植物工厂是通过对设施内部温湿度、CO₂浓度、光照等环境参数进行自动化控制,以实现作物的连续周年生产的高效农业系统。在密闭的环境中通过智能化自动化控制系统精确地调控作物生长的环境因子,为作物生长提供适宜的温湿度、光照条件及CO₂气体环境等,其特征是智能化、立体化等。CO₂是植物光合作用的原料,光是植物光合作用的能量来源,设施生产中,CO₂及光源限制了植物的光合作用,导致其光合产物积累减少。设施农业补光系统、CO₂气体增施、营养液管理在设施农业生产管理中至关重要。本研究（1）以生菜为材料研究了光强与CO₂浓度对生菜生长的影响并初步探索了设施农业固碳的固碳效应;（2）以番茄为材料,分别从光照强度、CO₂加富、营养液配方在植物工厂中的调控管理对番茄生长、品质、光合特性、荧光特性的影响。本研究的主要结果与结论有:1、CO₂浓度倍增有利于提高生菜的株高、茎粗、叶片数、根长、叶宽、最大叶面积等,且与倍增次数正相关;同时生菜的Pn、Ci、Gs、Tr等光合特性指标均随倍增次数增加,但Ls下降;日平均同化率A先升后降,C1(800μmol·mol^-1CO₂)、C2（1600μmol·mol^-11 CO₂）的30 d平均日同化率A分别较CK提高了28.76%和37.55%;C1、C2依次分别显著提高了GR为25.86%和42.78%,提高了生菜生物量,提高其营养物质含量改善了品质,同时C1、C2均显著提高了生菜的光能利用率,分别为28.51%和40.13%。2、不同CO₂浓度处理的生菜株高、茎粗、叶片数、最大叶面积均大于CK。随着CO₂浓度的增加,平均株高、最大叶面积呈先升后降趋势,其中1600μmol·mol^-11 CO₂处理（T3）平均株高最大,1200μmol·mol^-1CO₂（T2）处理的平均最大叶面积最高;平均茎粗、叶片数均随着CO₂浓度的增加而增大,均以2000μmol·mol^-11 CO₂（T4）处理的最高。随CO₂浓度的升高,生菜产量提高,生菜叶片可溶性蛋白、维生素C、还原性糖以及硝酸盐含量均呈上升趋势,而可溶性总糖含量呈先升高后降低的趋势。固碳量随CO₂浓度增加而增加。CO₂增施有利于促进生菜生长,提高生菜产量、品质及固碳量。3、在CO₂加富条件下,随着光照强度增加,生菜株高下降,茎粗显著增加,叶长、叶宽显著下降,叶片数与根长均先升后降。生菜产量随光强增加先升后降,其中L2显著高于L1、L3,地下干鲜重均呈上升趋势,其中地下鲜重差异不显著,L3地下干重显著高于L1、L2,根冠比随光照强度增加而增加,但差异不显著。叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶绿素（a+b）均随光照强度增加而增加,但差异不显著,叶绿素a/b随光照强度增加呈下降趋势,但差异不显著。净光合速率Pn表现为L3>L2>L1,且差异显著,Ci、Gs、Tr均随光照强度增加而增加,且差异不显著。气孔密度随着光照强度增加而增加。本研究结果显示,在CO₂加富条件下,增加光照强度,可以促进生菜形态建成及生菜壮苗,促进生菜生长,提高生菜产量,增加生菜的固碳量。L2的干物质积累及固碳量均为最大,在所有处理中为最适宜光照强度(中光强60%,175±2μmol·m^-2·s^-1)。即在在CO₂加富条件下,光照强度增加有利于促进生菜生长,综合产量因素,以L2为最优。4、在光强、CO₂、营养液对番茄生长的影响过程中,设置低光强L1、中光强L2、高光强L3三个光强处理,Hoagland和Yamasaki两个营养液水平,CO₂加富与不加富两个水平。通过番茄的生长指标及营养液残液EC值,番茄产量及品质对番茄的生长进行综合评价。本研究结果显示,增加光照强度,可以降低番茄植株的株高,增加茎粗,有利于壮苗,有利于为光合产物积累提供初步的光形态建成,增加了番茄果实产量,改善番茄品质。CO₂加富增加株高茎粗,降低叶面积,增加产量。营养液营养元素含量能够促进可溶性固形物的增加,有利于改善品质。从产量角度考虑,C1L3H最优,C1L2H和C1L2Y较优,从品质考虑,C1L2H和C1L3H较优。由于在实验过程中高光强易出现叶片卷曲等现象,营养液需求量大,耗能多,综合考虑,以CO₂加富L2中光强Hoagland营养液处理最适宜。本试验研究结果表明,在低光强条件下应使用营养元素含量较低的营养液较为适宜。综上,本研究植物工厂中生菜生长最适宜的CO₂浓度为1200μmol·mol^-1,最适宜的光照强度为（175±2）μmol·m^-2·s^-1;植物工厂中番茄生长最适宜的参数为（340±2）μmol·m^-2·s^-1光照强度和Hoagland营养液配方处理,CO₂加富时,番茄生长最适宜的参数为（175±2）μmol·m^-2·s^-1光照强度的Hoagland营养液配方处理。