植株组织培养中光环境调控技术

光环境调控是植物组培的核心技术之一，在植物组培中，光强、光质、光周期和光谱能量分布对植物光合作用和光形态建成起着重要的作用。

1 光照强度

植物的光合作用与其所接收到的光量子数直接相关，400~700nm 的光辐射能量被认为是植物光合作用所需要的光谱能量。为了使植物能够充分地进行光合作用，需要为其提供光谱适宜(范围在400~700nm)且光照强度足够的光源。在满足光谱范围的情况下足够的光照强度就显得极为重要。常用的光照强度(PPF)度量方法有以下几种：

光合有效辐射照度是指单位时间、单位面积上到达或通过的光合有效辐射(400~700nm)的能量。单位: W·m^-2。

光合有效光量子通量密度是指单位时间、单位面积上到达或通过的光量子微摩尔数单位是：μmol·m^-2·s^-1，主要指光合作用有效辐射波长在400~700nm 的光照强度。

光照度是指受照平面上接受的光通量密度(单位面积光通量 )，单位为勒克斯(lux)。这是室内照明常用的单位，表述的是人眼能感受到的光亮度，并不适用于植物照明。

针对植物吸收光能的特性，植物培养最适用的光照强度单位是光通量密度μmol·m^-2·s^-1，但也有使用另外两种光照强度单位的。这3种光照强度单位只有在同一光源或相同光谱特性的光源之间才能相互换算。
具体的单位之间换算(仅限于荧光灯400~700nm)公式如下

1000 lux = 12.5 μmol·m^-2·s^-1

1 W·m^-2 = 4.6 μmol·m^-2·s^-1

在植物组织培养的实际应用中，2010年前主要使用白色的荧光灯作为光源，原因是其光谱与光合作用可利用的光波最为接近。合理配置荧光灯可以使培养架面上光照强度的分配相对一致。随着LED 光源技术的发展，其效能与光能逐步提升，具有节能、寿命长光谱易调等特点的 LED灯，如今已广泛应用于植物组织培养中。植物组织培养的光照强度一般在50μmol·m^-2·s^-1左右，但无糖培养需增加到100μmol·m^-2·s^-1左右。

在一般的微繁殖中，糖是植物生长的主要能源，光照主要是满足植物形态建成的需要对于绝大多数植物来说，30~50μmol·m^-2·s^-1可以满足需求。但在生根阶段，为了使生根苗生长健壮并尽快地适应大田环境，要将光照强度适当增加到 50~100μmol·m^-2·s^-1，植株在弱光下易徒长，变得瘦弱细长，强光有利于壮苗和根系生长。

在无糖培养微繁殖中，应提高光照强度并补充CO₂浓度，以此来促进小植株自身的光合作用，使其由异养型转变为自养型，从而使组培苗生长健壮。当培养容器中的CO₂浓度高于被培养植物种类的CO₂补偿点时，高PPF将有助于促进光合作用和植物的生长，但根系生长显著地被促进。