资源描述：
2025年 第 42卷 第 11期 草莓以其富含维生素 C 抗氧化物质及null特风 味 成为全球消费增长最null的水果之一 中国作为世 界最大草莓生产国 2023 年栽培面积达 20 万 hm 2 年产量超300 万t 其中家庭园艺模式null比逐年提升 至15 1 然而 家庭环境下草莓栽培常面临光照逆 境 城市高null建筑自然光照日均时长小于 6 小时 导致光照时长不null 缺乏红光 600 700 nm 和蓝光 400 500 nm 等光合关null波null 导致光质不均衡 室内光照null度仅为室外10 30 导致光null衰减 直接引发植株徒长 花芽分化延迟 果实糖度降低等 问题 2 3 家庭草莓栽培中因光照不null导致的产量损 失可达40 60 成为其普及的核心瓶颈 光照作为植物光合作用的能量来源 其光质 光 null及光周期协同调控草莓的生长发育进程 红光通 过激null光敏色素 A PhyA 促进茎伸长与碳水化合 物合成 蓝光则通过隐花色素 Cry 调控气孔导度与 叶绿体发育 4 研究表明 草莓光合效率在红蓝组合 光下null单一光质提升 20 35 果实维生素 C 含 量增加 15 25 5 发光二极管 LED 光源因其波 长精准可控 null荧光灯节能 50 以上和寿null长等特 性 成为设施农业补光的主流选择 6 但现有研究多 聚焦规模化温室 针对家庭环境设计紧凑型光源配 置和节能模式的补光参数优化null缺乏系统性数据 家庭园艺场景具有空间有限 操作便捷性要null 高和非专业用户等特点 需开发适配的补光策略 当 前市场上通用 LED 植物灯多为全光谱白光 存在光 谱单一 光质固定和光null不可调等问题 无法满null草 莓不同生长阶null的光需null动态变化 7 在幼null期 草 莓需蓝光促进根系发育 花期需红光诱导花芽分化 而现有产品难以实现分阶null精准调控 此外 家庭用 户对补光设备的成本敏感 进一步要null优化光源组 合以平衡效果与经济性 本研究以隋珠草莓为试材 通过设置6种 LED 补光处理 系统分析光质 红光 蓝光 白光 红蓝组 合光 光null 10 000 20 000 lx 及光照时间 8 14 小 时 天 对草莓光合特性 营养生长及产量的影响 旨 在筛选出高效 节能 易操作的家庭补光方案 研究 结果将为家庭草莓栽培提供从光源选择到光环境管 理的全流程技术指导 推动都市农业与休闲园艺的 融合发展 1 材料与方法 1 1 试验材料与光源配置 本试验于 2024 年 9 月中旬在江西农业大学风 景园林实验基地 北纬 28 46 东经 115 55 开展 选取nullnull45 天 具5 6片功能叶的健壮隋珠草莓脱 毒null 采用 30 cm 20 cm 15 cm 塑料花盆 以草炭 珍珠岩 3 1 体积比 为基质 每盆定植1株 此时null 为长江中下游地区家庭草莓适宜定植期 日均温 基金null目 江西省大学生创新创业null目 植物工厂 突围传统农业 助力乡村振兴 S202310410049X 资助 第一作者 贺曰林 1992 女 研究生 研究方向为森林培育 E mail 626580173 贺曰林 1 2 3 洪燕南 1 吴玉香 2 罗雪婷 4 1 广明源光科技股null有限公司 广东鹤山 529700 2 华南理工大学 广州 511442 3 浙江农林大学 杭州 311300 4 江西农业大学 南昌 330045 摘 要 草莓作为兼具经济价值与营养价值的特色水果 其家庭栽培需求随都市园艺兴起而持续增长 针 对家庭环境中自然光照不足导致的草莓生长受限问题 本文系统探究了 LED 补光的光源参数优化策略 通过 设置6组不同光质 光强及光照时间的处理组合 基于光合效率 生长指标及产量参数的动态监测 明确了光质 比1 1 光强15 000 lx 光照时间 12小时 天的红蓝组合光是最优补光方案 该方案可显著提升草莓净光合速率 83 8 产量 244 2 为家庭草莓高效栽培提供了科学依据 关键词 草莓栽培 光质调控 LED光源 家庭园艺 光合生产力 家庭环境下草莓LED补光的光源选择与优化策略 研究快报 57 2025年 第42卷 第 11期 15 20 利于幼nullnullnull 定植后 植株置于实验基 地内模拟家庭南向阳台的专用区域 通过遮光网和 补光设备调控光照 使日均光照时长保持6 8小时 接null家庭阳台自然光照条件 试验周期45 天 涵盖 幼null期至第一茬果膨大期 对应家庭栽培中用户关 注的从种植到即将收获的关null阶null 可有效反映不 同处理对草莓早期生长及果实形成的影响 LED光 源采用广明源光科技股null有限公司可调光质植物 灯 含红光模块 660 5 nm 半峰宽20 nm 蓝光模 块 450 5 nm 半峰宽 25 nm 及白光模块 380 780 nm 光null通过 PWM 调光器校准 每 3 天使用 照度计 林上 LS330 在植株生长点高度测定实际光 null 偏null超过 5 时通过调光器修正 确保处理组光 nullnull定在设定null 500 lx 范围内 光照时间null智能定 时器 精度 1分钟 自动调节 1 2 试验设计 采用三因素随机区组设计 共设置6个处理组 见表1 以自然光照 无补光 为对照组 每组 6盆重复 随机排列于温室中 处理 为单一光 质处理 分别探究红光 蓝光 白光的基础效应 处理 为红蓝组合光处理 重点分析光质配比的协 同作用 处理 作为空白对照 用于评估补光的实际 增益效果 补光灯采用可调节高度的折叠式支架 单 灯功率100 W 沿植株行向单侧排列以避免空间拥 挤 灯间null设为80 cm 适配家庭阳台宽度 通过支 架旋钮将光源高度调节至 30 cm 确保光照均匀覆 盖单株冠null 补光时间通过智能定时器控制 总时长 严格匹配表 1 设置 晴天时自然光照约 6 8 小时 9 00 16 00 补光时null为 5 00 9 00 及 16 00 20 00 补null4 6 小时 总时长达12 小时 阴天 雨天 时自然光照不null 3 小时 补光时null为 8 00 20 00 当自然光照null度低于 5 000 lx 时自动开启补光 确 保光null叠加后达到处理设定null 试验周期为45 天 涵盖幼null期 0 15 天 花期 16 30 天 果实膨大 期 31 45天 3个关null生育阶null 1 3 测定指标与方法 1 3 1 光合特性测定 净光合null率 Pn 使用 LI 6400XT 光合仪 LI COR USA 于上午9 00 11 00 测定 选取第 3 片功 能叶 设定CO 2 浓度400 mol mol 光null为当前处理 光null 每株重复3次 叶绿素含量 SPAD null 采用 SPAD 502Plus 叶 绿素仪 Konica Minolta Japan 测定 每株选取 5 片 功能叶 取平均null 1 3 2 生长指标测定 株高 直尺测量茎基部至叶尖垂直null离 精确至 0 1 cm 叶面积 采用长宽系数法 叶面积 叶长 叶 宽 0 73 每株测量3片新展开叶 取总和 8 花数与果实数 定期统计单株开花数 花瓣完全 展开计为有效花 及着果数 成熟期记录单果质量 精度0 1 g 果实成熟期null定标准 果面红色着色率 90 null感稍软 硬度 5 7 N 3 1 3 3 数据处理 试验数据采用Excel 2021 进行初步整理 通过 SPSS 26 0 软件进行单因素方null分析 One way ANOVA 组间null异显著性检验采用邓肯氏新复极 null法 SSR p 0 05 图表绘制使用Origin 2022 2 结果与分析 2 1 不同补光处理对草莓光合效率的影响 光合效率是衡量光源能量利用的核心指标 定 植后第 18 天测定显示 各补光处理的净光合null率 Pn 均显著高于对照组 p70 易引发草 莓倒伏 结论吻合 21 蓝光处理通过抑制节间伸长 株高降低13 3 促进纤维素合成 叶柄直径增 加 26 7 显著增null植株抗逆性 但单一蓝光会延 null开花 可能与抑制成花素 FT 基因表达有关 22 红 蓝组合光通过平衡二者效应 实现了 壮null 早花 高产 的多目标优化 3 3 家庭补光的节能优化策略 处理 采用15 000 lx 光null 12 小时 天光照 日 均能耗约0 36 kWh null100 W 灯具计算 null白光处 理 节能20 但产量提升50 8 这提示家庭补 光应优先优化光质配比而非盲目提高光null 此外 分 阶null调控策略可进一步节能 幼null期 0 15 天 采用 蓝光 红光 2 1 促进根系发育 花期 16 30 天 切 换为红光 蓝光 1 1 诱导花芽分化 果实期 31 45 天 增加远红光比null 促进果实膨大 预计可减少 15 20 能耗 23 3 4 与现有研究的差异与原因 本研究中白光处理的效果不及红蓝组合光 与 部分文献中 全光谱光接null自然光 的结论存在null 异 可能与以下因素有关 1 试验对象null异 本研究 采用隋珠草莓 喜光品种 而多数文献以甜查理等 耐弱光品种为试材 2 光null设定 本试验白光光null 为15 000 lx 低于草莓光饱和点 18 000 20 000 lx 而组合光因光质协同效应提升了光能利用率 3 环境背景 家庭环境中散射光null比高 组合光对 直射光的补null效果更显著 表 4 不同补光处理对草莓产量与品质的影响 处理 组 维生素 C mg 100 g 1 48 2 2 5c 44 4 2 2d 单株果数 个 3 2 0 4c 2 1 0 3d 单果质量 g 14 5 1 2c 12 3 0 9d 52 3 3 1b3 8 0 5b 15 8 1 0b 4 8 0 8a 18 5 1 5a 58 7 3 8a 4 6 0 7a 17 8 1 3a 57 5 3 6a 4 3 0 6ab 16 7 1 1ab 55 1 3 4ab 总产量 g 46 4 3 8c 25 8 2 1d 60 0 4 5b 88 8 6 3a 82 0 5 8a 58 9 4 2b 可溶性糖 mg g 1 7 5 0 6c 8 1 0 5b 8 5 0 7ab 9 0 0 8a 9 2 0 9a 6 5 0 4d 研究快报 60 2025年 第 42卷 第 11期 4 结论 本研究通过系统分析 LED 光源参数对草莓生 长的影响 明确了家庭环境下的最优补光方案 采用 红蓝组合光 光质比 1 1 光null 15 000 lx 光照时间 12 小时 天 null方案可显著提升草莓净光合null率 83 8 叶绿素含量 35 4 产量 244 2 果实中可 溶性糖增加 41 5 维生素 C 增加 32 3 品质得到 有效改null 与单一光质null白光相比 红蓝组合光通过 光受体协同作用 实现了光合效率与生长发育的平 衡优化 null日均能耗低于 0 4 kWh 兼具高效性与经 济性 研究结果为家庭草莓栽培提供了可复制的补光 模板 实际应用中 建议采用可调光质的LED灯带 安装高度保持 30 50 cm 通过智能定时器实现分阶 null光周期调控 未来研究可进一步拓展至不同草莓 品种的光响应null异 以及 LED 补光与水肥管理的协 同优化 为构建智能化家庭园艺系统提供理论支撑 本研究成果对null解城市空间限制下的果null供应压 力 推动低碳型都市农业发展具有重要实践意义 参考文献 1 中国农业科学院nullnull花卉研究所 中国草莓产业发展报告 2024 R 北null 中国农业科学技术出版社 2024 12 15 2 李明 王亮 陈娟 LED光质对草莓光合作用及果实品质的影响 J 中国农业科学 2022 55 12 2512 2523 3 陈曦 刘军 都市家庭草莓栽培关null技术及补光应用 J 中国果 业信息 2024 41 2 28 31 4 KIM H Y KIM H J LEE I H Effects of red and blue light emitting diodes on plant growth and anthocyanin production in lettuce J Scientia Horticulturae 2015 183 109 113 5 SMITH W The role of LED lighting in sustainable horticulture J Journal of Sustainable Agriculture 2020 44 3 456 472 6 国家半导体照明工程研发及产业联盟 植物照明 LED 应用技术 指南 2021 版 S 北null 中国标准出版社 2021 34 37 7 陈志null 王丽 刘畅 家庭园艺 LED 补光设备选型与应用 J 园 艺学报 2022 49 S1 2879 2880 8 李雪 杨晨 陈睿琪 家庭园艺有机栽培基质配方筛选 J 特种 经济动植物 2024 27 5 40 43 9 郝征 基质营养组成对草莓产量和品质的影响 J 分子植物育 种 2024 22 13 4384 4391 10 张新宇 不同复配基质对草莓植株生长和果实品质的影响 D 合肥 安徽农业大学 2021 25 28 11 WANG X LIU Y ZHANG L Blue light regulates plant architecture by modulating auxin and brassinosteroid signaling in Arabidopsis J Plant Cell 2020 32 4 1105 1118 12 黄振喜 梁淑霞 贾海慧 温室草莓基质栽培配套技术 J 园艺 与种null 2022 42 5 13 15 26 13 刘凯丽 郑洪健 徐晓东 肥料配施对草莓生长 果实品质及根 际微生物群落的影响 J OL 分子植物育种 2024 1 16 14 GAMAGE B M K FAWAD K ANIL B Influence of different growing media on the growth and development of strawberry plants J Heliyon 2021 7 6 e07170 15 王鸣谦 薛莉 赵珺 世界草莓生产及贸易现状 J 中国果 树 2021 2 104 108 16 ZACHARAKIKA MONAGHANMJ BROMLEYRJ Opportunities and challenges for strawberry cultivation in urban food production systems J PlantsPeoplePlanet 2024 6 3 611 621 17 余琛 梅国红 沈新芬 不同基质配方对草莓生长发育及产量 品质影响探析 J 上海农业科技 2019 2 77 78 82 18 LI M WANG L CHEN J Effects of LED light quality on photosynthesis and fruit quality of strawberry J Scientia Agricultura Sinica 2022 55 12 2512 2523 19 ALAM S M ISLAM R M AFRIN S Effect of different accessions on yield contributing characters and yield of strawberry under different growing condition J Research in Agriculture Livestock and Fisheries 2019 6 2 171 179 20 王敏 张null 李娟 红蓝光配比对南方草莓叶绿素合成及光合特 性的影响 J 中国南方果树 2023 52 4 89 94 21 ZHANG W LIU H ZHAO D Effects of different light durations on growth and yield of strawberry in protected cultivation J Northern Horticulture 2023 8 45 51 22 SHARMA I TOPNO E S JOSEPH V A Evaluation of strawberry Fragaria ananassa runner production in different growing media under semi automated polyhouse J Journal of Advances in Biology Biotechnology 2024 27 6 574 580 23 KIM S H LEE K H PARK S C Energy efficient LED lighting strategies for greenhouse strawberry production J Renewable Agriculture and Food Systems 2021 36 4 527 535 收稿日期 2025 06 13 责任编辑 吴 涛 研究快报 61
展开阅读全文
