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相较于光强和光周期,光质对植物生长发育、形态建成、光合作用、次生代谢物质等的影响更为复杂。近年来,许多研究集中在红蓝光及其不同比例对植物生长的影响。然而植物可以感知或吸收从波长为280～400nm的紫外光(Ultraviolet,UV)到700～800nm的远红光(Far-red,FR),且不同光质对植物的生物学效应也有所差异。除红蓝光外,目前对其他光质(如黄、绿、橙和远红光)及其与红蓝光组合对植物生长发育影响的研究还比较少,植物不同生育阶段的光质需求也不清楚。鉴于以上现状,本文开展了以红蓝光为主,其他光质(如黄、绿、橙和远红光)为辅的组合光质对植物生长发育影响的研究,并开展了植物不同生育阶段光质组合优化的研究。在分析植物生长发育指标和能量利用效率基础上,优化出植物工厂生菜(Lactuca sativa cv.‘Tiberius’)生产较为合适的光质组合,以期为植物工厂优质叶菜生产提供技术指导。1)以光强为200μmol·m-2·s-1,R:B为4:1的红蓝光(RB)为对照,在光强为150 μmol·m-2·s-1,R:B为4:1的红蓝背景光基础上分别添加50 μmol·m-2·s-1的绿光(G)、黄光(Y)、橙光(O)和远红光(FR)组成4种不同光质组合处理,分别用RBG、RBY、RBO和RBFR表示,对不同光质组合处理生菜的生长及形态、光合能力、营养品质及能量利用效率等进行研究。结果表明:RBG、RBO和RBFR生菜地上部鲜质量相较于RB分别增加14.5%,14.5%和30.8%,地上部干质量分别增加13.3%,24.1%和29.9%;RBG处理可以增加生菜的株高、总叶面积、净光合作用速率和能量利用效率;与RB相比,RBY处理对生菜的产量影响不显著;RBO处理可以提高生菜叶片的光合能力和能量利用效率;虽然RBFR处理增加了生菜的产量,但在实际生产中,生菜叶片较易出现烧尖现象。RBG和RBO可以被认为是人工光型植物工厂生产中较为合适的光质组合。2)以光强为200 μmol·m-2·s-1,R:B为4:1的红蓝光(RB)作为对照,在光强150 μmol·m-2·s-1,R:B为4:1的红蓝基础上分别添加50 μmol·m-2·s-1的绿光(G)和远红光(FR),分别用RBG和RBFR表示。在RBFR*G处理中,移栽后前10天光照为RBFR,第10～20天光照为RBG。对不同光质组合处理生菜的生长及形态、光合能力、营养品质及能量利用效率等进行研究。结果表明:处理20天后,RBG、RBFR和RBFR*G相较于RB处理的生菜总鲜质量分别增加15.9%、33.2%和22.7%,总干质量分别增加22.6%、20.8%和32.1%;在RBFR*G处理中,处理10天后生菜株高和总叶面积相较于RB处理分别增加66.7%和43.6%,而第10～20天处理数据显示生菜的光合能力,如Pn,qP,ΦPSII,EIR等均较RBFR有所提高。处理20天后,RBFR*G处理的干质量相较于RBG和RBFR处理分别增加7.7%和6.3%;RBG、RBFR和RBFR*G处理均可增加植物工厂中的能量利用效率,处理20天后,相较于RBG和RBFR处理,RBFR*G处理的EUE分别提高了 11.6%和25.2%,RUE分别提高了 11.5%和51.2%;不同处理下生菜的营养品质指标有所不同,如RBFR和RBFR*G处理可提高生菜可溶性糖和淀粉含量,RBG处理可降低生菜硝酸盐的含量,可根据实际生产选择合适的光质组合。因此,在植物工厂生菜生育的不同阶段,通过合理设计光质组合,可以提高生菜的生长和能量利用效率。综上所述,不同光质组合对生菜生长发育有不同的影响。RBG、RBO和RBFR可提高生菜的产量和能量利用效率,但RBFR处理下的生菜容易产生烧尖现象,影响生菜品质。因此RBG和RBO可作为人工光型植物工厂较为合适的光质组合。不同光质组合对生菜不同生育阶段的影响也有所不同。RBFR可使生育前期的生菜叶片增大从而提高光能截获量,RBG可提高生菜生育后期整体的光合性能,从而使RBFR*G处理下的生菜产量和能量利用效率都较RBG和RBFR显著提高。因此可根据生菜生育的不同阶段合理设计生长光质,以提高植物工厂生菜生产的能量利用效率。