{杏盛平台}黑暗真相为解决在温室生菜种植中如何优化光配方以提高光利用效率（LUE），同时维持产量和品质的问题，研究人员开展了用远红光（FR）光子替代或补充光合有效辐射（PAR）的研究。结果表明，特定 FR 比例可促进生菜生长和提高品质，对温室种植有重要意义。

　　在农业生产中，作物的保护栽培是保障农产品稳定、大量供应的重要手段。然而，高成本的建设和电力消耗却成为其发展的阻碍，特别是在依靠人工照明的植物工厂中。例如，植物工厂的电力消耗占生产成本的 26%，其中电光源又占总能耗的 70 - 80%，而且实际生产中光利用效率（LUE）仅为理论最大值的 32 - 43% 。因此，如何在保证产量和质量的同时提高 LUE，成为保护栽培系统可持续发展的关键。

　　光对植物的光合作用和生长有着至关重要的影响，不同光谱质量的光会作用于植物的形态、生化、生理和分子活动等多个方面。发光二极管（LED）因其高效节能、寿命长、可调节光谱等优点，在保护栽培系统中得到了广泛应用。生菜作为一种全球广泛消费的叶菜类蔬菜，生长迅速、生产周期短、能耗低且营养价值高，常被用作研究植物对 LED 光照环境响应的模式作物。

　　此前研究发现，远红光（FR，700 - 750nm）单独作用时光合活性较低，但与传统光合光子结合时，能提高植物的光合速率，即 “爱默生增强效应”。不过，FR 光子对植物生长的影响较为复杂，既受其自身通量密度的影响，也与背景光的光谱质量和总光子通量密度有关。而且，以往研究多集中在 FR 光子对植物生长和品质的补充作用，对于以白加红 LED 为背景光时 FR 光子的补充策略及相关调控机制研究较少，也缺乏对 FR 光子替代部分 PAR 与直接补充 FR 光子效果的比较。

　　为了解决这些问题，青岛农业大学等研究机构的研究人员开展了相关研究。研究成果发表在《BMC Plant Biology》上，为温室生菜的种植提供了重要参考。

　　研究人员采用了多种技术方法。在实验材料准备方面，选用松散叶生菜（cv. ‘Dasusheng’）幼苗，在特定基质中培育后移栽至塑料盆，在玻璃 Venlo 型温室中培养，用 Hoagland 营养液定期灌溉。在光照处理上，设置自然光照（NL）为对照，另外设置 6 种补充光处理，包括白加红（WR）LEDs、FR LEDs 以及不同组合的 WR 和 FR LEDs ，并精确控制光照强度、光周期等参数。测量指标涵盖多个方面，如用尺子和电子分析天平测量生菜叶片形态和鲜干重；通过特定公式计算光利用效率（LUE） ；采用分光光度法测定光合色素含量；利用便携式光合作用系统测定叶片光响应曲线；使用植物效率分析仪测量叶绿素荧光参数；制作叶片切片观察气孔特征；通过透射电镜观察叶绿体超微结构；运用 qRT - PCR 技术分析光合作用相关基因的表达；采用滴定法和比色法测定生菜的营养品质。

　　研究结论和讨论部分指出，与单纯增加 FR 光以提高光照强度相比，用 FR 光子替代部分 PAR 在维持生菜产量和品质稳定的同时，可提高 LUE。调节 FR 光比例能增强叶绿素含量，提高光合速率，优化气孔导度和叶绿体功能。FR 光补充通过触发 PsbA、LHCb 和 Rubisco 基因的表达，增强了光合能力。在温室生菜生产中，补充光比自然光更能促进生物量积累和提高营养物质含量。合适的 FR 光子通量密度可改变叶绿体超微结构，增加光合作用相关基因的表达，维持较高的光合能力。研究还发现，在一定 FR 比例范围内，用 FR 光子替代 PAR 比简单补充 FR 光子效果更好。因此，在弱光条件下进行温室栽培时，应仔细考虑 FR 比例或 FR:ePAR，这为优化温室生菜的生长和品质提供了有前景的解决方案，对温室生菜种植具有重要的实践指导意义。

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