植物工厂水培生菜技术研究进展

周威 赵寒冬 杨爽 施微 续延国 肖雨

摘要：在蔬菜培植的研究中，技术不断在推陈出新，先进的设备和技术为蔬菜的种植和改良提供良好的研究环境。特别是水培蔬菜研究，因其具有巨大的市场潜力，且可控性良好。本文主要是对植物工厂在应用水培技术进行生菜种植的研究情况进行研究。

关键词：植物工厂;水培生菜技术;研究进展

0  引言

生菜是一种可食用的蔬菜，其生长周期一般为一个多月到两个月之间，生长周期短，亩产量高，其本身所含的营养元素，能够具有调节血压，稳定情绪，对其他各种慢性病都有很好的保健功效。而生菜可以不经过加工处理，直接食用的特点，非常适合植物工厂生产。虽然随着我国工业的发展，工业的基础和国外差距已经不大，但在植物工厂水培生菜技术上，还是有很大的不同。

1  简述生菜水培技术

在植物工厂的生产中，生菜本身的特点决定其非常适合进行水培。水培可以缓解我国耕地的紧张，增加农作物的种植空间，也可以避免土地中的污染和有毒、有害的物质影响作物的生长和食用。而植物工厂规范化的生产流程，不仅能够对生菜的品控进行有效管理，还提高了生菜的生产效率。而随着生菜研究的深入，水培技术也得到了很好的发展。目前，水培技术的方式主要分为三种，具体陈述如下：

Nutrient Film Technique，NFT技术，即营养液水培技术，这种技术的原理主要是让生菜的根系只触碰到营养液的表面，深度在一到两厘米之内，其余的部分全面暴露在外界中。我国早期就是使用这种技术，其资金投入少，操作和管理简单是其优点。但这种技术的设备设施寿命不长[1]。

Deep Flow Technique，DFT技术，即深液水培技术，这种技术和上面技术有着明显的区别，需要将根系深入营养液的6～8cm之间。生菜一般采用悬挂法置于培养液的正上方，各系通过固定后置于液体中。这种技术相较于当面的技术是一种改良和升级，弥补了NFT技术的缺陷，使得设施设备的使用时间得到了延长，同时有保留了NFT技术的优点。这种技术是最早在商业生产中应用的。美日国家最先进行了宣传和使用。而我国这种技术的更多还是存在于高校的研究室中，进行数据的采集和分析。

Spray Culture技术，即雾喷技术，是目前最新的水培技术。其主要是建立在以上两种水培技术上发展起来的。将液态的营养液借助设备进行雾化处理，定期使得生菜的根系环境被营养雾气所笼罩，生菜在生长的过程中，不仅能够获取所需的营养元素，还可以吸收到足够的水分和空气，有效地改善了生菜的生长环境，促进了生菜生产的品质提升。

2  营养液研究进展情况

2.1  液体浓度研究

营养液中的浓度对生菜的生长发育有着直接的影响，过低或过高都会影响其生长状态。在进行NFT技术和DFT技术浓度对比研究中发现，不同技术的应用也会对生菜的生长造成影响。这主要是根系在吸收营养的同时也会受到氧气浓度的影响。在营养液浓度为两个单位时，生菜生长受到了阻碍，之后对营养液进行处理使其降低到一个单位，生菜在这种浓度下，生长得最为迅速。

同时，在生菜生长的过程中，会产生大量的废液，废液浓度过高，使得液体中的营养成分过于富集，生产单位直接排放，会对周围的生态环境造成污染，这就需要提高含营养素少的溶液的使用率，减少废液的产出，避免环境的污染。

2.2  营养配比研究

借助雾喷技术，可以对生菜在不同配比下的营养及生长情况进行分析。在进行对比和化验后，我们发现我国农大的配方PH值变化范围最小，英国的配方则相反。在進行含糖量测试中发现，我国农大的生菜中含糖量最大，日本的生菜含糖量最小。这些都可以表明，营养配比不同，最后水培出的生菜，所含的营养价值差异非常巨大。

3  光照研究进展

3.1  强度研究

生菜在生长的过程中对光的需求有两个分节点，一个是补偿点，另一个是饱和点。阳光在照射的过程中，其中有一部分光谱能够被生菜吸收，这就需要选取合适的补光设备，让其符合生菜生长的范围。我国早期生产多用卤化灯、日光灯，但其光照强度都不高，且非常消耗电能。而随着科技的发展LED技术的应用，不仅可以进行频谱定制，光的强度可控，同时还降低了能耗。在将红蓝LED灯和自然光生长的研究汇总发现，LED红蓝光下，生菜的生长速率更快。而在光照强度的研究中发现，强度和硝酸盐的沉积成反比。而光照强度在300μmol·m-2·S-1时，是最佳光照强度。

3.2  光质研究

光质研究主要是对光的频谱进行研究，即表现为不同颜色的光研究，如红、白、蓝黄等颜色光源的照射，最后进行检验，得出结果。从具体的实验中我们发现，接受黄色光源照射的生菜生长最好，红色光源和蓝色光源阻碍生菜生长。

4  结语

综上所述，随着社会土地资源地逐渐减少，技术的进步，植物工厂将成为农作物大规模生产的重要方式，而生菜的水培技术也会展现出自己的优势。虽然人们在研究中也解决了很多问题，但技术是需要不断突破和发展的，从而使得水培生菜技术为人们提供更好的食用价值。

参考文献

[1] 滕巍，马艺荞，马燕，等.植物工厂水培生菜的栽培环境研究进展[J].黑龙江农业科学，2018，287（5）：156-158.