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仙客來是春節(jié)期間開花的花卉之一,花期為每年11月至翌年5月,花朵呈粉色或玫紅色,冬季養(yǎng)殖仙客來時,需要將其移入室內(nèi),并保證室內(nèi)通風(fēng),而在溫度較高時則需要開窗透氣,以防感染疾病。
2、臘梅
春節(jié)期間開花的臘梅,又稱黃梅、金梅等,因為耐寒耐旱而被人們稱為“旱不死的蠟梅”,臘梅花朵顏色為白色或粉紅色,開花時香氣濃郁,在日常的養(yǎng)護中,需要為臘梅提供充足的陽光以進行充分的光合作用。
3、木棉花
木棉花在每年春節(jié)時開花,花期在2月至4月,分為白色木棉花和紅色木棉花,而且木棉花作為廣州市花,喜高溫高濕的氣候環(huán)境,因此養(yǎng)殖過程中,需要為其提供充足的水分,可以每5-7天澆水一次,并定期修剪木棉花的枝葉,以增加觀賞性。
4、君子蘭
關(guān)鍵詞:花卉 施肥
在花卉栽培和養(yǎng)護中除了調(diào)節(jié)好溫度、光照和水分外,合理施用肥料也是花卉栽培中的重要環(huán)節(jié)。掌握各種肥料的性能和施用技術(shù)對花卉的生長發(fā)育、開花結(jié)果有著十分重要的作用。
1、廄肥
廄肥是指家養(yǎng)牲畜的糞肥,養(yǎng)分齊全,肥效持久。廄肥在花卉栽培中除作培養(yǎng)土配制外,還作為基肥使用。它是砂質(zhì)土及溫室花卉栽培中常用的肥料。其浸出液也可作為追肥施用,施用濃度在10 %左右。但都必須發(fā)酵腐熟后方可使用。
2、雞鴨糞
是含磷量較高的有機肥料,使用得當能使花卉生長發(fā)育充實,特別是觀花和觀果類花卉使用肥效更顯著。因其發(fā)酵時會發(fā)出高熱,故必須充分腐熟后才能加以使用,以免造成根系灼傷,影響植物生長??梢曰烊肱囵B(yǎng)土中作為盆花的基肥,也可施入花圃地,但易孳生蠐螬等地下害蟲。使用前最好在肥堆上澆灌辛硫磷500 倍稀釋液。作為液肥追施,應(yīng)進行稀釋,一般取1 份液肥上清液加4~5 份水,混合均勻后澆施。
3、餅肥
餅肥是指各種油粕,如豆餅、花生餅、菜籽餅的發(fā)酵肥。這是花卉栽培中使用較多的肥料,含有氮和磷,是一種良好的花卉肥料,對花卉生長發(fā)育和開花有很好的促進作用。但必須經(jīng)發(fā)酵腐熟后方可使用??梢宰骰适褂?也可作為追肥使用。作追肥使用時,可配制成礬肥水(黑礬、豆餅、豬糞、水,可按1∶3∶5∶100 的比例放入缸內(nèi)混合發(fā)酵,腐熟后上部的黑色液用來澆花) ,取上清液兌水90 %左右澆花。
4、骨粉肥
骨粉肥是一種遲效性肥料,富含磷質(zhì)。可提高花卉品質(zhì)及加強花莖強度,與其他肥料混合發(fā)酵使用效果更好。特別是對多年生盆栽花卉,結(jié)合上盆、換盆和翻盆,取適量直接放在盆土的下面做盆花的基肥,可較長時間的供給花卉生長發(fā)育所需的磷素。
5、草木灰
草木灰是指被燃燒的柴草灰肥。它是一種鉀肥,肥效較高,但易使土壤固結(jié)。可拌入培養(yǎng)土中使用,也可以拌入苗床使用,以利起苗。
6、石灰
石灰可以中和土壤酸性及促進肥料分解,但石灰對花卉生長需要量不是很大。在我國南方酸性土壤中適量使用,對花卉的生長發(fā)育很有利,特別對薔薇、香石竹等花卉使用后能使花色鮮艷,開花時間長。
7、尿素和硫酸銨
它們是速效性氮肥,肥力大,見效快,但持效期不長,一般作追肥使用。尿素偏堿,試用于北方花卉;硫酸銨偏酸,適用于南方花卉。用時最好加水1 000~1 500 倍稀釋,然后澆灌,不要在盆中撒施,否則常因施用量不準而將花木澆死。
8、復(fù)合肥
是無機肥料的綜合肥。一般適用于各種盆栽花卉的追肥,顆粒施用或配成稀薄溶液澆施。也可作為一、二年生地栽或盆栽花卉的基肥。
9、過磷酸鈣
是速效性磷肥,呈微酸性反應(yīng),肥力比較柔和。用時可按1∶100 的重量比和培養(yǎng)土相混合,或在種植前撒入花圃、花壇,翻耕后做基肥。追肥時需先加水100 倍,浸泡一晝夜后取上面的澄清液澆灌。
10、磷酸二氫鉀
是高級速效磷鉀肥料,肥效顯著,又相當衛(wèi)生。對、月季、大麗花、金橘以及君子蘭等花卉的生長發(fā)育效果顯著。能使植株健壯,葉色翠綠,花蕾繁多,花果碩大,色澤艷麗。施用時應(yīng)溶于500~1 000 倍水中稀釋,然后澆灌。
11、硫酸亞鐵
在北方栽培南方酸性花卉時,葉片常發(fā)黃脫落。為了防止葉片黃化,可定期澆灌硫酸亞鐵500 倍稀釋液,每隔15 d~20 d(天) 澆一次,既能中和土壤中的堿,又能補充鐵離子。澆灌時現(xiàn)配現(xiàn)用,不能存放,更不要干撒在盆土上,否則會氧化失效,而且對根系有害。
12、硼酸
硼是植物營養(yǎng)中的微量元素,對促進花芽分化、孕育花蕾和防止落花落果有顯著功效。在孕蕾前和孕蕾后向植株上噴幾次2 000~2 500 倍硼酸稀釋液,可大大增加花蕾的數(shù)量和提高花朵的質(zhì)量,對促進果實發(fā)育也有一定的效果。
花卉的施肥是很細致的工作,各種不同的花卉,有不同的要求,所以花卉施肥必須根據(jù)花卉的種類、不同的生育階段、不同的季節(jié)采用不同的施肥方法。如一些草本花卉、木本花卉、球根花卉、宿根花卉,因其生長時間長,所以每年冬季必須施足基肥,以供來年生長發(fā)育之需。球根花卉可在球根下種時施足基肥,以供抽芽開花及長新球之需。對盆栽花卉,可結(jié)合上盆、換盆和翻盆,將肥料加入培養(yǎng)土中。一般花卉除施基肥外,還必須追肥。追肥多為速效性的液體肥料,都在其生長所需的時候施用。如開花之前施用磷肥,開花后追施氮肥,春季萌動時追施完全肥料等。
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關(guān)鍵詞 光質(zhì);LED;植物栽培;醫(yī)療
中圖分類號 S31;TN312+.8 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2012)10-0026-02
LED是21世紀具有競爭力的新型光源,其具有節(jié)能環(huán)保、使用壽命長、體積小、效率高、光色純、能耗低、控制靈活等優(yōu)點[1]。1968年,有關(guān)LED的相關(guān)產(chǎn)品首次被研發(fā),但應(yīng)用領(lǐng)域較小,主要是由于產(chǎn)品種類少,輻射強度低。后來有關(guān)LED產(chǎn)品的研究方向多集中在提高亮度方面,并在20世紀80年代中期出現(xiàn)相關(guān)產(chǎn)品。1993年,該領(lǐng)域的研究獲得了重大突破,高亮度藍光LED由日本Nichia公司成功研制,應(yīng)用范圍也逐漸拓寬,涉及到照明、設(shè)施農(nóng)業(yè)、通訊、汽車制造等方面。該文著重于研究LED在農(nóng)業(yè)植物栽培方面的應(yīng)用,即不同波長的LED在植物栽培中對植物生長發(fā)育的影響,并簡要介紹在其他生物產(chǎn)業(yè)如害蟲防治、動物養(yǎng)殖和醫(yī)療和美容方面的情況。
1 LED在植物栽培中的應(yīng)用研究
1.1 研究背景
光是生物產(chǎn)業(yè)中起重要影響作用的因素之一。目前,植物栽培等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生物的各個產(chǎn)業(yè)中仍以太陽光為主要光源。雖然獲取太陽光不需要任何費用,但易受天氣和地理環(huán)境的制約,使其在產(chǎn)量、品質(zhì)等方面的應(yīng)用效果不能提高。隨著科學(xué)技術(shù)的進步以及農(nóng)業(yè)與生物等各個產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,人類對光的利用逐漸突破各種限制,人工光源的利用范圍越來越廣泛。目前,一些能耗大、運行費用高的人工光源逐漸應(yīng)用,如金屬鹵素燈、熒光燈、白熾燈、高壓鈉燈等,其能耗費用占全部運行成本的50%~60%。因此,農(nóng)業(yè)領(lǐng)域人工光源應(yīng)用的研究主要集中在提高發(fā)光效率、減少能耗方向。由于LED光源在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有自己的獨特優(yōu)點:可以選擇特定波長,且波段集中(即波譜線較窄);使用期間衰減小,其使用壽命可達5萬~10萬 h,是普通照明燈具的10倍以上;為低發(fā)熱光源,可近距離照射,從而使植物的栽培層數(shù)和空間利用率大大提高;可以通過調(diào)節(jié)頻率與工作比從而進一步省電;可調(diào)整電流,達到調(diào)整光量和光質(zhì)。由此使學(xué)者更加深入研究植物栽培領(lǐng)域的LED產(chǎn)品。
1.2 光對植物生長發(fā)育的影響
光是綠色植物進行光合作用不可缺少的能量來源,光在綠色植物生長中起著至關(guān)重要的作用,只有在光照條件下,植物才能正常生長、開花和結(jié)實;同時光也影響植物的形態(tài)建成和地理分布[2]。光對植物影響可分為3個方面:光強、光質(zhì)、光周期。光強就是光的強度,過強或過弱都不利于植物生長。光質(zhì)就是光譜構(gòu)成情況,自然狀態(tài)下的光譜往往是固定不變的,這就不能滿足不同生物在不同時期對光譜的特定需要。例如,一些海藻在夜間需要按照特定的波長配置藍光、紅光。光周期就是生長過程中光照時間的要求。植物并非24 h都需要同樣的光,其需要的日照長短時間是不同的。
通過光強、光質(zhì)和光周期調(diào)節(jié),可以控制植株形態(tài)建成和生長發(fā)育,如調(diào)節(jié)光周期、人為調(diào)控瓜類的性別表現(xiàn)等,這已經(jīng)成為設(shè)施栽培領(lǐng)域的一項重要技術(shù)。在植物育種上常利用光周期現(xiàn)象來控制植物的開花,以便授粉或加速世育進程,從而提高育種效率。太陽光包含的光譜范圍很寬,但并不是所有的光線都對植物的生長發(fā)育有影響,起影響作用的主要是可見光、紫外線和紅外線。不同范圍的波長對植物的影響情況如表1所示[3]。
光合作用需要波長范圍在400~700 nm(可見光部分)的光,但是光對植物的影響除了提供光合作用所需之外,尚包括光周期的調(diào)節(jié)。另外,光質(zhì)(紅、藍光比例,紅、遠紅光比例等)對植物的形態(tài)發(fā)生亦有決定性的影響。光譜中紅光(620~660 nm)不僅有利于植物碳水化合物的合成,還能加速長日照植物的發(fā)育;紅光和遠紅光(710~740 nm)光通量的比值(R/FR)對植物形態(tài)建成、調(diào)節(jié)植株高度具有重要影響。紅光光譜能量與遠紅光光譜能量的比例為1.0~1.2,植物的發(fā)育將是正常的。但是每種植物對于這些光譜比例的敏感性也不同。當遠紅外光含量過多時,有促進莖的伸長趨勢(有時出現(xiàn)徒長的現(xiàn)象),促進花芽的形成,花期提前。藍光(450~470 nm)直接或間接影響植物胚軸的伸長、酶的調(diào)節(jié)和合成、氣孔的張開、葉綠體的成熟和光形態(tài)建成,它加速短日照植物發(fā)育,并促進蛋白質(zhì)和有機酸的合成。藍光多時植物會發(fā)生莖不伸長,有矮化的趨勢,葉片變厚。短波的藍紫光和紫外線能抑制莖節(jié)間伸長,促進多發(fā)側(cè)枝和芽的分化,有助于花色素和維生素的合成。因此,高山及高海拔地區(qū)因紫外線較多,高山花卉色彩更加濃艷,果色更加艷麗,品質(zhì)更佳。
1.3 不同光質(zhì)LED對植物生長的影響
日本三菱公司最早將LED用于植物栽培,早在1982年就有關(guān)于采用波長650 nm的紅色LED進行溫室番茄補光[4]的試驗報道。1991年,Bula et al[5]在萵苣栽培中將紅光660 nm的LED與熒光燈結(jié)合,并獲得成功。后來研究了各種色光的LED的光質(zhì)和光量對植物生長的影響,以及LED產(chǎn)生的間歇光源的影響。
由于植物并不是吸收所有的光譜,而是為特定的選擇性吸收,即光質(zhì)是影響植物生長發(fā)育的重要環(huán)境因素。而LED光源發(fā)出的光波譜范圍較窄,可以實現(xiàn)精確的光質(zhì)配比。根據(jù)作物的這一生理特性與LED光源的物理特性,利用LED發(fā)出特定的光譜來作為人工光源的栽培試驗已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。在研究光質(zhì)對菠菜草酸、單寧及硝酸鹽積累效應(yīng)的影響時,主要研究了不同光質(zhì)對菠菜草酸、單寧及硝酸鹽積累效應(yīng)的影響[6]。試驗發(fā)現(xiàn)采用不同光色的LED后,藍光對菠菜地上部生長有顯著的抑制效應(yīng),表現(xiàn)為葉面積和葉柄長均低于白光對照。可溶性糖含量以紅光處理最高,且顯著高于白光,藍光恰好相反,表明紅光有利于碳水化合物的形成與積累,與地上部干物質(zhì)積累趨勢一致。紅光處理條件下菠菜產(chǎn)量雖然不高,但與對照(白光)相比紅光可極大地降低菠菜的硝酸鹽和草酸含量,促進碳水化合物形成和積累。
此外,研究不同LED光源對番茄的苗期和果實轉(zhuǎn)色期的影響[7],發(fā)現(xiàn)紅光處理的番茄幼苗營養(yǎng)生長旺盛,干物質(zhì)積累多,葉面積擴展快。在抑制莖的伸長方面,藍光與紅光都有顯著效果。紅光和藍光下較高的抗氧化酶活性是番茄幼苗健壯生長的重要原因之一,而黃光和綠光處理下較低的酶活性表現(xiàn)為幼苗顯著徒長,質(zhì)量較低。紅光處理可提高果實的番茄紅素含量,且紅光處理番茄果實可溶性糖、可滴定酸的含量最高,VC含量最低;紅藍組合光處理番茄果實的糖酸比值最高;可溶性蛋白含量相對較高;藍光處理番茄果實VC 含量、可溶性蛋白含量最高。
通過試驗可知,在果實轉(zhuǎn)色期增加紅光照射可以改善果實著色,提早成熟期,照射藍光可以提高果實營養(yǎng)品質(zhì),以獲得優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和高效。目前,LED已成功用于萵苣、胡椒、胡瓜、小麥、菠菜、虎頭蘭、草莓、馬鈴薯、白鶴芋及藻類等植物的栽培[8]。隨著研究的的進一步深入,應(yīng)用將越來越廣泛。在蔬菜存儲方面,在LED弱光和黑暗條件下,新鮮蔬菜同在5 ℃冷藏1周后,經(jīng)過光照的蔬菜的保存程度要明顯好于黑暗環(huán)境下的。在花卉幼苗運輸時,同等條件下一組用3只LED進行光照處理,另一組在黑暗環(huán)境下。30 d后可以看到,經(jīng)過光照的幼苗心葉表現(xiàn)正常,而黑暗環(huán)境下的幼苗心葉有明顯的白化現(xiàn)象,具體情況如圖1所示。
通過研究不同光色的LED對植物的影響,可以知道不同的植物對光質(zhì)配比的敏感性不同,表現(xiàn)出不同的適應(yīng)性,即便是同一種植物在不同的生長時期對光質(zhì)的需求也有可能是不同的。因此,對不同的植物要照射不同的光質(zhì)且有不同的光質(zhì)配比。按照植物對光的選擇吸收,LED可做成發(fā)散各種色光的燈,即LED植物燈。目前市場上的植物燈主要是做成紅藍組合、全藍、全紅3種形式,其中紅藍2種波長的光線,可以覆蓋光合作用所需的波長范圍。在視覺效果上,紅藍組合的植物燈呈現(xiàn)粉紅色[9-10]。
2 LED在其他生物領(lǐng)域的應(yīng)用
與植物不同,動物不能直接利用光,但光對某些動物的作用仍然很大。動物體表的顏色與光的吸收有關(guān)[2]。例如,在同樣的光照下,深色蜥蜴的體溫比淺色蜥蜴增加的快。另外,動物的生活節(jié)律大都與光照有關(guān),如多數(shù)鳥類等晝行性動物白天覓食,夜晚休息;蟑螂、白蟻等夜行性昆蟲則相反。此外,光還會影響到動物的生育繁殖等行為。針對蚊子的逆光生物特性研制的驅(qū)蚊燈,光譜主要為530~590 nm。此波段是蚊子的逃避光,利用此即可達到驅(qū)蚊效果。在植物病蟲害防治方面,通常用黃光LED驅(qū)蟲,藍光和紫外光LED用于誘蟲和捕蟲。在養(yǎng)殖業(yè)中,冬天牛的泌乳量和禽類的產(chǎn)蛋量都會因光照時間的縮短而降低。此時對其增加光照時間可提高泌乳量和產(chǎn)蛋量[11]。目前,在這方面應(yīng)用較多的是普通光源,LED燈因出于對其光量和成本的考慮應(yīng)用不多。但是隨著科技的發(fā)展,LED運用于動物方面也將成為一種趨勢。
另外,LED還廣泛用于醫(yī)療和美容。例如,用紅藍光LED治療青春痘,用紅光和紅外光LED來加速細胞復(fù)生,從而可以治療口腔黏膜破損,促進傷口愈合。目前,在醫(yī)學(xué)界采用了一種新療法——光動力療法,即利用紅光LED來取代鐳射治療疾病。給患者服用光敏素后,該藥物可附著在病變細胞上,在受到紅光照射后可啟動該藥物的功能,從而殺死病變細胞。LED的紅光比鐳射光溫和,不至于傷害其他健康細胞,不會產(chǎn)生不良的副作用。柔光回春療法應(yīng)用高亮度LED為光源作為脈沖光,發(fā)出560~1 200 nm的光譜,用于治療色素、血管斑及老化產(chǎn)生的膚質(zhì)現(xiàn)象如松弛、皺紋等,從而達到美容效果。用發(fā)綠色光的LED治療多種生理上精神失常疾病,如SAD的光照療法[12]。
總之,LED作為一種新型光源具有巨大的發(fā)展?jié)摿?,科技發(fā)展將會使LED的應(yīng)用范圍越來越廣泛。
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