随着光电技术的发展,LED (Light Emitting Diode,发光二极管)在农业与生物领域的应用正逐渐受到世界各国的广泛关注。LED不仅具有体积小、寿命长、耗能低、波长固定与低发热等优点,而且还能根据植物需要进行发光光谱的精确配置,实现传统光源无法替代的节能、环保和空间高效利用等功能。光质对植物的生长发育、形态建成、光合作用、物质代谢以及基因表达均有调控作用。将LED辐射的各种光谱进行配比组合应用在植物组织培养、设施育苗、芽苗菜中具有重要意义。本研究以菊花、蝴蝶兰和文心兰组培苗,番茄、莴苣幼苗,及豌豆、萝卜种子等为试验材料,获得植株所需的各种光谱能量分布的LED光源,开展生长试验和指标测试分析,系统研究不同光谱能量分布的LED光源对不同品种的组培苗、实生苗,及种子发育及其各个生长阶段的影响,为LED光谱调控在农业与生物领域中的应用提供基础。研究结果如下：1.对番茄和莴苣幼苗的实验表明,红光下番茄、莴苣幼苗的可溶性糖、淀粉和碳水化合物值均显著高于对照,叶片叶绿体中淀粉粒膨大显著；蓝光极显著抑制番茄下胚轴长,显著提高莴苣和番茄幼苗叶片叶绿素a和类胡萝卜素含量；红蓝光下莴苣幼苗叶片中的可溶性糖、淀粉、碳水化合物、蔗糖和C/N比均达到最大值且显著高于红光处理,番茄、莴苣的主根显著伸长,并且幼苗叶片中叶绿体形态正常,基粒增多,基质片层清晰,淀粉粒体积明显小于红光下。红光下光合产物积累显著但运输受阻严重。在红光中添加适量蓝光更有利于莴苣幼苗的碳水化合物积累,促进幼苗根系生长并有利于同化产物输出。2.对菊花增殖苗及生根苗的实验表明,红光有助于增加株高、节间长,且有利于生根试管苗可溶性糖、淀粉和碳水化合物的合成；蓝光显著提高丛生苗的叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素含量和生根试管苗游离氨基酸含量；而红蓝黄复合光不仅有利于丛生苗分化和增殖,也利于促进其生根组培苗色素形成、生长发育及根系活力。与荧光灯相比,红蓝黄复合光质LED具有明显优势,有利于提高增殖系数、培育壮苗和降低能耗成本。3.对文心兰和蝴蝶兰生根研究结果表明,红光有助于增加株高,且有利于生根试管苗可溶性糖、淀粉和碳水化合物的合成；蓝光显著提高生根苗的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及类胡萝卜素含量和生根试管苗蛋白质含量；而红蓝黄复合光处理下两种植株生长生长健壮,生根率高,根长且根数多,干重鲜重较大,有利于文心兰和蝴蝶兰的的正常生长。与荧光灯相比,红蓝黄复合光质LED具有明显优势,有利于提高增殖系数、培育壮苗和降低能耗成本。4.对萝卜芽苗菜的生长及品质的研究结果表明,红光对萝卜芽苗菜生长影响显著,下胚轴长、子叶面积、鲜重及干重均达到最大值且显著高于对照。红光与红蓝组合处理下,可溶性糖与淀粉含量均显著高于对照。远红光能显著提高萝卜芽苗菜Zn、P、Mn、Mg、Ca、Na含量,其次为红光。综合考虑实验结果,可以认为应用LED红光照射有利于萝卜芽苗菜生长,提高产量,对于部分营养品质的改善有积极意义。5.对豌豆芽苗菜生长及品质的研究结果表明,黄光处理下的下胚轴长、第三节距长显著高于对照,其次是红光,与黄光相比,红光的子叶面积显著高于黄光,红光对促进下胚轴伸长、子叶扩张、光合速率提高及干物质积累有重要作用,蓝光和黄光处理下的叶面积显著小于对照。组合光下的叶面积高于对照,色素含量最高,但鲜重低于其它光质处理。蓝光下的可溶性蛋白含量及游离氨基酸的含量均最高。综上所述,本研究表明,LED光谱调控应用到农业与生物领域具有可行性,可替代荧光灯大范围应用于设施育苗、植物组织培养及芽苗菜生产中。