Abstract In indoor farms, electric lighting controls pla growth and quality attributes, but incurs high capital and operating costs. The photon spectrum, photoperiod, and photosynthetic photon flux density (PPFD) can be optimized with other environmental variables to maximize harvestable yield considering production time and lighting costs. Previous studies have determined that increasing the photoperiod or PPFD can increase lettuce (Lactuca sativa) yield. However, it is unclear how, at multiple daily light integrals (DLI), combinations of a wide range of PPFDs and photoperiods affect growth and quality attributes of green- and red-leaf lettuce. We investigated the interaction between these factors on lettuce growth and quality attributes by growing lettuce ‘Rex’ and ‘Rouxai’ under DLIs from 6.9–15.6 mol m−2 d−1 using PPFDs of 120–270 μmol m–2 s–1 and photoperiods of 16–24 h d–1. Increasing the DLI increased shoot fresh and dry mass, leaf width and number, and chlorophyll concentration of both cultivars, regardless of the combination of the PPFD and photoperiod. Furthermore, increasing the DLI increased the red pigmentation of the red-leaf cultivar, ‘Rouxai’. Additionally, at a DLI of 15.6 mol m−2 d−1, lettuce grown under a lower PPFD and a longer photoperiod had greater fresh and dry mass than lettuce grown under a higher PPFD and a shorter photoperiod, while at a lower DLI of 10.4 mol m−2 d−1, this did not occur. We conclude that although increasing the DLI increased lettuce growth and improved quality attributes, the specific PPFD and photoperiod combination can have different effects on plant growth.

中文翻译：

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在增加日光积分下促进生菜生长取决于光合光子通量密度和光周期的组合

摘要 在室内农场中，电灯控制着生长和质量属性，但会产生高额的资金和运营成本。考虑到生产时间和照明成本，光子光谱、光周期和光合光子通量密度 (PPFD) 可以与其他环境变量一起优化，以最大限度地提高可收获产量。以前的研究已经确定增加光周期或 PPFD 可以增加生菜（Lactuca sativa）的产量。然而，目前尚不清楚在多个日光积分 (DLI) 下，各种 PPFD 和光周期的组合如何影响绿叶和红叶生菜的生长和质量属性。我们通过在 6.9-15 的 DLI 下种植生菜“Rex”和“Rouxai”来研究这些因素对生菜生长和质量属性的相互作用。6 mol m-2 d-1 使用 120-270 μmol m-2 s-1 的 PPFD 和 16-24 hd-1 的光周期。无论 PPFD 和光周期的组合如何，增加 DLI 都会增加两个品种的枝条新鲜和干重、叶宽和数量以及叶绿素浓度。此外，增加 DLI 会增加红叶品种“Rouxai”的红色色素沉着。此外，在 15.6 mol m-2 d-1 的 DLI 下，在较低 PPFD 和较长光周期下生长的生菜比在较高 PPFD 和较短光周期下生长的生菜具有更大的新鲜和干质量，而在 10.4 的较低 DLI 下生长mol m−2 d−1，这没有发生。我们得出的结论是，虽然增加 DLI 会促进生菜生长并改善质量属性，但特定的 PPFD 和光周期组合会对植物生长产生不同的影响。无论 PPFD 和光周期的组合如何，增加 DLI 都会增加两个品种的枝条新鲜和干重、叶宽和数量以及叶绿素浓度。此外，增加 DLI 会增加红叶品种“Rouxai”的红色色素沉着。此外，在 15.6 mol m-2 d-1 的 DLI 下，在较低 PPFD 和较长光周期下生长的生菜比在较高 PPFD 和较短光周期下生长的生菜具有更大的新鲜和干质量，而在 10.4 的较低 DLI 下生长mol m−2 d−1，这没有发生。我们得出的结论是，虽然增加 DLI 会促进生菜生长并改善质量属性，但特定的 PPFD 和光周期组合会对植物生长产生不同的影响。无论 PPFD 和光周期的组合如何，增加 DLI 都会增加两个品种的枝条新鲜和干重、叶宽和数量以及叶绿素浓度。此外，增加 DLI 会增加红叶品种“Rouxai”的红色色素沉着。此外，在 15.6 mol m-2 d-1 的 DLI 下，在较低 PPFD 和较长光周期下生长的生菜比在较高 PPFD 和较短光周期下生长的生菜具有更大的新鲜和干质量，而在 10.4 的较低 DLI 下生长mol m−2 d−1，这没有发生。我们得出的结论是，虽然增加 DLI 会促进生菜生长并改善质量属性，但特定的 PPFD 和光周期组合会对植物生长产生不同的影响。无论 PPFD 和光周期的组合如何。此外，增加 DLI 会增加红叶品种“Rouxai”的红色色素沉着。此外，在 15.6 mol m-2 d-1 的 DLI 下，在较低 PPFD 和较长光周期下生长的生菜比在较高 PPFD 和较短光周期下生长的生菜具有更大的新鲜和干质量，而在 10.4 的较低 DLI 下生长mol m−2 d−1，这没有发生。我们得出的结论是，虽然增加 DLI 会促进生菜生长并改善质量属性，但特定的 PPFD 和光周期组合会对植物生长产生不同的影响。无论 PPFD 和光周期的组合如何。此外，增加 DLI 会增加红叶品种“Rouxai”的红色色素沉着。此外，在 15.6 mol m-2 d-1 的 DLI 下，在较低 PPFD 和较长光周期下生长的生菜比在较高 PPFD 和较短光周期下生长的生菜具有更大的新鲜和干质量，而在 10.4 的较低 DLI 下生长mol m−2 d−1，这没有发生。我们得出的结论是，虽然增加 DLI 会促进生菜生长并改善质量属性，但特定的 PPFD 和光周期组合会对植物生长产生不同的影响。在较低 PPFD 和较长光周期下生长的生菜比在较高 PPFD 和较短光周期下生长的生菜具有更大的新鲜和干质量，而在 10.4 mol m-2 d-1 的较低 DLI 下，这种情况没有发生。我们得出的结论是，虽然增加 DLI 会促进生菜生长并改善质量属性，但特定的 PPFD 和光周期组合会对植物生长产生不同的影响。在较低 PPFD 和较长光周期下生长的生菜比在较高 PPFD 和较短光周期下生长的生菜具有更大的新鲜和干质量，而在 10.4 mol m-2 d-1 的较低 DLI 下，这种情况没有发生。我们得出的结论是，虽然增加 DLI 会促进生菜生长并改善质量属性，但特定的 PPFD 和光周期组合会对植物生长产生不同的影响。