与传统的生长系统相比，温室植物栽培可显著提高资源利用效率(土表、水和养分)，但光照成本仍然很高。LED(发光二极管)因其能够提供不同光谱的能力而受到温室培养研究人员的关注。在光谱学上，红色和蓝色区域通常被认为是植物光合CO₂同化的主要能量来源。本研究旨在探讨LED红蓝比(R:B)对室内罗勒栽培资源利用效率的影响，并将光照生理反应与产量和营养特性的变化联系起来。

图1.在具有不同R：B比或荧光灯下的罗勒植物生长和资源利用效率

研究人员以荧光灯为对照(CK₁)，在5种不同的LED光照条件下，以0.5～4的R：B比率范围(分别为RB_0.5、RB₁、RB₂、RB₃和RB₄)在生长室中培养罗勒植物。通过小型多功能植物表型测量系统PlantExplorer测量植物光合荧光成像和叶绿素叶绿素含量(叶绿素指数)。其中，光合光子通量密度为215μmol m⁻² s⁻¹，每天提供16小时。

图2.(A)在光谱中具有不同R：B比的LED灯下生长罗勒植物的鲜重，(B)叶绿素指数和(C)PSII量子效率(RB_0.5，RB₁，RB₂，RB₃和RB₄)

结果发现，与荧光灯相比，最大的生物质生产与LED照明有关。尽管气孔导度和PSII量子效率都有所降低，但采用RB₃可以提高产量和叶绿素含量，从而提高水和能源的使用效率。抗氧化活性遵循光谱响应函数，与RB₃相关。与CK₁和RB≥2相比，低RB比(0.5)降低了几种挥发物的相对含量。此外，植物的矿质叶浓度(gg^-1DW)和植物中总含量(g plant^-1)受光照质量的影响，导致用RB₃栽培的植物中氮、磷、钾、钙、镁和铁的积累量增加。相反，RB≤1时养分利用效率有所提高。

图3.(A)抗氧化能力(FRAP)，(B)在LED光下生长的罗勒植物总黄酮浓度

研究结果表明，RB₃为罗勒的室内栽培提供了最佳生长条件，促进了其生长、生理代谢功能以及资源效率利用方面的性能改善。

图4.来自对照处理(荧光，CK₁)的倍数变化(RB_0.5，RB₁，RB₂，RB₃和RB₄)

来源：

Pennisi G, Blasioli S, Cellini A, Maia L, Crepaldi A, Braschi I, Spinelli F, Nicola S, Fernandez JA, Stanghellini C, Marcelis LFM, Orsini F and Gianquinto G (2019) Unraveling the Role of Red:Blue LED Lights on Resource Use Efficiency and Nutritional Properties of Indoor Grown Sweet Basil. Front. Plant Sci. 10:305. doi: 10.3389/fpls.2019.00305