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光照与温室、蔬菜大棚内作物的生物学效应

温室科研2017-09-2075
          各种温室、蔬菜大棚内的作物对环境具有生态适应性,不同的作物长期在不同的光照环境中会形成不同的生态类型。光照对作物的生物学效应表现在光照强度、光质和光周期三方面。

(一)光照强度的生物学效应
        太阳辐射是作物光合作用的能量基础,光照强度对作物的生长发育及形态结构有着重要影响。 
        光合作用是光生物化学反应,在一定范围内,光合作用强度与光照强度呈正相关。当光照强度达到一定程度后,光照强度继续增加,而光合作用速率不再增加,这种现象称为光饱和现象,此时的光照强度称为作物的光饱和点。温室大棚内各种作物的光饱和点不同。当光照强度较强时,光合速率比呼吸速率大几倍,随着光照强度减弱,光合速率逐渐接近呼吸速率,最后达到光合速率等于呼吸速率,此时的 光照强度称为作物的光补偿点。各种作物的光补偿点不同。作物在光补偿点时, 有机物的形成与消耗相等,不能积累干物质,而且夜间还要消耗干物质,因此作物所需的最低光照强度必须高于光补偿点作物才能生长。
       光照强度影响温室大棚内作物的形态结构。光照强,同化量大,叶面积增大,叶肉厚,作物生长旺盛;光照弱,茎叶重量显著减少,作物会出现徒长,当光照减弱到极端情况时,作物会出现黄化现象。 '
光照强度影响温室大棚内作物花芽分化和果实产量。光照强度减弱,同化物减少,花芽分化推迟,着花数也减少,子房发育不良,受精能力下降。此外,光照强度还影响温室大棚内果实的品质。
光照强度影响温室大棚内作物生长发育,但对不同的作物其影响程度不同;不同的作物对光照强度的要求也不同,这是作物长期适应不同的光照环境的结果。根据作物对光照强度的要求大致可以分为阳性植物、阴性植物和中性植物。
             
                     寿光式蔬菜大棚
                   北方温室大棚的温室工程公司建设的 寿光式全钢架蔬菜大棚内部

        阳性植物必须在完全光照下生长,具有较髙的光补偿点和饱和点,一般原产于热带或髙原阳面。蔬菜中的西瓜、甜瓜、西红柿、茄子等都属于阳性植物,对光照强度要求高,光照不足会严重影响其产量和品质。花卉中的月季、万寿菊、 茉莉、紫薇及仙人掌等也都属于阳性植物。
        阴性植物适于在遮阳环境下生长不能忍受强烈的光照,多产于热带雨林或阴坡。蔬菜中的大多数叶菜、葱蒜等比较耐弱光照,属于阴性植物。花卉中的草本兰科、杜鹃、凤梨、秋海棠及观叶植物均属于阴性植物。
       中性植物对光照强度的要求介乎阳性植物和阴性植物之间,在阳光充足或微阴环境下均能较好地生长。比如蔬菜中的黄瓜、甜椒、甘蓝、白菜及萝卜,花卉中的萱草、麦冬、玉竹一女贞等均属于中型植物。
        在各种温室、蔬菜大棚的栽培管理上,光照的强弱必须与温度的高低结合起来才有利于作物的生长发育和器官的形成。如果光照减弱,温度较高时会导致呼吸作用消耗过多的物质和能量,因此在阴天对于阳性作物应适当降低环境温度,这样才有利于作物生长和发育。


(二)光周期的生物学效应
        各种温室、蔬菜大棚内的植物各部分的生长发育,包括茎的伸长、根的发育、休眠、发芽、开花及结果等均与日照长度有密切的关系。有些作物必须在低于其临界日照长度的情况下才能开花,有些则需要在高于其临界日照长度的情况下才开花。植物这种对光照昼夜长短(即光周期)的反应称为植物的光周期性反应。根据植物开花过程对日照长度反应的不同,可将植物分为以下三类。

       1、长日照植物 
       这类植物要求较长时间的日照才能开花,一般要求12 16小时甚至更长。如果所需的日照长度得不到满足,植物就处在营养生长阶段而不能进入生殖生长阶段。这类植物一般原产于温带和寒带地区。蔬菜中的大多数叶菜、甘蓝、豌豆、葱、蒜等均属于长日照植物,而花卉中的荷花、唐菖蒲、满天星、金盏菊等也都属于长日照植物。
     2、短日照植物 
    
 这类植物要求较短的日照才能开花结实,一般为每天8 12小时0在长日照的环境下它们只进行营养生长,只有当日照时间短于其临界日照 长度后才开始进行花芽分化。蔬菜中的茼蒿、扁豆、豇豆等都属于短日照作物, 花卉中的秋菊、一品红、长寿花、牵牛花等也都属于短日照植物。
     3、日中性植物 
        这类植物对光照时数不敏感,适应范围宽,在1016小时光照下均能正常开花。如蔬菜中的黄瓜、西红柿、辣椒、四季豆等花卉中的香石竹、月季、非洲菊、天竺葵等也属于此类植物。
植物的光周期效应不仅体现为诱导花芽分化,也表现在影响贮藏器官的形 成。如马铃薯、芋、荸荠等其食用器官的形成要求有较短的日照;而鳞茎类如葱、蒜则要求较长的日照才能形成鳞茎。花卉中水仙、仙客来、郁金香、夫萌花及秋海棠等其贮藏器官的形成均受到光周期的诱导与调节。

                     蔬菜大棚
                    北方温室大棚温室工程公司建设的 蔬菜大棚内生长的黄瓜


(三)光质的生物学效应
        温室、蔬菜大棚内的作物一般在日光的全光谱下生长,但不同的光谱成分对作物的光合作用、色素形成及形态结构的影响作用不同。
        在光合作用中,作物叶片吸收可见光中的部分光波,其中红光、橙光最具光合活性,绿光在光合作用中吸收最少,称为生理无效光。因此,光波长短对作物生长和干物质的积累有重要意义。
        不同波长的光对植物形态结构及色素形成影响不同。蓝紫光加速短日照植物生长,抑制植物伸长使之形成矮小形态,促进花青素等色素的形成。高山植物一般具有形态矮小、花色鲜艳等特点,这与高叫上蓝紫光及紫外线较多有关。红光、橙光加速长日照植物生长,抑制短日照植物生长,促进植物茎的生长。紫外线能促进花青素的形成,抑制作物徒长。红外线不能引发植物生化反应,只有增热效应,为植物生长提供热量。 
       不同波长的光对光合作用产物的成分也有影响,红光有利于碳水化合物合成,蓝光能促进蛋白质合成,而紫外线与维生素C的合成有关。
        



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