賀冬仙

（中國農業(yè)大學水利與土木工程學院，北京 100083）

中國設施農業(yè)經過40多年快速發(fā)展，適應了中國實際，滿足了市場需求，在探索中謀求進步，“智能、清潔、綠色、高效”成為行業(yè)共識。當前，中國設施農業(yè)進入發(fā)展穩(wěn)定期，2018年末，我國各類設施面積超過333.3萬hm2（5 000萬畝），大棚、日光溫室、連棟溫室等使用年限十年以上的設施總面積超過186.7萬hm2（2 800萬畝），居世界第一。產業(yè)鏈水平不斷提升，國家農機購置補貼政策連年增大，設施農業(yè)產品和服務呈現多元化，融合、綠色、國際化發(fā)展迅猛，新一代信息技術推動設施農業(yè)發(fā)生了深刻的變革，設施農業(yè)進入發(fā)展新時代。同時，設施農業(yè)也存在著發(fā)展不充分、不平衡的問題，機械化率偏低，控制策略缺乏，綠色智能技術裝備供給不足，隨著設施農業(yè)的大型化規(guī)?；l(fā)展，能耗、機械化、結構安全、精準化環(huán)境調控和綜合智慧管控平臺等關鍵技術問題亟待攻克。

2019年8月28～29日，“2019中國設施農業(yè)產業(yè)大會暨2019年高附加值植物生產的環(huán)控技術國際研討會”在北京召開。大會由中國農業(yè)機械化協(xié)會、中國農業(yè)大學、日本植物工廠研究會、農業(yè)農村部設施農業(yè)工程重點實驗室學科群主辦。大會共有69個專業(yè)報告，涵蓋設施農業(yè)栽培生理、工程裝備、經營管理等各個方面。為了與更多讀者分享大會報告的精彩內容，《中國蔬菜》將其中與蔬菜科研和生產相關的報告進行摘錄整理，在近期陸續(xù)發(fā)表。本期的5篇摘要來自于本次大會“LED 光環(huán)境生理專題”。

LED 光質對葉菜生長的影響：產量是與光合性能還是與葉片性狀密切相關？

何潔 副教授

新加坡南洋理工大學

為了在室內蔬菜生產中正確選擇LED 光譜，本文總結了LED光質對芥藍（Brassica alboglabra）、冰菜（Mesembryanthem crystallinum）和生菜（Lactuca sativa）生長的影響。在相同的光照強度和光照周期下，對比了3種葉菜在不同紅藍比（R∶B）LED 光照下的生長差異。與R∶B 為100∶0（0B）的LED 光照條件相比，在R∶B 為84∶16（16B）的LED 光照下芥藍葉片的凈光合速率和氣孔導度最高，單位葉面積含有更高的光合色素、可溶性蛋白和Rubisco 羧化酶，從而獲得了最高的地上部生物量、葉片數、總葉面積及單位面積葉片質量。16B 的LED 光質適宜芥藍生長，其最高產量與葉片光合能力密切相關。與0B 及其他紅藍LED 組合光照條件相比，在R∶B 為90∶10（10B）的LED 光照下生長的冰菜具有最高的地上部生物量、葉片數、總葉面積及單位面積葉片質量，但其凈光合速率和氣孔導度沒有顯著性差異。這是因為單位葉面積的冰菜含有相似但更高的光合色素、可溶性蛋白和Rubisco 羧化酶。與芥藍和冰菜不同，飽和光照強度的0B 光質條件下生長的生菜地上部生物量、葉片展開率、總葉面積最大，但凈光合速率最低。僅有紅色LED 對生菜光合作用具有一定的抑制作用，其PS Ⅱ潛在的最大光化學效率（Fv/Fm）最低。生菜葉片的光合色素、可溶性蛋白和Rubisco 羧化酶含量隨著藍色LED 光照的增加而增加，LED 紅藍組合光質可以有效地提高生菜的光合效率。故LED 光質對生菜產量的影響與葉片光合特性無關，而是與葉片性狀密切相關。

（中國農業(yè)大學季方、賀冬仙翻譯）

紅藍LED 光交替照射對生菜生長的促進作用

清水浩 教授

日本京都大學

本文研究了LED 紅藍光交替照射對生菜生長的影響。在9種不同的紅藍光交替照射條件（分別 為R0B24、R3B21、R6B18、R9B15、R12B12、R15B9、R18B6、R21B3和R24B0）下定植生菜（Lactuca sativaL.‘Greenwave’）種苗后進行光質影響試驗。結果表明：R21B3處理（21 h 紅光和3 h 藍光進行交替照射，無暗期處理）最適合生菜生長，其地上部鮮質量最高；與無暗期處理的紅藍光24 h 同時照射（RB24）相比，R21B3和R12B12處理的生菜光合能力更強，PA/LA 形態(tài)指數（投影面積除以葉面積）更大。為此，LED 紅藍光交替照射使生菜葉片具有更有效的受光姿態(tài)，其更快的生長速率是由于高光合能力和形態(tài)優(yōu)勢引起的。

（中國農業(yè)大學季方、賀冬仙翻譯）

白紅與紅藍LED 光照環(huán)境對兩種生菜生長、品質和能量利用效率的影響

閆征南 博士 賀冬仙 教授

中國農業(yè)大學

植物葉片的光合色素強烈吸收紅橙光和藍紫光，故紅藍LED 光源被廣泛應用于人工光型植物工廠。然而，長期在自然環(huán)境下生長的植物由于進化已形成了利用廣譜太陽輻射的生理機制。為了對比紅藍組合LED 光質與在白色LED 中補充其他LED 光質對水培生菜（Lactuca sativaL.）的影響，本試驗在白色LED 中補充紅色LED，或在紅藍LED 中分別補充紫外LED、綠色LED 或遠紅外LED 的光照條件下培育綠葉生菜綠蝶和紫葉生菜紫雅20天。結果表明，在紅藍LED 中補充遠紅外LED 使綠葉生菜的地上部鮮質量和干質量分別提高了28%和34%，補充紫外光對2個品種生菜的生長和能源利用效率無顯著性影響，補充綠光則使綠葉生菜的VC 含量和紫葉生菜的花青素含量分別降低了44%和30%。與紅藍LED 光照條件相比，紅藍LED 補充綠色LED 的光照條件下培育的紫葉生菜在綠光區(qū)域的光譜吸收率降低，這與其更高的花青素含量有關。在白色LED 中補充紅色LED 的光照條件使得紫葉生菜的地上部鮮質量和干質量均提高了25%，但其VC 和硝酸鹽含量與白色LED光照條件下培育的無顯著性差異。與紅藍LED 光照條件相比，白紅LED 光照條件下培育的2個品種生菜的鮮質量、光能和電能利用效率更優(yōu)或達到同等水平。綜上所述，白紅LED 光質可替代紅藍LED 光質用于綠葉和紫葉生菜（綠蝶和紫雅）的立體水培生產。

（中國農業(yè)大學賀冬仙翻譯）

植物工廠的光照周期對生菜生長及次級代謝產物積累的影響

魯娜 博士

日本千葉大學

由于生物的周期性特征，晝夜節(jié)律在動植物組織器官中普遍存在。生物內部因素與外部環(huán)境條件（如光照周期）的時間協(xié)調對植物健康和生存具有重要作用。在人工光型植物工廠，光照周期是影響植物生產的一個重要環(huán)境變量，可以通過有效調控使其達到最佳的能量利用效率。本文研究了光照周期對生菜（Lactuca sativaL.）生長及次生代謝產物積累的影響。在植物工廠中設置了4種LED 光照周期（24 h 明期-24 h 暗期、12 h 明期-12 h 暗期、6 h 明期-6 h 暗期、3 h 明期-3 h 暗期）培育生菜，結果表明：12 h 明期-12 h 暗期的光照周期下培育的生菜鮮質量最大，而24 h 明期-24 h 暗期的光照周期下培育的生菜的總酚積累量和抗氧化能力最高。

（中國農業(yè)大學賀冬仙、季方翻譯）

LED 植物工廠種植紫葉生菜需要模擬太陽光嗎？

方煒 教授

臺灣大學

SunLike 是首爾半導體公司的產品，被宣傳為是最接近太陽輻射的LED。據該公司稱，被SunLike 照亮的物體看起來與在太陽光下一樣。但SunLike 是否是室內種植農場/植物工廠的最佳LED 光源還不能定論。本文采用冷白色LED、光譜可調LED 及基于SunLike 的LED 光照下培育紫葉生菜，對比其鮮質量、相對生長速率和花青素含量的差異。播種42天后，各種LED 光照處理下的紫葉生菜鮮質量的差異不顯著?；赟unLike 的LED 光照下培育的紫葉生菜在前2周生長緩慢，但在采收前的最后1周會趕上來，這可能是由于SunLike 光譜中較高的綠光比例（35%）造成的。與基于SunLike 的LED 光照相比，利用光譜可調LED 燈具探討了不同的紅光遠紅光比、藍綠光比和綠紅光比對紫葉生菜的形態(tài)、花青素含量和相對生長速率的差異。結果表明：13%～15%的綠光足夠紫葉生菜在最后1周的生長需求，而24%的藍光照射可以顯著提高生菜的花青素含量。顯而易見，植物工廠生產紫葉生菜根本不需要使用SunLike 模擬太陽輻射。

（中國農業(yè)大學賀冬仙、季方翻譯）