植物工厂条件下光质对散叶莴苣生长和烧边发生的影响

研究了植物工厂条件下不同光质(白色荧光灯、红色LED、蓝色LED、红/蓝LED)对散叶莴苣生长和烧边(tipburn)发生的影响,为植物工厂内散叶莴苣优质高效生产提供了一定的理论依据.结果表明:红/蓝LED能显著增加散叶莴苣的鲜重、叶数和叶面积,降低散叶莴苣的硝酸盐含量,但是没有降低烧边病情指数;红色LED能促进茎的伸长,显著降低烧边病情指数和硝酸盐含量,但是不利于干物质、维生素C积累和叶面积增加;蓝色LED则抑制散叶莴苣的生长,并增加硝酸盐含量,但能显著降低烧边病情指数.说明红色LED有利于植物工厂内散叶莴苣生长和降低烧边发生.     

根际促生菌对植物生长的影响及其作用机制

长期以来,我国农业生产过度依赖化肥,忽视了植物-微生物-土壤系统巨大的生物学潜力。植物根际促生菌可以在根际释放养分,具有促进植物生长的功能,是微生物肥料的主要来源菌种,具有广阔的应用前景。在我国化肥减施政策的约束下,研究植物根际促生菌的促生特性及其作用,对于推动农业的高产和高效具有重要作用。因此,本文综述了国内外关于植物根际促生菌在促进植物生长方面的作用机制及土壤-促生菌-植物互作机制的研究进展,并对其在微生物肥料开发、应用及推动绿色农业发展中的应用进行展望。     

植物工厂LED光质调控对生菜幼苗生长的影响

为探讨植物工厂中不同光质对生菜幼苗生长的影响,本研究选用5种不同红蓝光配比的LED光质开展了试验。结果表明：红光∶蓝光=3∶2的光质配比下生菜叶片数、株高、茎粗、主根长、叶面积、植株干重、地上部干重和地下部干重均最大,有利于生菜的营养生长;红光∶蓝光=1∶1与红光∶蓝光=3∶2的光质配比下植株鲜重和壮苗指数均较大,且差异不显著;红光∶蓝光=3∶2的光质配比有利于生菜叶片叶绿素和氮含量的增加,能促进光合作用,提高光能利用率。综合各指标表明,红光∶蓝光=3∶2是适于植物工厂生菜育苗的光质配比。     

接种蚯蚓及植物促生根际细菌对甘蓝生长·营养元素吸收的影响

[目的]为阐明混合接种蚯蚓及植物促生根际细菌技术在蔬菜生产中的作用。[方法]采用室内盆栽试验的方法,研究接种蚯蚓、植物促生根际细菌(固氮细菌和钾活化细菌)对甘蓝生长的影响以及甘蓝对氮和钾的吸收。[结果]7种接种方式均明显促进了甘蓝根上部分的生长,其中混合接种蚯蚓、固氮细菌和钾活化细菌处理下甘蓝根上部分生物量最大。5种接种方式(接种蚯蚓、双接蚯蚓和固氮细菌、双接蚯蚓和钾活化细菌、双接钾活化细菌和固氮细菌以及混合接种)下甘蓝地上部分氮的吸收量在0.05水平显著高于对照。[结论]混合接种方式是一种有潜力的生物技术,可以用来减少蔬菜生产中化肥的施用量。     

土壤与基质栽培系统对生菜(Lactuca sativa)根际细菌群落的影响

以生菜（Lactuca sativa）“申选5号”与“罗莎红”为材料,采用PCR-DGGE 和Real-Time PCR 技术,分析了土壤栽培系统和基质栽培系统根际细菌群落的差异。Real-Time PCR 检测结果表明,基质栽培的两个生菜品种根际细菌数量均显著高于土壤（P<0.05）;PCR-DGGE图谱条带结果表明,根际细菌群落多样性基质高于土壤。栽培系统是造成多样性差异的主要原因,但也与品种有关：“申选5 号”基质的Shannon-Wiener 指数（H）,Simpson 指数（D）和均匀度（E）均显著高于土壤（P<0.05）;“罗莎红”基质的H 显著高于土壤,而D和E 无显著差异。结合土壤和基质理化性质的RDA 分析结果,土壤和基质具有不同的细菌群落,pH 值与硝态氮是塑造根际细菌群落的主要因子,含水量、碳氮比和有效磷与细菌群落的形成呈正相关。     

植物工厂不同静电场强度生菜的产量、品质及烧心程度

[目的]探明植物工厂电场强度对蔬菜生长动态、产量品质及烧心程度的影响,为解决生菜类蔬菜在植物工厂栽培中因烧心引起的品质及产量下降问题提供技术支撑.[方法]以意大利生菜为试验材料,采用无土栽培方法,研究不同电场强度(0 kV/cm、0～0.2 kV/cm、0.2～2 kV/cm、＞2 kV/cm)处理下植物工厂内生菜产量...     

光期湿度对植物工厂生菜干烧心及其营养品质的影响

【背景】 近年来,植物工厂因具有可在垂直立体空间进行周年计划性、省力化和无农药、洁净安全生产等传统农业无可比拟的优势,在全球得到蓬勃发展。然而,由于植物工厂内叶菜生长速度较快,而新叶部位的蒸腾较弱等原因,较易发生干烧心,大幅降低叶菜外观和内在品质。【目的】 研究光期不同湿度对水培生菜干烧心、生长及其营养品质的影响,优化预防或减缓生菜干烧心发生的植物工厂湿度环境参数,为防控生菜干烧心发生,提高植物工厂生菜品质和运行效益提供技术和理论支撑。【方法】 选用在植物工厂环境下较易发生干烧心的‘Tiberius’生菜作为研究对象,在光环境、温度、二氧化碳等环境条件保持一致的情况下,使光期（16 h）各处理空气相对湿度分别维持在50%（RH50）、70%（RH70）和90%（RH90）,暗期（8 h）各处理空气相对湿度保持一致为70%,湿度控制正负误差在5%以内。调查各处理组生菜干烧心发生情况、叶片光合参数、产量及营养品质的差异。【结果】 与RH70和RH90相比：（1）RH50处理显著提高了生菜新叶中钙离子含量,降低了采收时干烧心发生率,并且随着相对湿度水平降低,干烧心的初次发生时间得到显著推迟;（2）RH50处理未对试验光强下生菜的净光合速率产生影响,但却显著增加了生菜气孔导度、蒸腾速率和胞间CO₂浓度,促进了茎叶的钙离子运输;（3）RH50处理未显著降低生菜的总叶面积及茎叶鲜重,但却明显改善了生菜营养品质,使淀粉、抗坏血酸和可溶性蛋白的含量得到显著提高。【结论】 植物工厂高湿环境是生菜干烧心频发的原因之一,通过合理降低湿度水平能够在不显著影响生菜光合能力及产量的情况下,有效减缓生菜干烧心的发生,提高生菜的外观和营养品质,增加其商品价值,保障植物工厂优质高效生产。     

LED绿光补光模式对生菜生长及品质的影响

【目的】探究不同光照强度以及补光模式的绿光对植物工厂中水培生菜生长及营养品质的影响,为绿光的供光策略提供参考。【方法】以8:00—20:00照射的强度为160μmol·m~(-2)·s~(-1)的LED白光(W)为基础光,在保证生菜正常生长的前提下,补充3种不同强度(30、60、90μmol·m~(-2)·s~(-1))的绿光(G),并通过调节绿光的供光时间点使之与基础白光形成重叠(O)和不重叠(N)两种供光模式,分别为W、WG30O、WG60O、WG90O、WG30N、WG90。N共6个处理,各处理间绿光补光时长均为6 h。【结果】除处理WG90N外,其他补充绿光的处理较对照W均显著提高了生菜地上部鲜重,且30μmol·m~(-2)·s~(-1)的低强度绿光更有利于生菜的生长及生物量积累;补充绿光的处理均不同程度的提高了生菜可溶性糖、粗蛋白以及Vc含量,同时降低了硝酸盐含量,其中,生菜可溶性糖、粗蛋白以及Vc含量随着绿光补光强度的升高而增加;绿光在作用于生菜生物量积累过程中依赖于背景白光,而在作用于可溶性糖积累和Vc合成过程中与背景白光的关系不显著。【结论】绿光对生菜的作用效果与绿光补光强度及其相对于基础光的供光模式有关,且对于不同的目的指标,绿光补光效果有所差异,在实际生产中可根据生产目的建立不同的绿光补光策略。     

不同入侵植物对本土植物根际土壤酶活性及微生物数量的影响

以紫茎泽兰(Ageratina adenophora)、飞机草(Eupatorium odoratum)、一年蓬(Annual fleabane)、加拿大蓬(Erigeron canadensis)4种入侵植物及本土植物艾蒿(Artemisia argyi)根际土壤为对象,研究不同入侵植物对本土植物根际土壤理化性质、酶活性、微生物数量的影响并探讨其入侵机制.结果显示:4种入侵植物增加了本土植物根际土壤含水量、电导率,降低了土壤容重和pH,并且对土壤微生物量、酶活性及微生物数量表现为一定程度的增加效应;植物入侵改变了根际土壤养分利用策略,4种入侵植物显著增加了根际土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性,却显著降低了根际土壤纤维素酶和硝酸还原酶活性,紫茎泽兰和飞机草根际土壤转化酶和酸性磷酸酶活性显著高于艾蒿,一年蓬和加拿大蓬根际土壤转化酶和酸性磷酸酶活性显著低于艾蒿,对根际土壤硝酸还原酶活性无显著差异;4种入侵植物改变了土壤微生物结构,显著增加了其根际土壤中的细菌的数量,抑制了真菌与放线菌数量,总体来说,4种入侵植物显著提高了微生物总数.相关性分析显示,除了土壤容重、电导率和总孔隙度,其他根际土壤理化性质均与土壤酶活性及微生物数量之间具有较强的相关性,表明土壤系统内部因子处于动态变化和平衡,它们作为相互影响的整体表现出统一性和同步性.     

植物根际促生菌的筛选、定殖分析及对玉米生长的影响

为促进植物促生菌剂的开发与应用,分离玉米根系促生菌株,并以玉米促生细菌(壳聚糖酶产生菌YM0137)为研究对象,阐明菌株YM0137在玉米根系的定殖,并测定菌株YM0137对玉米产量的影响。通过局部梯度溶液稀释技术分离纯化菌株;玉米植株接种细菌采用灌根接种法,筛选检测显著促进玉米生长与发育的菌种;利用16S rRNA基因序列的解析以及生理生化反应,判断菌种YM0137的生物学分类地位;通过菌落测定法并结合扫描电镜,确定菌株YM0137在玉米根表的定殖量;采用酶标仪检测离体条件下菌株YM0137的生长曲线;采用碱裂解法提取细菌质粒;并将菌肥YM0137施用于田间进行实收测产。筛选出对玉米促生效果显著的菌株YM0137,与对照相比,菌株YM0137处理的玉米幼苗株高增加了18.5%;经系统发育与生理生化分析,菌株YM0137为壳聚糖酶产生菌(Mitsuaria sp.);菌株YM0137可通过产生的微菌落定殖在玉米根表上,且在玉米根表的定殖量呈现逐渐上升的趋势;同时研究发现菌株YM0137存在内生质粒;测产结果表明菌肥YM0137替代25%化肥与常规施肥在玉米产量上没有显著差异,但与不施化...     

自然光植物工厂多层立体栽培补光对生菜产量和品质的影响

针对自然光植物工厂空间高效利用的问题,采用意大利奶油生菜为研究对象,探究自然光植物工厂多层立体栽培条件下不同栽培层间光照、温度、湿度等环境差异及补光对生菜产量和品质的影响。结果表明:栽培架中层平均太阳总辐射强度是上层的25.15%～55.42%,下层平均太阳总辐射强度是上层的22.66%～37.46%;不同层间温度相差4.8～7.2℃。不同层湿度差异为37.5%～43.9%。补光可以提高栽培层间的光照强度,改善光照分布状况,改变生菜生长形态,促进叶片伸展和根系生长。与不补光处理相比,补光后中层和下层生菜的产量分别提高了35.8%和24.7%,干物质量增加了39.7%和36.7%,可溶性蛋白含量提高了9.42%和9.24%,硝酸盐含量降低了10.75%和6.75%,但与对照相比,补光后对生菜叶绿素和可溶性糖含量并没有显著性的变化。立体栽培层间补光能够改善层间光照环境,使光照分布更加均匀,促进干物质积累,显著提高生菜产量和品质。     

植物工厂不同LED光照模式对生菜幼苗生长及光合特性的影响

通过研究不同LED光照模式对植物工厂中生菜(Lactuca sativa L.)幼苗生长及光合特性的影响,筛选适于植物工厂内生菜育苗的LED光照模式。本试验使用白色LED(W)、红色LED(R)和蓝色LED(B)为光源,光源与光照天数相结合组成9种处理,分别为:W19、R19、B19、W12B7、W12R7、B12W7、B12R7、R12B7、R12W7,以W19为对照。研究结果表明:W19、B19、W12B7、W12R7、B12W7、B12R7处理下生菜幼苗的茎长显著短于其它处理。R19、W12R7和B12R7处理下生菜幼苗的地上部干鲜重、叶面积以及整株光合速率均显著高于对照;硝酸盐含量显著低于对照。W19、R12W7和B12W7;B19、W12B7和R12B7处理下生菜幼苗的叶绿素、花青素含量均高于R19、W12R7和B12R7。B19、W12B7和R12B7处理下生菜幼苗的单叶光合速率和气孔导度均显著高于其他处理。在供试的处理中,W12R7和B12R7处理下生菜幼苗的地上部干鲜重和叶面积较高、茎长短、硝酸盐含量低、整株光合速率高,表现出明显的生长优势,较其它处理更适用于植物工厂生菜育苗。     

高山茎用莴苣高产栽培技术

从生产实践中总结了在高山区种植茎用莴苣的适宜品种及其高产栽培管理技术。     

The effect of artificial solar spectrum on growth of cucumber and lettuce under controlled environment

Light-emitting diodes(LEDs) have been widely applied in the controlled environment agriculture, which are characterized by relatively narrow-band spectra and energetical efficiency. Most recently, the spectrum of Sunlike LEDs has been engineered and it closely resembles solar spectrum in the range of photosynthetic active radiation(PAR, 400–700 nm). To investigate how plant growth responses to the spectrum of Sunlike LEDs, cucumber and lettuce plants were cultivated and their responses were compared with the conventional white LEDs as well as composite of red and blue LEDs(RB, R/B ratio was 9:1). We observed that although Sunlike LEDs resulted in a longer stem in cucumber, dry weight and leaf area were similar as those under RB LEDs, and significantly higher than those under white LEDs. Moreover, cucumber leaves grown under Sunlike and white LEDs showed higher photosynthetic capacity than those grown under RB LEDs. For lettuce, plants grown under Sunlike LEDs showed larger leaf area and higher dry weight than the other two treatments. However, the leaf photosynthetic capacity of lettuce grown under Sunlike LEDs was the lowest. In this context, the spectrum induced plant functions are species-dependent. Furthermore, the three types of LEDs show distinct light spectra and they are different in many aspects. Therefore, it is difficult to attribute the different plant responses to certain specific light spectra. We conclude that plants grown under Sunlike LEDs exhibit larger leaf area, which may be due to some specific spectrum distributions(such as more far-red radiation), and consequently are favorable for light interception and therefore result in greater production.     

不同光质组合对生菜生长和能量利用效率的影响

【目的】筛选较优的光质组合,提高人工光植物工厂生菜产量和能量利用效率。【方法】以光强为200μmol/(m~2·s),R/B为4/1的红蓝光(RB)为对照,在光强为150μmol/(m~2·s),R/B为4/1的红蓝背景光基础上,分别添加50μmol/(m~2·s)的绿光(G)、黄光(Y)、橙光(O)和远红光(FR)组成4种不同光质组合处理,分别用RBG、RBY、RBO和RBFR表示,对不同光质组合处理生菜的生长及形态、光合能力、能量利用效率等指标进行比较研究。【结果】RBG、RBO和RBFR处理生菜地上部鲜质量较RB处理分别增加14.5%,14.5%和30.8%,地上部干质量分别增加13.3%,24.1%和29.9%(P0.05)。RBG处理可以增加生菜的株高、总叶面积、净光合速率和能量利用效率。与RB处理相比,RBY处理对生菜的地上部干、鲜质量影响不显著;RBO处理可以提高生菜叶片的光合能力和能量利用效率。RBFR处理可以增加生菜的地上部干、鲜质量,但在实际生产中,生菜叶片较易出现烧尖现象。【结论】RBG和RBO是工光植物工厂生产中较为合适的光质组合。     

Optimization of rhizosphere cooling airflow for microclimate regulation and its effects on lettuce growth in plant factory

In plant factories, the plant microclimate is affected by the control system, plant physiological activities and aerodynamic characteristics of leaves, which often leads to poor ventilation uniformity, suboptimal environmental conditions and inefficient air conditioning. In this study, interlayer cool airflow(ILCA) was used to introduce room air into plants' internal canopy through vent holes in cultivation boards and air layer between cultivation boards and nutrient solution surface(interlayer). By using optimal operating parameters at a room temperature of 28℃, the ILCA system achieved similar cooling effects in the absence of a conventional air conditioning system and achieved an energy saving of 50.8% while bringing about positive microclimate change in the interlayer and nutrient solution. This resulted in significantly reduced root growth by 41.7% without a negative influence on lettuce crop yield. Future development in this precise microclimate control method is predicted to replace the conventional cooling(air conditioning) systems for crop production in plant factories.     

覆草栽培对甜樱桃生长及光合速率的影响

选择6年生甜樱桃Cerasus avium品种红灯Cerasus avium‘Hongdeng’的试验基地开展覆草试验。覆草栽培与裸土对照交互排列,小区面积333.5 m2,重复3次,翌年开始生长调查。结果表明:覆草栽培可以使樱桃新梢旺长期提前;新梢长度、粗度、百叶质量和叶面积分别比对照提高20.4%,30.2%,20.5%和5.3%;叶绿素质量分数和光合速率分别比对照增加了35.8%和54.7%;覆草栽培还能明显增加树体中氮、钾、钙元素的质量分数,降低铁、镁、锰元素的质量分数;覆草使根量增加,根位上升。图2表4参16     

外源水杨酸对NaCl胁迫下生菜幼苗生长和光合性能的影响

以生菜幼苗为材料,采用溶液培养,研究外源水杨酸(salicylic acid,SA)对不同浓度(50、100、150、200 mmol/L)NaCl胁迫下生菜幼苗生长和叶片光合特性的影响.结果表明,NaC1胁迫显著降低了生菜植株生长量、净光合速率、气孔导度、叶绿素含量,其中叶绿素a含量降低幅度最大;外源SA显著提高了盐胁迫下生菜幼苗叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度,增强了盐胁迫下生菜植株的光合能力,从而使植株生长量明显提高,有效增强了生菜的抗盐能力.