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植物工厂是现代农业的最高形式,植物工厂内叶类蔬菜的光、温、水、肥、气和系统管理主要是通过环境智能化控制系统和植物生理生长检测系统的运行,电脑对植物生长的光照(光谱、光密度、光周期)、温度、湿度、营养液以及二氧化碳浓度等环境条件进行自动控制来管理植物生长,在高成本的工厂化栽培叶类蔬菜时,种植密度的大小影响到蔬菜产量。在这些要素中,光照要素是影响植物最大的因素之一,而且是植物工厂内最耗能的要素,现多用LED作为植物生长灯。光是植物生长所必须的环境因子,主要是通过光谱和光密度(光合光量子通量密度,PPFD:photosynthetic photonflux density)影响植物生长发育;水肥管理技术也是植物工厂一大要素,直接关系到作物的生长与品质。本文以不结球白菜试验材料,研究不同基质和营养液配方、光谱和光密度以及种植密度对叶类蔬菜生长和生产的影响,筛选出适合不结球白菜工厂化栽培的基质、营养液、光照(光谱和光密度)和种植密度。主要研究结果如下:1.不同基质配方对不结球白菜生长的影响试验结果表明:叶类蔬菜基质处理下的不结球白菜生物量最大,而色素含量在蛭石:珍珠岩:泥炭:腐熟中药渣=1:1:1:2处理下最大,所以最佳基质配方是叶类蔬菜基质。2.不同营养液配方对不结球白菜生长的影响试验结果表明:生物量和色素含量最高的处理是霍格兰和阿农通用配方处理,其他处理都显著低于这一处理,最佳营养液配方是霍格兰和阿农通用配方,在试验过程中,基质栽培相比较营养液栽培较方便且稳定,我们选取叶类蔬菜基质作为以下试验的试验材料。3.不同光谱对不结球白菜生长的影响试验结果表明:RB31处理下不结球白菜形态长势最好,生物量最大,根系生长最好,品质指标最高,在RB11处理下,不结球白菜色素含量最高,其他指标相对高于单色光处理。所以最适合这不结球白菜的光谱是RB31组合光谱。4.不同光密度对不结球白菜生长的影响试验结果表明:以可食用部分的生物量与品质指标为依据,在200 μmol·m-2·s-1处理中,不结球白菜呈现出最好的生长及品质指标,而在300μmol·m-2·s-1光密度处理下,不结球白菜出现了光氧化现象,所以200μmol·m-2·s-1是最适合不结球白菜工厂化栽培的光密度。5.不同光谱处理对光氧化胁迫下不结球白菜的影响试验结果表明:在植物工厂内,若出现光抑制或者光氧化现象,红光和远红光处理以及绿光处理可以诱导产生避荫现象,缓解光氧化的不结球白菜的光氧化症状,起到了和自然光处理一样的效果,而蓝光处理下,不结球白菜的光氧化症状并未得到缓解。即在进行光照下,补加远红LED和绿光LED,减缓或者治愈已受光氧化胁迫的叶类蔬菜,既可以提高光合能力,又不会产生光氧化现象,这在设施栽培里的应用有很好的前景。6.不同种植密度对不结球白菜产量和品质的影响试验结果表明:在植物工厂中,不结球白菜种植密度为间隔12.5 cm时,单株产量和色素含量最高,营养品质最高,总产量较高;而在间隔7.5 cm。种植密度最大时,总产量较高,但单株产量和品质最差,适合早期采收,而若想批量化生产,建议种植密度设置为间隔12.5 cm。