光周期对植物工厂水芹产量和品质的影响

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0556

中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (31): 38-42.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0556

所属专题：生物技术；园艺

光周期对植物工厂水芹产量和品质的影响

李政璞¹^,²(), 佟静¹^,³(), 王素娜⁴, 李炎艳⁵, 王丽萍⁴, 梁浩¹^,³, 武占会¹^,³

¹北京市农林科学院蔬菜研究所,北京 100097
²邯郸市峰峰矿区农业农村局,河北邯郸 056200
³农业农村部华北都市农业重点实验室,北京 100097
⁴河北工程大学园林与生态工程学院,河北邯郸 056038
⁵邯郸市农业科学院,河北邯郸 056001

收稿日期:2021-06-08 修回日期:2021-07-23 出版日期:2022-11-05 发布日期:2022-10-27
通讯作者: 佟静
作者简介:李政璞,女,1995年出生,河北邯郸人,硕士研究生,主要从事设施园艺与无土栽培研究。通信地址：056200 河北省邯郸市峰峰矿区临水镇滏阳东路23号峰峰矿区人民政府,E-mail： 2686698680@qq.com。
基金资助:
财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系资助(CARS-24-B-02);北京市农林科学院蔬菜研究中心改革与发展项目(KYCX202001-03)

Effect of Photoperiod on Yield and Quality of Water Dropwort in Plant Factory

LI Zhengpu¹^,²(), TONG Jing¹^,³(), WANG Suna⁴, LI Yanyan⁵, WANG Liping⁴, LIANG Hao¹^,³, WU Zhanhui¹^,³

¹Vegetable Research Center, Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Beijing 100097
²Agricultural and Rural Bureau of Fengfeng Mining District of Handan City, Handan, Hebei 056200
³Key Laboratory of Urban Agriculture of North China, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100097
⁴College of Landscape and Ecological Engineering, Hebei University of Engineering, Handan, Hebei 056038
⁵Handan Academy of Agricultural Sciences, Handan, Hebei 056001

Received:2021-06-08 Revised:2021-07-23 Online:2022-11-05 Published:2022-10-27
Contact: TONG Jing

摘要/Abstract

摘要：

为筛选出植物工厂水芹的最佳生长条件,以日本水芹为试材,采用室内LED灯为光源,利用定时器控制光周期,观察不同光周期条件下水芹的生长状况。光周期设置为24 h内4组不同的时间的明/暗交替处理(3.5 h/2.5 h、7 h/5 h、14 h/10 h、10 h/14 h)。试验结束后,检测水芹的生长与生理指标,包括维生素C、总黄酮、可溶蛋白、光合色素以及硝酸盐含量等,以探究光周期对水芹生长与品质的影响。试验结果表明,在其他条件一致的情况下,光照培养时间由10 h（10 h光-14 h暗）延长到14 h（7 h光-5 h暗-7 h光-5 h暗）,有利于水芹株高增加、产量提升和品质改善。

关键词: 植物工厂, 水芹, 光周期, 营养品质, 显微结构

Abstract:

To screen out the optimum growth condition of water dropwort with high yield and better quality, Japan water dropwort was used as the test material, growth experiments were conducted with indoor LED lights under different photoperiods. Four light/dark alternates (3.5 h/2.5 h, 7 h/5 h, 14 h/10 h, and 10 h/14 h) were set, and the growth parameters, such as the content of vitamin C, total flavonoid, soluble protein, photosynthetic pigment and nitrate, were measured to explore the effects of photoperiod on the growth and quality of water dropwort. The results showed that prolonging illumination from 10 h (10 h light/14 h dark) to 14 h (7 h light/5 h dark-7 h light/5 h dark) could promote the plant height, total yield, and leaf quality of water dropwort.

Key words: plant factory, water dropwort, photoperiod, nutritional quality, microstructure

中图分类号:

S645.9

李政璞, 佟静, 王素娜, 李炎艳, 王丽萍, 梁浩, 武占会. 光周期对植物工厂水芹产量和品质的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(31): 38-42.

LI Zhengpu, TONG Jing, WANG Suna, LI Yanyan, WANG Liping, LIANG Hao, WU Zhanhui. Effect of Photoperiod on Yield and Quality of Water Dropwort in Plant Factory[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(31): 38-42.

图/表 8

参考文献 26

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处理	光周期
T1	3.5 h光-2.5 h暗-3.5 h光-2.5 h暗-3.5 h光-2.5 h暗-3.5 h光-2.5 h暗
T2	7 h光-5 h暗-7 h光-5 h暗
T3	14 h光-10 h暗
T4	10 h光-14 h暗

处理	光周期
T1	3.5 h光-2.5 h暗-3.5 h光-2.5 h暗-3.5 h光-2.5 h暗-3.5 h光-2.5 h暗
T2	7 h光-5 h暗-7 h光-5 h暗
T3	14 h光-10 h暗
T4	10 h光-14 h暗

处理	株高/cm	茎粗/mm	叶片长/cm	叶片宽/mm	叶片数/片	分蘖数/个
T1	28.67±0.67b	0.44±0.02b	6.67±0.67ab	3.97±0.26ab	14.33±1.76a	15.33±0.88b
T2	33.33±0.88a	0.47±0.03a	7.83±0.88a	4.37±0.22a	15.33±0.33a	17.67±0.67a
T3	27.33±0.88b	0.40±0.04c	6.19±0.58ab	3.88±0.09ab	14.10±1.00a	15.37±1.33b
T4	25.30± 0.58c	0.41±0.01c	5.57±0.60b	3.53±0.33b	13.09±1.53b	13.33±0.33c

处理	株高/cm	茎粗/mm	叶片长/cm	叶片宽/mm	叶片数/片	分蘖数/个
T1	28.67±0.67b	0.44±0.02b	6.67±0.67ab	3.97±0.26ab	14.33±1.76a	15.33±0.88b
T2	33.33±0.88a	0.47±0.03a	7.83±0.88a	4.37±0.22a	15.33±0.33a	17.67±0.67a
T3	27.33±0.88b	0.40±0.04c	6.19±0.58ab	3.88±0.09ab	14.10±1.00a	15.37±1.33b
T4	25.30± 0.58c	0.41±0.01c	5.57±0.60b	3.53±0.33b	13.09±1.53b	13.33±0.33c

处理	地上部鲜重	地下部鲜重	全株鲜重	地上部干重	地下部干重	全株干重	产量
T1	47.34±1.96b	20.14.±3.55b	67.48±4.66b	6.79±0.26b	0.59±0.04a	7.38±0.15b	1928.75±2.16b
T2	54.86±2.11a	20.27±7.18a	75.13±8.02a	7.59±0.04a	0.59±0.08a	8.18±0.07a	2147.57±7.19a
T3	48.36±4.43b	15.89±1.82c	64.25±3.87b	6.60±0.45b	0.50 ±0.04b	7.1±0.32b	1836.35±9.13b
T4	38.46±2.58c	15.30±0.32c	53.76±3.24c	5.79±0.43c	0.47±0.03c	6.26±0.05c	1536.69±1.61c

光周期对植物工厂水芹产量和品质的影响

Effect of Photoperiod on Yield and Quality of Water Dropwort in Plant Factory

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处理	Chl a/(mg/g)	Chl b/(mg/g)	Chl a+b/(mg/g)	Chl a/b	Car/(mg/g)
T1	1.15±0.58b	0.59±0.07a	1.74±0.15b	1.94±0.03b	0.43±0.01b
T2	1.52±0.27a	0.60±0.09a	2.12±0.28a	2.53±0.08a	0.54±0.04a
T3	1.07±0.20b	0.47±0.08b	1.54±0.16b	2.27±0.03a	0.42±0.10b
T4	0.78±0.10c	0.40±0.01b	1.18±0.06c	1.95±0.12c	0.29±0.02c

处理	总根长/m	总表面积/cm²	平均直径/mm	根系总体积/cm³
T1	21.46±2.12b	389.70±28.88b	0.51±0.01b	7.60±1.03b
T2	28.11±2.30a	455.19±18.51a	0.53±0.01a	8.68±1.20a
T3	19.76±1.93b	364.43±27.34b	0.50±0.02b	6.99±0.70b
T4	16.59±1.56c	310.25±21.36c	0.49±0.03b	5.80±0.54c

处理	Pn/[μmol/(m²·s)]	Tr/[mmol/(m²·s)]	Gs/[mol/(m²·s)]	Ci/(μmol/mol)
T1	7.39±0.10b	0.37±0.03b	340.80±1.27b	3.45±0.13b
T2	8.95±0.29a	0.52±0.01a	348.56±1.60ab	4.10±0.13a
T3	7.10±0.06b	0.30±0.02c	336.13±3.46b	3.34±0.27b
T4	6.03±0.18c	0.29±0.01c	362.16±0.65a	2.59±0.12c

处理	维生素C含量/(mg/100 g)	可溶性蛋白/%	总黄酮含量/(mg/100 g)	多酚/(mg/100 g)	硝酸盐含量/(mg/100 g)
T1	26.51±1.68b	6.76±0.01b	53.28±1.57a	109.48±1.30a	1098.36±33.58b
T2	31.69±1.90a	7.33±0.25a	55.47±1.32a	115.38±2.19a	1072.48±13.64b
T3	25.92±1.07b	6.72±0.21b	52.31±0.97a	107.28±1.86a	1065.46±72.38b
T4	22.95±1.13c	6.38±0.02c	49.64±2.63b	88.62±1.65b	1136.95±20.39a

处理	上表皮厚/μm	下表皮厚/μm	叶片厚/μm	栅栏组织厚/μm	海绵组织厚度/μm	栅栏组织 /海绵组织	栅栏组织 /叶片厚	海绵组织 /叶片厚
T1	13.60±0.42b	9.17±0.41b	139.33±0.63b	51.48±0.74b	65.08±1.07b	0.79±0.02b	0.37±0.01b	0.47±0.02a
T2	16.48±0.19a	12.53±0.17a	162.25±0.25a	62.38±0.26a	70.86±0.29a	0.87±0.01a	0.38±0.01a	0.44±0.02c
T3	12.83±0.37b	9.75±0.48b	127.77±0.42b	46.18±0.40c	59.01±0.36c	0.78±0.02b	0.36±0.02b	0.46±0.02b
T4	10.30±0.40c	7.67±0.34c	91.45±1.19c	31.59±0.70d	41.89±0.18d	0.75±0.02c	0.35±0.02c	0.46±0.02b

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