1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
本课题的意义
本课题主要研究植物工厂环境下,LED不同光源光密度对水稻机插秧苗的影响,分析水稻机插秧苗各项生理指标的变化,选择适宜水稻机插秧苗生长的光密度,从而为进行大规模的工厂化生产提供光谱参考依据。植物工厂受自然条件影响小,生产计划性强,周期短,自动化程度高,在极端的环境条件下保障食物供给和食品安全,有利于农业摆脱资源(耕地、水、气候、环境等)的限制,实现农业的可持续发展,加上LED在植物工厂上的应用具有很多的优势,新型光源均以节约能源、降低成本、适于植物生长为宗旨,对植物工厂生产的实用化、规模化和商业化有着重要意义。所以,研究光密度对水稻机插秧苗的影响具有实际意义。
国内外研究概况
2. 研究的基本内容和问题
研究的目标
通过不同光密度下对水稻机插秧苗的影响,包括生理指标和形态指标,探讨水稻机插秧苗生长的适宜光密度。
研究内容
3. 研究的方法与方案
研究方法:
用不同的光密度对水稻秧苗进行处理,每个处理设计重复,每个重复之间没有差异,处理过后再对植株的生理指标(如叶绿素、类胡萝卜素)和形态指标(如株高、茎粗、根长、鲜干重)进行测量,分析计算。
技术路线
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实验方案
试验品种:宁粳7号,由南京农业大学农学院水稻栽培组提供。
试验设计
处理 | 光谱能量分布 | 峰值波长 λp(nm) | 波长半宽 Δλ(nm) | 光密度 (mol/m2s) |
1 | RB1:1 | 665 445 | 20 | 30 |
2 | RB1:1 | 665 445 | 20 | 80 |
3 | RB1:1 | 665 445 | 20 | 130 |
4 | RB1:1 | 665 445 | 20 | 280 |
5 | RB1:1 | 665 445 | 20 | 380 |
试验在南京农业大学农学院AGRI-LED植物培育系统中进行,试验以红蓝1:1为基础,设置5个不同光密度处理,分别是30mol/m2s,80mol/m2s,130mol/m2s,280mol/m2s,380mol/m2s,调节机插秧盘与LED灯的距离,分别达到处理光密度设置要求。植物工厂环境温度252℃,湿度705%,光周期12h/d,处理35天后结束。
测定项目
1.株高、茎粗、根长、鲜干重、单株叶面积(长宽0.75)、不定根数、白根数、最长不定根长、叶龄:(每15株为一重复测定)
用直尺从叶尖到假茎基部测得株高;从根尖到假茎基部测得根长;游标卡尺测定假茎基部宽;万分之一天平称得叶片及根的鲜质量,将鲜样置于105℃杀青巧min,80℃烘干至恒重称得干质量。(计算:壮苗指数=茎粗/株高干质量;比叶重。)
2.生理生化指标测定3次重复:
(1)叶绿素、类胡萝卜素,根活力
(2)叶片净光合速率,叶片叶绿素荧光参数
可行性分析
在实验过程中,我们有很好的实验环境:
植物工厂内,植物生长的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件均可以进行调控。
仪器:实验室有各种测量指标所需要的仪器,比如离心机、万分之一天平,分光光度计、恒温箱等。
实验有专业老师的指导,实验设计重复,进行多次对比分析。
4. 研究创新点
本实验的创新之处在于:
前人在这方面的研究较少,认知度自然也就比较浅,说明这方面有很大的研究发展空间。
现在LED和植物工厂都处于一个发展的上升阶段,各种设施环境也不断在更新换代,主要运用了现在最先进的LED人造光源,在非自然条件下,为实验提供单色光和混合光,而且能控制光源的性质,符合实验的需要。而植物工厂它受自然条件影响小,植物生产计划性强,生产周期短,自动化程度高,以在极端的环境条件下保障食物供给和食品安全,有利于农业摆脱资源(耕地、水、气候、环境等)的限制,为我们的实验提供了更好的环境。
5. 研究计划与进展
研究计划
2013.9.1-2013.10.1搜集文献资料,了解水稻育秧过程
2013.10.2-2013.11.15进行水稻生长预实验
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