LED作为新型半导体人工光源,具有光谱结构可控、使用寿命长、光效率高、以及释放热能极低等特点。本文根据LED光源的特点，选择叶绿素a对光照吸收峰值附近的红光(λ=660nm)、叶绿素b对光照吸收峰值附近的蓝光(λ=446nm)和绿光(λ=525nm)作为本课题研究的LED光源。选择铁皮石斛为研究材料,以正交实验方法为基础设计了两期铁皮石斛实验。主要研究了铁皮石斛生长指标、光合指标、品质指标在不同光环境下的生长趋势,进而找出铁皮石斛z佳光环境。
本课题主要做了以下三个方面内容:
1、设计组装完成一种PLC控制型植物培养箱。通过PLC控制柜对植物培养箱内部培养单元的光质、光强、光周期等光环境进行有效的控制,并且光照均匀度达到理想效果。为铁皮石斛实验顺利进行做好首要准备。
2、利用正交实验方法设计三因素两水平正交实验,设置光质为R:B=8:2 和 R:B=2:8,光强为 PPFD=80 μ mol·m-2·s-1和PPFD=120 μ mol·m-2·s-1,光周期为:L/D=8/14h 和 L/D=11/13h,选用 L4(23)正交表进行实验设计。选用已生长两年的成年期铁皮石斛为研究对象,定期对铁皮石斛进行观察测量各种指标变化,并通过矩阵分析方法以及Excel、SPSS、Origin、MathCAD软件进行数据处理。综合分析铁皮石斛生长指标、光合指标、品质指标后发现,在(R:B=24:96 μ mol·m-2·s-1 8/16h)光环境下综合指标z佳。
3、利用正交实验方法设计三因素三水平正交实验,设置光强三个水平分别为PPFD=70 μ mol·m-2·s-1、PPFD=100 μmol·m-2·S-1、PPFD=150μ mol·m-2·s-1,光质三个水平分别为 R:B=1:9、R:B=3:7、R:B=5:5,光周期三个水平分别为:L/D=6/18h、L/D=10/14h、L/D=14/l0h,选用L9(34)正交表进行实验设计。选用已生长半年的期铁皮石斛幼苗为研究对象,定期对铁皮石斛进行观察测量各种指标变化,并通过矩阵分析方法以及Excel、SPSS、Origin、MathCAD软件进行数据处理。
综合分析铁皮石斛生长指标、光合指标、品质指标后发现,在(R:B=35:35 μmol·m-2·S-110/14h)光环境下综合性指标z佳且在此次实验中光质配比对铁皮石斛综合指标的影响大,其次为光照强度、光周期。通过实验我们得出如下结论:成年期铁皮石斛在(R:B=24:96 μmol·m-2·s-1 8/16h)光环境下综合指标z佳。幼苗期铁皮石斛在在(R:B=35:35 μmol.m-2·s-1 10/14h)光环境下综合性指标z佳。本实验结果对缩短铁皮石斛生长周期以及提升铁皮石斛经济效益具有重大意义。