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植物工厂是人工控制作物生育环境以实现作物周年连续生产的高效农业系统,其主要特征之一就是利用人工光源实现对光环境的智能控制。发光二极管(Light Emitting Diodes,LEDs)作为植物工厂重要人工光源之一,主要通过光质、光强和光周期实现对植物工厂光环境的调控,增强作物对光能的利用效率,进而提高其产量和品质。目前关于光照单一因素对叶类蔬菜产量和品质影响的研究已有报道,且多集中于生菜,而关于植物工厂条件下光环境综合调控蕹菜光合特性及产量和品质影响的研究则较少。因此,本试验以LED为光源,研究了植物工厂条件下光质、光强和光周期对水培蕹菜的光合特性、生长发育、营养元素吸收及产量和品质的影响,以期为植物工厂蕹菜栽培及光环境利用提供一定参考依据。主要结果如下:1.与对照白光相比,红蓝组合光更有利于蕹菜生长、产量和营养物质积累;且随着红光比例的增加,植株单株产量和净光合速率显著升高,而根系活力和K含量却显著降低。当红蓝光质配比为2:1时,蕹菜Vc、可溶性蛋白、总酚、类黄酮等含量显著高于其他处理,且硝酸盐含量最低,产量较高,品质较好。2.一定范围内,随着光强的增加,蕹菜生物量和营养物质含量显著提高。光强为400μmol·m-2·s-1时蕹菜单株产量、净光合速率、Rubisco活力和PSII活性最高;而450μmol·m-2·s-1处理下蕹菜净光合速率降低,qP升高,说明光强过高导致了光系统热耗散的增加进而降低了光化学效率。此外,400μmol·m-2·s-1处理可以显著提高蕹菜Vc、总酚、类黄酮、花青素含量,具有较高的营养价值。3.与其他光周期处理相比,对照光周期为12h/12h的处理显著提高了蕹菜光合特性和PSII性能,且蕹菜可溶性蛋白、Vc、总酚等品质显著增高。当光照时间超过12 h时,其单株产量、净光合速率、ΦPSII增幅均减小,部分品质略有降低,且栽培成本提高,不利于植物工厂高效优质栽培。