人工補(bǔ)光對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究進(jìn)展.pdf

DOI 10 13925 ki gsxb 20240430 人工補(bǔ)光對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究進(jìn)展 張研宗 1 2 李 蘭 1 2 孫小旭 1 2 顧 紅 1 2 程大偉 1 2 李 明 1 2 齊秀娟 1 2 陳錦永 1 2 1 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹(shù)研究所 果蔬園藝作物種質(zhì)創(chuàng)新與利用全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家數(shù)字種植業(yè) 果園 創(chuàng)新分中心 鄭州 450009 2 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院中原研究中心 河南新鄉(xiāng) 453000 摘 要 光 照 是 果 樹(shù) 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 的 關(guān) 鍵 因 素 之 一 光 質(zhì) 光 強(qiáng) 光 周 期 和 光 照 分 布 會(huì) 影 響 果 樹(shù) 的 形 態(tài) 建 成 開(kāi) 花 結(jié) 果 等 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 過(guò) 程 植 物 補(bǔ) 光 燈 作 為 一 種 人 工 光 源 可 以 為 植 物 補(bǔ) 充 額 外 的 光 照 從 而 有 效 調(diào) 節(jié) 果 樹(shù) 的 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 提 高 產(chǎn) 量 和 改 善 果 實(shí) 品 質(zhì) 紅 光 和 藍(lán) 光 是 自 然 光 中 光 合 有 效 輻 射 的 重 要 組 成 部 分 紅 光 主 要 被 葉 綠 素 吸 收 促 進(jìn) 光 合 作 用 此 外 紅 光 還 能 促 進(jìn) 果 樹(shù) 根 莖 的 伸 長(zhǎng) 生 長(zhǎng) 有 利 于 樹(shù) 體 形 態(tài) 的 構(gòu) 建 藍(lán) 光 主 要 被 葉 綠 素 和 類 胡 蘿 卜 素 吸 收 對(duì) 植 物 的 生 長(zhǎng) 形 態(tài) 及 生 理 代 謝 有 顯 著 影 響 光 照 不 足 會(huì) 影 響 果 樹(shù) 的 光 合 作 用 形 態(tài) 建 成 開(kāi) 花 結(jié) 實(shí) 及 果 實(shí) 品 質(zhì) 等 光 照 過(guò) 強(qiáng) 會(huì) 導(dǎo) 致 葉 片 甚 至 果 實(shí) 發(fā) 生 日 灼 破 壞 葉 綠 體 結(jié) 構(gòu) 降 低 受 損 區(qū) 域 的 光 合 作 用 和 養(yǎng) 分 吸 收 能 力 進(jìn) 而 影 響 果 樹(shù) 的 正 常 生 長(zhǎng) 光 分 布 不 均 會(huì) 導(dǎo) 致 果 樹(shù) 生 長(zhǎng) 不 平 衡 影 響 整 體 生 長(zhǎng) 勢(shì) 及 產(chǎn) 量 分 布 概 述 了 補(bǔ) 光 燈 的 發(fā) 展 歷 史 綜 述 了 光 質(zhì) 光 照 度 光 照 時(shí) 間 和 光 照 分 布 對(duì) 果 樹(shù) 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 的 影 響 并 提 出 了 果 樹(shù) 人 工 補(bǔ) 光 未 來(lái) 的 研 究 方 向 以 期 為 果 樹(shù) 補(bǔ) 光 研 究 提 供 參考 關(guān)鍵詞 果樹(shù) 補(bǔ)光 生長(zhǎng)發(fā)育 中圖分類號(hào) S66 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 1009 9980 2024 12 2595 11 收稿日期 2024 08 29 接受日期 2024 10 23 基 金 項(xiàng) 目 國(guó) 家 重 點(diǎn) 研 發(fā) 計(jì) 劃 2022YFD1600700 河 南 省 重 點(diǎn) 研 發(fā) 與 推 廣 專 項(xiàng) 242102110221 河 南 省 重 點(diǎn) 研 發(fā) 專 項(xiàng) 221111111800 國(guó) 家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系 CARS 26 河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng) HARS 22 09 S 作者簡(jiǎn)介 張研宗 男 在讀碩士研究生 研究方向?yàn)楂J猴桃栽培技術(shù) E mail 2949247933 為共同第一作者 通信作者Authorforcorrespondence E mail qixiujuan E mail chenjinyong 果 樹(shù) 學(xué) 報(bào) 2024 41 12 2595 2605 JournalofFruitScience Research progress in effects of artificial light supplementation on the growthanddevelopmentoffruittrees ZHANGYanzong 1 2 LILan 1 2 SUNXiaoxu 1 2 GUHong 1 2 CHENGDawei 1 2 LIMing 1 2 QIXiujuan 1 2 CHENJinyong 1 2 1 Zhengzhou Fruit Research Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences National Key Laboratory of Fruit and Vegetable Horti cultural Crop Germplasm Innovation and Utilization National Digital Planting Orchard Innovation Sub Center Zhengzhou 450009 Henan China 2 ZhongyuanResearchCenter ChineseAcademyofAgriculturalSciences Xinxiang453000 Henan China Abstract Fruit trees as important economic crops are significantly influenced by a variety of environ mentalfactors with light playing a particularly crucialrole Light not only serves as the primary energy source for photosynthesis but also has a significant impact on the growth and development of fruit trees Thegrowthanddevelopmentoffruittreesareinfluencedbyvariousfactors includinglightquali ty intensity photoperiod and distribution These light related factors regulate multiple processes such as morphogenesis flowering and fruiting As an artificial light source the supplemental lighting for plants can provide additional light to them which plays a crucial role in regulating the growth and de velopment of fruit trees increasing yield and enhancing fruit quality The advancement in science and technology has facilitated the gradual integration of artificial lighting technologies with horticulture withapplicationsextendingtovegetables flowers fruittreesandothercrops Themostcommonlyused forms of supplemental lighting include fluorescent lamps high pressure sodium lamps and LED lamps 果 樹(shù) 學(xué) 報(bào) 第41 卷 光 是 植 物 進(jìn) 行 光 合 作 用 的 關(guān) 鍵 因 素 之 一 是 植 物 生 長(zhǎng) 和 發(fā) 育 所 必 需 的 在 光 合 作 用 中 植 物 利 用 光 能 將 二 氧 化 碳 和 水 轉(zhuǎn) 化 為 葡 萄 糖 和 氧 氣 并 儲(chǔ) 存 化學(xué)能 除此之外 光還是植物生長(zhǎng)和發(fā)育的信號(hào) 光質(zhì) 光照度 光周期和光照分布可以影響果樹(shù)的形 態(tài) 開(kāi) 花 果 實(shí) 成 熟 等 生 長(zhǎng) 過(guò) 程 植 物 通 過(guò) 感 知 光 的 變 化 來(lái) 調(diào) 節(jié) 自 身 的 生 長(zhǎng) 和 發(fā) 育 1 光 照 不 足 時(shí) 會(huì) 導(dǎo)致樹(shù)體瘦弱 葉片黃化 花芽分化不良 落花落果 甚 至 引 發(fā) 病 害 從 而 導(dǎo) 致 品 質(zhì) 下 降 2 光 照 過(guò) 強(qiáng) 會(huì) 使 植 物 產(chǎn) 生 日 灼 病 降 低 受 損 區(qū) 域 光 合 作 用 和 養(yǎng) 分 吸 收 能 力 限 制 植 物 的 生 長(zhǎng) 3 在 一 些 地 區(qū) 或 季 節(jié) 日 照 時(shí) 間 光 照 度 及 光 照 分 布 不 能 滿 足 植 物 需 求 會(huì) 影響植物正常的生長(zhǎng)和發(fā)育 隨 著 科 技 的 不 斷 進(jìn) 步 各 種 人 工 照 明 技 術(shù) 開(kāi) 始 逐 漸 應(yīng) 用 于 蔬 菜 花 卉 果 樹(shù) 等 作 物 植 物 補(bǔ) 光 燈 是 一 種 人 工 光 源 可 以 為 植 物 額 外 補(bǔ) 充 光 照 促 進(jìn) 植 物 正 常 生 長(zhǎng) 與 開(kāi) 花 通 過(guò) 控 制 植 物 補(bǔ) 光 燈 的 照 射 時(shí) 間 和 光 照 度 可 以 調(diào) 節(jié) 植 物 的 生 長(zhǎng) 節(jié) 奏 促 進(jìn) 植 物 在 不 同 生 長(zhǎng) 階 段 的 發(fā) 育 因 此 植 物 補(bǔ) 光 燈 可 以 解 決 自 然 光 光 照 時(shí) 間 不 足 光 照 度 不 夠 以 及 光 照 分 布 不 均 勻 的 問(wèn) 題 農(nóng) 業(yè) 照 明 領(lǐng) 域 使 用 的 人 工 光 源 主 要 有 高 壓 鈉 燈 熒 光 燈 金 屬 鹵 素 燈 白 熾 燈 等 但 這 些 人 工 Fluorescent lamps and high pressure sodium lamps are characterized by high energy consumption and operating costs Additionally they contain various harmful substances such as mercury and sodium making waste disposal a significant environmental hazard In contrast LED lamps offer a broad spec tral range specific wavelengths high efficiency minimal heat dissipation long lifespan adjustable light quality and intensity and low energy consumption and also are free from mercury sodium and other hazardous substances Moreover waste generated from LED lamps can be recycled without envi ronmental contamination These attributes have led to the increasing adoption of LED lamps as the pre ferred choice for plant lighting Red and blue lights are key components of photosynthetically active ra diationinnaturallight Redlightisprimarilyabsorbedbychlorophyll increasingchlorophyllcontentin leaves and promoting photosynthesis Additionally red light promotes the elongation and growth of roots and stems of fruit trees which is beneficial for shaping tree morphology Blue light is absorbed notonlybychlorophyllbutalsobycarotenoids Itinfluencesplantgrowth morphologyandphysiologi cal metabolism promotes stomatal opening and enhances stomatal conductance transpiration rate and photosynthetic efficiency in fruit trees Different tree species have varying light requirements and dif ferent red to blue light ratios have distinct effects on the same species Based on the variety growth stage and desired indicators of fruit trees high quality production can be achieved by adjusting the red and blue light ratio Insufficient light can significantly inhibit the photosynthesis of fruit trees leading to a reduction in photosynthetic products which in turn affects the normal growth and development of fruittrees Thisischaracterizedbyweak vigourtrees yellowingleaves poorflowerbuddifferentiation severe flower and fruit drop small fruit size and poor quality On the other hand excessive light also negatively impacts fruit trees Overexposure can cause sunburn on leaves and even fruits damage chlo roplast structures reduce photosynthesis and impair nutrient absorption in the affected areas ultimately hindering the normal growth of fruit trees In addition uneven light quality distribution can cause the phenomenon of light spots on plants Uneven light distribution in the canopy of fruit trees results in in sufficient light reaching certain areas leading to uneven growth and affecting the overall growth poten tial and yield distribution on the tree canopy This paper summarizes the development process in plant supplemental lighting and reviews the effects of light quality intensity duration and distribution on the growth and development of fruit trees Additionally future research directions for artificial lighting in fruit cultivation are proposed aiming to provide a reference for further studies on artificial light supple mentationforfruittrees Keywords Fruittrees Artificiallighting Growthanddevelopment 2596 等 人工補(bǔ)光對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究進(jìn)展 第12 期 光 源 能 耗 大 運(yùn) 行 成 本 高 近 年 來(lái) 低 能 耗 高 光 效 的LED 光 源 在 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 得 到 快 速 應(yīng) 用 與 傳 統(tǒng) 人 工 光 源 相 比 LED 燈 不 僅 節(jié) 能 效 果 顯 著 而 且 還 可 以 通 過(guò) 調(diào) 整 不 同 光 質(zhì) 紅 光 藍(lán) 光 等 之 間 的 比 例 和 光照度 滿足植物生產(chǎn)的各種生理需求 實(shí)現(xiàn)高效化 生 產(chǎn) 4 蔬 菜 生 長(zhǎng) 周 期 短 對(duì) 光 照 的 需 求 較 高 所 以 植物補(bǔ)光燈主要應(yīng)用于番茄 黃瓜 生菜等蔬菜生產(chǎn) 中 且技術(shù)相對(duì)成熟 與蔬菜相比 果樹(shù)在生長(zhǎng)過(guò)程 中 由 于 受 到 太 陽(yáng) 高 度 角 樹(shù) 冠 內(nèi) 葉 幕 和 枝 條 的 阻 擋 等因素的制約 導(dǎo)致樹(shù)冠內(nèi)的光照分布不均 5 6 因此 需要額外補(bǔ)充光照來(lái)滿足其生長(zhǎng)發(fā)育 筆者從植物 補(bǔ) 光 燈 的 發(fā) 展 以 及 光 質(zhì) 光 照 度 光 照 時(shí) 間 和 光 照 分布對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育及其品質(zhì)的影響等方面進(jìn)行綜 述 以期為果樹(shù)高效生產(chǎn)提供理論支撐 促進(jìn)果業(yè)高 質(zhì)量發(fā)展 1 植物補(bǔ)光燈的發(fā)展 植 物 補(bǔ) 光 燈 主 要 是 根 據(jù) 植 物 生 長(zhǎng) 的 自 然 規(guī) 律 延長(zhǎng)光照時(shí)間 提高光照度或調(diào)節(jié)光質(zhì)比例 為植物 生長(zhǎng)發(fā)育提供所需光照 控制植物發(fā)芽 葉色 開(kāi)花 結(jié) 果 等 光 形 態(tài) 的 形 成 提 高 植 物 的 葉 綠 素 含 量 和 光 合 作 用 效 率 從 而 提 高 植 物 的 生 物 量 和 果 實(shí) 品 質(zhì) 在植物工廠中 補(bǔ)光燈可部分或者全部代替自然光 通 過(guò) 控 制 光 環(huán) 境 縮 短 植 物 生 長(zhǎng) 周 期 提 高 產(chǎn) 量 增 加經(jīng)濟(jì)效益 7 在 早 期 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 中 農(nóng) 民 通 過(guò) 調(diào) 整 種 植 時(shí) 間 和 地點(diǎn)來(lái)優(yōu)化作物的光照條件 最初的人工光源如白 熾 燈 用 來(lái) 延 長(zhǎng) 光 照 時(shí) 間 但 其 光 源 效 率 低 耗 能 高 且 光 譜 不 適 合 植 物 生 長(zhǎng) 20 世 紀(jì) 初 期 熒 光 燈 開(kāi) 始 用 于 植 物 補(bǔ) 光 熒 光 燈 相 比 白 熾 燈 具 有 亮 度 高 能 耗 低 壽 命 長(zhǎng) 和 排 放 溫 室 氣 體 少 等 優(yōu) 勢(shì) 但 熒 光 燈 作 為 一 種 氣 體 放 電 燈 汞 是 其 必 備 物 料 破 碎 時(shí) 將 釋 放 汞 若處理不當(dāng)會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成威脅 8 20 世 紀(jì) 中 后 期 高 壓 鈉 燈 HPS 因 高 光 效 和 長(zhǎng) 壽 命 的 特 點(diǎn) 成 為 溫 室 和 商 業(yè) 種 植 中 的 常 用 補(bǔ) 光 燈 高 壓 鈉 燈 是 一 種 高 強(qiáng) 度 氣 體 放 電 燈 是 繼 白 熾 燈 熒 光 燈 之 后 的 第 三 代 照 明 光 源 9 發(fā) 光 效 率 極 高 使 用 壽 命 1 5 萬(wàn) 2 萬(wàn) h 有 助 于 植 物 開(kāi) 花 結(jié) 果 10 但 是 高 壓 鈉 燈 中 存 在 金 屬 汞 金 屬 鈉 等 對(duì) 環(huán) 境 有 害 的 物 質(zhì) 后 續(xù) 廢 品 處 理 對(duì) 環(huán) 境 仍 存 在 較 大 危 害 11 發(fā) 光 二 極 管 LED 以 光 譜 范 圍 廣 波 長(zhǎng) 特 定 效 率 高 散 熱 少 壽 命 長(zhǎng) 功 率 小 等 優(yōu) 勢(shì) 逐 漸 廣 泛 應(yīng) 用 于 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 中 以 促 進(jìn) 作 物 生 長(zhǎng) 提 高 產(chǎn) 量 和 品 質(zhì) 12 圖1 為L(zhǎng)ED 燈 在 火 龍 果 生 產(chǎn) 中 的 應(yīng) 用 LED 燈 可 以 發(fā) 出 多 種 單 波 長(zhǎng) 的 光 也 可 以 發(fā) 出 多 波 長(zhǎng) 組 合 的 白 光 或 其 他 類 型 的 混 光 13 與 其 他 光 源 相 比 LED 燈 光 效 顯 著 提 升 白 熾 燈 鹵 鎢 燈 的 光 效 為12 24lm w 1 熒 光 燈 的 光 效 為50 70lm w 1 鈉 燈 的 光 效 為90 140 lm w 1 且 大 部 分 的 耗 電 變 成 熱 量 損 耗 而LED 燈 的 光 效 經(jīng) 改 良 后 為50 200lm w 1 在 同 樣 的 照 明 效 果 下 LED 燈 的 耗 電 量 是 白 熾 燈 的 八 分 之 一 熒 光 燈 的 一 半 LED 燈 體 積 小 質(zhì) 量 輕 用 環(huán) 氧 樹(shù) 脂 封 裝 可 承 受 高 強(qiáng) 度 機(jī) 械 沖 擊 和 震 動(dòng) 不 易 破 圖1 LED 燈在生產(chǎn)火龍果中的應(yīng)用 Fig 1 ApplicationofLEDlightinpitayaproduction 張研宗 2597果 樹(shù) 學(xué) 報(bào) 第41 卷 碎 使 用 壽 命 為5 10 a 年 LED 燈 為 全 固 態(tài) 發(fā) 光 體 屬 于 冷 光 源 發(fā) 熱 量 低 無(wú) 熱 輻 射 且 不 含 汞 鈉 元 素 等 可 能 危 害 環(huán) 境 和 人 體 健 康 的 物 質(zhì) 廢 棄 物 可 回收 沒(méi)有污染 14 隨 著LED 技 術(shù) 的 進(jìn) 步 特 別 是 在 光 效 光 譜 調(diào) 控 和 成 本 方 面 的 改 進(jìn) 現(xiàn) 代LED 植 物 燈 可 以 精 確 調(diào) 控光譜 提供紅光 藍(lán)光 綠光 遠(yuǎn)紅光等多種波長(zhǎng)組 合 滿 足 不 同 植 物 和 生 長(zhǎng) 階 段 的 需 求 以 銘 賢 牌 全 光 譜LED 燈 為 例 其 主 要 光 譜 光 照 度 在400 760nm 的 可 見(jiàn) 波 段 區(qū) 間 有 很 好 的 連 續(xù) 性 對(duì) 比 地 面 太 陽(yáng) 光 譜 曲 線 其 主 要 光 照 度 也 分 布 在 可 見(jiàn) 區(qū) 全 光 譜 LED 燈 光 譜 與 光 合 作 用 效 率 曲 線 變 化 趨 勢(shì) 基 本 一 致 15 隨 著 智 能 控 制 自 動(dòng) 化 以 及 物 聯(lián) 網(wǎng) 技 術(shù) 的 發(fā) 展 自 適 應(yīng) 智 能LED 植 物 補(bǔ) 光 系 統(tǒng) 能 夠 針 對(duì) 不 同 植 物在不同生長(zhǎng)階段和不同生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行反饋式自動(dòng) 補(bǔ)光 具有可變光質(zhì) 可變光照度 精準(zhǔn)化 低能耗補(bǔ) 光 的 功 能 16 種 植 者 可 以 遠(yuǎn) 程 監(jiān) 控 和 控 制 補(bǔ) 光 系 統(tǒng) 利 用 大 數(shù) 據(jù) 分 析 優(yōu) 化 光 照 方 案 提 高 生 產(chǎn) 效 率 基 于 以 上 優(yōu) 點(diǎn) LED 燈 逐 漸 成 為 植 物 補(bǔ) 光 的 主 流 選 擇 2 光質(zhì)對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的影響 光 質(zhì) 是 指 具 有 不 同 波 長(zhǎng) 的 光 譜 波 長(zhǎng) 在380 760 nm 波 段 的 光 能 可 以 被 植 物 光 合 色 素 吸 收 并 用 于 光 合 作 用 在 該 波 段 中 植 物 吸 收 最 多 的 是 波 長(zhǎng) 范 圍 為610 720nm 波 峰660nm 的 紅 橙 光 和 波 長(zhǎng) 范 圍 為400 510nm 波 峰450nm 的 藍(lán) 紫 光 17 綠 光波長(zhǎng)介于紅光和藍(lán)光之間 不易被植物吸收 通常 被 反 射 出 來(lái) 導(dǎo) 致 植 物 大 多 呈 現(xiàn) 綠 色 18 與 其 他 光 質(zhì) 相 比 紅 光 和 藍(lán) 光 是 自 然 光 中 光 合 有 效 輻 射 的 重 要組成部分 對(duì)植物生長(zhǎng)具有顯著的影響 2 1 紅光 紅 光 主 要 被 植 物 葉 綠 素 吸 收 是 光 合 作 用 中 最 重 要 的 吸 收 光 譜 區(qū) 域 之 一 對(duì) 于 大 多 數(shù) 植 物 而 言 紅 光 可 以 提 高 葉 片 中 葉 綠 素 的 含 量 19 影 響 光 合 器 官 的 正 常 發(fā) 育 有 效 激 發(fā) 葉 綠 素 促 進(jìn) 光 合 作 用 20 研 究 表 明 紅 光 能 夠 促 進(jìn) 植 物 株 高 葉 片 數(shù) 葉 面 積 以 及 葉 片 厚 度 等 生 長(zhǎng) 指 標(biāo) 的 增 加 21 22 趙 停 等 23 研 究表明 紅光處理顯著提高種子的發(fā)芽率 發(fā)芽指數(shù) 和 種 子 活 力 指 數(shù) 此 外 Hung 等 24 研 究 表 明 LED 紅光可促進(jìn)藍(lán)莓芽和根的生長(zhǎng)及側(cè)枝的形成 時(shí)曉 芳 等 25 研 究 發(fā) 現(xiàn) 補(bǔ) 充 紅 光 對(duì) 陽(yáng) 光 玫 瑰 果 粒 橫 徑 具 有 顯 著 的 促 進(jìn) 作 用 王 欣 欣 等 26 研 究 表 明 補(bǔ) 充 紅 光 顯 著 提 高 巨 峰 葡 萄 葉 片 的 凈 光 合 速 率 并 促 進(jìn) 新 梢 和 葉 片 的 生 長(zhǎng) 劉 慶 等 27 研 究 表 明 與 白 光 處 理 組 比 較 LED 紅 光 處 理 可 使 草 莓 葉 片 的 凈 光 合 速 率 和 蒸 騰 速 率 分 別 提 高49 3 和37 6 李 思 靜 28 用 不 同 光 質(zhì) 的LED 燈 照 射 先 鋒 橙 和 紅 橘 幼 苗 發(fā) 現(xiàn) 紅 光 能 促 進(jìn) 莖 寬 根 長(zhǎng) 和 葉 面 積 增 加 但 降 低 了 株 高 和 葉 片 數(shù) 大 量 研 究 證 實(shí) 紅 光 對(duì) 果 實(shí) 品 質(zhì) 具 有 顯 著 的 影 響 如 對(duì) 果 實(shí) 中 可 溶 性 糖 可 滴 定 酸 可 溶 性 固 形 物 維 生 素C 花 青 苷 含 量 等 均 有 不 同 程 度 的 影 響 29 30 也 有 研 究 發(fā) 現(xiàn) 補(bǔ) 充 紅 光 能 促 進(jìn) 葡 萄 果 實(shí) 酒 石 酸 的 降 解 并 在 果 實(shí) 轉(zhuǎn) 色 后 期 使 蘋 果 酸 含 量 降 低 5 1 23 2 25 此 外 王 競(jìng) 等 31 在 研 究 中 發(fā) 現(xiàn) 對(duì) 富 士 蘋 果 補(bǔ) 充 紅 光 可 使 維 生 素C 含 量 相 比 對(duì) 照 提 高 28 35 孫 建 設(shè) 等 32 研 究 表 明 用640nm 紅 光 補(bǔ) 光 可 提 高 蘋 果 果 皮 細(xì) 胞 膜 透 性 并 刺 激 果 實(shí) 內(nèi) 乙 烯 生 成 王 海 波 等 33 研 究 表 明 對(duì) 葡 萄 補(bǔ) 充 紅 光 不 僅 能 夠延緩葉片衰老 還能顯著改善果實(shí)品質(zhì) 2 2 藍(lán)光 藍(lán) 光 主 要 被 葉 綠 素 和 類 胡 蘿 卜 素 吸 收 能 夠 影 響 植 物 的 生 長(zhǎng) 形 態(tài) 生 理 代 謝 促 進(jìn) 氣 孔 開(kāi) 放 和 葉 綠 素 的 合 成 從 而 提 高 光 合 作 用 速 率 對(duì) 植 物 的 生 長(zhǎng) 發(fā) 育 具 有 重 要 作 用 張 克 坤 等 34 用 不 同 光 質(zhì) 對(duì) 瑞 都 香 玉 葡 萄 進(jìn) 行 補(bǔ) 光 發(fā) 現(xiàn) 藍(lán) 光 可 顯 著 提 高 葡 萄 果 實(shí) 質(zhì) 量 以 及 果 粒 的 縱 橫 徑 同 時(shí) 增 加 葡 萄 中 的 葡 萄 糖 果 糖 和 總 糖 含 量 余 陽(yáng) 等 35 的 研 究 進(jìn) 一 步 表 明 對(duì) 夏 黑 葡 萄 補(bǔ) 充 藍(lán) 光 可 有 效 提 高 葉 片 凈 光 合 速 率 Pn 氣 孔 導(dǎo) 度 Gs 胞 間CO2 濃 度 Ci 及 蒸 騰 速 率 Tr 并 促 進(jìn) 葉 片 的 光 合 產(chǎn) 物 積 累 孔 云 等 36 的 研 究 則 表 明 藍(lán) 光 能 夠 促 進(jìn) 葡 萄 新 梢 的 延 長(zhǎng) 生 長(zhǎng) 縮 短 新 梢 節(jié) 間 長(zhǎng) 度 明 顯 增 加 新 梢 基 部 粗 度 并 減 小 單 葉 面 積 此 外 張 云 婷 等 37 研 究 表 明 藍(lán) 光 有 利 于 草 莓 中 脯 氨 酸 和 可 溶 性 蛋 白 含 量 的 增 加 但 不 利 于 相 關(guān) 抗 氧 化 酶 活 性 的 提 高 陳 光 彩 等 38 研 究 指 出 藍(lán) 光 可 促 進(jìn) 香 蕉 幼 苗 根 系 伸 長(zhǎng) 且 低 光 照 度 的 藍(lán) 光 可 促 進(jìn) 節(jié) 間 伸 長(zhǎng) 而 高 光 照 度 的 藍(lán) 光 能 夠 抑 制 植 株 的 生 長(zhǎng) 起 到 矮 化 作 用 馬 躍 39 研 究 發(fā) 現(xiàn) 藍(lán) 光 可 促 進(jìn) 紅 星 紅 富 士 國(guó) 光3 個(gè) 蘋 果 品 種 果 實(shí) 著 色 趙 淼 等 40 研 究 表 明 藍(lán) 光 還 能 夠 增 加 草 莓 果 實(shí) 的 色 澤 及 光 亮 度 鄭 曉 翠 等 41 用 不 同 光 質(zhì) 對(duì) 設(shè) 施 桃 補(bǔ) 光 發(fā) 現(xiàn) 補(bǔ) 充 藍(lán) 光 可 提 高 果 實(shí) 單 果 質(zhì) 量 葉 面 積 葉 片 厚 度 以 及 果 實(shí) 中 可 溶 性 固 形 物 可 溶 性 糖 維 生 素C 和 葉 綠 素 2598 等 人工補(bǔ)光對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育影響的研究進(jìn)展 第12 期 含 量 趙 雪 惠 等 42 對(duì) 油 桃 補(bǔ) 充 藍(lán) 光 后 發(fā) 現(xiàn) 葉 片 的 凈 光 合 速 率 提 高 葉 綠 素a 和 葉 綠 素b 的 含 量 增 加 葉 綠 素a b 顯 著 降 低 葉 面 積 增 大 氣 孔 開(kāi) 放 時(shí) 間 提 前 且 較 早 達(dá) 到 最 大 開(kāi) 度 光 合 同 化 物 從 葉 片 到 果 實(shí) 的轉(zhuǎn)運(yùn)效率也得到提高 2 3 紅藍(lán)光比例 不 同 樹(shù) 種 對(duì) 光 需 求 差 異 較 大 而 不 同 光 質(zhì) 及 其 比例的組合所產(chǎn)生的效果也不盡相同 根據(jù)果樹(shù)的 品種 生長(zhǎng)階段和所需目標(biāo) 可以通過(guò)調(diào)控紅藍(lán)光比 例 達(dá) 到 優(yōu) 化 生 產(chǎn) 的 目 的 王 忠 廣 等 43 研 究 表 明 使 用 紅 藍(lán) 光 比 例5 1 補(bǔ) 光 能 夠 有 效 改 善 設(shè) 施 紅 美 人 雜 柑的果實(shí)著色 并促進(jìn)果實(shí)中有機(jī)酸的降解 從而提 高 果 實(shí) 的 外 觀 和 內(nèi) 在 品 質(zhì) 陳 心 源 等 44 研 究 表 明 用 紅 藍(lán) 光 比 例2 1 補(bǔ) 光 可 顯 著 提 高 火 龍 果 成 熟 果 實(shí) 中 蔗 糖 磷 酸 合 成 酶 和 蔗 糖 合 成 酶 活 性 進(jìn) 而 提 高 可 溶 性 固 形 物 和 蔗 糖 含 量 另 有 研 究 發(fā) 現(xiàn) 采 用 紅 藍(lán) 光 比 例6 1 處 理 櫻 桃 能 顯 著 提 高 櫻 桃 葉 片 光 合 速 率 并促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育和著色 且果實(shí)成熟軟化與糖 合 成 基 因 的 表 達(dá) 水 平 也 得 到 顯 著 提 升 使 得 蔗 糖 合 成 酶 活 性 比 同 期 對(duì) 照 組 高 出18 75 45 46 大 量 研 究 表 明 在 紅 藍(lán) 光 比 例3 1 的 補(bǔ) 光 條 件 下 能 夠 提 高 果 實(shí) 中 花 青 苷 維 生 素C 可 溶 性 糖 和 可 溶 性 固 形 物 含 量 31 47 王 佳 淇 48 研 究 表 明 紅 藍(lán) 光 比 例6 1 處 理 的 Emerald 藍(lán) 莓 的 株 高 一 年 生 枝 條 長(zhǎng) 度 粗 度 葉 面 積 比葉質(zhì)量 葉綠素含量 凈光合速率 最大凈光合 速 率 淀 粉 含 量 顯 著 提 高 而 在 紅 藍(lán) 光 比 例3 1 處 理下 葉片的葉綠素含量 凈光合速率和可溶性糖含 量也顯著提高 單果質(zhì)量和果實(shí)橫縱徑顯著增加 衰 老 葉 片 的 抗 氧 化 酶 SOD POD 和CAT 活 性 及 可 溶 性 蛋 白 含 量 顯 著 提 高 綜 合 效 果 優(yōu) 于6 1 的 處 理 謝 淑 琴 等 49 研 究 表 明 在 紅 藍(lán) 光8 1 補(bǔ) 光 條 件 下 可 顯著提高金太陽(yáng)和凱特杏單株開(kāi)花數(shù) 坐果率 單果 質(zhì) 量 單 株 結(jié) 果 數(shù) 單 株 產(chǎn) 量 果 實(shí) 縱 徑 果 實(shí) 橫 徑 以 及 可 溶 性 固 形 物 和 維 生 素C 含 量 齊 志 國(guó) 50 研 究 表 明 紅 藍(lán) 光 比 例6 1 的 處 理 提 高 了 葡 萄 的 莖 粗 葉 片 厚 度 葉 片 橫 徑 葉 柄 長(zhǎng) POD 活 性 以 及 可 溶 性 淀 粉 和 可 溶 性 蛋 白 含 量 有 利 于 植 株 進(jìn) 行 水 分 積 累 及 新 陳 代 謝 而 紅 藍(lán) 光 比 例2 1 的 處 理 則 提 高 了 葉 片 凈 光 合 速 率 和 氣 孔 導(dǎo) 度 綜 上 所 述 紅 藍(lán) 光 對(duì) 植 物 的 光 合 作 用 碳 代 謝 生 物 量 及 果 實(shí) 品 質(zhì) 有 顯 著 影 響 但 不 同 樹(shù) 種 對(duì) 紅 藍(lán) 光 比 例 的 需 求 差 異 明 顯 3 光照度對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的影響 果 樹(shù) 各 部 位 的 光 照 度 受 多 種 因 素 影 響 就 果 樹(shù) 本 身 來(lái) 講 果 樹(shù) 的 葉 片 通 常 聚 集 在 枝 條 的 上 部 形 成 樹(shù) 冠 果 樹(shù) 樹(shù) 冠 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 葉 片 間 相 互 遮 擋 使 得 部 分 葉 片 處 于 陰 影 位 置 無(wú) 法 直 接 接 受 光 線 的 照 射 導(dǎo) 致 果 樹(shù) 不 同 部 位 光 照 度 不 同 果 樹(shù) 生 長(zhǎng) 環(huán) 境 中 的 物 理 因 素 如 建 筑 物 其 他 植 被 或 樹(shù) 木 以 及 地 形 地 貌 等 都 會(huì) 影 響 光 線 的 透 射 和 散 射 從 而 導(dǎo) 致 不 同 部 位 受 到 的 光 照 度 也 不 同 季 節(jié) 變 化 也 會(huì) 影 響 果 樹(shù) 各 部 位 的 光 照 度 例 如 在 冬 季 陽(yáng) 光 較 弱 果 樹(shù) 整 體 光 照 度 可 能 會(huì) 減 弱 而 在 夏 季 陽(yáng) 光 充 足 時(shí) 果 樹(shù) 部 分 葉片甚至果實(shí)可能因過(guò)強(qiáng)的光照而受損 不 同 果 樹(shù) 對(duì) 光 照 度 的 耐 受 性 不 同 適 宜 的 光 照 度 能 夠 促 進(jìn) 果 樹(shù) 的 生 長(zhǎng) 和 發(fā) 育 提 高 光 合 速 率 和 果 實(shí) 品 質(zhì) 劉 文 海 等 51 通 過(guò) 采 取 不 同 遮 陰 方 式 控 制 光 照 度 分 別 為850 mol m 2 s 1 255 mol m 2 s 1 89 3 mol m 2 s 1 研 究 桃 樹(shù) 的 耐 弱 光 性 發(fā) 現(xiàn) 隨 著 光 照 度 的 降 低 桃 葉 片 光 補(bǔ) 償 點(diǎn) 光 飽 和 點(diǎn) CO2 補(bǔ) 償 點(diǎn) CO2 飽 和 點(diǎn) 以 及 羧 化 效 率 均 下 降 光 呼 吸 速 率 也 逐 漸 降 低 而 光 合 色 素 含 量 則 隨 著 光 照 度 的 降 低 而 增 加 黃 殿 源 等 52 用 強(qiáng) 光 1000lx 和 弱 光 500lx 對(duì) 水 培 草 莓 補(bǔ) 光 發(fā) 現(xiàn) 強(qiáng) 光 對(duì) 草 莓 果 實(shí) 質(zhì) 量 產(chǎn) 量 及 品 質(zhì) 的 提 升 效 果 顯 著 優(yōu) 于 弱 光 喬 羽 佳 等 53 研 究 表 明 通 過(guò) 遮 陰 改 變 光 照 度 可 延 遲 歐 李 的 果 實(shí) 成 熟 但 果 實(shí) 品 質(zhì) 降 低 譚 天 宇 54 研 究 發(fā) 現(xiàn) 隨 著 光 照 度 的 增 加 藍(lán) 莓 果 實(shí) 花 青 素 含 量 增 加 吲 哚 乙 酸 與 赤 霉 素 含 量 上 升 而 乙 烯 與 茉 莉 酸 含 量 下 降 在 光 照 不 足 的 情 況 下 藍(lán) 莓 果 實(shí) 葉 片 可 溶 性 糖 及 還 原 糖 含 量 降 低 袁 華 玲 等 55 發(fā) 現(xiàn) 2000 lx 光 照 度 最 適 合 對(duì) 萼 獼 猴 桃 試 管 苗 的 生 長(zhǎng) 在 低 光 照 度 下 1000lx 丙 二 醛 含 量 SOD 活 性 POD 活 性 和CAT 活 性 均 較 高 在 高 光 照 度 下 6000 lx 丙 二 醛 含 量 較 高 但SOD POD 和CAT 活 性 較 低 馬 宗 桓 等 56 用 透 光 率 分 別 為0 5 15 50 的 果 袋 對(duì) 馬 瑟 蘭 葡 萄 做 套 袋 處 理 發(fā) 現(xiàn) 不 同 遮 光 處 理 顯 著 降 低 了 花 后90 d 時(shí) 的 果 粒 質(zhì) 量 完 全 遮 光 處 理 對(duì) 果 粒 質(zhì) 量 的 影 響 最 為 顯 著 果 實(shí) 遮 光 超 過(guò)50 時(shí) 果 實(shí) 的 縱 橫 徑 在 花 后90d 和100d 時(shí)顯著減小 遮光還延遲了果實(shí)的轉(zhuǎn)色時(shí)間 4 光照時(shí)間對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育的影響 光 照 時(shí) 間 影 響 植 物 光 合 作 用 開(kāi) 花 和 結(jié) 果 生 物 張研宗 2599果 樹(shù) 學(xué) 報(bào) 第41 卷 鐘 調(diào) 控 葉 片 形 態(tài) 光 合 色 素 合 成 生 長(zhǎng) 速 率 和 生 長(zhǎng) 周期等 合