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不同光照强度对植物发育形态影响的研究概述

来源：花匠小妙招时间：2024-11-20 06:44

生物

312013年4月下第8期总第164期

ChinaScience&TechnologyOverview植物生长发育过程中需要光、温度、水和空气等生态因子,其中光具有特殊重要的地位,而光照强度能够影响植物的生长、发育及形态结构的建成。20世纪初,国外研究者就已经开始了光照强度对植物影响的研究工作。目前为止已经对大量植物进行过研究,取得了一定的成果。我国是一个农业大国,以塑料大棚和日光温室为主的农业种植方式已在全国大面积推广,这为人工调节光强提高农作物的产量和品质提供了条件。因此,研究光照强度影响植物发育过程中的各项生物学特性对指导我国农业生产具有积极意义。为此笔者查阅了许多文献资料,分类整理分析,为农业生产和日后的深入研究提供参考。1光的物理性质植物光合作用所利用的光来自太阳,太阳光属电磁波,其光谱是连续光谱,波长从0.003nm一直到5μm。按波长的不同可分为:伽马射线、X射线、紫外线辐射C(UV-C)、紫外线辐射B(UV-B)、紫外线辐射A(UV-A)、可见光、红外线A(IR-A)、红外线B(IR-B)、红外线C(IR-C)。太阳光穿越大气层的过程中部分被吸收和散射,辐射到地面的波长范围大部分在0.4-4.0μm,其中0.4-0.76μm之间的光为可见光,光合作用所需的光就在可见光范围内。2光照强度对植物种子萌发的影响一些植物种子的萌发对光照的反应并不明显,在光照和黑暗条件下均能萌发[1]。然而,有大量研究结果显示,光照对很多植物种子的萌发具有关键作用。这些植物的种子在不同光强条件下,因品种的不同其萌发特性存在着差异。其中有些植物的种子在完全黑暗的情况下不能萌发,如香果树的种子在黑暗中均不能萌发[2]。还有些植物种子的萌发率在不同光强下表现不同,椇如泡桐和枳的种子在100%的自然光照强度下萌发率最高,香椿和罗浮柿的种子在62.2%的自然光照强度下萌发率最高,木蝴蝶和扁斗青冈种子在34.4%的自然光照强度下萌发率最高[3]。目前,已经研究了光照对几百种植物种子的萌发影响,发现大约有一半需要光照才能够萌发或完成发芽过程。也有一些植物种子的萌发受光的抑制,如苦参种子在黑暗和光照条件下都能萌发,但黑暗条件下其发芽率、发芽指数和活力指数较高[4]。甚至还有一些植物的种子,在短时间的光照情况下是促进,而在连续光照情况下却是抑制的[5]。3光照强度对植物生长发育的影响光照强度对植物的生长发育有明显影响,尤其是处于苗期的植物,不同光强对幼苗的生长发育影响显著,弱强度光照情况下可以促进幼苗的生长、提高成活率,然而重阴条件下,幼苗的生长却会受到抑制,甚至死亡。张德明等[3]研究发现扁斗青冈和罗浮柿幼苗在自然光条件下,由于光强大,引起幼苗生长不良,甚至死亡,死苗率为10%21%,而其它幼苗均生长正常。徐飞、郭卫华等[6]研究了不同光环境对麻栎和刺槐幼苗生长和光合特征的影响,发现极度弱光环境限制了幼苗的株高、基径、总叶面积、冠面积、叶面积指数和总叶数等形态指标的增长,与自然光环境相比,适度遮荫有利于幼苗的形态生长。3.1光照强度对植物茎、叶和株高的影响在光照强度较弱的情况下,植物的株高和叶的长宽比通常比自然光情况下有增长现象,而植物的茎却比自然光情况下变细。刘国顺等[7]和乔新荣等[8]的研究证明了以上观点,同时还发现光强减弱会引起植物叶片数减少、出叶速度变慢,节间变长。潘玉梅[9]等的研究更是详细阐述了株高、总叶面积、根冠比、叶生物量比、比叶面积、叶面积比、平均叶面积比等在3的光强时均大于全光照情况下的事实。杨兴有等[10]和郑明等[11]的研究还发现,弱光处理使植株叶片比自然光情况下变大变薄,叶色变淡,角度平展。另外,弱光条件下,不同光照强度对植物发育形态影响的研究概述徐大鹏1,3吕艳丽2兰长林1,3(1.兰州大学核科学与技术学院,甘肃兰州730000;2.兰州大学国家大学科技园,甘肃兰州730000;3.兰州大学教育部中子应用技术工程研究中心,甘肃兰州730000)【摘要】从植物生长发育过程中的萌发、幼苗、茎、叶、株高、根系、生物量、叶片结构、分枝、观赏品质等方面,概述了光照强度对植物发育形态特性的影响,初步分析了作用机理和研究中存在的问题,并进行了展望。【关键词】光强生长发育形态ResearchontheEffectsofdifferentlightintensityonmorphologicalcharacteristicsofplantXUDa-peng1,3,LVYan-li2,LANChang-lin1,3(1.SchoolofNuclearScienceandTechnologe,LanzhouUniversity,Lanzhou730000,China;2.Lanzhouuniversitynationalsciencepark,Lanzhou730000,China;3.EngineeringResearchCenterforNeutronApplication,MinistryofEducation,LanzhouUniversity,Lanzhou730000,China)【Abstract】Theeffectsoflightintensityonthemorphologicalcharacteristicsofplantweresummarizedfromthefollowingaspects:germination,seedling,stem,leaf,plantheight,rootsystem,biomass,leafstructure,branchandornamentalqualityandsoon.Thepreliminaryanalysisofmechanismandtheproblemswerepresented,andofexistingresearchwereAtheproblemsofmechanismandresearch,andfutureresearchwasprospected.【Keywords】LightintensityGrowthMorphology基金项目:兰州大学交叉学科青年创新研究基金资助(LZUJC200904),兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金资助(lzujbky-2012-174)作者简介:徐大鹏,男,甘肃兰州,工程师,硕士,从事放射生物学与生态学研究。