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2006年1月1日 作者:ctnyzn [返回]
光照对植物及离体材料发育的影响


    万物生长靠太阳,植物更是以太阳为主要能量来源而实现自身的生长与发育,它依靠一张张具有光合作用能力的叶片,魔术师般地把光能转化为生物化学能,有了这些能量转换才有植物生长及各器官的形成。光合作用就是植物的叶绿体细胞在光照提供能量的作用下,把吸收的二氧化碳与水合成有机化合物的过程。从植物体的组成来说,它的80-90%以上的物质都是光合作用合成的产物,其它来自土壤空气或者水中。如果把一株植物进行烘干,所得的重量物质叫干物质,而再把干物质进行燃烧氧化,所留下的灰烬是从土壤中吸收的矿物质也叫灰份,其它燃烧的大部分物质是光合作用产物——碳水化合物。从中可知植物光合作用是构成一株植物最主要最重要物质的主要来源,所以在快繁过程中只有发挥光合作用本能才能为离体材料发育新器官形成提供物质及能量的支持,否则其它因素再俱全,也难以实现这个发育过程。但除了有些利用自身贮藏的能量参予发育转换之外,如在无光合作用情况下,离体材料可利用自身枝叶或器官内贮藏之碳水化合物来参予新器官形成及能量代谢,这就是利用无叶的休眠枝或地下球块茎类的快繁,就是利用光合积累产物来完成快繁及发育过程的。如无叶的休眠期的桃枝,在春节快繁时即使没有叶片光合作用参予,但它也进行生根与萌芽,形成一棵完整的植株;如百合或半夏,也可利用鳞茎或球茎内贮藏之养分进行自身发育,它是间接地利用已贮藏之碳源。植物离体材料的发育需要碳源及矿质营养再加上合理的激素比例,在植物非试管快繁技术体系中,碳源主要来源除了自身贮藏部分外,更重要的是依靠光合作用来补充,只有光合作用良好才能源源不断地为器官发育形成提供物质与能量。光合作用是所有绿色植物所特有的一种生理代谢,据近代光合作用研究,光合代谢过程是一个光电反应的过程,是光子以量子级的能量促进叶绿体上的电子发生能量跃迁而激发的光电反应,通过光电反应为生物合成提供所需的电子与能量。所以在一定光照幅射强度范围内,光通量越大,提供的光子能量越多,光合作用就越强,光合效率就越高,但也并不是说无限制的提高都能使光合效率无限度地提高,它还存在一个上下阈值,也就是光合强度的适应范围。当光强度提高到一定程度光合效率不再提高的时候,这个值就是该植物此时的光合上限值也叫光饱和点;而当光照变弱,光合作用渐渐下降,当下降至光合效率转化率为零的时候,这个值叫下限值,也叫光补偿点。不同的植物不同的器官不同的环境条件补偿点与饱和点都是不一样的,大多起源于赤道两侧,光照充足地方的植物光饱和点大,起源于日照少或生态弱光环境的植物补偿点要低。在植物离体材料快繁过程中,由于离体器官生理代谢存在的特殊性也表现为饱和点及补偿点的变化,不能以该植物完整植株时的光阈值为参照。离体材料大多光饱和点会下降,补偿点同时也会下降,具体下降幅度除与植物相关外,还与环境湿度有关,许多植物离体材料在湿度稍偏高的情况下,光饱和点也会适当提高,至于其中具体的机理可能与光合产物的及时运输有关,因发育完整的植株能及时把光合产物运至其他器官与部位,而快繁离体材料常因源库关系破坏而导致不能及时运走光合产物而累积在叶内导致光合效率的下降。另外,不同的离体材料如叶及器官的老嫩程度不同也有不同的光合饱和及补偿点,这就要求在繁殖过程中进行科学观察以寻求最佳的光照强度,达到光合效率的有效提高。通常大多数植物在5000LX—3至5万LX之间,幼嫩的材料往下限偏移,成熟或老的材料稍往上偏移,具体可因植物特性而定,阴性植物与阳性植物或中性植物间都有区别,甚至不同树令也存在着区别,这除了科学指导外还需有生产经验之判断。
    总之,光照是快繁中离体材料实现光自养完成整个植株发育最为重要的因素,也是光自养快繁的技术核心所在,更是环境控制的核心所在,一切环控因素都是为了实现光的最有效性与光合效率的最大化。在育苗过程中可以在利用自然光的同时,进行人工光的补充与光照强度的人工调整,这是通过光环控达理想育苗效果的重要手段,如在基地安装补光灯,或安装自动蔗光的荫网。具体将会在设备设施部分进行详细阐述。
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