为了证明LED照明可提高植物营养价值，专

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LED照明对植物生长发育作用的研究已进行了多年,但之前学者们多从植物形态学角度进行研究。近年来,该项研究已逐步转向LED照明对植物体内功能性化学物质积累的影响这一领域。该文就这方面研究的最新进展进行了评述,并指出了目前存在的问题及今后研究的思路和可能方向,以供生产和研究部门科研人员参考。

在各种环境因素中,光是影响植物生长发育和功能性化学物质积累的最重要因素之一(KopsellandKopsell,;Pérez-Balibreaetal.,)。植物的生长发育和生理指标都受到光的重要影响(McNellisandDeng,)。光对高等植物的影响主要表现在以下2方面:(1)提供植物光合作用所需的能量;(2)通过接收光信号来调节植物自身的生长、分化和代谢(Wangetal.,)。不同的光质和光强对植物的影响也不相同。年,发光二极管(light-emittingdio-de,LED)第1次被用于植物的研究(Bulaetal.,),并被证明是一种比传统光源更为有效的替代光源(Morrow,)。由于其具备低功耗、窄光谱和低发热等优点(Massaetal.,;Morrow,;Wa-tanabe,;Goto,),年后,LED作为一种更高效的光源被迅速引入植物工厂。通过调节LED光谱的分布来控制植物开花和叶片形态形成的方法不仅简单,而且还可促进植物中功能性化学物质浓度的增加(Goto,)。

从历史上看,LED对植物影响的研究最初是从植物形态学上开始的,国内研究人员在此方面也做了很多有价值的工作。近年来,国内外的科研人员开始将研究目标转向LED对植物体内功能性化学物质积累的影响,并在多个领域取得了较大的进展。该方面的研究对于在人工光源的照射下生产出具有可控输出的各种功能性和药用性植物都具有非常重要的意义。本文就有关的最新研究成果进行了评述,以供生产和研究部门的科研人员参考,同时也期待我国在这方面的研究能够取得更多更好的成果。

一、LED及其在植物照明中的应用

LED是半导体二极管的一种特殊类型。根据所用半导体材料的不同,LED发出光的波长可以从紫外线C(~nm)到红外线(~nm)广泛的区间范围(Bourget,),并且每个LED发出光的波长范围可以很窄。因而,它是一种真正具有频谱控制能力的且非常有效的植物照明光源。

与金属卤化物光源、荧光灯和高压钠灯不同,LED所用的固态照明系统具有一些非常独特的优势。它们不仅重量轻、体积小、使用寿命长,而且具有波长和光谱组成可控、带宽窄、发光面温度低、发热小、亮度高、辐射低及效率高等优点(Sterankaetal.,;NarendranandGu,;Spiazzietal.,;Tamulaitisetal.,;Chengetal.,;ChengandCheng,;Bourget,;Massaetal.,;Morrow,;Jangetal.,,a,b;Liuetal.,;Rodríguez-Vidaletal.,;Wuetal.,)。LED的这些优势,尤其是其光谱的可调控性、技术的不断创新和成熟以及使用量的日益增加(因而价格日益降低),使其成为植物照明光源的首选。与此同时,LED的发光效率也在不断提高。例如,年蓝色LED灯的发光效率只有11%,到年,达到了49%(Mitchelletal.,)。随着技术的不断进步和工艺水平的不断提高,未来LED的光谱控制将会更加灵活,其制造和使用成本也会越来越低,其优越性也将得到更充分的体现(Massaetal.,;Morrow,;YehandChung,;V?n-ninenetal.,)。

上述诸多优点也使得LED正逐渐取代传统照明光源的地位(Jangetal.,a,b),并被广泛地用于各领域,如显示器、装饰、背景照明、通信、指示牌、普通照明和城市夜景照明等(Tsao,;NarendranandGu,;ShurandZukauskas,;ChengandCheng,;Brodrick,;Fuetal.,；Juntunenetal.,;Ningetal.,)。

在植物照明方面,LED能够将合适的光波范围匹配到植物的光接收器,并影响植物的形态和组成成分(Morrow,)。对于在受控环境下培养的植物,LED的优越性也使之成为首选光源(Foltaetal.,;Ilievaetal.,)。在植物组织培养方面,LED的使用已取得了卓越的成就(GuptaandJatothu,)。

由于LED照明对植物形态学方面的影响已有大量的研究(Bulaetal.,;Foltaetal.,;Mas-saetal.,;YehandChung,;Ilievaetal.,;Johkanetal.,;Watanabe,;Jeongetal.,;CopeandBugbee,;GuptaandJatothu,;Kobayashietal.,),本文将重点评述LED照明对植物体内功能性化学物质积累的作用,以期引起国内同行的







































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