不同波长单色光对绿豆幼苗生长发育的影响

不同波长单色光对绿豆幼苗生长发育的影响 第 36 卷第 3-4 期 长春理工大学学报 (自然科学版) Vol.36 No.3-4 2013 年 8 月 Journal of Changchun University of Science and Technology (Natural Science Edition) Aug.2013 不同波长单色光对绿豆幼苗生长发育的影响 范雅，蔡红星，李霜 (长春 理工大学 理学院，长春 130022摘 要:研究了在不同波长单色光照射条件下绿豆幼 苗的生长发育情况。实验结果表明单色光处理下绿豆幼苗的叶片生长比较缓慢，叶 重也低于正常光照，说明单色光不利于有机物的积累。另一方面，三种不同波长的 单色光对绿豆幼苗的发育也有着不同的影响:绿光容易造成植物徒长;蓝光对幼苗 的生长有矮化作用，对叶片的生长有较强的抑制效应，并不利于绿豆幼苗的发育; 而红光的光合速率和光合产物要比蓝光大得多，比较有利于有机物的积累。因此， 红光是对绿豆幼苗生长发育比较重要的单色光，可在育苗初期适当以红光照射作为 补充。关键词:单色光;绿豆幼苗;生长发育;有机物中图分类号:Q632;S522 文 献标识码:A 文章编号:1672-9870 (2013) (3-4)-0128-03 Effects of Different Wavelength Monochromic Lights on Growth and Development of Mung Bean Seedlings FAN Ya，CAI Hongxing，LI Shuang (School of Science，Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022Abstract:The growth and development of mung bean seedlings were studied under the different wavelength monochro-mic lights. The results show that the leaves of mung seedlings under monochromic lights grow more slowly，and theweight of leaves is lower than that under natural light，indicating that monochromic lights is not conducive to organicmatter’ s accumulation comparing with normal light. On the other hand， the three different wavelength monochromiclights have different effects on the growth of mung bean seedlings. Green light easily leads to the excessive growth ofstems; and blue light inhibits the growth of stems and leaves; but red light’ s photosynthetic efficiency and productsare much larger than blue light and red light is favorable to organic matter’ s accumulation. Therefore， red light ismore important monochromic light for the growth of mung bean seedlings，and red hight as supplyment is recommendat the initial stage of growing seedlings.Key words: monochromic light;mung bean seedlings;growth and development;organic matter 植 物正常的发育过程，是一个需要光调控的过 苗为材料，研究不同波长的单色光对其 生长发育的程。从种子萌发、幼苗生长，叶子展开和叶绿素发 影响。育，一直到开 花、凋零，都离不开光的参与调节。在影响植物的生长发育的外界环境因素中，也 以光的 1 材料与方法影响最大。无论是光形态建成还是进行光合作用， 1.1 材料 培养都必需光照。植物通过光合作用，将无机物合成有机物，获得能量，供生长发 育所需。另一方面光照还 选取均匀，无损伤的绿豆种子适量，清洗干净，能抑制细 胞的延长，也能抑制枝、叶的生长 。 〔1〕 于培养皿中以蒸馏水浸泡，萌芽后培 养于纯砂中。 目前单色发光二极管(LED开始越来越多的用 待叶长出后， 行 4 种 光处理: 然光照， 度 进 自 强于农作物栽培中作为补充光源 ，为此必须考察单 〔2〕 45μmol/m2s;发光二极管(LED)发出的红光(波长色光对不同植物生长发 育的影响。本实验以绿豆幼 650?5nm， (波长 525?5nm， (波长 470? 绿光 蓝 光 收稿日期:2012-08-24 作者简介:范雅 (1981-)，女，博士，讲师， E-mail:bnucarol163.com。 第 3-4 期 范雅，等:不同波长单色光对绿豆幼苗生长发 育的影响 1295nm，强度均为 45μmol/m2s。每天照 12h，保持适当 之，红光稍小。 并且随着光处理时间越长，差距越来 培养 15d。 湿度保持 25?1?，水分， 越大。 说明单色光处理影响叶面伸展，使叶面积增1.2 生长指标测量 大受阻，单色光可能会抑制叶细胞的扩张。其中蓝 色光处理的植株叶面积最小，说明蓝光在光合作用 每 4d 分别取每种处理材料各 10 株，测量茎长和 中非常不利于有机物的合成。叶长、叶面积、叶重，分别计算平均值及差，以X?SD表示。以自然光照为对照， 比较各项生长指标。2 结果与分析2.1 单色光对绿豆幼苗生长的影响表 1 自然光照与单色光处理的绿豆幼苗茎长的比较(cm 处理天数 自然光照 红光 绿光 蓝光 3d 5.21?0.22 5.12?0.22 6.15?0.22 4.85?0.22 7d 5.35?0.22 5.23?0.22 7.15?0.22 5.15?0.22 11d 9.32?0.38 9.25?0.38 12.35?0.38 7.31?0.38 图 2 单色光处理对绿豆幼苗叶面积的影响 15d 12.01?0.58 11.95?0.58 15.95?0.58 8.23?0.58 2.2 单色光对绿豆幼苗干物质积累的影响2.1.1 茎长 表 1 表示与自然光照相比，红光处理的绿豆幼苗茎长无明显变化，而绿光处理的生长较快，植株较高，蓝光处理的则植株较矮。显然绿光对绿豆幼苗茎的伸长起促进作用，蓝光抑制绿豆幼苗茎的生长，使植株矮化。2.1.2 叶长 图 3 单色光处理对绿豆幼苗叶重的影响 图 3 表明，与自然光照的绿豆幼苗相比，单色光 处理的植株叶片鲜重均比较轻，且增加得比较缓慢， 其差别与叶面积情况大体相同。随着光处理时间增 长，与自然光照叶重的差距越明显，说明单色光处理 对绿豆幼苗的叶重有不利的影响，不利于有机物的 积累。 图 1 单色光处理 由图 1 可以看出，单色光处理的叶片比自然光 4〕对绿豆幼苗叶长的影响 3 讨论 照的叶片要短，其中以蓝光处理的最短，绿光次之， 光以不同途径影响植物的生长〔3， : 光强和光照红光稍长。且在同一个生长期内，处理时间越长，单 持续时间不同，会影响叶绿素的生物合成和光合速色光与自然光照的叶长差距越明显，说明单色光对 率;光波长的不同能够对植物有机物的积累产生直绿豆幼苗叶片的伸长不利。 接影响。另外，光质对植物的影响与植物种类有关:2.1.3 叶面积 黄瓜在蓝光下生长得最快，株高比在红光和白光下 由图 2 可见，单色光处理对绿豆幼苗叶面积的 要大;而大豆和玉米在白光下生长得最快，在蓝光下影响十分明显。正常光照下的绿豆幼苗，其叶面积 生长得最慢〔5〕。红光处理的番茄幼苗物质积累多，增长得很快;而单色光处理的绿豆幼苗的叶面积增 叶面积扩展快，叶绿素含量、光合速率、可溶性糖及长得比较缓慢，这种差别以蓝光最为突出，绿色次 总糖含量均高〔6〕。在不同光质下进行培养，蓝光是130 长春理工大学学报 (自然科学版) 2013 年水稻幼苗生长发育的最佳光源??〕。蓝光对罗汉果幼 但蓝光在光合作用的过程中将无机物变成有机物的苗生长发育最好，红光为成熟叶片光合作用的最佳 能力很弱;相反，红光则比较有利于有机物的积累，光源〔8〕。 其光合速率和光合产物要比蓝光大得多。因此，红 本实验则考察了单色光对绿豆幼苗生长的影 光是对绿豆幼苗生长发育比较重要的单色光，可在响，各种处理(自然光照、红光、蓝光、绿光的光强、 育苗初期适当以红光照射作为补充。光照时间及生长环境均相同的情况下，可以看到绿 参考文献豆幼苗生长发育呈现出不同的表现。单色光处理的幼苗生长情况劣于自然光照，这是因为植物总干重 〔1〕 潘瑞炽.植物生理学(第四版) 〔M〕.北京高等教育出版中 90,95的有机物来自光合作用 ，而叶绿素是 〔1〕 2001. 社，光合作用的载体，其含量直接影响叶片的光合速 〔2〕 刘立功，徐志刚，崔瑾，等.光环境调控及 LED 在蔬菜设率。相比较而言，生长在单色光下的叶片叶绿素含 施栽培中的应用和前景 .中国蔬菜， 〔J〕 (14) 1-5. 2009， : 10〕 〔3〕 金丽虹，申炳俊，姚丙波，等.He-Ne 激光辐照对大豆幼量均低于白光〔9， 。叶绿素 含量低，光合作用弱，光 苗异黄酮含量的影响 .吉林农业大学学报， 〔J〕 2011，33合产物少，干物质积累也少。故本实验在生长条件 (3) 264-268. :相同的情况下，自然光照的绿豆幼苗，其叶长、叶面 〔4〕 王之焕，于英梅，张晓明.低温弱光下壳聚糖对番茄幼积、叶重均大于其他的单色光源，说明单色光不利于 苗生理指标的影响 .吉林农业大学学报， 〔J〕 2011，33有机物的积累，自然光照才是绿色植物获取有机物 (1) 42-46. :的最佳光源。 〔5〕 储钟稀，童哲，冯丽洁，等.不同光质对黄瓜叶片光合特 三种单色光相比，绿光处理的绿豆幼苗虽然植 性的影响 .植物学报: 〔J〕 英文版， 41 : 1999， (8) 869-871.株较高，但叶片的生长明显受到抑制，说明绿光作为 〔6〕 蒲高斌，刘世琦，刘磊，等.不同光质对番茄幼苗生长和生理无效光，易造成植物徒长，并不利于绿豆幼苗的 生理特性的影响 .园艺学报， 〔J〕 32 : 2005， (3) 420-425.发育。 〔7〕 付传明，黄宁珍，赵志国，等.光质与补光对水稻幼苗生 长及光合速率的影响 . 〔J〕 广 西 植 物 ， 27 2007， (2): 蓝光处理的绿豆幼苗植株明显较矮，这是因为 255-259. 8〕 黄宁珍，赵志国，付传明，蓝光抑制植物体内某些生长激素的形成，从而抑制 〔 等.不同波长光照对罗汉果光植物的延伸生长，对幼苗的生长有矮化作用。处理 合及生长的影响 .广西植物， 〔J〕 28 2008， (2) 251-255. :后的绿豆叶片，其长度、面积、重量均为单色光源中 〔9〕 李德红，龙丽萍，黄发祥，等.红闪光对绿豆幼苗生长发最低的，说明蓝光对叶片的生长有较强的抑制效应。 育的影响 . J〕 12 2003， (3:224-228. 而红光处理对茎长的影响不大，激光生物学报， 〔 但处理后的叶 〔10〕 Ramalho J C，Marques N C， et Semedo J N， al.长、叶面积、叶重均为单色光源之首，与蓝光恰恰相 Photosynthetic performance and pigment composi-反，呈现出两个极端。这说明红光在光合作用中能 tion of leaves from two tropical species is deter-够形成相对大量的有机物，对叶片生长的抑制作用 mined by light quality〔J〕.Plant Biology，2002，4: 112-120.较小。由此可以发现，植物在进行光合作用的过程中，虽然叶绿素对红光和蓝光的吸收各有两个峰值，