光温耦合对生菜生长和品质的影响开题报告

 2023-02-15 10:13:44

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

光照和温度是影响植物正常生长的重要环境因子,它们不仅为植物光合作用提供能量来源,而且对植物形态建成、新陈代谢和品质形成起着重要的调节作用[1]。生菜(Lactuca sativa L.)即叶用莴苣,属菊科莴苣属,为1年生或2年生草本作物,因适宜生食而得名,其营养价值丰富,深受消费者喜爱,是水培绿叶蔬菜生产面积最大的蔬菜之一,有着重要的经济价值。

目前,关于光照和温度对生菜生长和品质影响的研究在国内外均有报道。通常来说,较高光照强度有利于生菜生长和品质形成[2-4]。在弱光下,生菜的叶面积会显著变小,叶色变淡;随着光照强度增加,生菜地上部干重先增大后下降[2]。不同研究结果表明,光照强度升高,生菜的有机酸和糖含量上升[5],可溶性糖、可溶性蛋白及VC含量增加[6-7]。生菜的生理进程和品质受光质影响显著。大量试验发现蓝光抑制生菜地上部生长和物质积累,而红光反之[8-10]。有研究进一步指出少量蓝光和红光均可显著提高生菜品质[11]。Johkan等[12]发现蓝光有利于培育壮苗和移植后生长,但不利于生长后期叶面积增长和干物质积累。也有研究结果表明黄光较红光、蓝光显著提高生菜品质[13]。闻婧等[14]认为红蓝光较荧光显著提高光合速率和安全品质。苏诗淼[15]的研究发现可溶性糖和硝酸盐含量受光质的影响很大,红蓝白组合光较红蓝光更有利于生菜生长和品质形成。光照时间直接决定植物光合作用时长,对生菜的生长发育和品质起着重要作用。有研究指出生菜产量主要受光周期影响,延长光照时间明显改善生菜的形态指标、地上部干鲜重和营养品质[3,16-18]。试验表明,增加光照时间可提升叶片中可溶性糖含量、降低硝酸盐的含量,且未出现抽蔓现象[29]。使用LED红蓝灯补光,生菜的矿质元素含量均有所提高,生菜品质得到改善[20]。然而,过高的温度会降低营养液溶氧含量、加大根系呼吸作用,加速根系衰老,抑制根系对水分、养分的吸收[21-22],进而对作物的光合作用产生不良影响。在适宜的温度下持续光照利于提升生菜干物质含量和品质,过高的温度下连续光照则降低生菜品质[23]。一定范围内,高光高温环境可提高生菜叶片干物质积累量[24]。低温弱光往往导致植物吸收的光能过剩,而过剩的光能会激发活性氧的产生,从而对植物的光合机构产生伤害[25]

目前,有关光照、温度等单因子对生菜生长和品质影响的研究较多,对于光温耦合对生菜生长和品质影响的研究相对欠缺。Knight等[24]探究了不同高光强与温度对两种生菜产量的交互作用,周静等[26]研究玻璃温室垂直空间上不同光温环境对生菜生长的影响,姜仕豪等[23]探索不同温度下采收前持续光照对水培生菜硝酸盐积累的影响。在光温耦合方面虽有以上研究成果,但在全人工环境条件下采用LED灯为光源给予光强和温度的变化对生菜生长和品质的研究还比较少见,而光温条件的建立对设施环境调控下生菜的健康生长和品质提高有重要的作用,而且关系到设施环境调控的能耗。基于光温耦合对生菜生长和品质研究的结果,不仅可用于植物工厂光温环境的调控,也可为太空农业中生菜栽培的光温环境调控提供参考。

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2. 研究的基本内容和问题

研究的目标:

本研究以生菜作为试验材料(试验材料生菜品种:糕华散叶生菜),本着合理有效利用资源,最高效获得栽培经济效益的目的,研究不同光温耦合对生菜生长和品质的影响,以期获取工厂化栽植生菜较环保节能的光温匹配参数和调控方法。

研究的内容:

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3. 研究的方法与方案

研究方法

本研究采用相对比较实验寻求研究对象之间的异同,通过设置四组不同光温环境,测定生菜不同时期的形态指标以及采后的光合色素和品质指标,综合比较光温耦合对生菜生长和品质的影响。

技术路线

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4. 研究创新点

特色或创新之处

对于光温耦合对生菜生长和品质的影响尚待深入研究,且该研究可为工厂化生菜环保节约型栽培提供科学参考依据。

5. 研究计划与进展

研究计划及预期进展

2016.8-9:完成资料搜集,撰写文献综述和开题报告。

2016.9-10:浸种催芽、定植移苗。

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