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補光技術(shù)在蔬菜生產(chǎn)中的應(yīng)用研究進展

2024-08-24 00:00:00王躍榮陳鵬宇王殿發(fā)楊貴春汪磊
中國瓜菜 2024年7期
關(guān)鍵詞:蔬菜應(yīng)用

摘" " 要:北方冬春季節(jié)大部分地區(qū)的設(shè)施植物生長都存在缺光問題。塑料大棚、日光溫室、連棟溫室等設(shè)施受到冬春天氣環(huán)境影響時,自然光無法滿足植物對光的需求,導(dǎo)致植物生長不良,是造成作物減產(chǎn)、絕收、品質(zhì)下降的重要原因。我國北方冬春季節(jié)氣溫低、日照短,光照是工廠化蔬菜育苗的主要限制因子之一,蔬菜幼苗及嫁接苗在弱光環(huán)境下易出現(xiàn)弱苗、徒長、生長緩慢等現(xiàn)象,嚴重制約了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為解決設(shè)施生產(chǎn)中光照不足的問題,采用補光技術(shù),是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要手段。主要從不同光環(huán)境對蔬菜幼苗生長的影響及冬春補光技術(shù)要點等方面進行綜述,旨在為蔬菜育苗和生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞:蔬菜;補光技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號:S63+S64" " " " " " " " " " " 文獻標志碼:A" " " " " " " " 文章編號:1673-2871(2024)07-001-07

Application research progress of supplementary light technology in vegetable production

WANG Yuerong1, 2, CHEN Pengyu1, WANG Dianfa1, YANG Guichun1, WANG Lei1

(1. Jilin Academy of Agricultural Sciences, Changchun 130033, Jilin, China; 2. College of Horticulture, Jilin Agricultural University, Changchun 130118, Jilin, China)

Abstract: The growth of facility plants in most areas of northern China in winter and spring has the problem of light shortage. When plastic greenhouses, solar greenhouses, multi-span greenhouses and other facilities are affected by winter and spring weather, natural light cannot meet the needs of plants for light, leading to poor plant growth, which is an important reason for crop yield reduction, crop failure and quality decline. In winter or spring season of northern China, the temperature is low and the sunshine is short. Light is one of the main limiting factors for industrial vegetable seedlings. Vegetable seedlings and grafted seedlings are prone to weak seedlings, overgrowth and slow growth in low light environment, which seriously restricts the agricultural production. In order to solve the problem of insufficient light in facility production, the use of supplementary light technology is an important means of modern agriculture. This paper mainly reviews the effects of different light environments on the growth of vegetable seedlings and the key points of winter and spring light supplementation technology, aiming to provide technical support for vegetable seedling raising and production.

Key words: Vegetable; Supplementary light technology; Application

地球上的生物絕大多數(shù)都離不開光。其中,植物對光照的需求尤為明顯,光對植物的生長發(fā)育具有特殊作用,影響著植物所有的生長階段[1]。光照是植物生長發(fā)育的必備條件之一,也是設(shè)施農(nóng)業(yè)的一個基本要素,光照不足使蔬菜含糖量降低,產(chǎn)量下降,抗性減弱,貯藏和運輸過程中容易衰老。西瓜、甜瓜光照不足,會導(dǎo)致植株瘦弱,葉片變黃、變薄、變軟,莖蔓徒長,引起大量落花、落果[2]。但是,光照過強也有危害,番茄、茄子和辣椒在炎熱的夏天受強烈日照后,會產(chǎn)生日灼病,不能進行貯藏[3]。光的強度、光質(zhì)、模式、均勻性、偏振和相干性均影響植物的產(chǎn)量和品質(zhì)。在北方冬春季節(jié),塑料大棚、日光溫室、連棟溫室等設(shè)施中太陽入射角度小、日照時間短,光線弱以及受到惡劣天氣影響時,自然光無法滿足植物對光的需求,進而導(dǎo)致植物生長不良。隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展,使用人工光源控制光環(huán)境的照明技術(shù)在苗木、蔬菜、花卉等農(nóng)林植物上得到廣泛應(yīng)用,植物補光燈可以更好地促進植物生長、縮短育苗周期、提高幼苗健康指數(shù)。由此可見,補光燈對植物生長發(fā)育有顯著的促進作用。筆者主要從不同光環(huán)境對蔬菜幼苗生長發(fā)育的影響及冬春季補光技術(shù)要點等方面進行綜述,以期為蔬菜育苗和生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 光環(huán)境對蔬菜生長的影響

光環(huán)境包括光質(zhì)、光強、光照時間和光照分布。合理控制光環(huán)境,同時注意光照的方向和均勻性,可以增強蔬菜對光能的利用率,進行正常的生長發(fā)育,進而提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.1 光質(zhì)對蔬菜生長發(fā)育的影響

光質(zhì)是指具有不同波長的太陽光譜,太陽輻射光譜中波長為380~760 nm的光是最具有生理活性的波段,稱為光合有效輻射。在此范圍內(nèi)的光對植物生長發(fā)育的作用也不盡相同。植物同化作用吸收最多的是紅光,紅光不僅有利于植物碳水化合物的合成,還能加速長日照植物的發(fā)育、提高葉綠素含量,藍光促進蛋白質(zhì)和有機酸的合成[4]。有研究表明,紅光促進小白菜的細胞伸長生長,對莖的伸長有促進作用,提高赤霉素含量[5]。658 nm紅光對增加紫葉生菜、紫菘及紫甘藍3種蔬菜的葉長、葉柄長度、胚根和下胚軸長度均具有促進作用,同時紅光可增加紫甘藍和紫葉生菜的葉綠素、類胡蘿卜素、可溶性總糖及淀粉含量[6]。并非所有的植物都喜好紅光,657.1 nm的紅光會使番茄根系生長受阻,根系活力下降,壯苗指數(shù)降低[7]。波長范圍為600~700 nm的LED紅光不利于黃瓜植株生長,降低葉片光合效率,阻礙葉片和葉綠體發(fā)育,并且延遲雌花開放時間[8]。峰值波長為450 nm的藍光最有利于蕹菜莖的增粗、葉和根可溶性糖含量的積累[9]。585 nm黃光不利于人參葉片葉綠體發(fā)育,葉綠體形狀多為紡錘形,數(shù)量少,體積較小[10]。豌豆芽苗菜在585 nm黃光處理下,下胚軸顯著增長,芽苗菜中Na含量顯著提高,有利于提高芽苗菜的產(chǎn)量及改善部分品質(zhì)[11]。峰值波長為530 nm的綠光有利于蕹菜株高的提升,在一定程度上促進了蕹菜根可溶性蛋白、莖維生素C含量的提高[9]。520 nm綠光可提高番茄幼苗的根系活力[12]。而460~600 nm綠光處理則抑制香蕉組培苗生長[13]。

光質(zhì)是影響植物光合作用的重要因素,植物進行光合作用的器官是葉片,葉綠體中的葉綠素最強吸收光波區(qū)有兩個:葉綠素與類胡蘿卜素在430~450 nm(藍)吸收比例最大,葉綠素在640~660 nm(紅)吸收率高。前人研究表明,紅藍復(fù)合光處理下,番茄幼苗的凈光合速率,蒸騰速率、胞間二氧化碳濃度和氣孔導(dǎo)度均有顯著提高[14]。紅光有利于番茄幼苗細胞伸長、葉綠素含量增加,促進碳水化合物等干物質(zhì)積累,使抗氧化酶活性提高,而藍光可促進番茄非碳水化合物積累[15]。在紅藍光的基礎(chǔ)上增加紫光能夠促進辣椒幼苗同化產(chǎn)物向營養(yǎng)器官的運輸和積累,對辣椒幼苗生長最為有利[16]。400~500 nm藍光和紅藍光組合則能提高黃瓜葉片光合效率,促進植株形態(tài)建成,增加雌花數(shù)目,有利于植株生長[8]。紅藍光3∶1(R:580~660 nm,B:440~540 nm)處理香蕉組培苗在株高、莖粗、根數(shù)、鮮質(zhì)量等生長狀況有明顯變化,有利于組培苗的生長[13]。

1.2 光質(zhì)對蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

蔬菜中富含蛋白質(zhì)、脂肪、無機鹽、維生素C、β-胡蘿卜素等營養(yǎng)成分。光質(zhì)可以通過調(diào)控維生素C合成和分解酶的活性影響蔬菜維生素C含量,而且對蛋白質(zhì)和碳水化合物的合成具有一定的調(diào)控作用。

紅光對生菜幼苗的葉面積增長和β-胡蘿卜素積累有促進作用,預(yù)照紅光后施加近紫外光,紅光能增強抗氧化酶活性并提高近紫外光吸收色素的含量,從而減輕近紫外光對生菜幼苗的傷害,降低生菜中的硝酸鹽含量[17]。不同波長的藍光處理均可促進紫葉生菜次生代謝物的積累,450 nm藍光處理的次生代謝產(chǎn)物含量最高,與白光相比較,花青素含量提高了128%,可溶性蛋白含量提高了40%,類黃酮含量提高了71%,總酚含量提高了13%[18]。用白光+藍光處理不僅提高了大蔥的可溶性糖、可溶性蛋白、游離氨基酸、粗纖維和重要硫化合物的含量,而且大蔥的適口性和營養(yǎng)價值也得到改善[19]。綠黃光防蛾燈照射處理后,總體上提高了大白菜的營養(yǎng)品質(zhì),維生素C含量顯著升高。565~585 nm波段黃光處理大白菜游離氨基酸含量顯著提高,515~535 nm波段綠光處理大白菜可溶性蛋白含量顯著提高[20]。16 h 200 μmol·m-2·s-1白光處理的芫荽維生素C含量最高[21]。研究表明,黃光能顯著降低生菜中維生素C、類黃酮和總酚含量,并抑制萵苣地上部銨態(tài)氮的積累[22]。紅藍光處理顯著提高菠菜維生素C、可溶性糖和可溶性蛋白含量,降低硝態(tài)氮和胡蘿卜素含量[23]。紅藍組合光源有利于南瓜幼苗蛋白質(zhì)的合成及游離氨基酸的積累[11]。蕎麥芽苗菜在R1B5(660 nm紅光、450 nm藍光)紅藍光處理下的可溶性蛋白含量最高,葉綠素和類胡蘿卜素含量在各處理組間最大,維生素C含量隨著藍光比例的增大而提高[24]。紅藍光加白光的組合顯著提高了萵苣葉片中的可溶性糖含量[25]。

1.3 光強對蔬菜生長的影響

光照強度依地理位置、季節(jié)變化、云量及雨量等的不同而呈規(guī)律性變化,即隨緯度的增加而減弱,隨海拔的升高而增強。由于不同植物對光的依賴程度不同,所以會形成不同的生態(tài)習性,根據(jù)作物對光照強度的生態(tài)類型可以分成陽性作物、陰性作物、耐陰作物。適宜的光照強度能夠促進植物的生長和發(fā)育,提高光合速率,提高植物的產(chǎn)量和品質(zhì)。然而,過強或過弱的光照都會對植物造成不良影響,甚至導(dǎo)致植物死亡。當光照度低于100 μmol·m-2·s-1會抑制番茄幼苗的生長,光照度高于800 μmol·m-2·s-1會導(dǎo)致番茄幼苗葉片發(fā)黃[26]。光強度過低(100 μmol·m-2·s-1)也同樣不利于生菜的生長,隨著光強的提高,生菜的光合效率和產(chǎn)量有所提高[27]。200 μmol·m-2·s-1光照強度最適于苦苣生長,有利于葉綠素、類黃酮、總酚、維生素C、可溶性蛋白的積累[28]。光強過強或過弱均不利于草莓植株生長,75%光強處理下草莓生長最好,葉片光合色素含量最高[29]。

1.4 光照時間對蔬菜生長的影響

光照時間影響植物花芽分化、抽薹開花、分枝習性、葉片發(fā)育、果實結(jié)實等,也影響地下貯藏器官如塊莖、塊根、球莖、鱗莖等的形成。光周期是晝夜周期中光照期和暗期長短的交替變化,直接影響植物生長發(fā)育,植物通過感覺光照的變化并作出相應(yīng)的形態(tài)改變,進而影響植物抽枝長葉、開花結(jié)果、衰老死亡等變化[30]。根據(jù)對日照長短的需求可分為長日照作物、短日照作物、中日照作物、中間型作物。研究發(fā)現(xiàn),光照時長延長至14~16 h時,可打破姜荷花休眠,實現(xiàn)周年生產(chǎn);姜荷花分蘗數(shù)隨光照時長的增加而顯著提高,但是對開花數(shù)、開花時間未見影響[31]。水芹光照時間由每天10 h延長到14 h,有利于株高增加、產(chǎn)量提升和品質(zhì)改善[32]。長日照有利于芥藍植株的生長,隨著光照時間的延長,芥藍葉色變深,葉片數(shù)增加,根的長度和數(shù)目均有所增加[33]。弱光條件下延長光照時長,可提高水培生菜的可溶性糖、花青素、維生素C和類胡蘿卜素含量,改善水培生菜品質(zhì)[34]。研究表明,光周期越長越有利于絲瓜幼苗根系的生長發(fā)育,光周期14 h處理的絲瓜根系鮮質(zhì)量顯著高于光周期10、8和6 h處理[35]。長光照會抑制青蒜苗假莖和葉伸長生長,但能促進假莖的加粗生長,提高蒜苗的鮮質(zhì)量[36]。8 h補光處理對番茄始花期、始果期影響最大,隨著補光時間的延長,番茄單果質(zhì)量、單株產(chǎn)量都隨之增加[37]。延長苦苣的光照時間,苦苣的光合色素、營養(yǎng)品質(zhì)、根系活力均發(fā)生顯著變化[38]。光暗周期14 h/10 h處理下的人參菜開花較遲,長勢佳,光合能力強,品質(zhì)及抗氧化能力最高[39]。延長光照時間顯著提高萵苣的產(chǎn)量和品質(zhì),葉片長度可達28.55 cm[40]。當甜椒幼苗延長光照時間達到24 h·d-1時,進行補光甜椒幼苗的莖粗和生物量分別比未補光的幼苗提高23.33%和90.30%,說明延長光照時間可以促進甜椒幼苗的干物質(zhì)積累,提高莖粗、根冠比,有利于培育壯苗[41]。光照16 h有利于闊葉苦苣和細葉苦苣的生長及營養(yǎng)物質(zhì)的積累,提高葉綠素、類胡蘿卜素和維生素C含量及根系活力[42]??s短光照時間,增大光照強度,可以促進葉用萵苣花青素和類黃酮等代謝物質(zhì)的累積及抗氧化酶活性的提高,增強抗氧化能力,有利于提高品質(zhì)[43]。

1.5 光照分布對蔬菜生長的影響

在多數(shù)蔬菜中,植株頂端和株間需要的光照大不相同,光照分布均勻性對蔬菜生長非常重要。光照分布均勻性分為光質(zhì)分布均勻性與光照強度均勻性[44]。

光照分布不均勻,光照強度高的區(qū)域植株生長快,光照強度低的區(qū)域植株長勢矮小,并導(dǎo)致較高的植物遮陰低矮的植物,形成植株生長的不均衡。中心光照強度太高,會灼傷植物,光照強度太低,作物會生長緩慢,這都會降低作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。采用立體方式給黃瓜補光,與傳統(tǒng)冠層補光相比,株高、莖粗分別顯著增加了8.03%和7.24%[45]。日光溫室蔬菜種植密度較高,上層葉片會對下層葉片造成遮擋,影響中下層葉片的光合作用[46]。研究表明,補充綠光后,生菜底層葉片利用透射過的綠光進行光合作用,減緩底層生菜葉片的衰老[47]。

立體栽培層間補光能夠改善層間光照環(huán)境和光照分布狀況,使光照分布更加均勻,改變生菜生長形態(tài),促進葉片伸展和根系生長,促進干物質(zhì)積累,顯著提高生菜產(chǎn)量和品質(zhì)[48]。采用株間補光方式,可以改善溫室番茄冠層光環(huán)境,提高葉片光合能力,且隨著垂直冠層深度的增加,可以明顯改善葉綠素分子狀態(tài),提高冠層及植株整體的光合能力,使番茄上部、中部和下部葉片的葉面積顯著增加,光合作用增強,果實中可溶性固形物含量、可溶性糖含量、糖酸比、維生素C含量和維生素E含量顯著提高,生產(chǎn)中可通過提高番茄群體冠層中下部的光照環(huán)境,來促進番茄果實的膨大和單果質(zhì)量的增加[49-51]。株間補光環(huán)境下可以設(shè)置更高的定植密度,既可以提高空間利用率,又能增加產(chǎn)量,實現(xiàn)更高的種植利潤[52-54]。

2 植物補光技術(shù)的研究和應(yīng)用

植物補光技術(shù)指利用人造光源通過發(fā)射適合于光合作用的電磁波譜來刺激植物生長,主要用于蔬菜、花卉、果樹等,以達到調(diào)節(jié)產(chǎn)期、花期、周年生產(chǎn)等特定需求的技術(shù)。植物補光燈是依照植物生長的自然規(guī)律,根據(jù)植物利用太陽光進行光合作用的原理,使用燈光代替太陽光來提供植物生長發(fā)育所需光源的一種燈具。李玟等[55]采用紫外(UV-B)補光燈處理茄子苗期接種試驗,發(fā)現(xiàn)紫外補光燈具有防治灰霉菌、炭疽菌和早疫菌的作用,病葉率明顯降低,病情指數(shù)極顯著下降。茄果類植物在溫室栽培條件下,采用人工補光技術(shù)可使成熟期提前10 d左右,產(chǎn)量提高30%。同時,植株生長更加健壯,顯著提高其免疫和抗病能力,果實著色較好,大小均勻,畸形果少,品質(zhì)優(yōu)良,含糖量和維生素含量均得到一定程度的提高[56]。

瓜類是當前我國設(shè)施種植的主要作物之一,但由于設(shè)施內(nèi)光照不足,產(chǎn)量和品質(zhì)嚴重下降。研究表明,補充適當比例的藍光能夠促進甜瓜生長發(fā)育,促進地上、地下部干物質(zhì)積累,抑制下胚軸伸長,增大根系表面積和體積及提高壯苗指數(shù),并提高超氧化物歧化酶和過氧化物酶活性,從而提升甜瓜幼苗健康程度;地上部質(zhì)量的提高有利于幼苗光合作用,縮短有機物積累時間,而根系發(fā)育良好能夠增加根系與基質(zhì)的接觸面積,更好地吸收利用水分和營養(yǎng)物質(zhì),增強離子交換能力,有利于甜瓜后期保持良好的生長狀態(tài),有效提高甜瓜產(chǎn)量以及糖分和香氣物質(zhì)的含量[57]。利用準單色冷光源——陽光燈可以促進洋香瓜生長發(fā)育,提早成熟上市5~7 d,增產(chǎn)15.3%,經(jīng)濟效益顯著[58]。中心處光照度在4000~8500 lx、邊緣處光照度在3000~5500 lx的LED燈處理白啄瓜嫁接苗,植株矮壯,生物量大,成活率高達100%,是最適合白啄瓜嫁接育苗的人工光源[59]。夜間紅光補光處理能誘導(dǎo)西瓜對南方根結(jié)線蟲的抗性,適用于設(shè)施栽培[60]。對設(shè)施黃瓜幼苗進行補光能夠抑制苗期徒長,顯著提高黃瓜品質(zhì)及產(chǎn)量[61]。綠光能夠提高黃瓜幼苗干物質(zhì)積累和葉片葉綠素含量[62]。在紅藍組合光的基礎(chǔ)上補充綠光能明顯提高凈光合速率,促進干物質(zhì)積累,提高黃瓜葉片中的葉綠素含量,改善其生長形態(tài)進而達到壯苗的效果[63-64]。紅藍光組合可明顯促進絲瓜、南瓜、黃瓜、苦瓜、節(jié)瓜等幼苗的生長,提高壯苗指數(shù)[65-69]。

3 常用補光燈

傳統(tǒng)的植物補光光源主要有熒光燈、鹵素燈、白熾燈等,他們最突出的缺點就是能耗高、光色單調(diào)、壽命短[70],嚴重限制了人工光源在植物補光中的應(yīng)用[71]。隨著科學技術(shù)的發(fā)展,目前最常用的補光燈是LED燈、高壓鈉燈和稀土燈[72]。

LED燈具有綠色環(huán)保、能耗低、冷光源、安裝方便等優(yōu)點,目前對黃瓜、生菜、辣椒、芹菜等作物苗期的試驗表明,LED補光能夠明顯促進植物的生長,提高壯苗指數(shù)、抗病性及光合能力,有助于達到育苗生產(chǎn)中培育壯苗的目的[73-76]。Leonardo等[77]比較了白熾燈、熒光燈和LED燈補光效果,結(jié)果表明,1000 m2區(qū)域內(nèi),夜間補光4 h,LED燈補光火龍果凈收入最高。

高壓鈉燈具有光效高、照明面積大、透霧性好等優(yōu)點,光線單一、持續(xù)性能差、壽命短等缺點,可見波段紅光區(qū)域有正好位于植物對光源敏感波段范圍內(nèi)的較強紅光輸出,能大大提高植物的光合效率,更適用于植物生長周期的開花和結(jié)果階段[78]。Gajc-wolska等[79]比較了高壓鈉燈和LED燈的補光效果,發(fā)現(xiàn)高壓鈉燈不僅促進番茄植株的生長,而且還提高了果實產(chǎn)量和品質(zhì)。

稀土燈的主要成分是銅硒粉末,能形成特定光譜,為植物提供光能。稀土燈的發(fā)光很均勻,光譜連續(xù)性強,缺點是能耗多、壽命短。利用稀土燈補光較LED燈能更有效地提高白菜光合色素的含量[80]。

隨著科學技術(shù)的發(fā)展,新型激光光源,不僅擁有極高的輻射能流、優(yōu)良的單色性及極好的方向性,而且光電轉(zhuǎn)換率能夠達到30%,光合作用飽和點達到30 μmol,相比于上述光源,半導(dǎo)體激光(LD)發(fā)射角小,單色性好,相干性強[81],可以高效激活植物光合作用,降低光合補償點[82]。通過對植物產(chǎn)生生物效應(yīng)的研究,發(fā)現(xiàn)合適劑量的激光可以提高植物的光合效率,促進植物生長發(fā)育,解決植物光照不足、植物缺少某些波段的光線等問題[83]。波長為632.8 nm的He-Ne激光輻照在一定程度上可以促進稻種的萌發(fā)和幼苗生長[84]。相同波長的He-Ne激光照射分蔥128 min后,對分蔥的根長、株高和鮮質(zhì)量等外部形態(tài)指標,以及葉綠素a、葉綠素b和可溶性蛋白積累均表現(xiàn)出一定的促進作用[85]。

4 人工補光技術(shù)要點

4.1 光源選擇

4.1.1 種植環(huán)境 在選擇補光燈的時候要根據(jù)種植環(huán)境條件選擇合適的補光燈。

4.1.2 作物種類 不同的作物對光照的要求是不同的,對瓜果類的作物和花卉,可以選擇紅藍光補光燈,對莖葉生長、開花結(jié)果、防止徒長和著色等具有較好的效果。

4.1.3 作物生長要求 在選擇補光燈功率的時候,要根據(jù)作物對光照強度和光照時間的要求,選擇合適功率的補光燈。

4.2 植物所需的光照時間

根據(jù)天氣和不同蔬菜品種而定。如甜瓜幼苗每天接受光照保持8~12 h[86];辣椒每天的光照時間在10~12 h[87];番茄每天在16 h的光照條件下最適宜生長[88]。

4.3 補光燈的距離和位置

如果補光燈僅是單純的補光,可縮短與植物之間的距離,如果補光燈還有加溫的效果,則要加大與植物之間的距離,以防對植物造成傷害。一般建議植物頂端距離補光燈控制在0.5~1.0 m之間,該距離不僅能讓植物接受到充分的光照,還能使補光燈照射的面積更大,降低用燈成本。同時要根據(jù)植物生長的速度適當調(diào)節(jié)補光燈的高度,以控制植物補光燈在最合理的補光位置。

4.4 補光燈的光強

在作物剛移植后,盡量避免使用補光燈,待植物經(jīng)過緩苗、正常生長后再使用補光燈。為植物補光時,要根據(jù)植物的種類、作物不同的生長階段靈活設(shè)置。植物在各個生長階段需要的補光程度不同,在發(fā)芽及育苗期需要的光照較弱,可以將補光燈距離升高以減少補光燈數(shù)量,避免電能浪費,在植物開花結(jié)果時再增加光照。

5 補光燈的應(yīng)用及展望

補光技術(shù)是設(shè)施種植中的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)之一,有巨大的市場潛能。植物補光燈適用于溫室大棚、家庭栽培和林下種植等場景[89]。隨著設(shè)施栽培環(huán)境智能化的不斷發(fā)展,補光系統(tǒng)逐漸被廣泛運用。人工光源在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要角色,不僅能提供必要的光照條件,幫助植物適應(yīng)不同環(huán)境和季節(jié)的變化,還能夠節(jié)約能源,減少對環(huán)境的負面影響,是一種可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)照明解決方案,對提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與品質(zhì)具有重要作用。飛利浦公司在設(shè)施發(fā)達的荷蘭、芬蘭、挪威、烏克蘭等國建立了光源研發(fā)機構(gòu),利用補光燈在農(nóng)業(yè)相關(guān)領(lǐng)域進行探索與創(chuàng)新,成功改變了植物工廠的栽培模式,促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)高效發(fā)展[90-91]。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)補光技術(shù)已成為設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展的新引擎。特別是LD新型補光燈能夠根據(jù)不同植物的形態(tài)特征及實際需求對光譜進行智能優(yōu)化組合調(diào)整,在蔬菜工廠化育苗及生產(chǎn)中將得到廣泛應(yīng)用,也會應(yīng)用在蔬菜育種實踐中,為縮短育種周期、加快育種進程提供新的思路和方法。

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收稿日期:2023-09-27;修回日期:2024-02-18

基金項目:吉林省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程(CXGC2023RCG015)

作者簡介:王躍榮,女,在讀碩士研究生,研究方向為瓜類遺傳育種與栽培。E-mail:1974897254@qq.com

通信作者:楊貴春,男,研究員,研究方向為西甜瓜育種與栽培。E-mail:18643433081@163.com

汪" " 磊,男,研究員,研究方向為西甜瓜育種與栽培。E-mail:13356629@qq.com

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