通过LED实现“番茄在工厂中生长的时代”——面向城市、宇宙和灾害时期的“S字栽培”的冲击

9月19日，Phys.org报道了一则推进植物工厂常识的新闻。东京大学的矢守航副教授及其研究团队在完全封闭型的LED植物工厂中尝试栽培大番茄和小番茄，并在质量稳定性和营养价值方面展现了优势。他们通过实验数据突破了传统认为“LED适合叶菜，果菜难以栽培”的壁垒。文章还提到了在城市、沙漠，甚至宇宙中进行粮食生产的现实可能性。Phys.org

有什么新进展？两大成果

① 在LED工厂中稳定栽培大番茄（CF桃太郎斗士）

发表在HortScience的论文中，大番茄在仅使用LED的完全封闭环境和温室中进行同时比较。在LED环境中，温度（平均约25.9±1.1℃）和光强度（PPFD约276 μmol m⁻² s⁻¹）能够稳定地维持，茎径、株高、SPAD值有所提高。虽然果实稍小，糖度（°Brix）较低，但维生素C（抗坏血酸）含量高的营养学优势得到了确认。温室在果重、糖度、产量方面占优，但难以避免因季节变化导致的质量波动。在稳定供应和营养价值与尺寸和甜度之间，明确了根据实际需求进行选择的可能性。DOI

② 通过“S字栽培”实现小番茄的“快速高效”

另一项成果是小番茄的S字多层栽培。这种方法在架子的侧面配置LED，将茎水平弯曲并多层展开，均匀化冠层内的光分布。糖度增加15%、维生素C增加7%、番茄红素增加7%，质量达到超过温室的水平，并通过提前着色和收获提高了实际产量。总产量与温室相当，但**“快速销售”＝改善周转率**是关键。东京大学

在Frontiers in Horticulture的原著中，S字方式被详细描述为抑制光合作用速率的层间差异，实现质量提升和管理效率的双重目标。DOI

“在哪里”发挥作用？——城市、极地以及宇宙

研究团队着眼于抵御极端气候（热浪、干旱、洪水）的强大供应链、城市附近的短供应链，甚至高层建筑以及月球、火星上的实验系统。全年稳定的规格质量与餐饮、熟食、加工用途相性良好，价格前景有望通过可再生能源整合和规模效应得到改善。Phys.org

“反响如何？”SNS和社区的声音

• 研究者发布的公告：矢守副教授在X（前Twitter）上发布研究成果。时间线上充满了对**“城市地产地销”“紧急时的韧性”**的期待，以及对电力成本的现实质疑。X (formerly Twitter)

• 园艺社区的反应（Reddit）：

  • “使用LED商店灯具种植果菜类是否可行？”的对光量不足的怀疑依然存在。研究显示高光强和稳定环境的必要性与此相符。Reddit

  • “在地下室或寒冷地区的室内种植番茄”等业余种植的实践知识被分享，“想尝试的人群”的范围很广。Reddit

  • 在蔬菜总体社区中，对户外补光用LED的关注持续存在，“LED＝叶菜专用”的固定观念正在动摇。Reddit
    ※上述内容并不限于直接回复研究本身，而是对LED×番茄这一主题周边的反应趋势的总结。
    
    
    

三大商业启示

1. “稳定×营养价值”的新标准价值
   即使在糖度和尺寸上温室占优的情况下，通过维生素C和番茄红素等功能性诉求可以实现差异化。与加工和健康导向类别高度兼容。DOI

2. “早期收获×周转率”的经营效果
   S字栽培通过提前着色和成熟，有望改善现金流。对食品服务的定期交付有效。DOI

3. 灾害、宇宙、极地的利基需求
   在基地内、船内、远程地区供应高附加值的新鲜产品的现实可能性。通过紧凑模块×可再生能源的组合进行业务设计。Phys.org
   
   
   

技术备忘：能源与设计的关键点

• 光环境：果菜类需要高PPFD。一般的住宅用LED往往不足。结合侧面照明可以有效均匀化冠层。DOI

• 温湿度和CO₂：稳定的温度环境（本研究中约为25.9℃）和CO₂施用有助于生长稳定。a.u-tokyo.ac.jp

• 多层和引导设计：S字栽培缩短了作业动线并提高了受光效率。在“高度”而非“宽度”上取得优势的城市空间中具有显著优势。DOI

相关研究的扩展：毛豆也“工厂化”

同一团队还报告了在人工光型工厂中稳定生产毛豆。产量以及糖和异黄酮得到提高，打破了季节依赖的成果得到了展示。这种趋势正在扩展到果菜以外。Nature

总结

• 大番茄：质量稳定且维生素C含量高，但尺寸和糖度温室占优。根据用途进行区分使用是关键。DOI

• 小番茄（S字）：提高糖度、