植物工廠不同光源和光照方式對生菜生長的影響

李東星，商守海，周增產，卜云龍，舒其偉，蘭立波

（北京京鵬環球科技股份有限公司，北京海淀區，100094）

生菜屬菊科萵苣屬，一年或二年生草本植物，又稱葉用萵苣[1]，栽培品種按葉的生長狀態可分為結球生菜、散葉生菜、葉直立生菜三大類[2]。隨著人們對食品質量要求的提高，無公害蔬菜、綠色蔬菜、有機蔬菜等日益得到人們的關注。生菜作為人們日常消耗的蔬菜之一，其安全性及需求也在逐年提高。針對傳統溫室生產葉菜周期長，且受自然環境條件限制等特點，北京京鵬環球科技股份有限公司研發了可以實現作物周年生產的植物工廠[3]，在該植物工廠內采用人工光栽培系統進行幼苗的栽培及生長。該系統采用全封閉結構，內部環境完全由人工控制，在工廠內布置人工光栽培架，每層栽培架裝有植物生長燈組和分段式栽培槽，此外還配備了恒溫恒濕空調機組、環流風機、CO2施用裝置、營養液循環再利用系統、紫外消毒系統等設備，使植物生長完全處于人工可控的狀態下，不受外界環境的影響，且工廠內不施用農藥，產品安全綠色無污染，滿足了人們對蔬菜的健康綠色需求，也為我國菜籃子工程的建設提供了良好的保障[4，5]。本次試驗通過在不同光源和不同光照方式條件下對羅生3號散葉生菜進行對比試驗，以期找到作物生長最適宜的光源及光照方式。

1 材料與方法

1.1 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號散葉生菜。

1.2 試驗方法

試驗在北京京鵬環球科技股份有限公司通州植物工廠人工光栽培車間進行。羅生3號栽植時間為2012年5月14日至6月28日，共44 d。具體流程為：經過1 d的催芽露白后，放置在煉苗車間的綠化苗傳輸帶上進行綠化，綠化時間為14 d，待長成2片子葉后放入閉鎖育苗室進行苗化，苗化時間為15 d，待長成4片子葉后放入人工光栽培車間進行定植，定植時間為14 d，最后進行收獲。該試驗采用營養液膜法育苗，白天溫度24℃，夜間溫度18℃，每天光照16 h，營養液EC值為1.2 mS/cm，pH值為6.0，營養液供給時間為每天 5：00～23：00，每 1 h 供液2 min。

該人工光栽培試驗采用隨機區組設計，試驗共設2組。第一組為光源相同、光照方式不同，即定植光源與育苗光源均采用熒光燈照射，光照方式分別采用16 h連續光照、16 h間歇光照；第二組為光照方式相同，光源不同，即光照方式均采用16 h連續光照，育苗光源均采用紅藍光7∶1 LED光源，定植光源分別采用紅藍光6∶1 LED光源、紅藍光7∶1 LED光源、熒光燈光源。

每組試驗分別設5次重復，收獲后采用對角線取樣法取5株進行測量，主要對其莖葉質量、株高、葉片數、葉長、葉寬等指標進行測定，取其平均值，研究不同光源及光照方式對生菜生長的影響。

2 結果與分析

2.1 相同光源，不同光照方式對生菜生長的影響

由表1可以看出，在定植光源和育苗光源均采用熒光燈的情況下，雖然采用16 h連續光照的方式平均株高及平均葉片數要小于16 h間歇光照，但作為生菜食用及觀感方面的重要指標——莖葉均質量和平均葉面積均高于采用16 h間歇光照方式，這說明光源相同時，采用16 h連續光照方式，生菜生長情況要優于16 h間歇光照方式的。

2.2 相同光照方式，不同光源對生菜生長的影響

從表2中可以看出，在光照方式均為16 h連續光照的情況下，莖葉均質量依次為：紅藍光6∶1 LED光源＞紅藍光7∶1 LED光源＞熒光燈光源；平均株高依次為：熒光燈光源＞紅藍光7∶1 LED光源＞紅藍光6∶1 LED光源；平均葉片數依次為：紅藍光6∶1 LED光源＞紅藍光7∶1 LED光源＞熒光燈光源；葉面積大小依次為：紅藍光7∶1 LED光源＞熒光燈光源＞紅藍光6∶1 LED光源。這說明采用紅藍光6∶1 LED光源作定植光源比采用紅藍光7∶1 LED光源和熒光燈光源表現增產，增產率分別為7.09%和70.65%；同時相比其他2種光源，紅藍光6∶1 LED光源能夠更好地抑制抽薹現象的發生，植株株型更加緊湊，葉片數有所增加。

3 結論與討論

通過在植物工廠人工光栽培車間進行不同光源和不同光照方式對生菜生長影響的栽培試驗，可以得出以下結論。

①在光源相同的條件下，采用16 h連續光照的生菜生長情況（莖葉均質量及葉面積）總體要優于采用16 h間歇光照的生菜生長情況。雖然該處理下，生菜株高與平均葉片數相對較弱，但生菜作為食用蔬菜，莖葉均質量是其重要的指標。綜合考慮，采用16 h連續光照是生菜生長得較好的光照方式。

表1 相同光源下不同光照方式對生菜生長的影響

表2 相同光照方式下不同光源對生菜生長的影響

②在16 h連續光照、育苗光源均采用紅藍光7∶1 LED光源的條件下，采用紅藍光6∶1 LED光源作為定植光源的生菜生長情況（莖葉均質量及葉片數）要優于紅藍光7∶1 LED光源，并遠遠優于熒光燈光源，且能更好地抑制抽薹現象的發生，株型更加緊湊，說明定植光源采用6∶1紅藍光的LED光源，育苗光源均采用紅藍光7∶1 LED光源，16 h連續光照是生菜生長的最佳選擇。

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人工光栽培車間的光源選擇及最適宜光照方式提供了理論依據，也為幼苗的生長提供了良好的栽培經驗。下一步還需進一步對各種蔬菜品種進行探索，找到適宜植物工廠內不同蔬菜品種生長的最佳光源及光照方式，為我國菜籃子工程的建設提供強有力的保障。

[1]汪清，謝志堅，余玉平，等.無公害生菜栽培技術[J].現代園藝，2011（3）：30-31.

[2]劉慧超，盧欽燦，肖衛強.水培生菜關鍵技術[J].中國園藝文摘，2009（2）：68-69.

[3]張曉慧，周增產，王峻峰，等.植物工廠——開創種植業奇跡的先鋒[J].農業工程技術（溫室園藝），2010（1）：49-50.

[4]陳晨.“煞有介事”的植物工廠[J].中國科技財富，2011（11）：10-11.

[5]龍智強，周增產，卜云龍，等.植物工廠人工環境控制栽培室的設計研究[J].北方園藝，2010（15）：85-88.