LED红蓝光质比和叶面锌肥种类对生菜生长、品质及矿质元素吸收的影响

摘要

为探究人工光源植物工厂生产中不同LED红蓝光质比及叶面锌肥种类对水培生菜生长、品质及矿质元素吸收的影响，以‘意大利耐抽苔生菜’（Lactuca sativa L.）为供试材料，设置LED红蓝光质比为3∶1的高红光（3R1B）、1∶1的红蓝光相等（1R1B）、1∶3的高蓝光（1R3B）3个处理，光强均为200μmol/（m²·s），以及硫酸锌（ZnSO₄）、纳米氧化锌（nano-ZnO）、甘氨酸锌（ZnGly）3种锌肥叶面喷施，浓度均为1.54 mmol/L，以喷施去离子水（ddH₂O）为对照（CK）。结果表明：1)喷施同种叶面锌肥时，随着蓝光比例的增加，生菜的地上部鲜重、干重和株高均呈逐渐减少趋势；而生菜叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素的含量则均呈逐渐增加的趋势，1R3B较3R1B分别平均增加30.9%、36.5%和32.1%；可溶性糖、可溶性蛋白、类黄酮和总酚含量也均显著增加，1R3B较3R1B分别平均提升28.6%、24.1%、107.2%和89.3%。2)相同光质（1R1B）下，nano-ZnO处理的生菜地上部、地下部鲜重和干重均显著高于ZnSO₄和ZnGly处理，其中3R1B中nano-ZnO处理的地上部鲜重和干重较CK分别提升4.4和1.9倍。与CK相比，叶面喷施3种锌肥均可显著提高生菜中硝酸盐的含量，同时降低可溶性糖和可溶性蛋白含量。1R1B中，喷施3种锌肥的生菜叶片Zn含量均显著高于CK,1R1B中，nano-ZnO处理的叶片Zn含量是CK的41.4倍，但叶片Mg、Mn和Fe含量分别较CK降低68.3%、73.2%和59.7%。3)同时，红蓝光质比和叶面锌肥种类二者互作可显著影响生菜地上部叶的鲜重和干重、地下部根的鲜重和干重、株高、根长，以及硝酸盐、可溶性糖、可溶性蛋白质、类黄酮、总酚、Ca、Mg、Zn、Mn、Fe、B的含量。因此，人工光源植物工厂环境条件下，高蓝光可显著改善生菜的品质，高红光则可显著增加生菜的产量；叶面喷施nano-ZnO处理的生菜产量和Zn含量均显著高于其他种类的锌肥，且高红光时效果更优，喷施nano-ZnO还可有效缓解Zn²⁺与Ca²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺的拮抗效应。

关键词

植物工厂 / 纳米氧化锌 / 红蓝光 / 品质 / 矿质元素

基金资助

粤港澳智能微纳光电技术联合实验室项目(2020B1212030010); 佛山市智慧植物工厂工程技术研究中心(佛科[2019]125号); 粤港澳大湾区(佛山)先进制造业国家卓越工程师创新研究院联合培养扶持项目(2023FCXM017); 佛山大学2025年学生学术基金项目;佛山大学2025年实验室开放创新基金