LED光质对植物工厂的影响

随着越来越多的LED照明应用于植物工厂照明领域， LED照明又迎来一个春天。  良好的光质对植物的健康生长起着关键性的作用。 本文着重探讨不同的LED光质对植物生长发育的影响。

光是植物生长发育的基本环境因素。光不仅通过光合作用供应植物生长所需的能量，更是植物生长发育的重要调控因子。不同光质或波长的光具有显不同的生物学效应 ， 包括对植物的形态结构与化学组成、光合作用和器官生长发育的不同影响。

红光一般表现出对植株的节间伸长抑、促进分蘗以及增加叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖等物质的积累。红光对豌豆苗的叶面积增长和β胡萝卜素积累有促进作用；生菜幼苗预红光后施加近紫外光，发现红光能增强抗氧化酶活性并提高近紫外吸收色素的含量从而降低近紫外光对生菜幼苗的伤害；草莓进行全光实验发现红光有利于提高草莓有机酸和总酚的含量。

蓝光能显缩短蔬菜的节间距、促进蔬菜的横向伸展以及缩小叶面积。同时，蓝光还能促进植株次生代谢产物的积累。此外，实验发现蓝光能减轻红光对黄瓜叶片光合系统活性及光合电子传递能力的抑，因此蓝光是光合系统活性和光合电子传递能力的重要影响因子。植物对蓝光的需要存在显的物种差异。草莓进行采后补光发现不同波长蓝光中470nm对花色苷和总酚含量的效用显。

绿光一直是颇受争议的光质，部分学者认为其会抑植株的生长，导致植株矮小并使蔬菜减产。然而，也有不少关于绿光对蔬菜起积极作用的研究见报，低比例的绿光能促进生菜的生长；在红蓝光的基础上增补24％的绿光可以促进生菜的生长。

黄光基本上表现为对植株生长的抑，并且由于不少研究者把黄光并入绿光中，所以关于黄光对植物生长发育影响的文献十分少。

紫外光一般更多地表现为对生物的杀伤作用，减少植物叶面积、抑下胚轴伸长、降低光合作用和生产力，以及使植株更易受侵染。但适当的增补紫外光可以促进花色苷以及类黄酮的合成，通过给采后的结球甘蓝增补少量UV－B促进其多酚类物质的合成；采后UV－c处理能减缓红辣椒的果胶溶解、质量损失及软化过程，从而显著降低红辣椒的腐败速度延长保质期，并能促进酚类物质在红辣椒表面的积累。此外紫外光还与蓝光影响植株细胞的伸长及非对称生长，从而影响植株的定向生长。UV－B辐射导致矮小的植物表型、小而厚的叶片、短叶柄、增加腋生的分枝以及根／冠比的变化。

远红光一般与红光配比使用，由于吸收红光与远红光的光敏色素结构问题，因而红光与远红光对植株的效果能相互转化相互抵消。在生长室内白色荧光灯为主要光源时用LEDs补充远红辐射 （发射峰734nm），花色素苷、类胡萝卜素和叶绿素含量降低， 而植株鲜重、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处理的拟南芥比高R／FR处理时有更大更厚的叶片、生物量增大，并且有更多的可溶性代谢物积累从而提高了寒冷抗性。