600 上海师范大学学报(自然科学版)J. Shanghai Normal univ.(Nat.Sci.)2019年 较低光通量(200μm s-1)下生长的菠菜植株表现出生长缓慢,叶面积减少,根冠比增加的现 象,且抗坏血酸含量减少而草酸和硝酸盐含量增加 除光通量外,光质也会显著影响植物生长.人工光源下可以通过调节光质比例调控菠菜生长和品 质YORO等31比较了相同光通量条件下,红色IED(660m)、红色LED+10%蓝色(400~500m) 荧光灯(BF)及冷白色荧光灯(CwF)对菠菜生长的影响,结果发现红色LED处理下的菠菜干重显著低 于CWT和添加10%BF的红色LED光处理此外,添加10%BF的红色LED处理下的菠菜总干重明显 低于CWF处理,表明在红色LED光中加入蓝光仍然不足以实现这些作物的最大化生长. OHASH KANEKO等认为在300pumo s-光通量条件下,红光LED比用白光LED更能促进菠菜地上部 分干重的积累,降低硝态氮含量,蓝光虽然能一定程度提髙类胡萝卜素的含量,但显著降低了菠菜地上部 分干重,单纯蓝光不适用于菠菜栽培相反黄碧阳等发现在光通量为120pmol·m-2·s-条件下,菠 菜在红蓝混合光(光通量(红光):光通量(蓝光)=1:1)下的光能利用率比用白光、红光、蓝光单一光源的 处理高,地上部生长最好与白光相比,当红、蓝光光通量比例为3:1时,菠菜可溶性糖含量、生物产量、株 高达到最大值,最大叶面积和叶片数有较高值,蛋白质含量较高,硝酸盐含量最低,且具有适合的根冠比, 菠菜地下部和地上部生长平衡,有利于提高产量].黄传辉等指出,植物工厂LED植物培养箱中菠菜 最适的光环境为:光通量(红光):光通量(蓝光)=80:20,光周期为13h(光照)/llh(黑暗),品质指标最 适光环境为光通量(红光):光通量(蓝光)=120:30,光周期为9h(光照)15h(黑暗) 2.2氧气 与土培、基质栽培环境相比,水培环境下,根系环境发生很大的变化,水中溶解氧(DOC)浓度低,容 易导致根系缺氧,产生低氧胁迫,影响水培植物生长.充足的氧气供应对水培植物生长至关重要.CHUN 等比较了不同DOC浓度梯度(26,130,260,380μml·L-)对水培生菜生长的影响,发现根系呼吸 速率随着营养液中DOC浓度的增加而增加,且在最高DOC浓度下水培生菜根系生长量和蒸腾量最大 不同植物对溶解氧的需求不同SEO等{比较了不同DOC浓度对菠菜生长的影响结果发现生菜对供 试不同DOC浓度梯度不敏感,而菠菜需要在DOC浓度高的营养液中生长,最适宜的DOC浓度是 20μmol·L-,其次10umol·L-,最后是5μmol·L,且高DOC浓度下水培菠菜光合速率最高,钙 (Ca)和镁(Mg)元素的含量也较高.生产上可通过增氧泵通氧、悬根水培,增加营养液循环以及采用营 养液膜(NFT)栽培法等措施增加营养液中的氧气供应,保证水培菠菜的生长. 2.3温度 温度是影响水培植物生长的重要因素之一. geNTL2研究发现生菜相对生长速度(RGR)更容易受 日照辐射的影响,而受温度和营养液硝态氮浓度影响不大;相反,菠菜更容易受温度和营养液硝态氮浓 度影响SEO等也发现不管营养液的DOC浓度如何,夏季高温是导致水培菠菜死亡的直接原因,而 生菜不受营养液温度的影响.但没有关于菠菜水培适宜温度范围的详细报道 3菠菜自身因素及其他 菠菜自身对水培环境的适应能力是影响其水培生产表现的关键因素之一.不同作物对环境条件的 适应性不同,同一作物不同品种对水培环境的适应性也有差异.SNHA等发现小麦品种间对不同栽 培介质(水培、基质、土培)的响应存在较大差异,说明可以通过品种筛选获得水培适应性能力高的作物 品种根系是影响植物水培适应性的关键器官.水培环境下,根系环境发生很大的变化,根系环境的变化 又会显著影响植物对水分和养分的吸收,进而影响植物的生长.如何利用菠菜各器官尤其是根系的 适应性反应以充分挖掘菠菜自身对水环境的适应潜力,是提高菠菜水培生产效率的关键之一.已有研究上海师范大学学报!自然科学版" -'34105416(%/71&8069'!(1<'3>6'" )*+, 年 较低光通量!)** #7%&/ 7E) /;E+ "下生长的菠菜植株表现出生长缓慢#叶面积减少#根冠比增加的现 象#且抗坏血酸含量减少而草酸和硝酸盐含量增加' 除光通量外#光质也会显著影响植物生长'人工光源下可以通过调节光质比例调控菠菜生长和品 质'j?fA?等))#* 比较了相同光通量条件下#红色 ]I@!CC* 07"-红色 ]I@a+*n 蓝色!!** o#** 07" 荧光灯!X^"及冷白色荧光灯!\k^"对菠菜生长的影响#结果发现红色 ]I@处理下的菠菜干重显著低 于 \kh和添加 +*n X^的红色 ]I@光处理'此外#添加 +*n X^的红色 ]I@处理下的菠菜总干重明显 低于 \k^处理#表明在红色 ]I@光中加入蓝光仍然不足以实现这些作物的最大化生长'?VR3VAH mR(Im?等))C* 认为在 B** #7%&/ 7E) /;E+ 光通量条件下#红光 ]I@比用白光 ]I@更能促进菠菜地上部 分干重的积累#降低硝态氮含量#蓝光虽然能一定程度提高类胡萝卜素的含量#但显著降低了菠菜地上部 分干重#单纯蓝光不适用于菠菜栽培'相反#黄碧阳等))F* 发现#在光通量为 +)* #7%&/7E) /;E+ 条件下#菠 菜在红蓝混合光!光通量!红光"}光通量!蓝光" Y+ }+"下的光能利用率比用白光-红光-蓝光单一光源的 处理高#地上部生长最好'与白光相比#当红-蓝光光通量比例为 B }+ 时#菠菜可溶性糖含量-生物产量-株 高达到最大值#最大叶面积和叶片数有较高值#蛋白质含量较高#硝酸盐含量最低#且具有适合的根冠比# 菠菜地下部和地上部生长平衡#有利于提高产量))"* '黄传辉等)),* 指出#植物工厂 ]I@植物培养箱中菠菜 最适的光环境为$光通量!红光"}光通量!蓝光" Y"* })*#光周期为 +B 4!光照" D++ 4!黑暗"#品质指标最 适光环境为光通量!红光"}光通量!蓝光" Y+)* }B*#光周期为 , 4!光照" D+# 4!黑暗"' 8>8 氧 气 与土培-基质栽培环境相比#水培环境下#根系环境发生很大的变化#水中溶解氧!@?\"浓度低#容 易导致根系缺氧#产生低氧胁迫#影响水培植物生长'充足的氧气供应对水培植物生长至关重要'\V8( 等)B** 比较了不同 @?\浓度梯度!)C#+B*#)C*#B"* #7%&/]E+ "对水培生菜生长的影响#发现根系呼吸 速率随着营养液中 @?\浓度的增加而增加#且在最高 @?\浓度下水培生菜根系生长量和蒸腾量最大' 不同植物对溶解氧的需求不同'3I?等)B+* 比较了不同 @?\浓度对菠菜生长的影响#结果发现生菜对供 试不同 @?\浓度梯度不敏感#而菠菜需要在 @?\浓度高的营养液中生长#最适宜的 @?\浓度是 )* #7%&/]E+ #其次 +* #7%&/]E+ #最后是 # #7%&/]E+ #且高 @?\浓度下水培菠菜光合速率最高#钙 !\1"和镁!P5"元素的含量也较高'生产上可通过增氧泵通氧-悬根水培#增加营养液循环以及采用营 养液膜!(^h"栽培法等措施增加营养液中的氧气供应#保证水培菠菜的生长' 8>F 温 度 温度是影响水培植物生长的重要因素之一'gI(h)B)* 研究发现生菜相对生长速度!fgf"更容易受 日照辐射的影响#而受温度和营养液硝态氮浓度影响不大%相反#菠菜更容易受温度和营养液硝态氮浓 度影响'3I?等)B+* 也发现不管营养液的 @?\浓度如何#夏季高温是导致水培菠菜死亡的直接原因#而 生菜不受营养液温度的影响'但没有关于菠菜水培适宜温度范围的详细报道' B 菠菜自身因素及其他 菠菜自身对水培环境的适应能力是影响其水培生产表现的关键因素之一'不同作物对环境条件的 适应性不同#同一作物不同品种对水培环境的适应性也有差异'3A(VR等)BB* 发现小麦品种间对不同栽 培介质!水培-基质-土培"的响应存在较大差异#说明可以通过品种筛选获得水培适应性能力高的作物 品种'根系是影响植物水培适应性的关键器官'水培环境下#根系环境发生很大的变化#根系环境的变化 又会显著影响植物对水分和养分的吸收#进而影响植物的生长)B!* '如何利用菠菜各器官尤其是根系的 适应性反应以充分挖掘菠菜自身对水环境的适应潜力#是提高菠菜水培生产效率的关键之一'已有研究 C**