中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 畢 業(yè) 論 文 論文題目 光照強(qiáng)度與光照時(shí)間對鐵皮石斛生長發(fā)育的影響 學(xué) 院 水利與土木工程學(xué)院 專業(yè) 年級 農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程 05級 姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職 稱 副教授 （ 2009年 6月） 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 摘要 鐵皮石斛 （ 具有很高的藥用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值 ， 是 瀕危滅絕的 國家 三級保護(hù)植物 。 現(xiàn)有的溫室設(shè)施栽培雖然解決了人工栽培問題，但還存在生產(chǎn)周期過長、品質(zhì)難以控制的缺點(diǎn) ， 為此，非常需要開發(fā)一種能縮短生產(chǎn)周期的新型 人工栽培 模式 。本 研究以在溫室 培育 1 鐵皮石斛 栽培 苗 作為試驗(yàn)材料 ， 以熒光燈為人工光照源設(shè)置了 光照強(qiáng)度 為 60、90、 120、 150 h 2 h 個(gè)人工光試驗(yàn)區(qū) ，并 以雙層保溫玻璃 溫室 培育的作為自然光對照試驗(yàn)區(qū) ， 培育了 16周進(jìn)行了光合特性和葉綠素?zé)晒?特性 的測量 。 鐵皮石斛 栽培 苗的凈光合速率 在光照強(qiáng)度為 60與自然光對照區(qū)持平；在光照強(qiáng)度為 120這兩個(gè)光照水平之間有顯著性差異。光照時(shí)間對人工光下栽培的鐵皮石斛的凈光合速 率 、葉綠素含量、莖節(jié)數(shù)、干物率等都沒有影響；對葉片數(shù)和株數(shù)有顯著性影響，光照時(shí)間為 12 h h 各試驗(yàn)區(qū)的 葉綠素?zé)晒馓匦灾笜?biāo)也表現(xiàn)出同樣的趨勢。 因此，選擇 光照強(qiáng)度 1202 h 工 光照環(huán)境適于鐵皮石斛栽培苗的生長發(fā)育 。 關(guān)鍵詞： 葉綠素含量 葉綠素?zé)晒?光照環(huán)境 凈光合速率 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 畢 業(yè) 論 文 論文題目 光照強(qiáng)度與光照時(shí)間對鐵皮石斛生長發(fā)育的影響 學(xué) 院 水利與土木工程學(xué)院 專業(yè) 年級 農(nóng)業(yè)建筑環(huán)境與能源工程 05級 姓名 學(xué)號 次仁拉珍 指導(dǎo)教師 賀冬仙 職 稱 副教授 （ 2009年 6月） 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 is a as . t of of it is to a of to . in as 8 0, 90, 120, 150 h 2 h as to . 6 no 020of in PF of on of t on 202 h is to . 國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 目錄 第一章 前言 . 1 究背景和意義 . 1 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 3 究內(nèi)容和技術(shù)路線 . 4 第二章 光照強(qiáng)度與光照時(shí)間對人工光下栽培的鐵皮石斛生長發(fā)育的影響 . 6 言 . 6 料與方法 . 7 果與討論 . 11 章小結(jié) . 16 第三章 鐵皮石斛在不同光照條件下的熒光特性 . 17 言 . 17 料與方法 . 18 果與討論 . 20 章小結(jié) . 22 第四章 結(jié)論和建議 . 23 參考文獻(xiàn) 25 致謝 26 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 圖表 目錄 圖 1術(shù)路線 . 8 圖 2綠素含量的測量 . 9 圖 2皮石斛光合 作用 和熒光特性的測量裝置 . 10 圖 2照強(qiáng)度與光照時(shí)間對鐵皮石斛的植株形態(tài)影響 . 12 圖 2照強(qiáng)度與光照時(shí)間對鐵皮石斛 的 凈光合速率的 影響 . 14 圖 3照強(qiáng)度與光照時(shí)間對鐵皮石斛的葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?. 21 表 2照強(qiáng)度和光照時(shí)間 的 試驗(yàn)區(qū)設(shè)置 . 7 表 2皮石斛人工栽培用營養(yǎng)液配 方 . 8 表 2照強(qiáng)度與光照時(shí)間對鐵皮石斛生長發(fā)育的影響 . 13 表 2照強(qiáng)度與光照時(shí)間對鐵皮石斛葉綠素含量的影響 . 17 表 3光特性測量的參數(shù)設(shè)置 . 18 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 前言 1 第一章 前言 究背景和意義 皮石斛的生物特性 鐵皮石斛（ 別名鐵皮蘭、黑節(jié)草，是蘭科石斛屬（ 植物 ， 多年生草本植物 ， 其 生境獨(dú)特，對小氣候環(huán)境要求十分嚴(yán)格 。 鐵皮石斛 主要生長在熱帶、亞熱帶原始森林及相類似的溫暖濕潤的環(huán)境 ， 在我國 主 要分布于陜西、四川、 湖北、廣東、廣西、貴州、云南、臺灣等省 區(qū) 1。鐵皮石斛 常生于地形多是懸崖峭壁，下臨深潭，并有斜射陽光反射，山嶺重疊，溝壑縱橫的小生境。自然分布較多的地區(qū)，多屬于溫暖帶和亞熱帶，海拔 在 600平均氣溫 為 12積溫 達(dá) 3000生長季節(jié)溫度 為 20相對濕度在 60之間， 最適光照為 20000無霜多霧，年均降雨量為 1000皮石斛常 附生于滿布苔鮮樹干上，以及少數(shù)上述環(huán)境的巖石上，地質(zhì)基礎(chǔ)多為白云巖和石灰?guī)r土壤為富含有機(jī)質(zhì)的腐殖土壤 。生長地有經(jīng)過林冠過濾的散射光以及從間隙透入的短暫的直射光斑，林間透光度在 30 %左右，為耐蔭性的陰 生植物。 鐵皮石斛的繁殖方式有分蘗繁殖和種子繁殖，分蘗力較強(qiáng)，常叢狀生長，具有無性繁殖的性能。在自然條件下，主要以分蘗繁殖 ， 且 生長、繁殖速度都很 慢 2。 種子 小 ，無胚乳，一般生長 3年后才能開花，植株也不斷產(chǎn)生萌蘗，莖的基部或莖節(jié)在接觸地面或在適宜的條件下能分蘗新芽， 便形成了新的個(gè)體 2。 皮石斛的 藥用 價(jià)值 石斛在我國歷史上是一種重要的中藥材， 一直沿用于藥用開發(fā)領(lǐng)域， 研究發(fā)現(xiàn)石斛的有效藥用成分主要 是多糖和生物堿類物質(zhì)。 石斛中提取的兩種菲類化合物是有抗人體肺癌、卵巢腺癌和前髓細(xì)胞白血病的作 用 3。近些年備受關(guān)注的石斛多糖也具有顯著的免疫增強(qiáng)活性和抗癌、防癌、抗衰老、抗輻射等多種功 效 4,而 鐵皮石斛具有 抗癌和提高人體免疫力的功能， 有試驗(yàn)證實(shí)，鐵皮石斛多糖能促進(jìn)免疫系統(tǒng)淋巴細(xì)胞產(chǎn)生抑制因子，抵消環(huán)磷酰胺加入所引起的外周白細(xì)胞的劇烈下降，是一種很有價(jià)值的中藥類免疫增強(qiáng)劑 ，在臨床及中藥復(fù)方中，鐵皮石斛被廣泛應(yīng)用 56。鐵皮 石斛 既是 我國名貴中藥 ， 也是 美麗的觀賞蘭花， 具有很高的藥用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其需求量逐 年增加 。在我國的 76種石斛屬植物中，有近 40種作藥用，且不少藥用石斛品種長期出口 7。但是近年來由于環(huán)境污染和大量掠奪性采挖，鐵皮石斛賴以生存的野生生境遭到嚴(yán)重破壞，資源量驟減，已 被列為中國瀕臨滅絕的三級保護(hù)植物 ，嚴(yán)禁采挖，另外由于鐵皮石斛在自然環(huán)境下生長緩慢，人工栽培的鐵皮石斛資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足藥材市場的需求。 巨大的供需逆差和昂貴的價(jià)格導(dǎo)致該藥材市場混亂，假冒偽劣泛濫，其主要原因是生產(chǎn) 時(shí)間長、 難度大、產(chǎn)量小、 投資回報(bào)周期長， 傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不宜規(guī)?；a(chǎn)，導(dǎo)致人工栽培成本遠(yuǎn)高于采收野生石斛， 因此為滿足中藥發(fā) 展的需求，人工栽培鐵皮石斛以擴(kuò)大 鐵皮石斛的 產(chǎn)量顯得十分重要。所以，改進(jìn)組培 +溫室 /大棚栽培的現(xiàn)有生產(chǎn)模式，開發(fā)一種能夠縮短栽培周期、控制藥草質(zhì)量的新型生產(chǎn)模式將促進(jìn)鐵皮石斛人中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 前言 2 工栽培標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，利用人工光型密閉式植物工廠技術(shù)明確鐵皮石斛的生長發(fā)育與環(huán)境要素之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，有效地調(diào)節(jié)人工光可控環(huán)境下鐵皮石斛的生長發(fā)育、提高 其 藥草品質(zhì)。 照 環(huán)境 對鐵皮石斛生長 發(fā)育 的影響 光照是影響植物生長發(fā)育的重要生態(tài)因子之一 ：是 植物進(jìn)行光合作用的能量來源，影響組培苗光合作用和生長的內(nèi)在因素 。 光環(huán)境因 子包括光照強(qiáng)度、光周期、光質(zhì)三個(gè)因子，這三個(gè)因子都與組培苗的生長發(fā)育有著密切的關(guān)系 。 光照時(shí)間影響植物的光合作用和形態(tài)建成。根據(jù)植物光照時(shí)間可把植物分為長日照植物、短日照植物和中性植物。光照時(shí)間越長越能促進(jìn)生長發(fā)育的植物屬于長日照植物，如蘿卜、菠菜等。光照時(shí)間越短越能促進(jìn)生長發(fā)育的植物屬于短日照植物，如水稻、玉米等；對光照時(shí)間不敏感的植物屬于中性植物，如番茄、月季等；還有一類植物稱為中間植物，它們只有在最適的光照時(shí)間下才能保持旺盛的生長速度，其他光照時(shí)間下則會(huì)抑制其生長?，F(xiàn)階段的研究中，對石斛栽培的光照時(shí)間 幾乎設(shè)置為 12小時(shí)，少有人對石斛生長的光照時(shí)間長短進(jìn)行研究，有待進(jìn)一步研究。 因此，了解鐵皮石斛對光照時(shí)間的需求規(guī)律和植物在不同光照強(qiáng)度下的生理變化，找出鐵皮石斛生長所需的適宜光照強(qiáng)度范圍，在鐵皮石斛的的栽培過程中選擇適宜的光照時(shí)間和強(qiáng)度，對促進(jìn)鐵皮石斛的生長和品質(zhì)提高有重要意義。 光照強(qiáng)度對植物生長的影響主要是通過影響植株的光合作用，進(jìn)而影響到有機(jī)物的積累，而有機(jī)物是植物生長的物質(zhì)基礎(chǔ)；而且光對植物的生長有抑制作用，這與光對生長素的破壞有光。因此，若光照強(qiáng)度 較低，光合產(chǎn)物積累較少， 對 植物的生長 產(chǎn)生了抑制作用 ；若光照強(qiáng)度過高，可能出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象而降低光合速率，造成植物生長速率下降，甚至死亡。 光照強(qiáng)度對石斛新生莖、新生葉干物質(zhì)重量的影響：強(qiáng)光照條件下 ,石斛可以充分利用光能 ,加強(qiáng) 它的光合能力 ,促進(jìn)了石斛生長發(fā)育 ,石斛的新生莖和新生葉生長旺盛，它的干物質(zhì)重量顯然要 比弱光照高 ， 光照強(qiáng)度對金釵石斛根部生長的影響：弱光照條件下 ,雖然石斛地上部生長緩慢 ,但它的地下部根系生長速度較快 ,它的根系的干物質(zhì)量 ,弱光照比強(qiáng)光照多。所以石斛在生長過程中必須保證一定的光照強(qiáng)度 ,才能有利于石斛吸收營養(yǎng)液和木屑培養(yǎng)基質(zhì)中的氮素 ,充分利用光能 進(jìn)行光合作用 ,促進(jìn)石斛生長發(fā)育而達(dá)到生長旺盛 ,積累更多的干物質(zhì) ,提高它的產(chǎn)量。 光照強(qiáng)度對鐵皮石斛葉綠素的影響 ： 葉綠素從光中吸收能量 并 被用來將二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓衔铩?因此，葉綠素是 與光合作用 (有關(guān)的最重要的色素 。光強(qiáng)過強(qiáng)，葉綠素會(huì)受到光氧化而被破壞； 光強(qiáng)太弱會(huì)影響葉綠素的形成，使植株呈黃白色，葉片發(fā)黃。在 環(huán)境因素 基本 相同的情況下，鐵皮石斛組培苗的葉綠素 a、 b 及葉綠素總含量隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而顯著增加，同時(shí)葉片變小，葉色加深。 同樣 ,光照強(qiáng)度影響石斛吸收木屑培養(yǎng)基質(zhì)中氮素，石斛除了從營養(yǎng)液中吸收氮素外 ,還從木屑培養(yǎng)基質(zhì)中吸收氮素 , 由于強(qiáng)光照石斛吸收營養(yǎng)液和木屑培養(yǎng)基質(zhì)中的氮量均高于弱光照 ,所以 石斛在強(qiáng)光照條件下吸收總氮量也明顯高于弱光照。 另外， 鐵皮石斛光 的 光 合特性是受 光照強(qiáng)度 影響的 一個(gè)光生物化學(xué)反應(yīng) ， 凈光 合 速率是反映鐵皮石斛組培苗生長最重要的指標(biāo)。 在一定范圍內(nèi) ,光合速率隨光照強(qiáng)度的增加而加快， 但光照過強(qiáng)會(huì)抑制光合作用 ， 致使光合速率下降 、 光合產(chǎn)物減少 ， 并最終影響藥用有效成分的含量。 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 前言 3 然而 在自然界中 ， 光照條件隨緯度、海拔高度、坡向、晝夜和季節(jié)變化的影響而不同，在自然光下 , 隨 著光強(qiáng)的增加 , 石斛發(fā)生嚴(yán)重光抑制 ； 在室內(nèi)進(jìn)行植物栽培和組織培養(yǎng)時(shí) ， 光照條件可以人工控制 ，為保持旺盛的生長速度調(diào)節(jié)最適的光照時(shí)間和光照強(qiáng)度 8。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)很多專家學(xué)者的研究都表明光照強(qiáng)度對鐵皮石斛的生長有很重要的影響作用，適宜的光照強(qiáng)度能夠促進(jìn)鐵皮石斛的快速生長和繁殖，從而能夠縮短生長周期降低成本，獲得 人工 種植的最大收益。 丑敏霞等 （ 2000） 研究了 光照強(qiáng)度對鐵皮石斛生長的影響 ： 不同光強(qiáng)下 ， 石斛鮮重的增長大多以 25 處理更快 ， 繁殖力則以 20 與 25 處理較高 ； 各光強(qiáng)下的 高而先降后生，且均以 25 最低 20。 證明了 高溫和弱光照條件有利于石斛的株高生長 ， 會(huì)使石斛莖桿相對纖弱 ， 利于產(chǎn)量和質(zhì)量提高， 當(dāng)生長在較高的溫度范圍內(nèi)時(shí)需要較高的光照強(qiáng)度 ， 保證較高的光合強(qiáng)度供給生長的需要 。 張世筠 等 （ 1987） 也說明 了 石斛 是喜溫植物 ， 在保證光強(qiáng)和相對濕度的條件下對高溫具有一定的耐受力 。 徐云鵑等 (1993) 對霍山石斛的光合特性進(jìn)行了研究 ， 認(rèn)為其生長要求低光強(qiáng)和散射光 ， 石斛的生長需要半陰半陽的氣候環(huán)境 。 據(jù)查資料 石斛的光呼吸和暗呼吸相等 , 兩者共占 1/2 總光合 , 而一般植物的呼吸占總光 合的1/10 1/20。 由此 可見 , 石斛同化物被呼吸消耗較多 , 影響積累 , 因而生長慢 , 生物產(chǎn)量低 , 這也許是石斛凈光合速率低的主要原因。此外 , 從石斛生長的潮濕、背光的野生環(huán)境來看 , 其對光的需求是長期系統(tǒng)發(fā)育的結(jié)果 , 屬陰性植物對光的反應(yīng) 。這種低光照需求也是造成光合作用低的原因之一 20。 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)生理生化實(shí)驗(yàn)室及華南師范大學(xué)蘭花中心有關(guān)人員研究了光照強(qiáng)度對石斛生長和繁殖、葉綠素 含量、凈光合速率、呼吸速率及可溶性總糖含量等的影響 24。研究表明， 光強(qiáng)對石斛生長的影響表現(xiàn)在增高和增重兩方面，就光 照強(qiáng)度 為 80 20 40 桿、葉片都受 光照強(qiáng)度影響， 證明了 320 綠素含量隨光照強(qiáng)度的增加而先增后降。凈光合速率隨光照強(qiáng)度的升高也先升后降 , 與葉綠素含量高低呈正相關(guān)，呼吸速率則隨光強(qiáng)升高而升高。推測高光強(qiáng)下 (如 640 石斛凈光合速率的降低可能是高光呼吸作用所致。高光照強(qiáng)度有利于石斛可溶性糖的合成 , 而低光照強(qiáng)度有利于蛋白質(zhì)的合成。 各種光強(qiáng)下的暗呼吸 速率均隨溫度升高而增大 。 在不同的光照條件下 ，石斛生長的適宜溫度均在 25 左右 。 光溫處理引起石斛生理生化過程明顯的相應(yīng)變化表現(xiàn)出 ； 高溫和弱光照條件有利于石斛的株高增長 ， 但不利于產(chǎn)量和質(zhì)量提高。 蔡永萍 等 (2005) 對 霍山石斛葉片光合速率和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的日變化 進(jìn)行了研究 2。研究表明 ,霍山 3種石斛的光飽和點(diǎn)為 270400 補(bǔ)償點(diǎn)為 4050 飽和點(diǎn)低，光補(bǔ)償點(diǎn)和 光合速率、表觀量子效率較低，石斛為陰生植物響應(yīng)型。 研究指中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 前言 4 出 ， 霍山 3種石斛光合作用的適宜光強(qiáng)在 400 蘇文華等 (2003) 對鐵皮石斛葉片光合作用的碳代謝途徑進(jìn)行了研究 18。在晴天和陰天條件下分別測量 鐵皮石斛葉片 24究發(fā)現(xiàn)， 光照強(qiáng)度在 500 當(dāng)光照強(qiáng)度超過 500 著光強(qiáng)的增加 孔導(dǎo)度也明顯下降，表現(xiàn)出光抑制現(xiàn)象。 了光照強(qiáng)度的影響外 還受溫度的影響。 在 500 20時(shí) 在夜里無光的條件下， 25出現(xiàn) 過 25時(shí) 。研究還指出，鐵皮石斛為兼性 著環(huán)境條件的變化，其光合作用在景天酸代謝途徑（ 時(shí)他們也對金釵石斛的光合途徑進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)金釵石斛表現(xiàn)出與鐵皮石斛相同的途徑，對溫度和光照強(qiáng)度的響應(yīng)也相似。 此外， 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)張明等 (1999) 應(yīng)用 324。結(jié)果表明 ,25和 40處理植株吸磷量 分別為 10處理的 2. 3和 2. 5倍。 25處理 , 莖中 32P 放射性比活度最高。在中度光 (20,000 和高光強(qiáng) (50,000 下 ， 植株吸磷量較弱光 (5,000 相比 分別 增加 74%和 23%。在中度光下 ,莖中 32是藥用植物必需營養(yǎng)元素之一 ， 是許多重要有機(jī)化合物的組成成分 ， 并積極參與各種代謝過程 , 被稱為“能量元素”。因此 ,促進(jìn)藥用植物對磷素的吸收 ,具有重要意義。溫度、光強(qiáng)和磷素吸收關(guān)系密切 ,在所采用的幾個(gè)處理中 ,最適宜金釵石斛吸收磷素的溫度為 25 ,光強(qiáng) 為中度光 (20,000 中國農(nóng)業(yè)大學(xué) （ 2005在人工光型密閉式植物工廠中，針對光照強(qiáng)度對鐵皮石斛組培苗生長發(fā)育的影響進(jìn)行了研究 ， 但是該研究在光照 環(huán)境對鐵皮石斛栽培苗的生理、生長代謝的影響方面沒有作進(jìn)一步研究 。該研究取鮮重約 300 鐵皮石斛單腋芽作為外植體在溫度 241、濕度 65 5%、光照時(shí)間 12 h/d、及光期 00 50 環(huán)境條件下，設(shè)置光照強(qiáng)度為 37、 68、 92、 120 4 組試驗(yàn)區(qū)。 在人工光型密閉式植物工廠中培育92d 后，對培育后的組培苗的生理和生長指標(biāo)進(jìn)行檢測，研究結(jié)論顯示鐵皮石斛組培苗的生長發(fā)育和生理活性在光照強(qiáng)度為 68 最佳，超過 92 呈現(xiàn)明顯的光抑制 ; 多糖含量隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增加，超過 92 呈下降趨勢，但是 68 和 92 照強(qiáng)度試驗(yàn)區(qū)的多糖含量沒有顯著性差異。研究結(jié)論指出鐵皮石斛組培苗在人工光型密閉式植物工廠內(nèi)培育的適宜光照強(qiáng)度 60 2。 國外對石斛的研究，主要側(cè)重于 觀賞石斛，如通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)改變石斛的花色等 6。近年來，石斛作為觀賞植物在世界上發(fā)展迅速，已成為新興的獨(dú)立產(chǎn)業(yè)。但是觀賞石斛的栽培技術(shù)與藥用石斛的差異較大，依靠國外的石斛生產(chǎn)來滿足我國藥用石斛的大量需求是十分不實(shí)際的，因此只有依靠我們自己的研究，弄清楚藥用石斛的生理特性，探討藥用石斛生長的適宜環(huán)境，使其像觀賞石斛一樣走上產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的道路，解決藥用原材料缺乏的矛盾 。 究內(nèi)容和技術(shù)路線 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 前言 5 查閱 文獻(xiàn) 并確定研究目標(biāo) 前期預(yù)備實(shí)驗(yàn) 并確定試驗(yàn)方案 進(jìn)行不同光照強(qiáng)度 與光照時(shí)間 下栽培的鐵皮石斛對比試驗(yàn)，確定適宜的 光照條件 明確光照環(huán)境對鐵皮石斛生長發(fā)育的影響 撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 進(jìn)行鐵皮石斛在不同光照條件下的熒光特性對比試驗(yàn) 為此，本課題通過測量在人工光型密閉式植物工廠中的人工光可控環(huán)境下不同 光照強(qiáng)度 和光照時(shí)間 對鐵皮石 斛 栽培 苗生長發(fā)育 、光合速率、葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊懀⑴c在溫室的自然光栽培的相對比， 明確鐵皮石斛栽培苗在人工光可控環(huán)境下對光環(huán)境的響應(yīng)機(jī)制，從而為確定鐵皮 石斛在人工光 下栽培的 適宜光照強(qiáng)度 和光照時(shí)間提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。 術(shù)路線 圖 1術(shù)路線 1on 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 光照強(qiáng)度與光照時(shí)間對人工光下栽培的鐵皮石斛的生長發(fā)育的影響 6 第二章 光照強(qiáng)度 與 光照時(shí)間 對 人工光下栽培的 鐵皮石斛生長發(fā)育的影響 言 光是植物光合作用的動(dòng)力，是 影響苗生長的重要因素，也是形成葉綠素、葉綠體及正常葉片的必要條件。光照時(shí)間影響植物的光合作用和形態(tài)建成，能夠調(diào)節(jié)光合酶的活性與氣孔開度，可直接制約著光合速率的高低。光照時(shí)間與緯度、坡向、季節(jié)有密切關(guān)系 , 如在一定范圍內(nèi) ,隨緯度的升高 , 日照時(shí)間相應(yīng)延長 ,對于藥用植物的某些有效成分 ,延長光照時(shí)間對提高其含量有積極的影響，因此，不同地區(qū)人工控制光照時(shí)間，成為提高藥用植物的有效成分含量的途徑之一，而現(xiàn)階段的研究中，對石斛栽培的光照時(shí)間幾乎設(shè)置為 12h，少有人對石斛生長的光照時(shí)間長短進(jìn)行研究。 綠色植物通過光合作用 制造有機(jī)物 ,經(jīng)過植物體內(nèi)的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化產(chǎn)生各級代謝產(chǎn)物 ,因此 ,光照對有效成分的形成和積累是必須的。根據(jù)植物對光照強(qiáng)度的要求不同 ,可將其分為陽生植物、陰生植物和中間類型的耐陰植物。陽生植物物要求充足直射日光 ,才能生長或生長良好 ,陰生植物要求適宜生長在蔭蔽環(huán)境中 ,在完全日照下生長不良或不能生長 9，而光照對 陰生植物而言，成為了決定其分布、生長發(fā)育和有效成分含量的重要條件。 對于光照強(qiáng)度，過去采用 照明領(lǐng)域的 光照強(qiáng)度進(jìn)行度量，單位為 克斯 )。這是在 380對人眼視覺效應(yīng)最強(qiáng)的 555人眼的視覺效應(yīng)對不同波長的光區(qū)別計(jì)算進(jìn)行度量的。 進(jìn)一步研究表明，植物光合作用強(qiáng)度與所吸收的光量子數(shù)量有關(guān)，因此更合理的單位是單位時(shí)間、單位面積上照射的光合有輻射范圍的光量子數(shù)，稱為光合有效光量子流密度（ 簡稱 ,單位為 植物的光合作用是 兩種生理活動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行的，所以光合器官葉片內(nèi)外的 為凈光合速率，其中的呼吸速率則是暗呼吸速率和光呼吸速率的總和，凈 光合速率常用單位 光照強(qiáng)度不僅 與組培苗的生長發(fā)育有著密切的關(guān)系 ，它也是影響植物光合速率的重要因素。 當(dāng)光照強(qiáng)度為 0時(shí)，凈光合速率等于當(dāng)時(shí)的暗呼吸速率；當(dāng)光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，凈光合速率逐步增加，當(dāng)凈光合速率為 0，此時(shí)的光合速率等于呼吸速率，稱此時(shí)的光照強(qiáng)度為光補(bǔ)償點(diǎn)；隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)，當(dāng)凈光合速率不再增加時(shí)，這個(gè)現(xiàn)象叫光飽和現(xiàn)象 (此時(shí)的光照強(qiáng)度叫做光飽和點(diǎn) (當(dāng)光照強(qiáng)度減弱時(shí)，光合速率隨之降低，當(dāng)光照強(qiáng)度 減弱到光合作用所吸收的時(shí)的光照強(qiáng)度成為光補(bǔ)償點(diǎn) (當(dāng)光照強(qiáng)度超過光飽和點(diǎn)時(shí)，植物會(huì)引起抑制作用 。所謂光抑制即為植物在生長發(fā)育過程中，光照過高，超過光和機(jī)構(gòu)作用所能吸收的利用的光能，導(dǎo)致植株光合活性降低的現(xiàn)象。 若植物處于光補(bǔ)償點(diǎn)之下，有機(jī)物消耗多于積累，作物生長緩慢，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致植株枯死。 因此，有效地調(diào)控植物適宜的光照強(qiáng)度范圍 ,能促進(jìn)植物的快速健康生長。 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 光照強(qiáng)度與光照時(shí)間對人工光下栽培的鐵皮石斛的生長發(fā)育的影響 7 料與方法 物材料 本試驗(yàn)選用位于浙江省金華 市的浙江楓禾生物有限公司于 2008年 4月中旬提供的在組培苗馴化后在溫室培育了 1 驗(yàn)區(qū) 設(shè)置與環(huán)境 條件 （ 1） 試驗(yàn)區(qū)設(shè)置 本試驗(yàn) 采用 了培育 1雙層保溫玻璃 溫室 培育的作為自然光對照試驗(yàn)區(qū)，以熒光燈為人工光照源培育的設(shè)置了 光照強(qiáng)度 為 60、 90、 120、 150 h 2 h 個(gè)人工光試驗(yàn)區(qū)。人工光照試驗(yàn)區(qū)的環(huán)境條件為 溫度 24 1 、相對濕度 60 5%， 室內(nèi)采用 風(fēng)機(jī)和內(nèi)、外遮 陽網(wǎng)進(jìn)行粗放的環(huán)境控制。 各試驗(yàn)區(qū)的鐵皮石斛苗培育 16周后各取 每區(qū) 8缽 植物 對其生長發(fā)育 和 光合特性指標(biāo)進(jìn)行測量。 表 2照強(qiáng)度和光照時(shí)間試驗(yàn)區(qū)設(shè)置 he of 照強(qiáng)度 光照時(shí)間 9（ h 12（ h 60 0 20 50 照區(qū) 990(自然光 ) 121212：1) h H） ； 2)； 3） 然光 下（溫室）栽培作為對照區(qū)。 （ 2）共通的栽培條件 1) 試驗(yàn)地點(diǎn)： 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木工 程學(xué)院 5 樓 溫室和密閉式植物工廠參觀間。 2) 栽培容器： 10*12 營養(yǎng)缽 3) 栽培基質(zhì)：松磷（粒徑 5磷（ 3-8 松磷粉末：蛭石：木屑按照 1:1:1:1:水高溫發(fā)酵后使用 。 4) 栽培時(shí)間： 16 周（ 2009 年 2 ） （ 3） 肥水管理 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 光照強(qiáng)度與光照時(shí)間對人工光下栽培的鐵皮石斛的生長發(fā)育的影響 8 鐵皮石斛自然生長速度較慢，所以要提高鐵皮石斛生長速度，必須適時(shí)適量地提供養(yǎng)分。移栽后前 2 周用噴霧 ,保持葉面濕潤狀態(tài) ,切勿澆水。移栽 2 周后澆水 ,按照保持基質(zhì)濕潤的原則，每周施 1 次營養(yǎng)液，每 2d 底面灌水一次。本試驗(yàn)用的營養(yǎng)液根據(jù) 山崎園藝 草莓 配方 修改后 配備 （表2，按照 1： 500 比例稀釋后澆灌 。 表 2皮石斛人工栽培用 的 營養(yǎng)液配方 . 營養(yǎng)液 配方 中化學(xué)肥料的濃度 （ g/L） 硝酸鈣 硫酸鎂 磷酸二氫鉀 硝酸銨 量參數(shù)及 方法 在 不同光照時(shí)間 和不同光照強(qiáng)度 下進(jìn)行管理 20周后測量各實(shí)驗(yàn)區(qū)中鐵皮石斛栽培苗的生長參數(shù)如 有株高、莖粗、莖節(jié)數(shù)、葉 片數(shù)、 干 物率 ，生理參數(shù)如有葉綠素含量和凈光合速率的 變化。 測量過程及需使用的儀器有如下 ： 1）形態(tài)參數(shù) 的測量 鐵皮石斛栽培苗的株高用直尺測量，莖粗采用游標(biāo)卡尺 (0量， 鮮重用測量天平（ 量后，放于 80的烘箱中烘 72小時(shí) 后，再用同一天平稱量其干重。葉片的活體葉綠素含量由 便攜式葉綠素儀（ 本美能達(dá)公司，日本）測量葉綠素相對含量 2）測量葉綠素含量 根據(jù)朗伯 色溶液的光密度值與其中溶質(zhì)濃度 成正比，即： =為比例常數(shù)。當(dāng)溶液濃度以白粉濃度為單位，液層厚度為 1種有色物質(zhì)溶液在不同波長下的比吸收系數(shù)可通過測定已知濃度的純物質(zhì)在不同波長下的光密度而求得。 如果溶液中有數(shù)種吸光物質(zhì)，則此混合液在某一波長下的光密度等于各組成份在相應(yīng)波長下光密度的總和，這就是光密度的相加性。 本實(shí)驗(yàn)中，欲測定葉綠體色素混合提取液中葉綠素、的含量，只需測定該提取液在三個(gè)特定波長下的光密度值，并根據(jù)葉綠素、在該波長下的比吸收系數(shù)即可求出其濃度。在測定葉綠素、時(shí)，為了排除類 胡蘿卜素的干擾，所用單色光選擇葉綠素在紅光區(qū)（ 550 最大吸收峰。 已知葉綠素、在 1： 1的乙醇 63和 645 知在波長 663 綠素、在該溶液中的系數(shù)分別為 波長 645 據(jù)加和性原則列出以下關(guān)系式： 1 1中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 光照強(qiáng)度與光照時(shí)間對人工光下栽培的鐵皮石斛的生長發(fā)育的影響 9 式（ 1（ 1 665為葉綠素溶液在波長為 663 45 為葉綠素 a、 mg 解方程組（ 1和 （ 1 經(jīng) 單位換算后得： 11將 綠素總量 T= b=1據(jù)葉綠體色素提取液對可見光譜的吸收，利用分光光度計(jì)在某一特定波長下測定其光密度值，計(jì)算出提取液中各色素的含量（圖 2本實(shí)驗(yàn)中葉綠素含量測定選取與測定光合作用相同位置和發(fā)育階段的葉片 碎后加入 1： 1的乙醇 容至 25 黑暗中常溫浸提 72小時(shí)然后將提取液搖勻，倒入干凈的比色皿中，用分光光度計(jì)（ o., 別測量其在 663 645 645， 照 修正公式計(jì)算。 葉綠素 a（ mg =V/1綠素 b（ mg =V/W 1綠素總量（ mg =V/1中 L）， 圖 2綠素含量的測量 2he of 3）光合速率的測定 光合作用是綠色植物利用光能將其所吸收的 釋放出氧氣的過程。 本中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 光照強(qiáng)度與光照時(shí)間對人工光下栽培的鐵皮石斛的生長發(fā)育的影響 10 試驗(yàn) 通過測定 測定植物在生長過程中， 降量，這個(gè)下降量即為某段時(shí)間內(nèi)植物光合作用所吸收的 因?yàn)?由