高效微气候控制方法提高叶菜生产力和营养质量

粮食安全是本世纪全球面临的主要挑战之一。自1997年以来,该研究作者研究团队一直在新加坡使用新型气培技术生产新鲜蔬菜。气培系统不仅可全年生产热带蔬菜,还可全年生产亚热带和温带新鲜蔬菜,只需将悬浮在气培系统中的根部加以冷却,而空中部分仍处于热带环境下。通过富集根区CO_(2),让空中部分保持恒定的大气CO_(2),以此来研究根区CO_(2)对蔬菜的影响。为弥补可用土地不足问题,新加坡需要开发一种新耕作制度,使单位土地面积生产率翻几番。在过去10年中,作者研究团队建立了一个商业上可行的LED集成垂直气培农业系统,在热带温室中以不同LED光谱、强度和持续时间种植不同叶菜。结果表明,在有效LED照明下,通过增加光照强度和延长光周期,可提高叶菜芽产量和生产率。此外,莴苣等温带蔬菜作物能适应温室中自然阳光加LED光的高光强度。辅助LED照明通过增加光合色素,提高单位面积Cyt b6f和Rubisco蛋白含量来促进叶片萌发和扩增,从而提高光合能力并提高生产力。植物对其周围环境(微气候)、根区温度(RZT)和供水变化感知和响应,不仅会影响植物生长和发育,还会影响它们的营养质量。该研究旨在调查叶类蔬菜营养质量是否可在次优根区温度和轻度缺水条件下通过亏缺灌溉来加以改善。如果能在都市农业中节约大量能源和水,而不会对产量造成实质性损害,且营养质量更高,那么节省的水和能源量可为社会带来实实在在的好处。