LED作為新型半導體人工光源,具有光譜結構可控、使用壽命長、光效率高、以及釋放熱能極低等特點。本文根據(jù)LED光源的特點，選擇葉綠素a對光照吸收峰值附近的紅光(λ=660nm)、葉綠素b對光照吸收峰值附近的藍光(λ=446nm)和綠光(λ=525nm)作為本課題研究的LED光源。選擇鐵皮石斛為研究材料,以正交實驗方法為基礎設計了兩期鐵皮石斛實驗。主要研究了鐵皮石斛生長指標、光合指標、品質指標在不同光環(huán)境下的生長趨勢,進而找出鐵皮石斛z佳光環(huán)境。
本課題主要做了以下三個方面內容:
1、設計組裝完成一種PLC控制型植物培養(yǎng)箱。通過PLC控制柜對植物培養(yǎng)箱內部培養(yǎng)單元的光質、光強、光周期等光環(huán)境進行有效的控制,并且光照均勻度達到理想效果。為鐵皮石斛實驗順利進行做好首要準備。
2、利用正交實驗方法設計三因素兩水平正交實驗,設置光質為R:B=8:2 和 R:B=2:8,光強為 PPFD=80 μ mol·m-2·s-1和PPFD=120 μ mol·m-2·s-1,光周期為:L/D=8/14h 和 L/D=11/13h,選用 L4(23)正交表進行實驗設計。選用已生長兩年的成年期鐵皮石斛為研究對象,定期對鐵皮石斛進行觀察測量各種指標變化,并通過矩陣分析方法以及Excel、SPSS、Origin、MathCAD軟件進行數(shù)據(jù)處理。綜合分析鐵皮石斛生長指標、光合指標、品質指標后發(fā)現(xiàn),在(R:B=24:96 μ mol·m-2·s-1 8/16h)光環(huán)境下綜合指標z佳。
3、利用正交實驗方法設計三因素三水平正交實驗,設置光強三個水平分別為PPFD=70 μ mol·m-2·s-1、PPFD=100 μmol·m-2·S-1、PPFD=150μ mol·m-2·s-1,光質三個水平分別為 R:B=1:9、R:B=3:7、R:B=5:5,光周期三個水平分別為:L/D=6/18h、L/D=10/14h、L/D=14/l0h,選用L9(34)正交表進行實驗設計。選用已生長半年的期鐵皮石斛幼苗為研究對象,定期對鐵皮石斛進行觀察測量各種指標變化,并通過矩陣分析方法以及Excel、SPSS、Origin、MathCAD軟件進行數(shù)據(jù)處理。
綜合分析鐵皮石斛生長指標、光合指標、品質指標后發(fā)現(xiàn),在(R:B=35:35 μmol·m-2·S-110/14h)光環(huán)境下綜合性指標z佳且在此次實驗中光質配比對鐵皮石斛綜合指標的影響大,其次為光照強度、光周期。通過實驗我們得出如下結論:成年期鐵皮石斛在(R:B=24:96 μmol·m-2·s-1 8/16h)光環(huán)境下綜合指標z佳。幼苗期鐵皮石斛在在(R:B=35:35 μmol.m-2·s-1 10/14h)光環(huán)境下綜合性指標z佳。本實驗結果對縮短鐵皮石斛生長周期以及提升鐵皮石斛經濟效益具有重大意義。