CN101889531B

CN101889531B - 一种陆地棉室内育苗的控制方法

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Publication number: CN101889531B
Application number: CN2010102119962A
Authority: CN
Inventors: 唐灿明; 徐志刚; 李慧敏
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2012-01-04
Anticipated expiration: 2030-06-28
Also published as: CN101889531A

Abstract

本发明公开了一种陆地棉室内育苗的控制方法，属于生物技术领域。浓硫酸脱绒的陆地棉种子放入装满蛭石和草炭的穴盘中，使其悬浮在盛有水的周转箱中，进行水培育苗。7-10天子叶展平后，移栽入基质为蛭石+草炭+营养土(1V∶1V∶1V)的营养钵(高15cm×宽8cm)，然后置于太阳光(对照1)、荧光灯(对照2)、红兰组合为8∶1、单色蓝光、单色红光，不同光照下培养40天。本发明具有操作简单、植株生长快速健壮，节省能源环保等优点，实际应用价值高。

Description

一种陆地棉室内育苗的控制方法

一、技术领域

本发明涉及一种陆地棉室内育苗的控制方法，属于生物技术领域。

二、背景技术

光是植物生长发育的最重要的环境因子之一。太阳光的光谱范围在300～2600nm之间，其中波长为390～760nm之间的光(即可见光)是太阳辐射光谱中具有生理活性的波段，称为光合有效辐射。植物生长所需的光合有效辐射在波长400～700nm之间，其中在蓝紫光区(430～450nm)和红光区(640～660nm)光合效率最高。

半导体新型光源LED(light emitting diodes)具有光质纯、光效高、波长类型丰富，与植物光合作用和形态建成的光谱范围吻合。LED还具有较小的质量和体积、较长的寿命，调节其频率和占空比可以节省能源和提高光合效率。LED作为紧凑空间的集约化植物研究和生产的首选光源，适合应用于可控环境中的植物培养或栽培，如植物组织培养、设施园艺与工厂化育苗和航天生态生保系统等。应用LED光环境调控技术控制植物生长的研究逐渐引起关注。LED的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用。

用于植物栽培光源的LED表现以下优势：LED光输出半宽窄，接近单色光，单独使用或组合使用均可，使用LED可以集中特定波长的光均衡地照射作物，不仅可以调节作物开花与结实，而且还能控制株高和植物的营养成分；植物栽培上应用的LED属于冷光源，光照系统发热少，实现了低热负荷，可以置于离植物很近的地方而不会把作物烤伤，光的利用率很高，可用于多层栽培立体组合系统；LED形状极小，可以制备成多种形状的器件，占用空间很小，安装方便，使植物生产设施小型化；此外，其特强的耐用性也降低了运行成本。

本方法探索了陆地棉室内育苗的控制技术的试验，建立了完整可行的试验方法，操作步骤简单，试验效果稳定、清楚，因此无论是在科研、检测以及学生试验中都能得到很好的应用。

三、发明内容

技术问题本发明的目的在于提供陆地棉室内育苗的控制方法。

技术方案一种陆地棉室内育苗的控制技术，包括以下步骤：

1)幼苗的制备，浓硫酸脱绒的陆地棉种子放入装满蛭石和草炭的穴盘中，使其悬浮在盛有水的周转箱中，进行水培育苗。7-10d天子叶展平后，移栽入基质为蛭石+草炭+营养土(1V∶1V∶1V)的营养钵(高15cm×宽8cm)，然后置于太阳光(对照1)、荧光灯(对照2)、红兰组合为8∶1、单色蓝光、单色红光，不同光照下培养40天。除太阳光外均是光强80μmol·m²·s^-1，光周期为12小时，培养温度26±2℃。

2)光质处理，子叶展平的陆地棉幼苗，转入太阳光(对照1)、荧光灯(对照2)、红光和蓝光组合比例为8∶1、单色蓝光和单色红光的5个不同光源下培养40天。

3)光源：本光源是由所述光源是由发光二极管灯和一个变压器来控制光强和电流。可以根据不同的光源要求调节灯的组成。

有益效果

本发明提供了一种对陆地棉室内育苗的控制技术。本发明的光源控制技术具有以下优点：1)操作简单，效果好；2)节省能源环保；3)植株生长快速健壮。本发明方法和结果为开展与陆地棉室内育苗有关的生物学研究和开发提供了新的途径和依据。

四、附图说明

图1，蓝红组合光8∶1的叶绿素含量高于对照处理。

图2，蓝红组合光8∶1的根系活力高于对照处理。

图3，蓝红组合光8∶1的光合速率大于对照处理。

图4，蓝红组合光8∶1的叶绿体的片层结构好于对照处理。

图5，光质处理前，所有幼苗基本一致

图6，40天不同光处理后，陆地棉幼苗的形态在不同光下不同

图7，40天不同光处理后，陆地棉幼苗的形态在不同光下不同

五、具体实施方式

下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法，所述百分含量如无特别说明均为体积百分含量。首先用本发明的方法对苏棉22(生产用种)进行发光二极管光处理，包括以下三步骤：

1)外植体的制备：

1.1)取浓硫酸脱绒的我国主栽棉花陆地棉品种苏棉22种子放入装满蛭石的穴盘中，使其悬浮在盛有水的周转箱中，进行水培育苗，7-10d天子叶展平后，移栽入基质为蛭石+草炭+营养土(1V∶1V∶1V)的营养钵(高15cm×宽8cm)，然后置于太阳光(对照1)、荧光灯(对照2)、红兰组合为8∶1、单色蓝光、单色红光，不同光照下培养40天。除太阳光外培养均是在光强80μmol·m^-2·s^-1，光周期为12小时，培养温度26±2℃；2)光质处理：子叶展平的陆地棉幼苗，转入太阳光(对照1)、荧光灯(对照2)、单色蓝光、红光和蓝光组合比例为8∶1和单色红光的5种不同光源下培养40天；

4)处理效果：

4.1不同光源处理对陆地棉植株形态的影响

蓝红比8∶1处理，陆地棉幼苗的干重、鲜重、主根长和茎粗都最大。红光处理，茎长和叶面积最大。两个对照处理，干重、鲜重、茎长、茎粗和叶面积各指标都最小。结果说明，蓝红比1∶1处理下植株生长最快速和健壮，蓝红比8∶1可能更有利于陆地棉幼苗的生长。

4.2不同光源处理对陆地棉幼苗糖代谢的影响

蓝红比8∶1和红光处理，陆地棉幼苗的蔗糖、淀粉和可溶性糖的含量最高。两对照和蓝光处理的蔗糖、氨基酸、淀粉和可溶性糖的含量都较低。结果说明，蓝红比8∶1和红光处理可能较有利于糖含量和淀粉的积累。

4.3不同光源处理对陆地棉幼苗叶片解剖结构的影响

蓝红比8∶1和蓝光处理，陆地棉幼苗的叶片厚度和叶片栅栏组织的长度都最高。两对照和红光处理，叶片厚度和叶片栅栏组织的长度都较小。结果说明，蓝红比8∶1和蓝光处理可能更有利于叶片的发育。

4.4不同光源处理对陆地棉幼苗叶片气孔的影响

蓝红比8∶1和蓝光处理，陆地棉幼苗叶片的上、下表皮气孔面积都最高，但是气孔频度较小。两对照处理，上、下表皮气孔面积都较小，但是气孔频度较大。结果说明，蓝红比8∶1和蓝光可能有利于叶片气孔的开放。

4.5不同光源处理对陆地棉幼苗叶片叶绿素含量的影响

蓝红比8∶1和蓝光处理，陆地棉幼苗的叶绿素A、叶绿素B和叶绿素总量都最高。对照1和红光处理，叶绿素A、叶绿素B和叶绿素总量处于中间，对照2的叶绿素A、叶绿素B和叶绿素总量都最小。结果说明，蓝红比8∶1和蓝光可能更有利于叶片叶绿素的积累。

4.6不同光源处理对陆地棉幼苗叶片光合速率的影响

蓝红比8∶1和蓝光处理，陆地棉幼苗的光合速率都最高。对照1和红光处理，幼苗的光合速率处于中间，对照2的幼苗的光合速率都最小。结果说明，蓝红比8∶1和蓝光可能有利于叶片光合速率的增加，从而光合作用高效运行。

4.7不同光源处理对陆地棉幼苗根系活力的影响

蓝红比8∶1和蓝光处理，陆地棉幼苗的根系活力都最高。对照1和红光处理，幼苗的根系活力处于中间，对照2的幼苗的根系活力都最小。结果说明，蓝红比8∶1和蓝光有利于根系活力的增加。

4.8不同光源处理对陆地棉幼苗叶片叶绿体解剖结构的影响

红蓝组合光8∶1处理，叶绿体片层结构发达，基粒片层明显增厚.淀粉粒形状为椭圆形，形状较规则。蓝光处理，片层结构部分被破坏，淀粉粒体积较大，但要明显小于红光处理但要大于组合红蓝光处理，形状也为椭圆形，形状也较规则。红光处理，淀粉粒体积明显增大，数量显著增多，多数淀粉变为圆形，挤满叶绿体，使叶绿体片层结构受损，多数基粒片层解体，基质片层较多断裂。太阳光处理(对照1)，叶绿体结构完整，线粒体清晰可见，但淀粉粒体积较小，片层结构较薄。荧光灯处理(对照2)，叶绿体内部结构发生较大变化，叶绿体片层系统明显扭曲，片层结构模糊，淀粉粒发育较正常。结果说明，红蓝组合光8∶1和蓝光处理叶绿体发育最好。

4.9不同光源处理陆地棉幼苗的效果

红蓝组合8∶1光处理，棉花幼苗的叶片大而厚，叶片中的栅栏组织排列规则且紧密，叶绿体中基粒片层显著增厚，气孔数目最少，但是气孔开度较大，植株生长健壮。单色蓝光处理，叶片小而厚，叶片中栅栏组织长度最大，叶绿素含量最高，光合速率最大，气孔数量较多且开度最大，植株生长较健壮。单色红光处理，叶片最大但薄，叶肉栅栏组织和海绵组织较松散，叶绿素含量较低，叶绿体中淀粉粒大而多，蔗糖和可溶性糖含量也较多，植株徒长。总之，蓝红比8∶1处理，陆地棉幼苗植株生长快速、健壮，各项生理生化指标基本都要高于传统的室内光源-荧光灯处理(对照2)和太阳光(对照1)，因此，蓝红比8∶1可以作为陆地棉室内育苗系统的替代光源。红蓝组合LED光源，可能可以综合红、蓝光的优点，并采用适当比例弥补单色光的缺点，可以用它作为棉花育苗的首选光源。

表1.不同光源对陆地棉幼苗形态的影响

表2.不同光源对陆地棉幼苗糖代谢的影响

表3.不同光源对陆地棉幼苗叶片解剖结构的影响

表4.不同光源对陆地棉幼苗气孔的影响。

Claims

1.一种陆地棉室内育苗的控制方法，包括以下步骤：

浓硫酸脱绒的陆地棉种子放入装满蛭石的穴盘中，使其悬浮在盛有水的周转箱中，进行水培育苗，7-10天子叶展平后，移栽入基质为蛭石+草炭+营养土体积比为1∶1∶1、高15cm×宽8cm的营养钵，然后置于红蓝组合为8∶1光照下培养40天，光强80μmol·m^-2·s^-1，光周期为12小时，培养温度26±2℃。