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光照在植物生长发育各个阶段的作用,植物补光灯的实际应用

I. 种子的成熟过程。

种子的形成和成熟过程实质上是指胚由小变大,营养物质在种子中变化和积累的过程。主要是把葡萄糖、蔗糖和氨基酸等小分子物质合成为淀粉、蛋白质和脂肪等高分子有机物质,并积累在子叶和胚乳中。这些物质由光合作用产生,因此光照强度直接影响种子内有机物质的积累。如小麦籽粒2/3的干物质来源于抽穗后叶片及穗子本身的光合产物,此时光照强,叶片同化物多,输入到籽粒的多,产量就高。在小麦灌浆期一遇到连着好几天阴天,籽粒重量明显地减小而导致减产。此外,光照也影响籽粒的蛋白质含量和含油率。

II. 种子萌发过程。

种子萌发必须有适当的外界条件,即足够的水分、充足的氧气和适当的温度。这三者是同等重要、缺一不可的。光对一般的植物种子萌发没有什么其他特别的影响,但有些植物的种子的萌发是需要光的,这些种子叫做需光种子,如莴苣、烟草等的种子。还有一些萌发时不需要光的种子称为嫌光种子。近年的研究表明,种子的休眠和萌发对某些波长的光较敏感,主要是红光、远红光和蓝光。这些种子的这种需光萌发性与种子内的光敏色素有关,隐花色素对种子的休眠也有一定的调节作用,主要是光敏色素的作用。

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光敏色素分布在植物的各个器官中,作为光受体,它在吸收了不同波长的光以后,可以诱导和调节植物的形态建成,并对某些生理过程有着显著的影响。例如莴苣种子的发芽中,光敏色素参与了休眠的解除和种子的萌发。在种子成熟后的干种子状态,含有光敏色素的红光吸收型(Pr)和远红光吸收型(Pfr)两种类型。Pr吸收红光能转变成Pfr,Pfr吸收远红光转变成Pr。Pfr是光敏色素的活化形式,可引起各种生理反应。当萌发条件适宜时,在光的照射下,Pr发生水合并转换成Pfr,从而导致发芽。

嫌光种子一般来说都是大粒种子,它们具有足够储藏物质以维持幼苗较长时间生长在地下黑暗环境中,发芽一般不需要光,如瓜类;而需光种子则多为一些小粒种子,当它们处于光不能透过的土层中时,保持休眠状态,只有当它们处于土表,依赖少量储藏物质进行发芽,从而及时伸出土表迅速进行自养生长。这在生态学上是具有一定意义的。如果小粒种子在土表下的黑暗处就能发芽,等它还不能伸出土表时,就已经耗尽储藏物质而不能存活了。

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III. 幼苗的生长分化过程。

这一影响可以分为直接和间接两个方面。间接作用是指光通过光合作用、蒸腾作用和物质运输等影响植物生长。这个间接作用是一种高能反应,因为光是光合作用的能源,光照不足就不能产生足够的有机物质,植物生长也就失去了物质基础。此外,光还可以影响植株的蒸腾作用。光是影响蒸腾作用的最主要外界因素,叶子吸收的太阳光辐射能的大部分用于蒸腾。另外,光直接影响气孔的开闭,在光下气孔开放,气孔阻力减小,叶内外蒸汽压差也增大,从而使蒸腾加快,有利于物质的运输。但如果是在土壤水分不足的情况下,就会引起植物水分不足,影响植物的生长。

光的直接作用是作为一种信号传导的。这个过程与光敏色素的调节有关。如双子叶植物,胚轴破土伸出地面前,茎尖为钩状,当出土后给以红光照射,形成Pfr(激活型)促使钩展开。此外,在黑暗中生长的幼苗与光下生长的幼苗在形态上有很大差异。黑暗中幼苗植株瘦长,茎细长脆弱,机械组织不发达、顶端呈弯钩状、节间很长,叶片细小不能展开,无叶绿素、不能进行光合作用,同时根系发育不良。这种幼苗由于茎叶均为黄色,被称为黄化苗。而红光促进幼叶的展开,抑制茎的过度伸长,对消除黄化现象起着最有效的作用。

伟照业植物补光灯就是模拟太阳可见光波段400-780nm对植物生长有影响的波段,突出优势455-465nm蓝光和640-700nm红光波段,在植物少光或者无光的环境下促进植物光合作用、促进植物生长。

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