閉鎖型育苗系統中不同光源對生菜生長的影響

李東星，周增產，卜云龍，商守海，李迎忠，張雪嬌

（北京京鵬環球科技股份有限公司，100094）

隨著我國蔬菜產業的不斷壯大及人們對食品安全的日益重視，育苗的需求量及品質的要求也在逐年提高。傳統溫室環境下生產的種苗存活率低、品質差，不利于種苗的大規模商品化生產，不僅增加了育苗成本，還限制了工廠化育苗的推廣與發展[1]。針對這些問題，北京京鵬環球科技股份有限公司開發了一種閉鎖型育苗系統，該系統通過人工控制，采用科學化、標準化技術措施，運用機械化、自動化手段，使種苗在最佳環境下生長的植物工廠[2]。它擺脫了自然條件的束縛和地域性的限制，可以控制種苗生長周期，促進種苗快速發育，且栽培環境內采用完全封閉式，為種苗繁育創造了良好的生長環境[3]。在植物工廠內，光照是作物生命活動的能量源泉，又是某些作物完成生命周期的重要信息。無論是弱光、短日照或強光、長日照都可能成為某些作物生長、發育的限制因子。因此，對植物工廠內的光照環境進行調控是十分必要的[4]。本次試驗對植物工廠內閉鎖型育苗系統的不同光源對生菜生長情況進行顯著性對比分析，以期得出不同光源對生菜生長的影響效果，并選擇合適的光源。

1 材料與方法

1.1 試驗裝置組成與特點

該閉鎖育苗室（圖1）采用全封閉結構，由不透光的絕熱壁板圍護，配置有閉鎖型育苗生產栽培架、恒溫恒濕空調系統、CO2補充裝置、空氣攪拌風機、營養液循環系統和獨立的室內環境智能控制裝置等。

圖1 閉鎖育苗室的內景

閉鎖育苗系統配置閉鎖型育苗生產栽培架，規格為 2 800 mm×700 mm×1 900 mm（長×寬×高）。 栽培架鋼骨架經熱鍍鋅處理后噴塑，使用壽命長。生產栽培架共4層，人工光源采用紅藍相間的植物生長熒光燈。栽培架前部設置有灌水用的導水槽和管道，每層并排放置育苗盤，根據育苗盤規格合理栽培種苗。同時，每層中間均安裝空氣攪拌風扇，以產生均勻水平氣流。閉鎖育苗系統內環境及營養液循環采用JP/WSK計算機智能控制系統進行控制。光源配備采用LED燈和植物生長熒光燈2種。

1.2 試驗材料

試驗材料為北京市農科院蔬菜研究中心培育的羅生3號生菜（散葉）。

1.3 試驗方法

本次試驗在北京京鵬環球科技股份有限公司通州植物工廠閉鎖育苗室內進行，于2012年4月20日播種，4月28日分苗，5月15日移栽至人工光栽培車間。以每種光源為1個處理，共設2個處理，4次重復，每個重復1個育苗盤，隨機區組排列。首先，篩選出粒大飽滿、無病蟲害、結構完整的生菜種子，育苗使用的穴盤、海綿等器具用0.1%~0.15%的高錳酸鉀液進行消毒。采用荷蘭VISSER公司的精密針式氣力播種機將生菜種子播至200孔海綿材質上。其次，將已播好的育苗盤放入恒溫恒濕的催芽室中培養1.5~2 d[5]。最后，待催芽露白后將育苗盤分別置入熒光燈和LED燈光下進行生長試驗，每天光照 10 h（7：00~17：00）。本次試驗幼苗生長期的EC均值為1.4 mS/cm，pH值5，溶氧值7.0 mg/L。待幼苗需移栽至人工光車間時，采用對角線取樣觀測法，記錄鮮質量、株高、根長、葉片數等測量值，并求取平均值，最后采用極差法對記錄的數據進行方差分析。

表1 不同光照處理對生菜的影響顯著性分析

圖2 熒光燈光照射下生菜整體生長情況

圖3 LED燈照射下生菜整體生長情況

2 結果與分析

2.1 不同光源對生菜鮮質量的影響

由表1可知，不同光源條件下，生菜地上部分鮮質量有極顯著差異，LED燈光源照射下，生菜鮮質量的平均值遠遠高于熒光燈照射下的。同時，從圖4~5中也可以看出，相較于熒光燈照射下生長的生菜，LED燈照射下的生菜葉大、株高且緊密結實，說明LED燈光源是培養生菜幼苗的最佳選擇。

2.2 不同光源對生菜株高的影響

由表1可看出，不同光源對生菜株高有著不同程度的影響，LED燈照射下的生菜平均株高遠高于熒光燈照射下的生菜株高，說明LED燈對生菜株高的生長具有一定的促進作用。

2.3 不同光源對生菜根長的影響

圖4 熒光燈光照射下生菜根上部分

圖5 LED燈光照射下生菜根上部分

圖6 熒光燈光照射下生菜根系部分

圖7 LED燈光照射下生菜根系部分

由表1可以看出，不同光源光照對生菜根長有顯著影響。主要是因為在閉鎖育苗室中培養時，生菜根系一般在苯板下與營養液密切接觸，無法得到充分光照。由圖6~7中也可以看出，LED燈照射下的生菜根系明顯較熒光燈照射下的生菜根系粗壯，這說明LED燈對生菜根系生長有一定的促進作用。

2.4 不同光源對生菜葉片數的影響

從表1中可以看出，不同光源光照條件下，生菜的葉片數有明顯差異，LED燈照射下生菜葉片數顯著多于熒光燈照射下的葉片數，且差異極顯著，這表明LED燈對葉片的生長具有極顯著作用。

3 結論與討論

已有研究表明，波長為380~720 nm的光直接影響植物的光合作用，而LED燈的紅光波長為630 nm，藍光波長為460 nm，且該LED燈的紅藍光比（R/B）為8，其紅光對作物葉片的生長有促進作用，藍光對作物莖的生長有促進作用，符合葉菜類植物生長。因此，是葉菜類作物生產的最佳光源。

本試驗通過對閉鎖型育苗系統中的不同光源進行對比，得出LED燈能明顯促進生菜生長的結論。同時，綜合整個試驗，通過對生菜鮮質量、株高、根長、葉片數等進行顯著性分析比較，發現LED光源在鮮質量、株高、葉片數方面極顯著好于熒光燈，說明LED光源在促進生菜鮮質量、株高、葉片數等方面具有顯著作用；在根長方面顯著優于熒光燈，說明LED光源在促進作物根長方面具有一定的作用。可見，LED光源可以作為閉鎖型育苗系統的最佳光源。

植物工廠是設施農業發展的高級階段，代表著未來設施農業的發展方向，目前，植物工廠內的種植仍處于探索階段，本次試驗為植物工廠閉鎖型育苗系統的燈光選擇提供了理論依據，也為種苗的生長提供了良好的栽培經驗。為確保植物工廠內作物快速健壯生長，下一步還需繼續探索定植后移至人工光栽培車間的各種最佳環境因素，確保種苗健壯生長，為我國菜籃子工程的建設提供強有力的保障。

[1]古在豊樹，全昶厚，大山克己.閉鎖型苗生産システムの開発と利用[J].Shita Report，2000，14：14-19.

[2]辜松.蔬菜工廠化嫁接育苗系統的發展現狀[J].農機化研究，2005，6（11）：52-54.

[3]侯艷鋒，曲英華.閉鎖型育苗系統的開發與利用[J].安徽農業科學，2007，35（23）：7 071-7 072，7 089.

[4]楊其長，張成波.植物工廠光照和溫度調控[J].溫室園藝，2005（11）：34-36.

[5]張東旭，張潔，張曉文，等.深液流技術（DFT）生菜栽培條件探索[J].溫室園藝，2012，5（13）：54-56.