针对江苏省冬季早春设施环境寡照以及设施蔬菜连作障碍的问题，围绕种子处理关键技术、连作障碍消减技术以及嫁接苗愈合期光环境调控技术，设施种植环境工程与装备创新团队聚焦设施高效栽培关键环节开展理论和技术创新，近两年取得良好进展。
1.外源物质促进种子萌发，提高工厂化育苗生产过程中种子利用率
团队首次发现微酸性电解水（Slightly acidic electrolyzed water，SAEW）不仅能够对种子进行消毒，并能够显著促进西瓜种子萌发，对其作用机制的进一步研究结果表明：60 ppm的微酸性电解水可能是通过提高CmCYP707A1 和 CmCYP707A2的转录水平从而降低种子内源ABA的含量，使得西瓜种子打破休眠；同时SAEW通过降低西瓜种子内源ROS的含量，提高种子的萌发率。该研究结果能够显著提高工厂化育苗中西瓜种子的利用率，并将种子消毒与催芽环节有效地结合，缩短了育苗时间与工序，为后续研发基于电解水技术的种子消毒/催芽联合智能装备提供理论基础。
2.外源物质显著缓解西瓜连作障碍
团队发现SAEW能够显著缓解西瓜连作障碍，促进西瓜幼苗生长，表现出很好的壮苗作用。对其作用机制的进一步研究结果表明：SAEW可以改变西瓜连作障碍土壤（宁夏回族自治区7年连作土壤）中微生物多样性，并显著抑制根际致病菌（尖孢镰刀菌，Fusarium oxysporum）的生长，从而促进西瓜种苗的生长，降低枯萎病等土传病害的发病率，最终缓解西瓜连作障碍。该研究结果提供了一种方便、无毒的方法，可以将其运用到西瓜设施与露地栽培中，为后续研发基于电解水技术的连作障碍消减智能装备提供理论基础。
3.补充远红光能够显著促进西瓜嫁接苗砧木生根，缩短嫁接苗愈合期
团队研究发现补充远红光（低比值红光/远红光）可以通过激活与生长素相关基因的转录水平从而提高生长素在根部的积累，促进愈伤组织的形成，最终诱导西瓜嫁接苗砧木不定根的形成并促进西瓜嫁接苗的生长。该研究结果为缩短西瓜嫁接愈合期、提高嫁接苗品质以及设施生产领域光环境调控技术的选择提供科学依据和技术支持，同时也为实现高效节能的工厂化西瓜嫁接种苗生产，研发智能嫁接愈合室提供理论基础。
上述研究成果得到国家自然科学基金、江苏省农业科技自主创新资金、江苏省博士后科研基金、江苏省苏北专项资金、上海合作组织现代农业发展基金等项目资助，在Horticultural Plant Journal（中科院一区，IF=4.24）、Frontiers in Microbiology（中科院二区，IF=6.064）、Scientia Horticulturae（中科院二区，IF=4.342）等知名期刊发表论文3篇，软件著作权一项。
日期：2023-01-05
