光照、種植密度與采收期對植物工廠內(nèi)生菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響.pdf

1、植物的工廠化生產(chǎn)是一種資源集約型的植物生產(chǎn)模式，環(huán)境穩(wěn)定性強，可以實現(xiàn)光、溫、水、氣、肥的精確控制，不占用農(nóng)用耕地，產(chǎn)品安全無污染，單位面積產(chǎn)量可達(dá)露地栽培的幾十倍甚至上百倍以上，在極端的環(huán)境條件下可以保障食物供給和食品安全。此外，它還具有節(jié)能、環(huán)保、產(chǎn)品品質(zhì)好等特點。因此，人工光型密閉式植物工廠是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展的一個重要手段，它的發(fā)展可以幫助人類解決生存與發(fā)展所面臨的重要問題。
　　本文針對我國人工光型密閉式植物工廠能耗大

2、，光環(huán)境研究不足以及植物工廠生菜栽培技術(shù)的研究滯后的現(xiàn)狀，通過不同光譜、光密度、種植密度和采收期對植物工廠生菜產(chǎn)量和品質(zhì)影響的研究，探求適合密閉式植物工廠生產(chǎn)使用的照明光控技術(shù)和作物栽培技術(shù)，同時提高植物產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，降低人工光源的制造成本和運行成本，為密閉式植物工廠內(nèi)節(jié)能、環(huán)保、高效人工光源的開發(fā)提供科學(xué)依據(jù)，同時為植物工廠其他作物栽培提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。
　　本研究以‘綠領(lǐng)’生菜(Lactuca sativa L)為試材

3、，探討了不同光譜、光密度、種植密度與采收期對植物工廠生菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，研究發(fā)現(xiàn):
　　1.紅光(R)處理下生菜株高增長明顯快于其他處理，可溶性蛋白、游離氨基酸、葉綠素總量含量低，葉綠素a/b都顯著大于其他處理;75％紅光+25％藍(lán)光(RB31)處理下生菜葉綠含量、維生素C(VC)、可溶性糖含量顯著大于其他處理，硝酸鹽含量最低，生菜顏色品質(zhì)最好;50％紅光+50％藍(lán)光(RB11)處理下生菜干鮮重、株高、類胡蘿卜素含量較高，生菜顏

4、色品質(zhì)優(yōu)于其他處理;25％紅光+75％藍(lán)光(RB13)處理下生菜生長緩慢，干鮮重、株高、葉綠素含量、類胡蘿卜素含量、VC等顯著小于其他處理，但生菜脆度最大;藍(lán)光(B)處理下可溶性糖、蔗糖含量最低，甜度最小。結(jié)果表明:RB31處理下的生菜生物量積累較多，品質(zhì)較好，可以作為植物工廠生菜栽培的適宜光譜。
　　2.150μmol·m-2·s-1光強處理下，生菜株高最高，葉面積、含水量和維生素C含量顯著大于其他處理;200μmol·m-2·

5、s-1光強處理，生菜的地上部鮮重和總重及游離氨基酸含量都顯著大于其他處理;250μmol·m-2·s-1光強處理生菜根重最高;300μmol·m-2·s-1光強處理下生菜葉面積、含水量、葉綠素a、葉綠素a+b和類胡蘿卜素均小于其他處理，可溶性糖和硝酸鹽含量較高。結(jié)果表明:200μmol·m-2·s-1光強處理下，生菜生物量積累多，含水量高，生菜品質(zhì)優(yōu)于其他處理，是植物工廠生菜生產(chǎn)最適宜的光強選擇。
　　3.株行距為15cm×20c

6、m處理，生菜產(chǎn)量最高，生菜干鮮重也較高;葉面積在在15cm×20cm處理下數(shù)值較高;根系活力在15cm×25cm、20cm×20cm的處理下較強，在10cm×20cm處理下葉綠素總量、類胡蘿卜素大于其他處理，其他處理間無顯著性差異;類胡蘿卜素在10cm×20cm處理下最大;葉綠素a/b在10cm×10cm、15cm×15cm、15cm×25cm處理下顯著大于其他處理，而在10cm×20cm處理下最低。可溶性糖、蔗糖含量在20cm×20c

7、m處理下較高，可溶性蛋白、游離氨基酸含量在10cm×20cm處理下含量較大，維生素C在20cm×25cm處理下含量較多。研究表明:15cm×20cm株行距的種植密度下，生菜單株產(chǎn)量和群體產(chǎn)量都較高，生菜生長旺盛，光合作用強，品質(zhì)較好，可節(jié)省成本，能獲得較高的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，是較適宜的種植密度選擇。
　　4.采收期為21d生菜生物量積累少、可溶性蛋白、可溶性糖、維生素C等含量小;28d采收的生菜生物量也較小，蔗糖、葉綠素a、葉綠素b

8、等含量較低;35d生菜生物量積累多，可溶性糖、可溶性蛋白、蔗糖、游離氨基酸、葉綠素總量、類胡蘿卜素含量等品質(zhì)指標(biāo)較高;42d生菜生物量積累較多，但增長緩慢，可溶性蛋白、可溶性糖含量較低。結(jié)果表明:35d處理下的生菜生物量積累較多，品質(zhì)較好，可以作為植物工廠生菜的最佳采收期。
　　綜上所述，紅藍(lán)3∶1是植物工廠生菜的最佳光譜，200μ mol·m-2· s-1是最適光密度，株行距為15cm×20cm是最佳種植密度，35d為最佳采收期