专利名称：水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养方法
技术领域：
本发明涉及植物栽培技术中的光照措施，尤指一种发光二极管在水稻根系环境中的光效应，主要用于水稻铁营养不足症状的发生，并针对铁营养不足症状进行发光二极管增进铁营养的方法。
背景技术：
在前一专利申请中，其题目为一种植物根系光照装置及其方法，申请号为03150726.3，我们讲述了发光二极管LED作为光源用于根系环境中的装置，阐述了光照装置的结构和在番茄上应用的方法，除了番茄外，该装置在水稻上如何使用，如何区分发光二极管LED光对植物根系的直接影响和间接影响，如何观察LED光在植物生理过程上的作用，这些问题都未见公开报道和深入研究。
发明内容
为了克服上述不足之处，本发明的主要目的旨在提供一种将发光二极管作为植物的光源材料，用发光二极管照射在水稻根系上，且不影响日光照射的一种水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养方法。
本发明要解决的技术问题是在根系环境中设置光源需解决以下几个技术问题(1)需要无土栽培的环境，最好是水培环境；(2)光源在水中是稳定的，自下往上能对整个根系照光而不是植物局部器官受光；(3)消除水中照光产生的热效应和可能产生的其它物理效应；(4)能进行不同颜色(波段)光的对比试验；(5)必要时消除因水中照光产生的有碍植物生长的生物等问题。
(6)要针对水稻铁营养不足症状的发生，进行发光二极管增进铁营养方法研究等技术问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该装置包括淋滴头、栽培盆体和光照系统、底盆和泵水循环系统及发光二极管植物根系光照装置等，采用并联两套根系光照装置的办法，由一套循环水路和一套发光二极管光照系统并联两套根系光照装置，构成七组发光二极管LED并联装置的光实验系统。
所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置的根系光照装置或为单体根系光照装置或为双体并联根系光照装置等。
所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置的单体根系光照装置依次由淋滴头、黑色盖层、栽培盆体和光照系统、底盆盖、定位圈套及底盆和泵水循环系统等各部件组成，其中淋滴头的输出与黑色盖层的输入相连接，黑色盖层的输出与栽培盆体和光照系统的输入相连接，栽培盆体和光照系统的输出与另一黑色盖层的输入相连接，另一黑色盖层的输出与底盆盖的输入相连接，底盆盖的的输出与定位圈套的输入相连接，定位圈套的输出与底盆和泵水循环系统的输入相连接。
所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置的双体并联根系光照装置由一单体根系光照装置和另一根系光照装置等部件组成，其中另一根系光照装置依次由淋滴头、黑色盖层、栽培盆体、底盆盖、定位圈套及底盆等各部件组成，其淋滴头的输出与黑色盖层的输入相连接，黑色盖层的输出与栽培盆体的输入相连接，栽培盆体的输出与另一黑色盖层的输入相连接，另一黑色盖层的输出与底盆盖的输入相连接，底盆盖的的输出与定位圈套的输入相连接，定位圈套的输出与底盆的输入相连接；在底盆上凿2只大小一样的管孔，一只通过上水管，另一只通过回水管，两套装置经两水管并联在一起。
所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置的光实验系统由七组发光二极管LED并联装置和单独一套水循环实验装置CK2及常规土培CK3等部件组成，其中单独一套水循环实验装置CK2分别与LED光处理的水对照；常规土培CK3与上述八组水培对照。
所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置的七组发光二极管LED并联装置分别为LED-兰/CK1、LED-绿/CK1、LED-紫/CK1、LED-黄绿/CK1、LED-白/CK1、LED-红/CK1、LED-黄/CK1和单独一组装置CK2，七组实验由同一只灯光电源控制箱控制，后者连接定时器，8组装置的潜水泵由另一只定时器控制的接线板控制，其中各CK1分别为各色LED光直接照射的对照，结果观察到各种发光二极管LED光分解产生两种光效应直接的和随水循环的间接光效应。
一种水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养方法，该方法将LED发光二极管作为植物的光源材料，并在无土栽培或水培环境中直接光照根系，根据水培盆体结构设计光板，环氧树脂防水，然后沉入水中盆底由下向上对整个根系照光，其种植和培养的工作步骤是步骤1.选用栽培容器、制作发光二极管光板及根光照设施的安装；
步骤2.精选品种；水稻沪旱4号，中晚熟品种；步骤3.选种发芽；用5％的食盐水选种，再将种子浸入水中48小时，取出后，放入湿纱布内在25℃下发芽；步骤4.播种选大小一致的种芽4粒，用湿岩棉包裹，放入小栽培钵中，再插入栽培盆钵的栽培孔中，每盆种3孔；CK3泥盆中也种3孔；种芽生长到2真叶时，每孔留3株，每盆有9株作为观察对象；步骤5.营养液及LED光处理在播种后，各盆立即注满营养液並开始循环流灌和照光，循环流灌时间是每天的5:30-18:30，LED照光时间是每天的6:00-18:00，与此同时地上部仍接受日光照射；步骤6.增加元素铁，以螯合铁形式供给元素铁Fe的含量由开始时的1mg/L，逐渐增加到6mg/L达到叶片正常绿色，其它各元素都维持原营养液配方浓度；步骤7.实验结束营养液从培养开始到实验结束保持不变，只是每天补充消耗的部分，直至实验结束不更换新鲜溶液。
本发明用一套循环水路和一套LED光照系统并联两套根系光照装置，总共构成7种不同的LED光实验系统，如LED-白/CK1(对照1)、LED-兰/CK1、LED-绿/CK1、LED-紫/CK1、LED-红/CK1、LED-黄/CK1、LED-黄绿/CK1，另设没有LED光的水系统CK2作为光处理水的对照，CK3土培作为标准对照，观察到了LED光对水稻生长的影响及其实际意义。
特别配制的含硅(Si)9mg/L，铁(Fe)1mg/L完全营养系统(PH5.5-6.5，EC约为0.75)作为LED-白/CK1等7种处理和CK2的营养介质，发现所有处理系统的水稻都发生叶黄化的Fe不足饥饿症，当Fe元素增量达到6mg/L时，凡分别照LED光的处理(所有LED/CK1)的水稻叶片都转黄为绿，恢复正常生长，唯有CK2(没有LED光的单独水系统)不能恢复。实验证明LED照根对植物生长有质的影响。
并联两套根系光照装置的实验方法便利观察LED光的直接作用和间接作用，在如LED-白/CK1等7种处理系统中，LED-白距根系近，表现的是光的直接作用和通过介质传导的间接作用，而并联的CK1接受的是循环水带来的LED-白的间接作用。LED-白/CK1两组水稻叶片由黄转绿的不同恢复情况真实揭露了LED-白等7种灯发出的两种光的作用。如观察到，LED-白等灯的两种光都是水稻生长需要的；LED-红等灯的间接影响好于直接作用；LED-绿等灯的直接影响好于间接作用。
本发明的有益效果是提供一种用发光二极管作为植物的光源材料，并安装在植物的根系环境中，应用在水稻根系环境中的光效应，针对水稻铁营养不足症状的发生，进行发光二极管LED增进铁营养实验，发现水稻苗生长在含硅(Si)9mg/L，铁(Fe)1mg/L的完全营养溶液中会发生铁(Fe)饥饿的黄叶症状，随着铁(Fe)量增加到6mg/L，所有发光二极管LED光处理及其并联的CK1都恢复正常生长，结果显示发光二极管LED光照根系对水稻生长有质的影响，并取得了有益的效果。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图1是本发明根系光照装置单体示意图；附图2是本发明根系光照装置双体并联示意图；附图3是本发明的各种发光二极管LED光对水稻黄化叶片恢复的影响示意图；附图4是本发明的实施例LED-白/CK1系统样品示意图；其中LED-白并联CK1共用同一循环水系统和光照系统，CK2是单独水系统，CK3是泥盆栽培示意图；附图5是本发明的实施例LED-兰/CK1系统样品示意图；附图6是本发明的实施例LED-黄/CK1系统样品示意图；附图7是本发明的实施例LED-绿/CK1系统样品示意图；附图8是本发明的实施例LED-红/CK1系统样品示意图；附图9是本发明的实施例LED-紫/CK1系统样品示意图；附图10是本发明的实施例LED-黄绿/CK1系统样品示意图；附图中标号说明1—淋滴头；2—黑色盖层；3—栽培盆体；4—底盆盖；5—定位圈套；6—底盆；7—栽培盆体+光照系统；8—底盆+泵水循环系统；具体实施方式
请参阅附图1、2所示，本发明的装置发光二极管LED光照结构同于前专利(申请号03150726.3)说明，唯有一点改进为，加上黑色盖层2组成LED光照装置，如图1所示，以严防自然光干扰。
该装置包括淋滴头、栽培盆体和光照系统、底盆和泵水循环系统及发光二极管植物根系光照装置等，采用并联两套根系光照装置的办法，由一套循环水路和一套发光二极管光照系统并联两套根系光照装置，构成七组发光二极管LED并联装置的光实验系统。
所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置的根系光照装置或为单体根系光照装置或为双体并联根系光照装置等。
所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置的单体根系光照装置依次由淋滴头1、黑色盖层2、栽培盆体和光照系统7、底盆盖4、定位圈套5及底盆和泵水循环系统8等各部件组成，其中淋滴头1的输出与黑色盖层2的输入相连接，黑色盖层2的输出与栽培盆体和光照系统7的输入相连接，栽培盆体和光照系统7的输出与另一黑色盖层2的输入相连接，另一黑色盖层2的输出与底盆盖4的输入相连接，底盆盖4的的输出与定位圈套5的输入相连接，定位圈套5的输出与底盆和泵水循环系统8的输入相连接。
所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置的双体并联根系光照装置由一单体根系光照装置和另一根系光照装置等部件组成，其中另一根系光照装置依次由淋滴头1、黑色盖层2、栽培盆体3、底盆盖4、定位圈套5及底盆6等各部件组成，其淋滴头1的输出与黑色盖层2的输入相连接，黑色盖层2的输出与栽培盆体3的输入相连接，栽培盆体3的输出与另一黑色盖层2的输入相连接，另一黑色盖层2的输出与底盆盖4的输入相连接，底盆盖4的的输出与定位圈套5的输入相连接，定位圈套5的输出与底盆6的输入相连接；在底盆6上凿2只大小一样的管孔，一只通过上水管11，另一只通过回水管12，两套装置经两水管并联在一起。
所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置的光实验系统由七组发光二极管LED并联装置和单独一套水循环实验装置CK2及常规土培CK3等部件组成，其中单独一套水循环实验装置CK2分别与LED光处理的水对照；常规土培CK3与上述八组水培对照。
所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置的七组发光二极管LED并联装置分别为LED-兰/CK1、LED-绿/CK1、LED-紫/CK1、LED-黄绿/CK1、LED-白/CK1、LED-红/CK1、LED-黄/CK1和单独一组装置CK2，七组实验由同一只灯光电源控制箱控制，后者连接定时器，8组装置的潜水泵由另一只定时器控制的接线板控制，其中各CK1分别为各色LED光直接照射的对照，结果观察到各种发光二极管LED光分解产生两种光效应直接的和随水循环的间接光效应。
一种水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养方法，该方法将LED发光二极管作为植物的光源材料，并在无土栽培或水培环境中直接光照根系，根据水培盆体结构设计光板，环氧树脂防水，然后沉入水中盆底由下向上对整个根系照光，其种植和培养的工作步骤是步骤1.选用栽培容器、制作发光二极管光板及根光照设施的安装；步骤2.精选品种；水稻沪旱4号，中晚熟品种；步骤3.选种发芽；用5％的食盐水选种，再将种子浸入水中48小时，取出后，放入湿纱布内在25℃下发芽；步骤4.播种选大小一致的种芽4粒，用湿岩棉包裹，放入小栽培钵中，再插入栽培盆钵(3)的栽培孔中，每盆种3孔；CK3泥盆中也种3孔；种芽生长到2真叶时，每孔留3株，每盆有9株作为观察对象；步骤5.营养液及LED光处理在播种后，各盆立即注满营养液並开始循环流灌和照光，循环流灌时间是每天的5:30-18:30，LED照光时间是每天的6:00-18:00，与此同时地上部仍接受日光照射；步骤6.增加元素铁，以螯合铁形式供给元素铁Fe的含量由开始时的1mg/L，逐渐增加到6mg/L达到叶片正常绿色，其它各元素都维持原营养液配方浓度；步骤7.实验结束营养液从培养开始到实验结束保持不变，只是每天补充消耗的部分，直至实验结束不更换新鲜溶液。
本发明的具体实施例详述如下1)、选单子叶植物水稻作为实验材料，做7种光源处理，有LED-白、LED-兰、LED-绿、LED-紫、LED-红、LED-黄和LED-黄绿；2)、采用并联两套根系光照装置的办法，发现LED光在生长水稻的溶液中分解产生两部分光的功能，一种是光源与水稻根系在同一盆钵中，根系接受光的直接照射和通过液体介质的传导影响；另一部分光的作用随水循环到另一套装置中作用于水稻根系，显示光的间接作用；这一重要结果，为广泛应用LED光于植物栽培指明了方向；3)、水稻生长在含元素硅(Si)9mg/L，铁(Fe)1mg/L的完全营养液中5天，发生了叶色黄化的Fe饥饿症，在逐步补充Fe元素于各光照实验系统中达到6mg/L时，凡有LED光处理者，叶黄化现象逐渐转绿至正常，而无LED光的对照CK2仍保持黄化症状，表明LED光在增进Fe营养上有重要的生物学意义；如图2所示，两套单独的装置(A、B)在底盆并联，以共用装置(A)中的一套水循环系统和光照系统，图2的上水道11，下水道或回水道12表明，生长在装置(A)栽培盆钵上的水稻距光源近，受到LED光的直接和间接的双重影响，而生长在装置(B)栽培盆钵上的水稻(CK1即对照1)只受到随水循环的LED光的间接影响；用自来水特别配制水稻完全营养液(硝酸钙0.23g/L，磷酸二氢钾0.09g/L，硫酸铵0.13g/L，硫酸镁0.65g/L，螯合铁1mg/L，硅9mg/L，其它微量元素适量，PH5.5-6.5)。
根系的光照装置，如图1所示，装置组成及LED光板的制作和安装祥见前专利(申请号03150726.3)说明，唯一一点改进的地方是增加了黑色盖层，按照栽培盆钵上表面的形状剪裁略大的黑色塑料薄膜，重叠4层，並在其上制做栽培孔、淋滴头引水管小孔、及中轴管道孔，再用于组装(图1)；底盆上的黑色盖层应按照组装后底盆裸露部分的样式制做，材料也是重叠4层的黑色塑料薄膜。两件黑色盖层有效防止自然光干扰。
装置的并联图，如图2所示，在底盆上凿2只大小一样的管孔，一只通过上水管，另一只通过回水管，两套装置经两水管并联一起(图2)，本工作中共有7组并联装置，分别是LED-兰/CK1、LED-绿/CK1、LED-紫/CK1、LED-黄绿/CK1、LED-白/CK1、LED-红/CK1、LED-黄/CK1和单独一组装置CK2(对照2)；7组实验由同一只灯光电源控制箱控制(专利申请号03150726.3)，后者连接定时器，8组装置的潜水泵由另一只定时器控制的接线板控制(专利申请号03150726.3)。
实验共有9组在7组实验的并联装置如LED-兰/CK1、LED-绿/CK1、LED-紫/CK1、LED-黄绿/CK1、LED-白/CK1、LED-红/CK1和LED-黄/CK1中
各CK1分别为各色LED光直接照射的对照；CK2(对照2)为单独一套水循环实验，分别与LED光处理的水对照；CK3(对照3)为常规土培，与上面8组水培对照。
种植和培养(04年5月29日-9月10日在非自控日光玻璃房内实施)品种，水稻沪旱4号，中晚熟品种。精选后，再用5％的食盐水选种，再将种浸入水中48小时，取出后，放入湿纱布内在25℃下发芽。
播种，选大小一致的种芽4粒，用湿岩棉包裹，放入小栽培钵中，再插入栽培盆钵的栽培孔中，每盆种3孔。CK3泥盆中也种3孔。种芽生长到2真叶时，每孔留3株，每盆有9株作为观察对象。营养液及LED光处理，在播种后，各盆立即注满营养液並开始循环流灌和照光。循环流灌时间是每天的5:30-18:30，LED照光时间是每天的6:00-18:00，与此同时地上部仍接受日光照射。
营养液从培养开始到实验结束保持不变，只是每天补充消耗的部分，而元素铁(Fe)的含量由开始时的1mg/L，逐渐增加到6mg/L达到叶片正常绿色，其它各元素都维持原营养液配方浓度。直至实验结束不更换新鲜溶液。
请参阅附图3所示，实验结果和分析情况(1)实验过程中观察到各处理系统中植株叶色有不同的表现，如图3所示各组LED(白、红、绿、黄、黄绿、紫和兰共7种)光处理及其CK1的黄化叶片当溶液中的Fe积累达到6mg/L时都能转为绿叶，並达到土培CK3植株叶片的正常绿色。但是根系环境中没有LED光的CK2，虽其它条件相同，並有强烈的日照地上部也不能恢复正常，该处理至生长结束一直保持淡黄的叶色，结果证明根部LED光在克服水稻因Fe不足引起的生理障碍上有突出生理作用。CK3(泥土栽培)不补充Fe自始至终正常生长。
通常水培水稻只要Fe1.5mg/L即可正常生长，我们用3mg/L的Fe溶液培养水稻苗时，没有缺Fe症出现。也许本实验溶液中的高Si(9mg/L)含量和LED光处理共同提高了水稻对Fe的需要量。
实验过程正是夏季，非自控玻璃温室内日照强，气温高40℃以上，盆中营养液温度也常在40℃上下，各组处理在玻璃温室内处在相同环境(光温分布资料省略)下，环境条件不会造成实验结果差别。
请参阅附图4、5、6、7所示；(2)对水稻生长47天结果的分析水稻转绿后各LED光持续处理至47天，水稻生长发生不同情况一种是如LED-白/CK1，如图4所示；LED-兰/CK1，如图5所示；LED-黄/CK1，如图6所示；和LED-绿/CK1，如图7所示的表现，除植株下部老叶由于黄化时间长衰老严重不能恢复外，上部新生叶都表现像CK3(泥盆栽培)一样正常，唯没有LED光的CK2植株叶片仍为黄色，生长也缓慢。
相同系统中的LED和CK1的水稻也有不同表现，LED盆上的植株根系距LED灯最近，植株接受光的直接照射和通过水传递的双重影响，而CK1盆上的植株受到的是循环水带来的光影响，但LED和CK1两组水稻同时转黄为绿，说明LED-白、LED-兰、LED-黄和LED-绿发出的光包含两种为水稻生长所需要的光成份，这两种光对植物生长都是有益的。
请参阅附图8、9、10所示，另一种情况是，LED-红/CK1、LED-紫/CK1和LED-黄绿/CK1三系统表现的情形(图8、图9和图10)，距LED灯最近的植株后来生长没有远端植株(CK1)好，表现植株矮小，叶片发黄，甚至不如CK2一直未恢复正常的植株生长好。这一情况与其早期恢复的情况(图1)比较，说明距光源近，植株长受到高剂量LED光照射的伤害作用。
(3)对水稻生长后期结果的分析在长100天的栽培过程中，每天补充营养液，从不更换新鲜液，根部每天LED光照12小时，和地上部日照同步，夏季日照很强，温室气温和水温有时高达40℃以上，再加上卷叶虫和稻螟虫的伤害等不利条件迫使实验在9月10日结束。在这种不利环境条件下，LED光作为一种对照因子仍然显出明显影响，在7种LED光的处理中，只有LED-紫/CK1和LED-红/CK1两处理没有抽穗外，其它处理都能生长到抽穗开花阶段，故仍有估评LED光的实际意义的价值(表1)。
表1 根系照LED光对水稻生长后期的影响
表1中，CK2(水培，无LED光)本是各LED光照的正常比较对照，但由于其从实验开始到结束一直处于Fe营养不足的生理障碍中，单株干重很低，又不能抽穗，所以已没有可比性。土栽培与水培的根系环境差别很大也不是通常的比较方法。如果以水培的结果与土培栽培结果比较，更能观察到LED光照根的实际意义。LED-白/CK1中LED-白的总蘖数提高64％，总穗数高64％，单株干重(以种苗数计)6.3克接近CK3的6.4克。该处理中的CK1的总蘖数提高52％，总穗数高64％，单株干重为5.6克，不及LED-白的6.3克和CK3的6.4克，说明LED-白的间接光效应不如LED-白的直接加间接光效果好，但LED-白发出的光都是有效光。如果考虑LED-白/CK1在生长的早期有25天的Fe营养不足的生理障碍影响(图3)，可以认为LED-白是一种光效率很高的根系光照光源。
LED-兰/CK1和LED-红/CK1两处理有一共同点，LED-兰和LED-红的直接(含间接)光照效应都不如CK3，但其间接效应都好于CK3，如CK1(兰)的总蘖数提高92％，单株干重接近CK3，总穗数等于CK3的。CK1(红)的总蘖数提高了1倍，单株干重高了25％，抽穗显著延迟。同样考虑两者在生长早期被延迟的影响(图3)，CK1(兰)和CK1(红)生长都明显好于CK3。CK1(兰)和CK1(红)的间接光效应，为在生产上的应用指明了方向。该处理的LED-兰和LED-红距植株近的有害影响更加严重。
一般认为绿光不被植物利用，在我们的实验中观察到LED-绿/CK1处理同样表现出转化水稻黄叶为绿叶的功能(图3)，在水稻生长后期，LED-绿处理的水稻总蘖数提高36％，总穗数提高64％，单株干重为5.7克，考虑到本处理在生长早期的黄化影响(图3)，可以认为LED-绿的光效应同样是明显的。但其CK1的表现不如LED-绿。
经改变和并联的一种植物的根系照光装置及方法(申请号03150726.3)用于实验发光二极管(LED-白、LED-兰、LED-绿、LED-紫、LED-红、LED-黄和LED-黄绿)对水稻根系照光。
发现水稻苗生长在含硅(Si)9mg/L，铁(Fe)1mg/L的完全营养溶液中会发生Fe饥饿的黄叶症状，随着Fe量增加到6mg/L(生长25天)，所有LED光处理及其并联的CK1(对照1)都恢复正常生长，但没有LED光的CK2(对照2，生长于相同营养液的单独水培系统中)虽在强日光下生长了100天也不能恢复正常生长，结果显示LED光照根系对水稻生长有质的影响。
并联的植物的根系照光装置及方法显示，LED光在水稻营养液系统中会分解产生两种光影响，一种是距光源近，表现的是光直接和通过营养介质传递的双重影响；另一种是随溶液循环传递的而影响根系的纯间接作用。两种光的作用在不同LED上表现不同，如LED-白等灯的两种光都是水稻生长需要的；LED-红等灯的间接影响好于直接作用；LED-绿等灯的直接影响好于间接作用。
实验显示实际意义，LED-白/CK1的总蘖数、总穗数分别比CK3(土培)提高64％/52％，64％/64％，单株干重(含分蘖数)都接近CK3处理。LED-兰/CK1和LED-红/CK1中的CK1，即CK1(兰)和CK1(红)间接接受光影响者，CK1(兰)的总蘖数提高92％，总穗数和单株干重(含蘖数)都与CK3(土培)持平，CK1(红)的总蘖数提高1倍，单株干重(含蘖数)提高25％。一般认为绿光不被植物利用，但在LED-绿/CK1的处理中LED-绿直至100天还保较好生长，其总蘖数提高36％，总穗数高18％，单株干重接近CK3。水稻水培的实验结果中不少项目接近或超过土培的结果说明LED光照根有明显实际意义。
LED照根表现实际意义，LED-白/CK1处理系统比土栽培的水稻的总蘖数分别提高64％和52％，总穗数分别提高64％，全株干重分别是6.3和5.6克接近于土培。LED-红/CK1和LED-兰/CK1两处理中的CK1(红)和CK1(兰)的总蘖数分别提高1倍和92％，单株干重提高25％和持平。在LED-绿/CK1中LED-绿显示好的结果，水稻总蘖数提高36％，总穗数提高64％，单株干重为5.7克。因为各LED开始处理的25天中有过黄化阶段，而土培没有，所以LED光的总体处理效果很明显。
权利要求
1.一种水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置，该装置包括淋滴头、栽培盆体和光照系统、底盆和泵水循环系统及发光二极管植物根系光照装置，其特征在于由一套循环水路和一套发光二极管光照系统并联两套根系光照装置，构成七组发光二极管LED并联装置的光实验系统。
2.根据权利要求1所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置，其特征在于所述的根系光照装置或为单体根系光照装置或为双体并联根系光照装置。
3.根据权利要求2所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置，其特征在于所述的单体根系光照装置依次由淋滴头(1)、黑色盖层(2)、栽培盆体和光照系统(7)、底盆盖(4)、定位圈套(5)及底盆和泵水循环系统(8)各部件组成，其中淋滴头(1)的输出与黑色盖层(2)的输入相连接，黑色盖层(2)的输出与栽培盆体和光照系统(7)的输入相连接，栽培盆体和光照系统(7)的输出与另一黑色盖层(2)的输入相连接，另一黑色盖层(2)的输出与底盆盖(4)的输入相连接，底盆盖(4)的的输出与定位圈套(5)的输入相连接，定位圈套(5)的输出与底盆和泵水循环系统(8)的输入相连接。
4.根据权利要求2所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置，其特征在于所述的双体并联根系光照装置由一单体根系光照装置和另一根系光照装置组成，其中另一根系光照装置依次由淋滴头(1)、黑色盖层(2)、栽培盆体(3)、底盆盖(4)、定位圈套(5)及底盆(6)各部件组成，其淋滴头(1)的输出与黑色盖层(2)的输入相连接，黑色盖层(2)的输出与栽培盆体(3)的输入相连接，栽培盆体(3)的输出与另一黑色盖层(2)的输入相连接，另一黑色盖层(2)的输出与底盆盖(4)的输入相连接，底盆盖(4)的的输出与定位圈套(5)的输入相连接，定位圈套(5)的输出与底盆(6)的输入相连接；在底盆(6)上凿2只大小一样的管孔，一只通过上水管(11)，另一只通过回水管(12)，两套装置经两水管并联在一起。
5.根据权利要求1所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置，其特征在于所述的光实验系统由七组发光二极管LED并联装置和单独一套水循环实验装置CK2及常规土培CK3组成，其中单独一套水循环实验装置CK2分别与LED光处理的水对照；常规土培CK3与上述八组水培对照。
6.根据权利要求1所述的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养装置，其特征在于所述的七组发光二极管LED并联装置分别为LED-兰/CK1、LED-绿/CK1、LED-紫/CK1、LED-黄绿/CK1、LED-白/CK1、LED-红/CK1、LED-黄/CK1，并由同一只灯光电源控制箱控制，其中观察到各种发光二极管LED光分解产生两种光效应。各CK1分别为各色LED光直接照射的对照，观察到各种发光二极管LED光分解产生两种光效应直接的和随水循环的间接光效应。
7.一种水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养方法，其特征在于将LED发光二极管作为植物的光源材料，并在无土栽培或水培环境中直接光照根系，根据水培盆体结构设计光板，环氧树脂防水，然后沉入水中盆底由下向上对整个根系照光，其种植和培养的工作步骤是步骤1.选用栽培容器、制作发光二极管光板及根光照设施的安装；步骤2.精选品种；水稻沪旱4号，中晚熟品种；步骤3.选种发芽；用5％的食盐水选种，再将种子浸入水中48小时，取出后，放入湿纱布内在25℃下发芽；步骤4.播种选大小一致的种芽4粒，用湿岩棉包裹，放入小栽培钵中，再插入栽培盆钵(3)的栽培孔中，每盆种3孔；CK3泥盆中也种3孔；种芽生长到2真叶时，每孔留3株，每盆有9株作为观察对象；步骤5.营养液及LED光处理在播种后，各盆立即注满营养液並开始循环流灌和照光，循环流灌时间是每天的5:30-18:30，LED照光时间是每天的6:00-18:00，与此同时地上部仍接受日光照射；步骤6.增加元素铁，以螯合铁形式供给元素铁Fe的含量由开始时的1mg/L，逐渐增加到6mg/L达到叶片正常绿色，其它各元素都维持原营养液配方浓度；步骤7.实验结束营养液从培养开始到实验结束保持不变，只是每天补充消耗的部分，直至实验结束不更换新鲜溶液。
全文摘要
一种涉及植物栽培技术中的光照措施，尤指一种发光二极管在水稻根系环境中的光效应的水稻铁营养不足症状的发生及发光二极管增进铁营养方法，主要解决水稻铁营养不足症状的发生情况。该装置由淋滴头、底盆和泵水循环系统及发光二极管植物根系光照装置等组成，由一套循环水路和一套发光二极管光照系统并联两套根系光照装置构成。该种植和培养的方法是将LED发光二极管作为植物的光源材料，根据水培盆体结构设计光板，环氧树脂防水，然后沉入水中盆底由下向上对整个根系照光。本发明的优点针对水稻铁营养不足症状的发生，进行发光二极管LED增进铁营养实验，结果显示发光二极管LED光照根系对水稻生长有质的影响，并取得了有益的效果。
文档编号A01G7/00GK1656874SQ20051002410
公开日2005年8月24日 申请日期2005年2月28日 优先权日2005年2月28日
发明者李止正, 陈金星 申请人:中国科学院上海生命科学研究院