随着经济的发展和社会的进步,人们的环保意识越来越强,对绿色无公害产品品质要求越来越高。但是,工业和城镇化的快速发展、农药和杀虫剂等化学药物的大量使用导致农业污染越来越严重,这些污染物沿着食物链和生态系统从植物体流入动物体和人体,造成生物富集现象,进而危害人体健康。具有诸多优势的植物工厂化栽培模式应运而生,本文选择具有强代表性的植物种类奶油生菜、水杉以及旱柳涵盖主要植物种类中的草本、木本裸子植物和木本阔叶植物,通过室内构建多层架水培系统和基质培系统模拟植物工厂条件,对生菜营养液管理、水杉繁殖和旱柳修复污染水体进行了初步研究。1.以奶油生菜为研究对象研究不同氮处理(5mmol·L^-1NO₃^--N、10mmol·L^-1 NO₃^--N和5 mmol·L^-1 NO₃^--N + 5 mmol·L^-1 NH₄⁺-N)对奶油生菜生长和生理特性的影响。研究结果表明,35 d后,总氮浓度相等时,NH₄⁺-N抑制奶油生菜生长,表现为:叶面积、株高、地上鲜重、地上干重、地下鲜重和地下干重分别降低78.2%、60.4%、87.0%、81.3%、80.1%和 87.5%（p<0.05）。此外,两者的生理活性如根系活力、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性和硝酸还原酶活性均有显著性差异（p<0.05）。与 10mmol·L^-1NO₃^--N（12.89g）相比,5mmol·L^-1NO₃^--N（8.90 g）处理的奶油生菜生物量有所降低,叶面积、根长和地下干重分别降低48.1%、50.3%和37.5%（p<0.05）,而叶片可溶性糖含量和花青素相对含量分别升高67.5%和51.9%（p<0.05）,对NO₃^--N的吸收两者的比值在第21 d达到最I 大值,后者是前者的3.15倍。研究结果表明,奶油生菜是喜硝蔬菜,且生菜的硝态氮适宜浓度在前期（前21 d）可为高浓度(10mmol·L^-1),促进奶油生菜生长,后期（21 d后）可改为低浓度(5 mmol·L^-1)以提高品质。2.以水杉插条为研究对象研究水培和基质培条件下不同年龄母树水杉插条的生根情况和成活情况。研究结果表明,在本试验条件下,与基质培养水杉插条相比,水培条件水杉插条生长较好,即工厂化水培条件更适合于水杉生长。在水培条件下,不同年龄母树的水杉插条的芽长、根长、地下鲜重无显著差异。其中7年生母树的水杉插条有最大的芽长（9.83 cm）和地下鲜重（1.42 g）,而10年生母树的水杉插条根长最长（12.83 cm）。此外,2年生母树的水杉插条芽数（7.00个）显著多于7年生母树（2.33个）和10年生母树的插条（2.67个）,而7年生母树的水杉插条根数（9.67个）和地上鲜重（3.87 g）,显著高于2年生母树的插条（分别为2.50个、1.62 g）。综上,7年生母树的水杉插条生长情况较好。研究结果表明可以通过工厂化水培管理,使水杉插条大面积生根,然后将生根后的水杉插条移到土壤中,这对于保存珍贵树种水杉具有重大意义。3.以旱柳为研究对象研究N和P富营养化条件下对Cd积累能力的影响。结果表明,Cd显著抑制旱柳插条生长,并引起相应生理反应,表现为生物量减少、光合色素浓度降低、根系活力降低和过氧化物酶活性增加。N和P富营养化处理通过增加脯氨酸含量来缓解Cd对旱柳插条的毒害,进而防止Cd诱导的ROS损伤,表现为丙二醛浓度降低。同时,促进旱柳插条对Cd的积累。植物对N和P吸收量的增加主要通过根系较高的Cd浓度来实现的。此外,通过添加Cd显著增加了旱柳插条对N和P的积累,表明适当浓度的Cd有助于旱柳插条对富营养化水体中N和P的去除。本研究为富营养化水体中旱柳插条修复重金属Cd污染和去除N和P提供了理论依据。综上所述,本研究表明工厂化水培条件下,奶油生菜是喜硝蔬菜,前期以高浓度硝态氮促进奶油生菜生长,后期以低浓度硝态氮提高生菜品质;而7年生母树的水杉插条较其他母树年龄水杉插条生长情况好,是工厂栽培水杉优选母树年龄;提高N和P供给有助于增强旱柳插条对Cd富集能力。