三种叶色生菜人工光水培氮营养与光质条件优化-研究

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1、万方数据中国农业科学院硕士学位论文评阅人、答辩委员会签名表论文题目---k@nt色生菜人工光水培氮营养及光质条件优化研究植物营养生理生论文作者余意专业植物营养学研究方向化与分子生物学农业环境与可持续发展指导教师刘文科培养单位(研究所)研究所硕(博)姓名职称单位专业签名导师评硕导口＼＼＼博导口阅硕导口＼＼人博导口放口7、}7辩硕导口农、f【，牛物环境岛√吃主马承伟教授中国农业大学席博导口与能源工程硕导口橄、李晓林教授中国农业大学植物营养学。博导日硕导口农、ll，牛物环境掰

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3、宋卫堂教授中国农业大学博导口与能源工程放弋冽口硕导口农、f【，牛物环境杨其长研究员博导g与能源工程辩狂2莎吖程瑞锋

4、副研究员硕导日农业生物环境博导口委与能源工程硕导口博导口9-4硕导口博导口硕导口博导口会议记录(秘书)僖t虱洛论文答辩时间地点2015年5月27目万方数据捅要植物工厂是水肥一体化管控的高效农业系统，为蔬菜生产环境的精确控制提供有效手段。但生产中采用的较高氮浓度栽培在实现高产的同时，亦带来了叶菜类的品质问题，如硝酸盐含量高，抗坏血酸、可溶性糖含量低等。这些问题在一定程度上降低了设施栽培蔬菜的市场竞争力，也阻碍了植物工厂在实际生产中的推广。因此，发掘适用于人工光植物工厂的提高叶菜品质的新手段具有重要的现实意义。同时，叶菜的实际生产过程中，因叶菜品种复杂多样，所需的生产环境存在差异，对不同类

5、型叶菜适宜的生长环境进行有针对性的研究是必需的。本研究在温室条件下水培红叶生菜、紫叶生菜和绿叶生菜三种叶色生菜，观察三种生菜在不同氮营养条件、光环境以及不同氮形态与光环境组结合条件下，生长和品质的响应差异，以探讨三种叶色生菜人工光水培氮营养及光质条件需求差异。本研究所获结论包括以下5个方面。1．三种叶色生菜产量受氮水平影响显著，地上部鲜重在10mmol／L氮水平(Nlo)处理下高于5mmol／L氮水平(N5)处理。N10处理下绿叶生菜和红叶生菜上部干重比N5处理都稍有提高，紫叶生菜相反。三种生菜营养品质受氮水平影响不显著；三种叶色生菜生物量和品质不同氮形态下差异显著，与5mmol／L硝

6、态氮结合5mmol／L铵态氮(N5+A5)的处理相比，10mmol／L单一硝态氮(Nlo+Ao)处理三种叶色生菜地上部鲜重、地上部干重和根冠比显著降低。绿叶生菜和红叶生菜的总酚含量在Nlo+Ao处理下略高，绿叶生菜抗坏血酸含量在Nlo+Ao处理较高，红叶生菜和紫叶生菜中的总酚和抗坏血酸对氮形态的响应差异不显著。不同氮形态处理下，三种叶色生菜叶片的类黄酮和花青素含量无显著差异。2．三种生菜产量和品质在不同单色光和红蓝组合光处理下差异显著。白光或l：1的红蓝组合光下三种叶色生菜地上部鲜重最高，红蓝组合光处理下地上部干重最高。三种生菜总酚含量在红蓝组合光或白光下最高。三种生菜类黄酮和花青素含

7、量红光下最低，花青素含量在红蓝组合光照射下最大。紫叶生菜和红叶生菜可溶性糖含量在红蓝组合光下最大，白光下最小，绿叶生菜相反；红蓝光l：l(RBII)的光质处理下三种生菜生物量积累最大，红蓝l：2(RBIII)的光质处理下使生菜中酚类物质和花青素含量最高。3．三种叶色生菜产量主要受光周期影响，营养品质指标受到光质和光周期的综合影响。延长光照时间显著提高了生菜叶面积和地上部鲜重，但光质对生菜地上部鲜重的影响不显著。光周期对绿叶生菜和红叶生菜总酚和类黄酮相对含量的影响因光质而异。延长光照时长，紫叶生菜总酚相对含量显著提高。光质和光周期对绿叶生菜和紫叶生菜花青素相对含量影响不显著。光周期对红叶

8、生菜花青素相对含量的影响因光质而异。延长光照时长显著降低了三种生菜抗坏血酸含量。光周期对绿叶生菜和红叶生菜可溶性蛋白含量的影响因光质而不同，紫叶生菜可溶性蛋白含量受光质和光周期影响不显著。4．以6种硝态氮(N)和铵态氮(A)组合(N15+Ao、N12+A3、N7．5+A7．5、Nlo+Ao、N8+A2、N5+A5)水培紫叶生菜，研究其在LED红蓝组合光短期连续光照(SCL)后的品质提升效果：生菜地上部干重和根系干重在SCL处理后都显著提高。SCL处理前，不同氮营养处理下生菜总酚、类黄酮相对含量差异不显著。SCL处理后，不同氮营养条件下生菜总酚、类黄酮和花青素相对含I万方数据量差异达到显

9、著水平。SCL处理使生菜叶片、叶柄硝酸盐含量均显著降低，生菜叶片抗坏血酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量显著提高。5．在密闭植物生长室中，以两种不同比例LED红蓝光为光源研究了弱光条件下光质与连续光照对水培紫叶生菜和绿叶生菜产量和品质的影响：与弱光条件相比，连续光照处理下绿叶生菜和紫叶生菜地上部鲜重及根系鲜重都显著提高；连续光照处理对紫叶生菜和绿叶生菜总酚和类黄酮含量的影响因光质而异；紫叶生菜抗坏血酸含量随光照时长增加而显著降低；光照时长对绿叶生菜可