植物工厂不同光源和光照方式对生菜生长的影响

摘 要：针对传统温室内叶菜生长受季节的限制，且生长周期长等弊端，北京京鹏环球科技股份有限公司研发了可以实现作物周年生产的植物工厂，并且以该植物工厂内的人工光栽培车间为试验场地，以罗生3号散叶生菜为试验材料进行了不同光源和光照方式对生菜生长影响的试验。试验结果表明，定植和育苗光源分别采用红蓝光6∶1和7∶1的LED光源，16 h连续光照是生菜生长的最佳选择。

关键词：植物工厂；人工光栽培车间；光源；光照方式；生菜；品质

生菜属菊科莴苣属，一年或二年生草本植物，又称叶用莴苣[1]，栽培品种按叶的生长状态可分为结球生菜、散叶生菜、叶直立生菜三大类[2]。随着人们对食品质量要求的提高，无公害蔬菜、绿色蔬菜、有机蔬菜等日益得到人们的关注。生菜作为人们日常消耗的蔬菜之一，其安全性及需求也在逐年提高。针对传统温室生产叶菜周期长，且受自然环境条件限制等特点，北京京鹏环球科技股份有限公司研发了可以实现作物周年生产的植物工厂[3]，在该植物工厂内采用人工光栽培系统进行幼苗的栽培及生长。该系统采用全封闭结构，内部环境完全由人工控制，在工厂内布置人工光栽培架，每层栽培架装有植物生长灯组和分段式栽培槽，此外还配备了恒温恒湿空调机组、环流风机、CO2施用装置、营养液循环再利用系统、紫外消毒系统等设备，使植物生长完全处于人工可控的状态下，不受外界环境的影响，且工厂内不施用农药，产品安全绿色无污染，满足了人们对蔬菜的健康绿色需求，也为我国菜篮子工程的建设提供了良好的保障[4，5]。本次试验通过在不同光源和不同光照方式条件下对罗生3号散叶生菜进行对比试验，以期找到作物生长最适宜的光源及光照方式。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为北京市农科院蔬菜研究中心培育的罗生3号散叶生菜。

1.2 试验方法

试验在北京京鹏环球科技股份有限公司通州植物工厂人工光栽培车间进行。罗生3号栽植时间为2012年5月14日至6月28日，共44 d。具体流程为：经过1 d的催芽露白后，放置在炼苗车间的绿化苗传输带上进行绿化，绿化时间为14 d，待长成2片子叶后放入闭锁育苗室进行苗化，苗化时间为15 d，待长成4片子叶后放入人工光栽培车间进行定植，定植时间为14 d，最后进行收获。该试验采用营养液膜法育苗，白天温度24℃，夜间温度18℃，每天光照16 h，营养液EC值为1.2 mS/cm，pH值为6.0，营养液供给时间为每天5：00～23：00，每1 h供液2 min。

该人工光栽培试验采用随机区组设计，试验共设2组。第一组为光源相同、光照方式不同，即定植光源与育苗光源均采用荧光灯照射，光照方式分别采用16 h连续光照、16 h间歇光照；第二组为光照方式相同，光源不同，即光照方式均采用16 h连续光照，育苗光源均采用红蓝光7∶1 LED光源，定植光源分别采用红蓝光6∶1 LED光源、红蓝光7∶1 LED光源、荧光灯光源。

每组试验分别设5次重复，收获后采用对角线取样法取5株进行测量，主要对其茎叶质量、株高、叶片数、叶长、叶宽等指标进行测定，取其平均值，研究不同光源及光照方式对生菜生长的影响。

2 结果与分析

2.1 相同光源，不同光照方式对生菜生长的影响

由表1可以看出，在定植光源和育苗光源均采用荧光灯的情况下，虽然采用16 h连续光照的方式平均株高及平均叶片数要小于16 h间歇光照，但作为生菜食用及观感方面的重要指标——茎叶均质量和平均叶面积均高于采用16 h间歇光照方式，这说明光源相同时，采用16 h连续光照方式，生菜生长情况要优于16 h间歇光照方式的。

2.2 相同光照方式，不同光源对生菜生长的影响

从表2中可以看出，在光照方式均为16 h连续光照的情况下，茎叶均质量依次为：红蓝光6∶1 LED光源>红蓝光7∶1 LED光源>荧光灯光源；平均株高依次为：荧光灯光源>红蓝光7∶1 LED光源>红蓝光6∶1 LED光源；平均叶片数依次为：红蓝光6∶1 LED光源>红蓝光7∶1 LED光源>荧光灯光源；叶面积大小依次为：红蓝光7∶1 LED光源>荧光灯光源>红蓝光6∶1 LED光源。这说明采用红蓝光6∶1 LED光源作定植光源比采用红蓝光7∶1 LED光源和荧光灯光源表现增产，增产率分别为7.09%和70.65%；同时相比其他2种光源，红蓝光6∶1 LED光源能够更好地抑制抽薹现象的发生，植株株型更加紧凑，叶片数有所增加。

3 结论与讨论

通过在植物工厂人工光栽培车间进行不同光源和不同光照方式对生菜生长影响的栽培试验，可以得出以下结论。

①在光源相同的条件下，采用16 h连续光照的生菜生长情况（茎叶均质量及叶面积）总体要优于采用16 h间歇光照的生菜生长情况。虽然该处理下，生菜株高与平均叶片数相对较弱，但生菜作为食用蔬菜，茎叶均质量是其重要的指标。综合考虑，采用16 h连续光照是生菜生长得较好的光照方式。

②在16 h连续光照、育苗光源均采用红蓝光7∶1 LED光源的条件下，采用红蓝光6∶1 LED光源作为定植光源的生菜生长情况（茎叶均质量及叶片数）要优于红蓝光7∶1 LED光源，并远远优于荧光灯光源，且能更好地抑制抽薹现象的发生，株型更加紧凑，说明定植光源采用6∶1红蓝光的LED光源，育苗光源均采用红蓝光7∶1 LED光源，16 h连续光照是生菜生长的最佳选择。

植物工厂是设施农业发展的高级阶段，代表着未来设施农业的发展方向，目前，植物工厂内的种植仍处于探索阶段，本次试验为植物工厂人工光栽培车间的光源选择及最适宜光照方式提供了理论依据，也为幼苗的生长提供了良好的栽培经验。下一步还需进一步对各种蔬菜品种进行探索，找到适宜植物工厂内不同蔬菜品种生长的最佳光源及光照方式，为我国菜篮子工程的建设提供强有力的

保障。

参考文献

[1] 汪清，谢志坚，余玉平，等.无公害生菜栽培技术[J].现代园艺，2011（3）：30-31.

[2] 刘慧超，卢钦灿，肖卫强.水培生菜关键技术[J].中国园艺文摘，2009（2）：68-69.

[3] 张晓慧，周增产，王峻峰，等.植物工厂——开创种植业奇迹的先锋[J].农业工程技术（温室园艺），2010（1）：49-50.

[4] 陈晨.“煞有介事”的植物工厂[J].中国科技财富，2011（11）：10-11.

[5] 龙智强，周增产，卜云龙，等.植物工厂人工环境控制栽培室的设计研究[J].北方园艺，2010（15）：85-88.