解決方案

LED植物燈在植物組織培養中的應用


文章來源:厚屹節能? 發布日期:2016-05-19 17:18

光是植物生長中的重要環境因子之一,有了合理的光光環境存在,植物才能健康的生長發育。植物燈是利用太陽光的原理,模擬植物生長所需要的光環境的一種燈具。LED植物燈因體積小、質量輕、壽命長、光強可調等優點,使其成為植物光環境調控的重要光源之一,并在節能和促進植物生長方面都具有明顯的優勢。
LED植物燈在植物組織培養中的應用

植物的組織培養是根據植物細胞具有全能性這個理論,近幾十年來發展起來的一項無性繁殖的新技術。植物的組織培養廣義又叫離體培養,指從植物體分離出符合需要的組織、器官或細胞,原生質體等,通過無菌操作,在無菌條件下接種在含有各種營養物質及植物激素的培養基上進行培養以獲得再生的完整植株或生產具有經濟價值的其他產品的技術。 目前,LED植物燈在植物組織培養研究中已得到一定的應用,并取得了一些可喜的進展。LED植物燈獨有的優點,使其成為植物組織培養研究的重要光源之一。20世紀80年代以來,世界上一些國家陸續開始了LED在植物組織培養中應用的研究。中國的一些高等院校和科研機構也開始了該方面的研究,并取得了一些可喜的進展。

LED植物燈在植物組織培養中的應用是基于LED技術的發展和植物組織培養環境調控而發展起來的。世界上最早將LED植物燈用于植物栽培的是日本的三菱公司,早在1982年就有關于波長為650nm的紅光LED光源用于溫室番茄補光的試驗報告。后來LED植物燈也被應用于植物組織培養中的環境調控,并對LED在節能方面的作用加以探索。目前,LED在植物組織培養中的應用主要集中在光質和光強對組培苗生長影響方面,而對光周期等研究較少。就世界范圍來說,LED在植物組織培養中的應用研究主要集中在日本和美國。日本的研究處于國際領先地位,不但開發了專門應用于植物組織培養的LED發光系統,而且與其它環境調控因子相結合,取得了一些重要的基礎數據。中國一些科研機構也開始了這方面的研究,并自主開發了一些LED光源系統,用于植物組織培養研究工作。

一、光質選擇

LED誕生之初,人們用660nm左右的紅光LED作為主光源,熒光燈作為輔助光源進行研究,隨著LED技術的不斷發展,各種波段的LED紛紛被用于植物組織培養,主要有660nm左右紅光,460nm左右藍光,730nm左右遠紅光和白光。

人們最早是利用LED作為蘭花組培苗光源,發現紅光可促進大花蕙蘭試管苗葉片的生長,但會降低葉綠素含量,不過這種現象可被藍光所抵消,試管苗生長的最佳紅藍光比例為8:2。研究表明,在紅藍光比例為3:1時愈傷組織的生長效果最佳,但100%的紅光對愈傷組織的誘導率最高。在對葡萄的組織培養中發現,光譜中的藍光成分阻止試管苗的伸長,但能促進葉的形成和各種光合色素的合成。遠紅光成分的增減對干鮮重的積累和光合色素的合成也都有明顯的影響。紅光LED有助于增加株高、節間長和生根率,而藍光與葉綠素的合成和氣孔的發育有關。盡管在紅光LED條件下葉綠素含量較低,但是這個作用可以通過照射藍光LED或熒光燈來削弱。另外紅光有利于可溶性糖和淀粉的積累,降低色素含量。而藍光能夠逆轉此效應,可促進色素和可溶性蛋白的合成。紅光和藍光組合處理的葉中可溶性糖和淀粉含量以及根系活力均高于白光處理,尤以高R/B配比光處理的組培苗生長健壯,移栽成活率最高。研究表明,紅藍光比例7:3的條件下,菊花組培苗的生長狀況最好;含有較大紅光比例LED光源對大花蕙蘭和蝴蝶蘭試管苗的影響優于含有較大藍光比例的LED光源;在紅藍光比例為3:1時牡丹品種“烏龍捧盛”和“洛陽紅”試管苗的各生長指標均較好,而胡紅試管苗在紅藍光比例為1:1時生長良好。但在全紅光和全藍光時試管苗植株較矮,長勢較差。總體來說紅光有利于植物莖和根的伸長,促進形態建成,遠紅光和藍光處理的植株矮小,根短細。

二、光強選擇

對植物來說,光強即光合量子通量(PPF,其單位為µmol/(m2•s)),是影響植物光合作用的重要參數之一。研究發現,當PPF為60µmol/(m2•s)時,草莓組培苗的生長狀況最好;白鶴芋組培苗在60~70~µmol/(m2•s)時,其地上部分和地下部分鮮重較高。厚屹用四種不同波長的LED燈進行葡萄組培苗培養,發現適合葡萄組培苗生長的總的PPF值的范圍為40~55 µmol/(m2•s)。厚屹對菊花的研究證明,光強為60µmol/(m2•s)時組培苗的株高、葉數、根數、最長根長、干重等主要生長指標都顯著高于對照。

三、光周期選擇

研究表明,龍膽出瓶指標最適合的LED光環境為藍光比例50%,PPF為120 µmol/(m2•s),光周期為16h;在光周期為16 h時,馬鈴薯組培苗在紅藍光同時照射時要比紅藍光交替照射的培養效果好,另外低PPF長時間照射要比高PPF長時間照射培養效果好。

四、供電方式選擇

研究表明以直流電來驅動LED,驅動器提供40Hz供電頻率可比60Hz更省電。然而,要進一步降低成本可直接使用交流電來驅動,可免去交直流轉換電路的制作成本。有研究表明,使用交流供電的全紅光LED進行彩色海芋組培苗生產是可行的。在對馬鈴薯的研究中表明,如果只考慮生長率,LED在720Hz(1.4ms),工作比為50%,光周期為16h時,植物生長最佳;而如果主要考慮能耗問題,LED在180Hz(5.5ms),工作比為50%,光周期為16h時最節能。

LED是新型的高效節能光源,在植物組織培養中用LED作為光源,不僅能降低組織培養的成本,同時由于LED光質、光強可調、窄波段等特點,使得對植物光生理學的研究更加深入。

深圳厚屹節能技術有限公司坐落于深圳經濟特區,是一家集研發、生產、銷售、服務等多元化一體的綜合性高科技企業,同時也是國內唯一一家專業生產LED植物燈生產廠家。厚屹節能擁有一批具備多年行業經驗的資深開發工程師,有自己獨特的LED開發技術和自動控制波長的技術,硬件設備齊全,品質管控嚴格,堅持以客戶的需求為己任,充分了解市場趨勢及客戶的反饋,以市場為導向,通過利用LED的高效、節能、使用壽命長、綠色環保等特點,不斷開發優質的LED植物燈,且通過了CE、RoHS、FCC、PSE認證,多年來,產品暢銷海內外,并受到了廣大顧客朋友們的一致好評。

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