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在人工气候室如何通过光周期调控植物的生长发育？

来源：花匠小妙招时间：2024-09-19 08:22

引言

在植物生物学研究中，光周期——昼夜中光照与黑暗时段的精确时长——已成为一个不可或缺的环境因子。它不仅直接决定植物每日的光照接收量（即每日光积分，DLI），更深刻影响着植物的昼夜节律、开花行为及其整体生长发育过程。随着科学技术的飞速发展，人工气候室以其能够精确控制光周期的优势，为植物学家提供了一个独特的研究平台。本文将探讨光周期与植物生长发育的紧密联系，以及如何通过人工气候室中的光周期控制技术进行优化研究。

01 光周期与植物生长发育的紧密联系与优化策略

光周期对植物生长发育的影响是多维度、多层次的。光质、PPFD（光合有效辐射通量密度）和光周期相互作用，共同塑造植物的生长极限或产生环境压力。在营养、温度、湿度和二氧化碳浓度等多种环境因素的共同作用下，植物通过感知光周期的变化，调整其内部的生物钟，以适应外界环境的昼夜更替，确保各项生理活动的顺利进行。

1.1 光周期对植物光照接收量的影响机制及优化

光周期的长短直接影响植物每日接收的光照量。在人工气候室中，我们可以通过精确控制光周期的长短来优化植物的光照接收量。通过延长光周期，增加植物在24小时内接受光照的时间，从而提高每日光积分（DLI），有利于植物的光合作用和生长发育。反之，通过缩短光周期，可以减少植物的光照接收量，以适应某些对光照敏感或需要低光照环境的植物品种。

1.2 光周期对植物昼夜节律系统的调控作用及优化

光周期是植物昼夜节律系统同步化的核心信号。在人工气候室中，我们可以通过模拟不同自然光周期条件，观察和分析植物在不同光周期下的昼夜节律变化。为了优化植物的昼夜节律系统，人工气候室可以结合植物的生长习性和需求，采用逐步调整光周期的策略，帮助植物更好地适应外界环境的昼夜更替，促进植物的健康生长。

1.3 光周期对植物开花的调控机制及优化

光周期是植物从营养生长向生殖生长转变的关键信号。短日照植物在光周期缩短时接收开花信号，而长日照植物则在光周期延长时接收开花信号。为了优化植物的开花行为，我们可以根据植物品种的特性，通过调整光周期的长度来诱导或抑制植物的开花。例如，对于长日照植物，我们可以采用逐步增加光周期的策略，以模拟植物在其自然生长环境中经历的日长变化，从而安全有效地诱导植物开花。

02 光周期控制技术的实际应用与优化

在人工气候室中，通过先进的控制系统，我们可以精确控制光周期，模拟各种环境条件，满足特定的研究或生产需求。南乔科技(www.nigor.cn)自主研发的第六代植物生长控制系统，具有全天候环境模拟和全生育周期环境模拟功能，允许用户自定义编排运行计划，实现从播种到成熟全过程的自动化环境管理。以生菜为例，研究表明，在等效的DLI下，通过调整光周期和PPFD，我们可以找到最有利于生菜生长的光照条件。在实际应用中，我们可以根据生菜的生长需求，进一步优化光周期和PPFD的组合，以实现更高的产量和更好的品质。

结论

光周期是影响植物生长发育的关键因素之一。通过人工气候室中的光周期研究，我们可以更深入地了解光周期对植物的调控机制，为农业生产、植物育种和生态学研究等领域提供有力的技术支持。同时，结合先进的光周期控制技术和调度软件，我们可以实现对植物生长环境的精确控制，优化植物的生长发育过程，提高农业生产效率和质量。

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