《农业工程学报》2015年第31卷第×期刊载了西北农林科技大学等单位,曹凯、于捷、叶林、赵海亮和邹志荣的论文——“暗前适宜LED远红光光照强度促进设施番茄种苗生长发育”番茄的嫁接技术越来越成为防治土传病害、克服连作障碍的重要手段,但是下胚轴过短给嫁接带来了困难,在生产中大多使用植物生长调节剂来促进番茄生长,但是其在自然条件下难以分解,对人和环境存在潜在的危害。该实验利用暗前远红光处理,探索了光强对番茄植株形态的影响,以及定时定量远红光处理对促进设施番茄种苗生长发育的影响。为通过远红光处理来精确调控番茄植株的株高,控制番茄的生长提供参考。该文从寻找一种更加安全、环保的调节植物生长的方法出发,探索了如何利用不同波长和光照强度的LED光源来调节植物生长,控制植物高度。建立了进入黑暗前远红光光照强度对番茄植株株高和茎鲜质量回归模型,得出了进入黑暗前远红光光照强度为10μmol/(m2·s)时对番茄植株生长的促进;增加了番茄植株茎叶中IAA和GA3含量;减少了番茄植株叶绿素、类胡萝卜素含量及减慢了光合速率;并且对番茄植株不同部位N、P、K含量进行再分配等结论。该文对暗前远红光处理对番茄种苗生长发育的几个方面的影响进行了分析:当番茄植株进入黑暗前经远红光处理10min后,番茄植株的株高及茎的鲜质量著高于对照。番茄植株的株高和茎的鲜质量随着远红光光照强度的增加而增加,当远红光的光照强度增加到10μmol/(m2·s)时番茄植株的株高和茎的鲜质量也达到最大值。主要是由于光敏色素感受到低的红光与远红光比值后,导致植物体内光敏色素Pfr构型转化为Pr构型,并影响相关基因的表达,最后通过调控生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素和油菜素内酯来调控植株的生长。本试验结果同样表明,远红光处理也导致番茄植株茎叶中GA3和IAA含量上升,这也是导致番茄株高增加的重要原因。Jieun等的研究发现与光敏色素相互作用的蛋白,能够负调控叶绿素在黑暗中的合成。本试验也发现,当番茄植株进入黑暗前进行时长为10min,光照强度为10μmol/(m2·s)的远红光处理后番茄植株叶片中叶绿素含量降低,而叶绿素含量与植物的净光合速率正相关,所以也导致远红光处理后番茄叶片的净光合速率有所下降。进入黑暗前进行时长为10min,光照强度10μmol/(m2·s)的远红光处理后,番茄植株不同部位矿质营养元素含量的变化。由于红光处理后改变了番茄植株的内源激素,从而加速了茎的细胞分裂和细胞伸长。而P是细胞膜的主要组成成分,在细胞分裂和细胞伸长中起重要作用,因此与对照相比P在茎中含量升高而叶中含量降低。N是叶绿素的组成成分,经过进入黑暗前经远红光处理后番茄植株叶片中的叶绿素显著下降,这也与处理后叶片中N含量的下降相一致。K至少是40种酶所需的辅助因子,因此在远红光处理后番茄茎中K含量升高,叶中下降。总的来说,进入黑暗前经远红光处理后促进了IAA和GA3的合成,从而促进了番茄植株的生长,因而根系吸收N、P、K的能力都有所增加。该文在前人研究的基础上探明了暗前LED远红光光强对设施番茄种苗生长发育的促进效果,为生产中番茄生长的控制提供理论指导。重点分析了暗前远红光对番茄茎高及干物质积累及其过程中相关的激素含量、光合指标及矿物质含量分配影响的机理。此外,关于远红光对番茄生长发育中的其他方面的影响,如:远红光对生物胁迫和非生物胁迫的影响,还有待后续进行深入研究。