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礦質元素吸收的光環境調控

產品介紹(shao)

植物最為(wei)敏感(gan)的可(ke)見光波段為葉綠(lv)素(su)a和(he)葉(ye)綠素b的生理吸(xi)收峰值,即(ji)660nm的紅光和454nm的藍光(MeCree,1972),此波段(duan)光(guang)譜組(zu)合對(dui)生菜根係礦質元素吸收的(de)調(diao)控尚未(wei)報道栽培基質(zhi)的密度差異、基質中鹽分(fen)殘(can)留(liu)及礦質養分分布(bu)不均勻等因素都(dou)可能影響到試(shi)驗(yan)結果的準確性。

礦質元素吸收的光環境調控插圖

因(yin)此,在封閉式植物(wu)工廠中采用波峰分別為660nm和454nm的紅(hong)、藍(lan)光組合LED光源(yuan),進(jin)一步探(tan)究(jiu)了(le)組合光譜成(cheng)分對生菜礦(kuang)物質吸收(shou)和積(ji)累的影響,以期(qi)為植物工廠功(gong)能性(xing)蔬(shu)菜(cai)的生產及(ji)不(bu)同光配(pei)方下(xia)的營(ying)養(yang)液(ye)配方調節(jie)提供(gong)理(li)論依據(ju)。光源(yuan)與營養液分別是無土栽培蔬菜礦質養分的能量和物質來源,二(er)者對於礦物質的吸收過程(cheng)有(you)著重要(yao)作用(yong)。

礦質元素吸收的光環境調控插圖1

陳曉麗(2014)研(yan)究了熒(ying)光燈(deng)、8種(zhong)紅藍LED複(fu)合光(峰值(zhi)波長(zhang)及半(ban)波寬(kuan)分別為660nm和450nm)光源下水培(pei)生菜對K、P、Ca、Mg、Na、Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo的吸收情況(kuang)。

陳曉麗(li)(2013)研究表明(ming),熒光燈發(fa)出(chu)的寬波段紅光和LED發出的窄波段紅光都明顯(xian)促進了生菜對Fe和Cu元素的吸收,而LED光R(632nm)/B(460nm)為1:2處(chu)理下,生菜對K、P、Ca、Mg、Na、Mn、Zn、Cu、B等(deng)8種礦物質元素的累(lei)積量達(da)到(dao)最(zui)大。陳曉麗(li)(2014)發現,660nm單一紅色光譜(pu)下7種礦質元(yuan)素含(han)量(liang)均達最大,但(dan)該光譜條(tiao)件(jian)下生菜生物量最低導致(zhi)一些(xie)元素的累積量反而(er)最小,660nm和450nm紅藍組合光譜中,藍光光量為20%時,生菜對Ca、Mg、Na、Fe、Mn、Zn、B 7種元素的累積量最大(da)。

峰(feng)值450和660nm對應的單一或(huo)組合光譜均可增強(qiang)水(shui)培生菜根(gen)對Na、Fe、Mn、Cu、Mo元素的吸收能(neng)力,且單一紅光光譜的促(cu)進作(zuo)用最為顯著(zhu),4種元素含量分別為熒光燈全光譜下的數(shu)倍。根對K和B元素的吸收量在熒光燈全光譜下達到最大,而在紅、藍單(dan)一或組合光譜下吸收能力降(jiang)低(di);單一藍色光譜下根對Ca和Mg元素的吸收受(shou)到抑製(zhi),分別比(bi)熒光燈對照(zhao)降低35%和33%;生菜在30%藍光+70%紅光的光譜條件下生物量最高,而在20%藍光+80%紅光條件下對Ca、Mg、Na、Fe、Mn、Z、B7種元素的累積量達到最大值。

礦質元素吸收的光環境調控插圖2

結果的差異(yi)表(biao)明,光譜條件及栽培方式均對生菜礦質養分的吸收特性有所影響,光譜配方和營養液配方對設(she)施蔬菜礦質品質的調控作用有助於(yu)植物工(gong)廠(chang)功能性蔬菜的研究與生產。為水培生菜光源光譜選(xuan)擇(ze)及營養液配方調節提(ti)供了理論(lun)依(yi)據。在660nm和450nm存(cun)在兩個(ge)吸收波(bo)峰。

陳曉麗等(2015)研究了不同光譜條件對蒲公(gong)英(ying)無機(ji)元素吸收和積累的影響。結果表明,相近(jin)的光合有效輻射(she)(PAR)條件下,單一紅光及混合光有利於水培蒲公英可食生物量的積累,單一藍光處理下可食(shi)生物量最低;峰值為660m的紅光有利(li)於蒲公英對鈣(gai)、鐵、錳和鋅元素的吸收,銅元素含量受光譜條件的影響不明顯;蒲(pu)公英地上(shang)部分對鈣、鈉(na)、錳和鋅4種元素的積累量均在純(chun)紅光下最高,而對其餘6種元素的積累量以混(hun)合光FL+RB條件下最高(gao)。

礦質元素吸收的光環境調控插圖3
蒲公英(Taraxacum mongolicum)是(shi)一種傳統的中藥(yao)材(cai),含有蒲公英甾醇(chun)、蒲公英苦(ku)素、木脂(zhi)素、皂(zao)苷(gan)、綠原酸等化學(xue)成分,具(ju)有清熱解毒、消腫(zhong)散結(jie)、利膽保(bao)肝等功效,同時(shi)蒲公英具有良好的口感和豐(feng)富的營養,也(ye)是人(ren)們喜食的保健蔬菜。

中藥有效成分的發揮(hui)依賴(lai)於無機元素,如麻(ma)柳葉用於治(zhi)療(liao)關(guan)節炎(yan)的藥效基礎是Cu的水楊(yang)酸(suan)配合物,麻杏石(shi)甘湯的抗(kang)菌作用依賴於Z的甘草(cao)酸麻黃堿配合物等,藥用蔬菜中的無機元素不僅(jin)是營養品質指(zhi)標,也是重(zhong)要的藥效品(pin)質指標(biao)。光是植物生長過程中最重要的環(huan)境因子(zi)之一,光照條件影(ying)響(xiang)植物的物質吸收和同化,而設施無土栽培中的水培種植模(mo)式(shi)具有營養液穩定、元素分布均(jun)勻、根係生長環境(jing)一致的特點,是研究光譜條件與無機元素關係的最佳(jia)栽培方式。

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