不同水培系统和LED光照条件下种植的红萝卜（Raphanus sativus L. cv. Cherry One）的生长情况与内部品质的比较

《Horticulture, Environment, and Biotechnology》：Comparison of the Growth and Internal Quality of Red Radish (Raphanus sativus L. cv. Cherry One) Cultivated Under Different Hydroponic Systems and LED Light Qualities

LED光照与水培系统对红萝卜生长及生理特性的影响研究。摘要显示，深流式水培（DFT）结合蓝红比1:3的LED光质最优化生长与生理指标，气孔导度和光合效率最高出现在蓝光及蓝红LED下，矿物质积累与生物活性物质在DFT系统中表现更稳定。

　　

摘要

本研究在受控的植物工厂条件下，探讨了LED光源特性与水培栽培系统联合对红萝卜（Raphanus sativus L. cv. Cherry One）的生长、光合参数、矿物质含量以及生物活性化合物积累的影响。实验中使用了三种水培系统（深流技术DFT、营养膜技术NFT和气液混合水培系统AHP）对植物进行20天的栽培，并施加了五种LED光照处理：量子点（QD）、蓝光+红光（1:3）（BR）、白光（W）和红光（R）。结果显示，DFT系统显著促进了植物的生长和矿物质吸收。其中，DFT-QD、DFT-R和DFT-BR（1:3）-LED处理组的生物量最高，而BR（1:3）-LED处理组通过改善根系形态（表现为最低的根形指数）提升了植株品质。相反，DFT-QD-LED处理组的根形指数最高，但这降低了其商业价值。SPAD、NDVI和Fv/Fm指数在三种系统间没有显著差异，但在所有系统中R-LED处理下的数值始终最低。此外，所有系统中的气体交换参数在B-LED和BR（1:3）-LED处理下均最高。主成分分析及相关性热图分析表明，生长与光合参数之间存在强烈的正相关关系，尤其是QD-DFT和BR（1:3）-DFT组合。矿物质分析显示，在DFT处理下，植株的地上部和根部均表现出增加且稳定的矿物质积累，其中B-LED处理下的根部钾浓度最低。进一步分析DFT系统下的生物活性化合物发现，不同光照条件下地上部和根部的响应存在差异：根部的特定生物活性化合物含量因光照质量而有所变化。综上所述，DFT与BR（1:3）-LED的组合优化了地上部和根部的生长平衡，包括根形指数和光合参数。功能分析表明，B-LED处理下地上部表现更优，而根部的抗氧化反应则因参数不同而有所差异。因此，DFT与BR-LED的组合被认为是实现生长平衡、光合效率及矿物质吸收的最佳条件；B-LED则可选择性用于增强植物的抗氧化活性。本研究为植物工厂中培育具有增强功能特性的作物提供了重要的栽培策略见解。