受控环境下光周期对小麦生长发育、产量及营养品质的影响

摘要

为探讨受控生态生保系统(CELSS)中利用光周期调控提高植物能量利用效率的可能性,以红蓝LED(90%红+10%蓝)为光源,在开花前及开花后各设置12、16、20和24h四个光周期水平,形成16个处理,研究光周期对小麦生长发育、产量和营养品质的影响。结果表明,开花前光周期延长使小麦开花时间显著提前,特别是导致出苗到拔节和拔节到抽穗的天数显著减少。开花后光周期延长会缩短开花到成熟的时间,且开花前和开花后光周期对小麦生育期长度的影响相互独立。在开花前,短光周期有利于小麦营养器官的构建,增加株高、分蘖数、叶片数和营养器官干重,进而提高籽粒产量、收获指数和能效比。在开花后,长光周期提高了灌浆期叶片光合速率,促进籽粒中干物质积累,提高籽粒产量、收获指数和能效比。开花前短光周期的增产作用主要是因穗数和穗粒数增加,而开花后长光周期的增产作用主要是因粒重增加。在开花前后,延长光周期均导致籽粒淀粉含量增加和蛋白质含量减少。在开花前12h光照、开花后24h光照的处理下小麦产量和能量利用效率均最高,说明开花前短光周期结合开花后长光周期最有利于小麦高产和能量高效利用。