三種葉色生菜人工光水培氮營(yíng)養(yǎng)及光質(zhì)條件優(yōu)化研究.pdf

1、植物工廠是水肥一體化管控的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，為蔬菜生產(chǎn)環(huán)境的精確控制提供有效手段。但生產(chǎn)中采用的較高氮濃度栽培在實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的同時(shí)，亦帶來(lái)了葉菜類(lèi)的品質(zhì)問(wèn)題，如硝酸鹽含量高，抗壞血酸、可溶性糖含量低等。這些問(wèn)題在一定程度上降低了設(shè)施栽培蔬菜的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，也阻礙了植物工廠在實(shí)際生產(chǎn)中的推廣。因此，發(fā)掘適用于人工光植物工廠的提高葉菜品質(zhì)的新手段具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，葉菜的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，因葉菜品種復(fù)雜多樣，所需的生產(chǎn)環(huán)境存在差異，對(duì)不同類(lèi)型葉菜

2、適宜的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行有針對(duì)性的研究是必需的。本研究在溫室條件下水培紅葉生菜、紫葉生菜和綠葉生菜三種葉色生菜，觀察三種生菜在不同氮營(yíng)養(yǎng)條件、光環(huán)境以及不同氮形態(tài)與光環(huán)境組結(jié)合條件下，生長(zhǎng)和品質(zhì)的響應(yīng)差異，以探討三種葉色生菜人工光水培氮營(yíng)養(yǎng)及光質(zhì)條件需求差異。本研究所獲結(jié)論包括以下5個(gè)方面。
　　1.三種葉色生菜產(chǎn)量受氮水平影響顯著，地上部鮮重在10 mmol/L氮水平(N10)處理下高于5 mmol/L氮水平(N5)處理。N10處理下

3、綠葉生菜和紅葉生菜上部干重比N5處理都稍有提高，紫葉生菜相反。三種生菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)受氮水平影響不顯著;三種葉色生菜生物量和品質(zhì)不同氮形態(tài)下差異顯著，與5 mmol/L硝態(tài)氮結(jié)合5 mmol/L銨態(tài)氮(N5+A5)的處理相比，10 mmol/L單一硝態(tài)氮(N10+A0)處理三種葉色生菜地上部鮮重、地上部干重和根冠比顯著降低。綠葉生菜和紅葉生菜的總酚含量在N10+A0處理下略高，綠葉生菜抗壞血酸含量在N10+A0處理較高，紅葉生菜和紫葉生菜中的

4、總酚和抗壞血酸對(duì)氮形態(tài)的響應(yīng)差異不顯著。不同氮形態(tài)處理下，三種葉色生菜葉片的類(lèi)黃酮和花青素含量無(wú)顯著差異。
　　2.三種生菜產(chǎn)量和品質(zhì)在不同單色光和紅藍(lán)組合光處理下差異顯著。白光或1∶1的紅藍(lán)組合光下三種葉色生菜地上部鮮重最高，紅藍(lán)組合光處理下地上部干重最高。三種生菜總酚含量在紅藍(lán)組合光或白光下最高。三種生菜類(lèi)黃酮和花青素含量紅光下最低，花青素含量在紅藍(lán)組合光照射下最大。紫葉生菜和紅葉生菜可溶性糖含量在紅藍(lán)組合光下最大，白光下最小

5、，綠葉生菜相反;紅藍(lán)光1∶1(RBⅡ)的光質(zhì)處理下三種生菜生物量積累最大，紅藍(lán)1∶2（RBⅢ）的光質(zhì)處理下使生菜中酚類(lèi)物質(zhì)和花青素含量最高。
　　3.三種葉色生菜產(chǎn)量主要受光周期影響，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)受到光質(zhì)和光周期的綜合影響。延長(zhǎng)光照時(shí)間顯著提高了生菜葉面積和地上部鮮重，但光質(zhì)對(duì)生菜地上部鮮重的影響不顯著。光周期對(duì)綠葉生菜和紅葉生菜總酚和類(lèi)黃酮相對(duì)含量的影響因光質(zhì)而異。延長(zhǎng)光照時(shí)長(zhǎng)，紫葉生菜總酚相對(duì)含量顯著提高。光質(zhì)和光周期對(duì)綠葉生

6、菜和紫葉生菜花青素相對(duì)含量影響不顯著。光周期對(duì)紅葉生菜花青素相對(duì)含量的影響因光質(zhì)而異。延長(zhǎng)光照時(shí)長(zhǎng)顯著降低了三種生菜抗壞血酸含量。光周期對(duì)綠葉生菜和紅葉生菜可溶性蛋白含量的影響因光質(zhì)而不同，紫葉生菜可溶性蛋白含量受光質(zhì)和光周期影響不顯著。
　　4.以6種硝態(tài)氮(N)和銨態(tài)氮(A)組合(N15+A0、 N12+A3、N7.5+A7.5、N10+A0、N8+A2、N5+A5)水培紫葉生菜，研究其在LED紅藍(lán)組合光短期連續(xù)光照(SCL)

7、后的品質(zhì)提升效果:生菜地上部干重和根系干重在SCL處理后都顯著提高。SCL處理前，不同氮營(yíng)養(yǎng)處理下生菜總酚、類(lèi)黃酮相對(duì)含量差異不顯著。SCL處理后，不同氮營(yíng)養(yǎng)條件下生菜總酚、類(lèi)黃酮和花青素相對(duì)含量差異達(dá)到顯著水平。SCL處理使生菜葉片、葉柄硝酸鹽含量均顯著降低，生菜葉片抗壞血酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量顯著提高。
　　5.在密閉植物生長(zhǎng)室中，以?xún)煞N不同比例LED紅藍(lán)光為光源研究了弱光條件下光質(zhì)與連續(xù)光照對(duì)水培紫葉生菜和綠葉生菜產(chǎn)量