The effect of light quality on tomato (Solanum lycopersicum L. cv ‘Efialto’) growth and drought tolerance

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507212177
Title: The effect of light quality on tomato (Solanum lycopersicum L. cv ‘Efialto’) growth and drought tolerance
Author: Kotiranta, Stiina
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Agricultural Sciences
Publisher: Helsingfors universitet
Date: 2014
Language: eng
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-201507212177
http://hdl.handle.net/10138/43195
Thesis level: master's thesis
Discipline: Växtproduktions biologi (trädgårdsvetenskap)
Plant Production Biology (Horticulture)
Kasvintuotannon biologia (puutarhatiede)
Abstract: Plant growth and morphology can be manipulated with light. Previously light manipulation experiments were mostly conducted by modifying the solar spectrum with light absorbing filters. Today, research can be conducted with modern LED lighting techniques, which enables specific spectrum tailoring. Light can be tailored specifically for a species or a family, and the needs of the farmer can also be taken into consideration. In this study, tomato (Solanum lycopersicum L. cv ’Efialto’) seedlings were grown under six different spectra. Plant morphology, stomatal function and drought tolerance were measured. Growth measurements included stem height, plant fresh and dry weight, leaf -area and leaf number. In addition, the effect of light quality on leaf morphology was studied by measuring leaf blade and petiole length. All measurements were conducted on well-watered and water-stressed plants, in order to study the effect of drought on vegetative growth and drought tolerance. Stomata conductance was studied by measuring leaf temperature prior to and during water stress. Leaf surface temperature indicates transpiration rate; thus the higher the conductance the lower leaf temperature. In addition to leaf temperature measurements, photosynthesis and stomatal conductance were measured by leaf level infra-red gas analysis. R:FR ratio was the dominant factor for affecting plant morphology. However, the B:G ratio also played a key role; when the B:G ratio was low, it further enhanced the elongation growth, a response caused by low R:FR ratio. Irradiance in green and yellow wavebands regulated stomatal closure. During water stress, the light treatment with the highest green irradiance, induced more rapid stomatal closure which was evident as increased leaf temperature and decreased gas exchange. Light-depenedent stomatal closure and decreased transpiration could explain the improved performance of these seedlings during the drought period. Light spectral quality thus affected the drought tolerance of tomato plants through its effects on plant morphology and stomata function.Valon laadulla on todettu olevan vaikutus kasvien kasvurytmiin ja morfologisiin ominaisuuksiin. Aiemmissa valon laatua koskevissa koeasetelmissa auringon valospektriä on muutettu eri aallonpituuksia absorboivien kalvojen avulla. Tänä päivänä tutkimusta on aiempaa helpompi tehdä, sillä valon laatu voidaan nykytekniikalla tuottaa halutun laiseksi, eikä absorboivia kalvoja tarvitse käyttää. LED-valotekniikka mahdollistaa valospektrien valmistamisen kasvulle optimaaliseksi. Eri valospektrejä voidaan suunnitella yksittäisille kasveille tai kasviryhmille, riippuen viljelijän toiveista. Tässä tutkimuksessa vertailtiin kuuden valospektrin vaikutusta tomaatin (Solanum lycopersicum L. cv ’Efialto’) kasvuun, ilmarakojen toimintaan ja kuivuuden kestävyyteen. Kasvua verrattiin valokäsittelyjen välillä mittaamalla varren pituus, taimien tuore- ja kuivapaino, lehtipinta-ala ja lehtien lukumäärä, sekä lehtilapojen ja -ruotien pituus. Kuivuuskäsitellyille kasveille, joita oli kaikissa valokäsittelyssä puolet koekasveista, tehtiin vastaavat mittaukset. Ilmarakojen toimintaa tutkittiin mittaamalla lehtilämpötilaa ennen kuivuuskäsittelyn aloittamista ja sen aikana. Lehtien epidermiltä mitattu lämpötila viittaa ilmarakojen toimintaan; mitä aukinaisempia ilmaraot ovat, sitä suurempi on haihdutus ja siten matalampi lehtilämpötila. Lehtilämpötilan mittaamisen lisäksi lehtien kaasujen vaihtoa mitattiin infra-puna laitteella, joka mittaa fotosynteesitehokkuutta sekä hiilidioksidin sitoutumiskykyä. Punaisen ja kaukopunaisen valon suhde oli kokeessamme tärkein kasvien pituuskasvua ohjaava tekijä. Alhainen sinisen ja vihreän valon suhde edelleen edisti varren pituuskasvua. Pienikokoisten taimien todettiin kärsivän vähemmän kuivuuskäsittelyn aikana. Vihreän ja keltaisen valon todettiin säätelevän ilmarakojen sulkeutumista. Kuivuuskäsittelyn aikana valokäsittely, joka sisälsi eniten vihreää valoa, aiheutti ilmarakojen sulkeutumisen nopeimmin ja kaasujen vaihto laski eniten. Hyvän kuivuudenkestävyyden katsottiin johtuvan ilmarakojen sulkeutumisesta ja siitä johtuneesta haihdunnan vähenemisestä. Kuivuuden sietoon pystyttiin siis vaikuttamaan valospektrillä, säätelemällä kasvin morfologiaa ja ilmarakojen toimintaa.
Subject: tomato
light
LED
drought
stomata


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Master's thesis_Stiina Kotiranta.pdf 1.723Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record