不同红外补光模式对植物工厂生菜生长及品质的影响

试验在密闭植物工厂内进行,以0:00-12:00照射的白色LED光为基础光,在保证生菜正常生长的前提下以两种峰值波长的LED红外光(850nm和930nm)作为补充光,通过调节红外光补光的时间点使之与白光形成半重叠(S)、全重叠(O)、不重叠(N)3种模式,分别为Fr_(930)S、Fr_(850)S、Fr_(930)O、Fr_(850)O、Fr_(930)N、Fr_(850)N共6个处理,各处理白光及红外光的光强度、供光时长均一致,且处理间的耗电量也基本一致。通过测定各处理生菜生长及品质指标,以分析不同红外光对生菜的作用是否独立或依赖于基础光,以及在相同耗电量下红外光的最佳补光模式。结果表明:(1)同一峰值波长的红外光在不同补光模式下对生菜的生长和品质影响各异;而同一补光模式下,不同峰值波长红外光对生菜的生长及品质的影响也存在差异。(2)6个处理中,850nm红外光独立于白光补光时,生菜地上食用部分的鲜重最高;而生菜粗蛋白和可溶性糖含量均在850nm红外光半重叠模式下最高;930nm独立补光时生菜Vc含量最高,硝酸盐含量最低。因此,实际生产中,在耗能基本一致的前提下,可根据生产目的对红外光的种类及其相对于基础光的补光模式进行选择和调节。     

营养液供液高度对水培生菜生长及矿质元素吸收的影响

在密闭植物工厂条件内,设置5种营养液高度（2、3、4、5、6cm）水培种植生菜,以探究霍格兰（Hoagland）配方营养液不同供液高度对生菜十种矿质元素（K、P、Ca、Mg、Na、Fe、Mn、Zn、Cu、S）吸收及积累的影响。结果表明：生菜地上部生物量以及光合色素含量均在4cm供液高度处理下最大,而地下部生物量以及根长均随着营养液供液高度的增加而升高;生菜地上部十种矿质元素的含量均在供液高度6cm处理下最大,而矿质元素在生菜中的单株累积量则表现为Fe、Mn元素在6cm供液高度下最大,Ca、Mg、Na、Zn、Cu、S元素在4cm供液高度下最大,K、P元素在5cm供液高度下最大。因此,实际生产中可以通过调节水培生菜营养液的供液高度,以达到提高生菜产量或生产功能性蔬菜的目的。     

弱光条件下光质和光周期对水培生菜生长与品质的影响

在弱光条件的人工光植物生长室中,设置两种不同红蓝光比例光质和两种不同光周期,水培盆栽红叶生菜（R）、绿叶生菜（G）和紫叶生菜（P）,采收后测定3种生菜的生物量指标以及抗氧化物、可溶性糖等营养品质指标,以研究弱光条件下光质和光周期对3种叶色水培生菜产量和品质的影响。结果表明：（1）生菜产量主要受光周期影响,营养品质指标受光质和光周期的综合影响。光照时间延长显著增加了3种生菜叶面积。绿叶生菜和红叶生菜单位叶面积鲜重在不同光质及光周期下无显著差异。紫叶生菜单位叶面积鲜重对光周期变化的反应则因光质环境而异。延长光周期使3种叶色生菜地上部鲜重提高一倍多,但3种生菜地上部鲜重受光质影响不显著。（2）延长光照时长对3种生菜营养品质的影响因光质而异。在红蓝1:2光质下,延长光照时长降低了绿叶生菜总酚和类黄酮相对含量以及抗坏血酸和可溶性蛋白含量,提高了红叶生菜花青素和可溶性糖含量,但降低了抗坏血酸和可溶性蛋白含量,紫叶生菜总酚相对含量得到提高,但抗坏血酸含量显著降低。在红蓝2:1光质下,延长光照时长显著提高了绿叶生菜总酚和类黄酮相对含量,抗坏血酸含量有所降低,红叶生菜总酚和类黄酮相对含量、抗坏血酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均显著降低,紫叶生菜总酚含量显著提高。说明在弱光条件下延长光照时长可以显著提高3种不同叶色生菜产量。在红蓝1:2光质下,延长光照时长使红叶生菜的花青素含量和可溶性糖含量得到显著提高。在红蓝2:1光质下,延长光照时长可以提高绿叶生菜和紫叶生菜营养品质。     

昼夜连续照射LED红蓝光对不同品种生菜生长和品质的影响

为探究生菜对全生长期连续光照的响应及品种差异性,在密闭式植物工厂内,以LED红蓝光为光源研究了水培条件下常规光照（12h/12h,NL）与连续光照（24h/0h,CL）对5种生菜生长和品质的影响。结果表明：与常规光照（NL）处理相比,连续光照（CL）处理显著提高了除“大卫”外其它4种生菜的地上部鲜重,其中“绿罗”生菜增加幅度最高。生长初期连续光照（CL）处理下5种生菜叶片叶绿素含量显著高于常规光照（NL）处理,但在生长后期,5种生菜两个处理下的叶绿素含量均无显著差异。与常规光照处理相比,连续光照处理显著提高了5种生菜可溶性糖、总酚和类黄酮含量,以及其中2种紫叶生菜的花青素含量。除“绿罗”外,其它4个品种连续光照处理下的抗坏血酸总量均略有或显著升高,其中主要提高了还原型抗坏血酸的含量,对脱氢抗坏血酸含量的影响不显著。总之,全生长期连续光照能显著提高生菜的产量,促进可溶性糖和抗氧化物质合成;5个品种生菜对连续光照的适应性存在差异,其中“绿罗”的适应性最强;全生长期连续光照运用于植物工厂生菜生产对提高产量和品质的潜力较大。     

叶面喷施寡糖对生菜生长和品质的调节作用

为探究不同单一寡糖和复配寡糖对作物生长发育、产量及品质的影响,选择生长周期较短的生菜品种“意大利耐抽薹”作为研究对象,以80mg·L-1的纤维寡糖（ZH-A）、低聚木糖（ZH-B）、甲壳低聚糖（ZH-C）和以上3种寡糖等质量比的复配寡糖（ZH-M）以及多糖海藻酸钠（GY-D）对定植后的生菜进行4次叶面喷施处理,以喷清水为对照（CK）。从定植后的第3天（三叶一心）开始,每隔2d连续喷施4次,至采收期（定植23d）测定生菜的生长特征（生物量、叶面积、荧光光合）、根系表型特征（根长、根表面积、根体积）以及品质特征（可溶性糖、叶绿素、Vc、硝酸盐）。结果表明：单一寡糖、复配寡糖及海藻酸钠多糖处理均能显著增加生菜生物量;纤维寡糖（ZH-A）对促进根系生长及降低硝酸盐含量具有显著效果;甲壳低聚糖（ZH-C）对叶绿素含量、最大光化学效率Fv/Fm及可溶性糖含量有显著的提高作用;复配寡糖对生菜地上部、地下部及品质的增长和提升效果明显优于单一寡糖和多糖,采收期地上部鲜重及叶面积分别增加52.58%和57.60%,根干重、总根长、总体积及总表面积分别增加35.07%、89.10%、49.23%和40.68%,可溶性糖增加25.20%,叶绿素含量增加21.50%,Vc含量提高12.08%,硝酸盐含量降低27.65%。综上可知,不同寡糖对生菜生长特征和生理性状的作用效果和调控机制具有明显差异;复配寡糖对生菜促生长和提品质的调节效果显著优于单一寡糖。     

沼肥对无土栽培生菜产量和品质的影响

通过盆栽试验研究沼肥对无土栽培生菜产量和品质的影响。试验以1∶1的泥炭和珍珠岩混合物为栽培基质,设施沼肥组、施化肥组和不施肥组(对照组)。施肥组设置3个施肥水平,相同施肥水平的沼肥组和化肥组栽培基质含等量的氮、磷、钾。结果表明,与施用化肥相比,在2 L栽培基质中施用100、200、300 g沼肥,可使生菜产量分别提高58.55%、108.08%和99.12%,还原糖分别提高11.59%、9.87%和74.48%,总糖分别提高4.31%、65.22%和72.56%,Vc分别提高106.67%、95.24%和47.62%,硝酸盐分别降低85.37%、82.63%和87.61%。沼肥用于无土栽培不仅可以提高作物产量,还可显著改善其品质,对发展无公害绿色农业具有重要的意义。     

不同DFT装置对生菜产量和品质的影响

为经济解决DFT栽培中根际溶氧问题，试验设计了4种结构特点不同的DFT装置，以意大利耐抽苔生菜为试验对象，研究不同DFT装置对生菜产量和品质的影响。结果表明，循环浮板法(CFS)栽培能够稳定供给植株生长所需要的养分和氧气，生菜产量最高，品质较好；支撑浮板法(SFS)栽培虽然不能使营养液中的溶氧达到理想水平，但暴露在空气中的根系可以吸收空气中的氧气，植株生长良好，维生素C含量最高，硝酸盐含量最低，与其他3种处理的差异达极显著水平；浮板法(FS)和动态液位法(DSS)中生菜产量相对较低，要想合理地应用这两种栽培方式，还需要对其结构和系统设计中的某些参数进行修改和设定。综合生菜产量因子与商品性状，支撑浮板法是最适宜的DFT方式。     

不同DFT装置对生菜产量和品质的影响

为经济解决DFT栽培中根际溶氧问题,试验设计了4种结构特点不同的DFT装置,以意大利耐抽苔生菜为试验对象,研究不同DFT装置对生菜产量和品质的影响.结果表明,循环浮板法(CFS)栽培能够稳定供给植株生长所需要的养分和氧气,生菜产量最高,品质较好;支撑浮板法(SFS)栽培虽然不能使营养液中的溶氧达到理想水平,但暴露在空气中的根系可以吸收空气中的氧气,植株生长良好,维生素C含量最高,硝酸盐含量最低,与其他3种处理的差异达极显著水平;浮板法(FS)和动态液位法(DSS)中生菜产量相对较低,要想合理地应用这两种栽培方式,还需要对其结构和系统设计中的某些参数进行修改和设定.综合生菜产量因子与商品性状,支撑浮板法是最适宜的DFT方式.     

土壤持水量对生菜生长和镉浓度的影响

通过不同水分含量处理的盆栽试验和培养试验,探索土壤持水量对生菜生物量与Cd浓度,土壤pH和土壤Cd有效态的影响。结果表明,土壤持水量显著影响生菜的生物量,75%田间持水量（water holding capacity,WHC）处理生菜地上部鲜重最高,生菜鲜重与土壤持水量呈倒V型关系。土壤持水量也显著影响生菜地上部及根中Cd浓度,2者均与土壤持水量呈显著负相关关系,土壤持水量从45%WHC增加到65%WHC,地上部Cd浓度降低41%,生菜Cd含量从超过无公害标准到低于标准。盆栽试验中,乙酸铵-Cd浓度与水分处理水平没有显著相关性,生菜地上部Cd浓度与土壤的乙酸铵-Cd态也没有显著相关性。水分对土壤pH没有显著影响,但培养试验中土壤乙酸铵-Cd与水分处理水平显著负相关。初步推测土壤水分影响生菜地上部Cd浓度,不是通过影响土壤pH和Cd有效态来实现的。因此,可以通过调节土壤水分来控制中轻度重金属污染的设施菜地上叶菜可食部分的Cd浓度,这是一种具有较好应用前景的绿色调控措施。     

Na_2SO_4和NaHCO_3对生菜生长的影响

研究了营养液中不同浓度Na2 SO4 和NaHCO3处理对生菜生长的影响。结果表明 ,随着两种盐浓度增加 ,生菜叶面积和地上部干重逐渐减小 ;NaHCO3处理对地上部生长的抑制更显著。Na2 SO4 处理植株吸水量降低 ,表明存在渗透逆境 ;NaHCO3处理植株吸水量不受影响 ,但营养液pH值增加迅速。生菜品种L 2比P对盐胁处理更敏感。     

LED光质对豌豆苗生长、光合色素和营养品质的影响

以豌豆苗为材料,采用基质穴盘培养的方法,研究不同LED光质处理(白光、红光、蓝光和红蓝光)对豌豆苗生长、光合色素(叶绿素a、b和类胡萝卜素)含量与营养品质(硝酸盐、维生素C、类黄酮和花青素含量)的影响.结果表明,与白光相比,蓝光与红蓝光处理显著提高了豌豆苗地上部生物量(P＜0.05),而红光对豌豆苗地上部生物量无影响.不同光质处理在豌豆苗根系生物量和总生物量指标上无显著差异.与白光处理相比,红蓝光处理显著提高了豌豆苗叶片中叶绿素a、b的含量(P＜0.05),但对类胡萝卜素含量无影响.在4种处理中,红光处理的叶绿素a含量最低,而蓝光处理的叶绿素b最低.红光和蓝光处理茎叶中类胡萝卜素含量间无差异,均显著低于白光和红蓝光处理(P＜0.05).红蓝光处理显著提高了豌豆苗叶片中维生素C的含量(P＜0.05),而红光和蓝光均无影响.不同光质处理的豌豆苗茎叶中硝酸盐含量和类黄酮含量无差异.白光处理的豌豆苗茎叶中花青素含量最高,蓝光处理最低.总之,蓝光和红蓝光可促进豌豆苗地上部生长,增加叶片叶绿素a、b含量,红蓝光处理可提高豌豆苗叶片维生素C含量;白光和红蓝光处理下豌豆茎叶中类胡萝卜素含量较高,白光处理的豌豆苗茎叶中花青素含量最高.说明蓝光和红蓝光有利于增加豌豆苗菜产量,而白光和红蓝光有利于提高豌豆苗的营养品质.     

不同光强下红蓝光配比对樱桃萝卜生长与产量的影响

采用LED光源在室内可控环境下设置3种光照强度（180、240、300μmol·m^-2·s^-1）和2种红蓝光配比（1R:1B、2R:1B）,以研究不同光强和红蓝光配比组合对樱桃萝卜真叶数、叶绿素含量、肉质根形态以及干鲜重的影响。结果表明,光强为180μmol·m^-2·s-1时,2R:1B处理的新叶叶绿素含量略高于1R:1B处理,但地上部鲜重却略低于1R:1B处理,其它生长指标不同光质处理间无显著差异。光强为240μmol·m^-2·s^-1时,相比1R:1B 处理,2R:1B处理显著提高了樱桃萝卜的新叶叶绿素含量、地上部干鲜重、根直径、根体积、肉质根干鲜重以及干鲜根冠比（P＜0.05）。光强300μmol·m^-2·s^-1时,2R:1B处理的新叶叶绿素含量略低于1R:1B处理,但地上部干鲜重显著高于1R:1B处理（P＜0.05）,其它指标无显著差异。相同红蓝光配比下,樱桃萝卜新叶叶绿素含量、根直径、根体积、肉质根干鲜重及根冠比均随着光强的增加而增加。地上部干鲜重随光强增加的变化因光质而异。总之,一定强度的LED红蓝光质是植物工厂樱桃萝卜高产的光环境基础,并且光强高于一定水平时适宜的红蓝光配比对其生长具有显著促进作用。     

LED红蓝光质对水稻幼苗生长及生理特性的影响

为研究不同LED红蓝光质比对水稻幼苗生长和生理特性的影响,以湘早籼45号为试验材料,通过在白光的基础上添加不同光质比例的红光(主波长662 nm)和蓝光(457 nm),设置T1(白光∶蓝光=2∶1)、T2(白光∶蓝光=1∶2)、T3(白光∶红光=7∶1)、T4(白光∶红光=2∶1)、T5(白光∶红光=3∶2)、T6(白光∶红光=1∶2)共6种不同光质配比,以白光为对照(CK),探究不同光质比对水稻幼苗形态指标和生理特性的影响。结果表明,增加红光比例提高了水稻幼苗株高、倒二叶叶长、叶面积、壮苗指数、地下部鲜重、根总长、根总数、根表面积、叶绿素含量和叶片过氧化氢酶(CAT)活性。增加蓝光比例抑制了水稻幼苗的株高、第一叶叶鞘长,但在蓝光作用下水稻幼苗茎基宽、倒二叶叶宽、叶面积、壮苗指数、幼苗生物量、根总长、根总数、根表面积、根体积、叶绿素含量增加。T2的茎基宽和壮苗指数最大,相比CK分别增加了23.1%和51.6%。T3和T4有利于生物量积累以及叶面积和叶片抗氧化酶活性的提高,相比CK,T3和T4叶面积分别提高46.9%和45.6%。综上,LED红光提高了水稻叶片叶面积和抗氧化酶活性,促进...     

LED光源R／B对叶用莴苣生理性状及品质的影响

研究不同红／蓝（R／B）光强配比对叶用莴苣（LactucasativaL．）生理性状及品质方面的影响,以便为新型人工光源在莴苣生产上的应用提供理论依据。试验利用波长为660nm（±20nm）红光与450nm（±20nm）蓝光发光二极管（LightEmittingDiode,LED）作为人工光源,设置3个R／B试验处理,分别为LED1（R／B=10）、LED2（R／B=8）、LED3（R／B=6）,以1个荧光灯处理为对照（CK）,选用水耕栽培模式在不同光照环境下培育叶用莴苣30d。结果表明：660nm红光和450nm蓝光组合可以有效提高莴苣的光能利用率,促进光合作用;适宜的红蓝光比例能有效增加植物Vc含量,并降低硝酸盐含量。其中,处理LED2（R／B=8）的叶用莴苣净光合速率及Vc含量明显高于其他试验处理,而硝酸盐含量最低,表现出良好的生理和品质特性,因此,R／B=8相对更适宜叶用莴苣的生长发育。     

不同红光远红光配比对冰草生长发育、光合特性及品质的影响

为探明人工光植物工厂中红光远红光配比对水培冰草产量和品质的影响,本研究在光合有效辐射强度200 μmol·m-2·s-1的条件下,以白光LED作为CK(R/FR=5.5),在CK基础上添加不同强度远红光,分别设置FR1(R/FR=1.2)和FR2(R/FR=0.8),研究不同光质组合处理下冰草的生长发育、光合特性及营养...