人工光水培饲草技术为解决畜牧养殖中青饲料供应不足提供了新的生产途径,但生产效率低、能耗成本大是该技术应用中的“瓶颈”。通过不同光配方和施氮量调控植物生长代谢及提高作物种子萌发至幼苗期的生物量,可以达到节能降耗和高效生产的目的。本文以“甘啤8号”大麦（Hordeum L.）为供试材料,研究LED光源不同光质配比、光强、光周期、氮浓度下水培大麦苗生长形态、生物量、营养品质及代谢转录特征,为水培大麦苗光合生长及生理生化机制研究提供科学依据。主要研究结果如下:（1）采用不同光质配比下的LED红蓝光源,设置B、R、R4/B、R/B、R8/B、R12/B六种光质配比处理,以无光照（CK）为对照,得出红蓝光配合（4R/B）显著提高大麦苗叶面积、叶片长,茎叶、根系干物质生物量。大麦苗生长生理和营养品质指标的主成分分析表明,红、蓝光配比4:1为最适光质配比。（2）设置光照强度为100、200、300μmol/m~2/s,得出光强为200μmol/m~2/s时利于大麦苗茎叶部分粗脂肪、粗灰分、粗蛋白、总氨基酸、必需氨基酸含量提高。光强为300μmol/m~2/s利于大麦植株干物质生物量增加,以及根部粗脂肪、粗纤维、酸性洗涤纤维含量提高。较高光强利于维生素C（VC）含量提高,维生素E（VE）含量在无光时最大。主成分分析表明光强200μmol/m~2/s对水培大麦苗生长有利。（3）设置16 h光照周期内光照时长10、8、4、2、0 h,得出光照10 h利于大麦茎叶生长和氨基酸含量提高,光照8 h利于光合作用和干物质量累积。叶绿素值随光照时间减少而降低。光照2 h利于提高粗蛋白、粗灰分、粗纤维和VC含量。无光照利于VE含量累积。主成分分析得出8 h/16 h为水培大麦苗的适宜光周期。（4）设置氮浓度为0、4、8、16 mmol/L,得出氮浓度16 mmol/L有利于大麦苗茎叶部分的生长、生物量累积和促进光合作用。氮浓度8 mmol/L利于氨基酸和茎叶部分粗脂肪、粗灰分、粗纤维含量的提高。氮浓度16 mmol/L利于根系部分粗蛋白和粗脂肪的累积。施氮使VE含量减少。氮浓度4 mmol/L时VC含量最高。主成分分析得出水培大麦适宜氮浓度为16 mmol/L。（5）代谢与转录组联合分析表明:光强达到300μmol/m~2/s时,氨基酸中天冬氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸、精氨酸、酪氨酸、脯氨酸含量增加,调控氨基酸的关键基因有6个。脂肪酸中短链脂肪酸A（Corchorifatty acid A）含量增加,调控的关键基因有7个。糖合成代谢中果糖、磷酸甘露糖、蔗糖和半乳糖含量有差异,调控的关键基因有6个;随着光照时间减少,天冬氨酸、甘氨酸、精氨酸含量增高,调控的关键基因有6个。脂肪酸中短链脂肪酸A、亚油酸和肉豆蔻酸含量降低,调控的关键基因有4个。果糖含量降低,调控的关键基因有5个;施氮肥使氨基酸代谢中丝氨酸、谷氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、脯氨酸、异亮氨酸含量增加,苯丙氨酸、苏氨酸、丙氨酸、甘氨酸、酪氨酸含量降低,关键调控基因有6个。脂肪酸中硬脂酸含量降低,调控的关键基因有4个。糖代谢中果糖含量降低,蔗糖含量增加,调控的关键基因有3个。综上所述,在人工光水培大麦苗饲草时,推荐采用LED红、蓝光质配比为R:B=4:1;光强为200μmol/m~2/s;16 h光周期内光照时间为8 h;氮素营养液浓度为16 mmol/L。代谢联合转录组学的分析初步得出了不同光强、光周期及氮水平下调控大麦苗生长中氨基酸、脂肪酸、糖类合成代谢的主要差异和关键功能基因。