā)的LED組培系統(tǒng)基于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò),由終端控制器、LED燈板、上位機(jī)控制軟件組成,可實(shí)時(shí)操作和設(shè)置定時(shí)任務(wù)完成對(duì)組培室內(nèi)部光質(zhì)、光照強(qiáng)度和光周期的精確控制。該組培系統(tǒng)可以提供九種不同波長(zhǎng)組合的光質(zhì),藍(lán)光和紅光的強(qiáng)度比為3∶7,藍(lán)光和紅光的中心波長(zhǎng)分別如下:A:440納米+620納米、B:440納米+650納米、C:440納米+660納米、D:450納米+640納米、E:450納米+650納米、F:450納米+660納米、G:460納米+640納米、H:460納米+650納米、I:460納米+660納米。

        2 結(jié)果與分析

        在9種不同光質(zhì)環(huán)境里,劍麻組培苗均有新生芽,但數(shù)目各不相同。其中,在光質(zhì)450納米+660納米處理下,劍麻組培苗的發(fā)芽數(shù)達(dá)19.3,而440納米+640納米光質(zhì)下的劍麻組培苗發(fā)芽數(shù)僅為15.4。同時(shí)發(fā)現(xiàn)中心波長(zhǎng)為650納米的光照射的劍麻組培苗的發(fā)芽數(shù)均較低,這可能是該波段對(duì)發(fā)芽有一定的抑制作用。由此可知,光質(zhì)450納米+660納米有利于促進(jìn)劍麻組培苗發(fā)芽,增加其發(fā)芽率。

        圖1 不同種光質(zhì)下劍麻組培苗發(fā)芽數(shù)量

        干重是組培苗有機(jī)物的積累量,可作為研究光合作用強(qiáng)度的指標(biāo),最能體現(xiàn)劍麻組培苗生長(zhǎng)發(fā)育優(yōu)劣的指標(biāo)之一。我們把劍麻組培苗從聚丙烯薄膜袋取出,清洗培養(yǎng)基后置于干燥箱內(nèi)80℃下烘干一定時(shí)間后,稱其質(zhì)量即為干重。圖2為不同光質(zhì)下劍麻組培苗的干重值。在光質(zhì)450納米+660納米照射下,劍麻組培苗的干重高達(dá)0.871克,遠(yuǎn)大于440納米+640納米和460納米+660納米光質(zhì)下的干重值。從圖2中可以發(fā)現(xiàn),整體上中心波長(zhǎng)為450納米的光質(zhì)有利于增大劍麻組培苗的干重。

        圖2 不同光質(zhì)下劍麻組培苗的干重值

        3 結(jié)論

        本文基于自主研發(fā)的智能LED組培系統(tǒng)研究不同光質(zhì)對(duì)劍麻組培苗的發(fā)芽數(shù)量和干重影響。結(jié)果表明,中心波長(zhǎng)分別為450納米+660納米的組合光質(zhì)下,劍麻組培苗的發(fā)芽數(shù)量和干重均為最大;而中心波長(zhǎng)為650納米的紅光對(duì)劍麻組培苗發(fā)芽有一定的抑制作用,中心波長(zhǎng)為450納米的藍(lán)光有利于劍麻組培苗干重。

        廣東大學(xué)生科技創(chuàng)新培育專項(xiàng)資金(pdjh2016b0314)。

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