植物組織培養已廣泛應用于農業、林業、醫藥、化工等領域，在組培中存在著能源消耗量大和人工費用投入多的兩大發展瓶頸，而作為組培過程中重要環節之一的光照，其設備也日新月異。隨著光電技術的發展，LED發光效率不斷提高，尤其是其具有體積小、壽命長、能耗低和發熱低等優點，而且還能根據植物的需要精確調整發光光譜，顯著促進植物生長發育，提高農業生物的產量和品質。近年來，LED燈取代熒光燈在包括花卉、中藥材、瓜果蔬菜的設施栽培上以及育苗和組織培養方面的研究與應用，得到重視和快速發展，成為世界各國研究的熱點。

　　在花卉組織培養中，本文應用了LED燈作為培養過程中提供光照的光源，對其節能性和對植物生長的促進作用方面做了初步研究，以提高植物的生長速率，節約能耗，降低成本。另外，對于LED燈在花卉組織培養方面的應用，尤其是應用于宿根花卉的組培中還鮮有報道，本試驗可為同行提供參考依據。

　　1 材料與方法

　　1.1 試驗材料

　　1.1.1 植物材料。礬根酒紅(Heuchera Beaujolais)和礬根梔子黃(Heuchera Pistache)和大花萱草(Hemerocallis middendorffii)的組培增殖苗。

　　1.1.2 光照燈具、測量工具和烘干設備。LED-V1、LED-V2、LED-V3、LED-V4、T5-28W細熒光燈和FLP-40W粗熒光燈等6種不同光質的燈管，光度計，酒精溫度計，電子分析天平(精確度0.1 mg)，鼓風干燥箱(溫度范圍25～255℃)。

　　1.2 試驗方法

　　1.2.1 不同光質光源的產熱和耗能性測定。用光度計在培養架層面的5個不同位點測量光源光照強度;用玻璃酒精溫度計與燈管平行，酒精感溫部位貼于燈管表面，測量各種光源上下表面產熱溫度及燈下架層表面的溫度，測量時間5 min。

　　1.2.2 不同光質的光源對植物生長量的影響。以礬根酒紅、礬根梔子黃和大花萱草為材料，將接種于增殖培養基中同等大小的芽苗，在LED-V1、LED-V2、LED-V3、LED-V4、T5-28W細熒光燈和FLP-40W粗熒光燈等6種不同光質的光源下培養，每個品種每種光源各5瓶重復，每瓶7株苗，培養30 d時將苗從培養瓶中取出稱取鮮重，而后在設定溫度為90℃的鼓風干燥箱里烘干10 h后稱取干重，統計結果[5-6]。

　　2 結果與分析

　　2.1 不同光質光源的產熱和節能性

　　LED燈的光照強度大于熒光燈管，產熱性均低于常用的熒光燈，并且LED燈的下表溫度與架層表面的溫差小而穩定，常用光源熒光燈下的溫差大;LED燈的能耗均低于熒光燈，具有明顯的節能性能。

　　由表1可知，6種不同的光源中，4種LED燈的光照強度均高于2種熒光燈;燈管下表面所測得的溫度為2種熒光燈高于4種LED燈3～5℃，而幾種LED燈之間的溫差很小，同樣2種熒光燈之間的溫差也很小;燈管上表面所測得溫度仍為熒光燈高于LED燈，溫差為1.2～3.5℃，同樣是LED與熒光燈2種類型間溫差相對較大而同類型燈管間的溫差小;6種不同的燈，其見下面架層表面的溫度比較均一，溫差很小。

　　表1 6種不同光源的光照強度和產熱情況

　　

 

　　由表2可知，LED燈與熒光燈2種類型的燈管之間在價格、使用壽命、功率、耗電量和年費用等方面，均存在很大差異;LED燈的價格和使用壽命遠高于熒光燈，分別是熒光燈的5～9倍和3.5倍;LED燈的耗電量和費用遠低于熒光燈，是熒光燈的1/3～1/2，則節能性就是熒光燈的2～3倍。

　　2.2 不同光質的光源對苗生長量的影響

　　從各光源對植物生長量影響或者促進方面來講，不同強度和光質的光源對礬根酒紅、礬根梔子黃、大花萱草組培苗生長的影響不大，不同品種的生長量不同，但各光源之間沒有顯著差異;不同強度、光質和功率的光源對礬根酒紅、礬根梔子黃、大花萱草組培苗的生長具有同樣的影響。這樣在達到同樣生長量的情況下，耗能越小的光源，其促進植物生長的優勢越明顯。

　　由表3、4可知，礬根酒紅在光源LED-V3燈下的生長量最大，并且鮮重、干重的結果一致;礬根梔子黃則在光源LED-V2燈下的生長量最大，鮮重、干重結果一致;大花萱草在FLP-40W粗熒光燈下培養的生長量相較最大，略高于其他各光源。但將所有數據經過SPSS系統的Duncan分析法進行方差分析后，結果顯示各組數據間無顯著性差異，說明不同的光源對礬根和萱草組培苗生長量的影響沒有顯著性差別。

　　表2 6種不同光源的價格、壽命、功率、耗能及年使用費用測算

　　

 

　　注：年耗電量按每天使用10 h計算;電費按0.8元/(kW·h)計算。

　　2.3 LED燈的節能性分析

　　若以LED燈的使用壽命7年為一個單位時間，計算LED燈和熒光燈的1支燈在單位時間內的費用情況。由表5可知，使熒光燈的費用遠高于LED燈，是熒光燈的1.5～2.0倍。

　　表3 礬根2個不同品種在不同光質光源下的生長量測定數據

　　

 

　　表4 不同光源下大花萱草的干重情況

　　

 

　　1支LED燈與熒光燈相較，在7年間可節省269～435元。由此可推測，1個有100個培養架(1 200支燈)的組培室，僅培養架提供光照耗電費用每年可節約 4.6萬～7.5萬元，7年可節省32.2萬～52.5萬元。若考慮燈管產熱降溫費用，則LED燈的節能性能更為突出，值得大量推廣應用。

　　表5 6種不同光源在一個單位時間里所需費用 (元)

　　

 

　　3 結論與討論

　　隨著半導體光源技術的不斷進步，LED燈發光強度提高，價格降低，作為密閉式植物工廠中的人工光源取代熒光燈，在植物栽培領域的研究與應用逐漸受到世界各國的廣泛關注和重視。但在植物組織培養方面的研究還很欠缺，尤其是對組培苗生長的促進作用方面，還需做更多的研究，為LED燈更廣泛地應用于植物組培提供依據。

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