1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
水稻是中国以及世界上重要的粮食作物，据国家统计局统计数据分析，2014和2015年水稻和小麦的总产量占粮食总产的55，同时水稻还是世界上很多国家的重要战略物资，提高水稻的产量是保障粮食安全和人民生活水平的提高都具有非常重要的作用[1, 2]。合作用（photosynthesis）是指植物吸收光能，利用水和二氧化碳，制造有机物同时释放氧气的过程[3]。光合作用对于植物的生命活动至关重要，也是人类获取植物经济产量的主要来源。影响植物光合作用光的主要因素有光合光量子通量密度、光周期和光谱[4]。光谱对植物的生长、形态建成、光合作用、物质代谢以及基因表达均有调控作用。前人对于光谱多有研究，红光可促进植物茎伸长[5]、叶面积增大[6]、光合产物累积[7]及光合器官的发育[8]等多个生命过程。蓝光可以促进叶绿体发育、气孔开放和蛋白质的合成[9]等。但前人的研究多以荧光灯为光源甚至以有色薄膜为材料，其无法精确定量光谱能量分布，光亮低且不一致，影响到结论的可靠性和可比性。LED凭借着光谱性能好，可按照需要组合获得纯正单色光与复合光谱，其波谱宽度小于±30 nm，波长正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合等特点成为光质研究的主要光源，探究不同光谱对人工气候室内稻麦生长发育的影响，从而为人工气候室筛选合适的光谱，为人工气候光源的选择提供理论依据。
此外，光谱对水稻的产量也有较大的影响。有研究表明，红光有利于淀粉的积累而蓝光则有利于提高蛋白质的含量[10-12]。通过光谱的不同从而影响植物的代谢活动，根据人类的经济产量需求，使植物体内的有机物质分配更加合理。水稻产量来源主要分为两个部分：（1）植物灌浆以后旗叶等功能叶的光合作用产生的碳水化合物；（2）植物叶片以及茎鞘等器官在抽穗灌浆前所积累的干物质运输到籽粒中。开花后同化物的积累及花前营养器官中积累的同化物向籽粒的转运对作物产量极为重要[13]。同样抽穗前茎鞘所储藏的光合产物向穗的输出与转换特性直接影响着水稻产量的形成[14]。探究不同光质对物质运输的影响，且探究其影响的相关机理，在不影响光合的前提下提高物质运输效率，从而提高水稻的产量。
1.适宜的光谱给种质资源的更新保存提供光环境优化支持
2. 研究的基本内容和问题
水稻是我国主要粮食作物，水稻的产量是我国粮食安全的重要衡量指标。本实验选择研究不同光谱对水稻灌浆期生长发育的影响，为筛选出可供水稻在室内生长发育的基础光谱条件和进一步研究环境调控策略提供技术支撑，并有望应用于筛选水稻逆境品种、研究环境胁迫响应、改良和保存种质资等领域。实验设置在人工气候室环境下，使水稻在全生育期接受不同光谱处理，光源用LED灯和专用植物灯（W）组成复合光谱：R660 W,R630 W,B460 W和B440 W。通过试验和探究，得出一个适合应用于人工气候室水稻栽培的光谱组合，为水稻室内增产提供技术支持是本实验拟解决的关键问题
3. 研究的方法与方案
材料
选取中熟中粳品种‘华梗5号’为实验对象。为适应人工气候室环境采用桶栽，准备规格为高30cm，直径32cm的实验桶，每桶设8穴，每穴插2株，并配土20Kg，加入基肥尿素3g，磷酸二氢钾1.5g，拌土均匀。安排初育秧于5月底6月，待秧苗生长到4-5叶时移栽到实验桶中，缓秧一段时间后进行间苗处理，留下长势相近秧苗，每桶留4穴。在试验期间采取浅水插秧、深水活棵，薄水分蘖，够苗搁田的水分管理。整个过程通过空调和换气扇协同工作可将白天温度控制在34±2℃的范围内，夜间28±2℃，空气湿度保持在70±10。
4. 研究创新点
前人的实验LED没有问世前进行的，大多用的是荧光灯和有色膜来充当单色光谱光源[25]，在温度和光谱的精度方面都难以精确，导致不同的科学家得到的试验结果有很大差异，本实验利用LED灯作为单色光源，可以获得纯正的单色光，其光谱宽度小于±30 nm[26]，波长正好与植物光合成和光形态建成的光谱范围吻合等特点成为光质研究的主要光源，探究不同光谱对人工气候室内稻麦生长发育的影响，从而为人工气候室筛选合适的光谱，为人工气候光源的选择提供理论依据。
5. 研究计划与进展
