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红/绿/蓝/黄/紫外等五种单色光对植物生长的影响

2016-02-24 09:27
flinay
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  光是植物生长发育的基本环境因素。它不仅是光合作用的基本能源,而且是植物生长发育的重要调节因子。植物的生长发育不仅受光量或光强(光子通量密度,photon flux density,PFD)的制约,而且受光质即不同波长的光与辐射及它们不同组成比例的影响。

五种单色光对植物生长的影响

  太阳光谱可以粗分为紫外辐射(ultraviolet,UV<400nm,包括UV-A320~400nm;UV-B280~320 nm;UV-C<280nm,100~280nm)、可见光或光合有效辐射(photosyntheticallyactiveradiation,PAR,400~700nm,其中蓝光400~500nm;绿光500~600nm;红光600~700nm)和红外辐射(700~800nm)三大部分。由于平流层(同温层)内臭氧的吸收,UV-C和大部分UV-B到达不了地球表面。到达地面的UV-B辐射强度因地理的(海拔高度和纬度)、时间的(日时间、季节变化)、气象的(云层有无、厚薄等)和其他环境因素如大气污染的不同而发生变化。

  植物能够察觉生长环境中光质、光强、光照时间长短和方向的微妙变化,启动在这个环境中生存所必需的生理的和形态结构的变化。蓝光、红光和远红光在控制植物光形态建成中发挥关键作用。光敏素(phytochrome,Phy)、隐花素(cryptochrome,Cry)和向光素(向光蛋白,phototropin,Phot)这些光受体接受光信号,并通过信号转导引发植物的生长发育变化。

  这里所说的单色光,是指一个特定波段范围内的光。不同实验所用同一种单色光的波段范围并不完全一致,而且往往与波长相近的其他单色光有不同程度的波段重叠,特别是在单色性好的LED光源出现以前更是如此。这样,自然会产生不同甚至相互矛盾的结果。

  红光

  红光(R)抑制节间伸长,促进横向分枝和分蘖,延迟花分化,增加花色素苷、叶绿素和类胡萝卜素。红光可以引起拟南芥根系的正向光性运动。红光在植物对生物和非生物胁迫的抗性上具有积极作用。

  远红光(FR)在许多情况下可以抵消红光效应。低R/FR比值导致菜豆光合能力降低。在生长室内以白色荧光灯为主要光源、用LEDs补充远红辐射(发射峰734nm)使花色素苷、类胡萝卜素和叶绿素含量降低,而使植株鲜重、干重、茎长、叶长和叶宽增加。补加FR对生长的促进作用可能是由于叶面积增加而导致的对光吸收的增加。低R/FR条件下生长的拟南芥比高R/FR下生长的植物叶片大而厚、生物质数量大,冷适应能力强。不同比例的R/FR还可以改变植物的抗盐性。

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