中國農(nóng)學(xué)通報(bào) ChineseAgriculturalScienceBulletin 中國農(nóng)學(xué)通報(bào) 2024 40 34 70 76 ChineseAgriculturalScienceBulletin 基金 項(xiàng)目 財(cái)政 部和 農(nóng)業(yè) 農(nóng)村 部國 家現(xiàn) 代農(nóng) 業(yè)產(chǎn) 業(yè)技 術(shù)體 系資 助 國家 特色 蔬菜 產(chǎn)業(yè) 技術(shù) 體系 土肥 水管 理 CARS 24 B 02 北京 市農(nóng) 林科 學(xué)院 青年 科 研 基 金 資 助 項(xiàng) 目 基 于 設(shè) 施 環(huán) 境 控 制 的 生 菜 干 燒 心 防 治 關(guān) 鍵 技 術(shù) 及 其 機(jī) 制 QNJJ202248 北 京 市 農(nóng) 林 科 學(xué) 院 蔬 菜 研 究 中 心 改 革 與 發(fā) 展 項(xiàng) 目 主 要蔬菜品質(zhì)調(diào)控的分子機(jī)制與提質(zhì)增效關(guān)鍵技術(shù)研發(fā) KYCX202306 北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng) 智慧溫室蔬菜輕簡高效栽培關(guān)鍵 技術(shù)研究與集成示范 KJCX20210402 第一作者簡介 李偉 男 1995 年出生 河北承德人 碩士研究生 主要研究設(shè)施園藝與無土栽培 通 信 作 者 武 占 會(huì) 男 1971 年 出 生 河 北 保 定 人 研 究 員 博 士 主 要 從 事 設(shè) 施 蔬 菜 栽 培 生 理 與 品 質(zhì) 調(diào) 控 技 術(shù) 研 究 通 信 地 址 100097 北 京 市 海 淀 區(qū) 彰 化 路50 號 Tel 010 51503553 E mail wuzhanhui nercv org 佟 靜 女 1986 年 出 生 安 徽 亳 州 人 助 理 研 究 員 博 士 主 要 從 事 設(shè) 施 蔬 菜 栽 培 與 生 理研究 通信地址 100097 北京市海淀區(qū)彰化路50 號 Tel 010 05513081 E mail tongjing nercv org 收稿日期 2022 11 15 修回日期 2024 09 06 紅藍(lán)光配比對韭菜生長及風(fēng)味品質(zhì)的影響 李 偉 1 2 佟 靜 1 王麗萍 2 劉 寧 1 王寶駒 1 季延海 1 武占會(huì) 3 1 北京農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京100097 2 河北工程大學(xué)園林與生態(tài)工程學(xué)院 河北邯鄲056038 3 國家蔬菜工程技術(shù)研究中心 北京100097 摘 要 為篩選適宜韭菜生長的紅藍(lán) 光配比 在人工光植物工廠水培的 條件下 以 791 韭菜為試材 以白 光 處 理 T1 為 對 照 設(shè) 置1 1 T2 3 1 T3 5 1 T4 7 1 T5 和9 1 T6 5 種 紅 藍(lán) 光 配 比 處 理 R B 研 究 不 同 紅 藍(lán) 光 配 比 對 韭 菜 生 長 指 標(biāo) 生 理 指 標(biāo) 和 風(fēng) 味 品 質(zhì) 的 影 響 結(jié) 果 表 明 T2 T4 處 理 對 韭 菜 生 長 指 標(biāo) 影 響 不 顯 著 但 顯 著 提 高 了 產(chǎn) 量 T4 T5 T6 處 理 產(chǎn) 量 較T1 增 幅 達(dá) 到38 10 41 26 57 19 T6 處 理 顯 著 提 升 了 韭 菜 葉 綠 素 熒 光 參 數(shù) Fv Fm Fv Fo 總 酚 類 黃 酮 維 生 素 含 量 大 幅 下 降 降 幅 分 別 為32 43 31 18 55 68 風(fēng) 味 分 析 表 明 紅 光 占 比 增 加 促 進(jìn) 了 特 定 風(fēng) 味 物 質(zhì) 如 氮 氧 化 物 W5S 醇 類 和 醛 酮 類 化 合 物 W2S 和 S 烴 基 半 胱 氨 酸 亞 砜 CSO 的 生 成 甲 基 類 化 合 物 W1S 含 量 相 應(yīng) 減 少 T6 處 理 中 高 紅 光比例的增加在促進(jìn)生長 產(chǎn)量和特定風(fēng)味物質(zhì)積累的 同時(shí) 降低了營養(yǎng)價(jià)值和光合色素 含量 綜合分 析產(chǎn)量 營養(yǎng)品質(zhì)與風(fēng)味因素 在韭菜在栽培生產(chǎn)中 推薦使用紅藍(lán)光配比范圍為R B 5 7 1 關(guān)鍵詞 水培韭菜 光質(zhì)配比 風(fēng)味品質(zhì) 葉綠素?zé)晒鈪?shù) 生長指標(biāo) 生理指標(biāo) 中圖分類號 S633 3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 論文編號 casb2022 0942 Effects of Red and Blue Light Ratios on Growth and Flavor Quality of Hydroponic Chinese Chives LI Wei 1 2 TONG Jing 1 WANG Liping 2 LIU Ning 1 WANG Baoju 1 JI Yanhai 1 WU Zhanhui 3 1 Vegetable Research Center Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences Key Laboratory of Urban Agriculture North Ministry of Agriculture and Rural Affairs Beijing 100097 2 School of Landscape and Ecological Engineering Hebei University of Engineering Handan Hebei 056038 3 National Engineering Research Center for Vegetables Beijing 100097 Abstract In order to select the optimal red and blue light ratio for the growth of hydroponic leeks in an artificial light plant factory hydroponic system Chinese chives 791 were utilized as test materials and five different red and blue light ratio treatments R B were established namely T 2 1 1 T 3 3 1 T 4 5 1 T 5 7 1 and T 6 9 1 A white light treatment T 1 was employed as a control T he impact of varying red and blue light ratios on the growth indicators physiological markers and flavor quality of hydroponic Chinese chives was studied The results showed that compared with the control treatments from T 2 to T 4 had no significant effect on the growth indicators of Chinese chives but significantly increased yield The yield increases for T 4 T 5 and T 6 treatments reached 38 10 41 26 and 57 19 respectively Although the T 6 treatment significantly improved the chlorophyll fluorescence parameters Fv Fm Fv Fo the total phenols flavonoids and vitamin content decreased significantly by 32 43 31 18 and 55 68 respectively Flavor analysis showed that an0 引言 韭 菜 Allium tuberosum 為 百 合 科 蔥 屬 多 年 生 草 本 宿 根 植 物 是 中 國 的 特 色 蔬 菜 之 一 國 內(nèi) 的 韭 菜 品 種 資 源 豐 富 按 照 可 食 用 器 官 不 同 分 為 根 韭 葉 韭 花 韭 和 葉 花 兼 用 韭 韭 菜 可 以 在 中 國 南 方 地 區(qū) 常 年 栽 培 這是因?yàn)榫虏司哂休^強(qiáng)的適應(yīng)性 抗寒耐熱 北方冬季 地上部枯死 地下部進(jìn)入休眠 春季氣溫升高后可以繼 續(xù)萌發(fā)生長 人工光植物工廠是通過計(jì)算機(jī)操作對植物生長環(huán) 境 中 的 重 要 環(huán) 境 因 子 進(jìn) 行 控 制 不 受 自 然 條 件 制 約 的 一 種 封 閉 的 種 植 環(huán) 境 通 過 計(jì) 算 機(jī) 控 制 空 氣 中 的 溫 度 濕 度 CO2 濃 度 光 質(zhì) 光 強(qiáng) 光 周 期 營 養(yǎng) 液 中 養(yǎng) 分 含 量 和 酸 堿 度 以 滿 足 植 物 的 生 長 需 要 1 植 物 工 廠 的 建 立 提 高 了 蔬 菜 生 產(chǎn) 效 率 如 在 計(jì) 算 機(jī) 的 精 準(zhǔn) 控 制 下 成功將水稻的生長周期從120d 縮短到60d 2 植 物 的 生 長 周 期 不 僅 受 自 身 內(nèi) 部 的 調(diào) 控 外 界 環(huán) 境 的 因 素 也 對 植 株 產(chǎn) 生 影 響 如 外 界 空 氣 中 的 氣 體 成 分 生 長 環(huán) 境 周 圍 的 水 質(zhì) 狀 況 外 界 的 溫 度 變 化 以 及 光 照 的 時(shí) 間 長 短 光 質(zhì) 的 強(qiáng) 弱 以 及 光 中 不 同 光 質(zhì) 比 例 都 會(huì) 影 響 植 株 的 正 常 生 長 王 加 真 等 3 在 研 究 大 白 茶 葉 時(shí) 指 出 43 1 紅 光 29 藍(lán) 光 27 9 綠 光 有 利 于 積 累 氨 基 酸 提 高 茶 葉 的 產(chǎn) 量 與 品 質(zhì) 楊 振 超 等 4 的 試 驗(yàn) 結(jié) 果 表 明 辣 椒 幼 苗 在 紅 藍(lán) 1 1 和7 1 的2 種 光 配 比 處 理 下 紅 藍(lán) 比 為1 1 更 能 提 高 辣 椒 的 光 合 性 能 孫 士 景 等 5 的 研 究 結(jié) 果 表 明 半 結(jié) 球 生 菜 在 紅 藍(lán) 4 1 的 光 照 下 生 長 得 更 好 紅 藍(lán) 3 1 的 處 理 更 利 于 散 葉 生 菜 的 生 長 周 福 君 等 6 研 究 不 同 光 質(zhì) 對 韭 菜 各 茬 的 品 質(zhì) 影 響 結(jié) 果 表 明 紅 藍(lán) 3 1 提 高 了 韭 菜 的 維 生 素C 含 量 和 大 蒜 素 的 含 量 紅 藍(lán) 7 1 提 高 了 韭 菜 的 生 長 指 標(biāo) 和 葉 綠 素 含 量 植 物 進(jìn) 行 光 合 作 用 的 主 要 色 素 為 葉 綠 素a 和 葉 綠 素b 兩 者 吸 收 的 光 的 波 長 不 會(huì) 隨 著 植 物 的 變 化 而 改 變 葉 綠 素a 和 葉 綠 素b 吸 收 的 波 長 分 別 在 紅 光 620 680 nm 和 藍(lán) 光 400 480 nm 的 波 長 范 圍 內(nèi) 所 以 植 物 吸 收 的 光 質(zhì) 主 要 為 紅 光 藍(lán) 光 7 本 研 究 設(shè) 定 了5 組 不 同 紅 藍(lán) 光 配 比 處 理 以 白 光 為 對 照 研 究 不 同 紅 藍(lán) 光 配 比 對 韭 菜 生 長 營 養(yǎng) 品 質(zhì) 丙 酮 酸 類 黃 酮 以 及 風(fēng) 味 物 質(zhì) 的 影 響 旨 在 為 韭 菜 設(shè) 施 栽 培 光 環(huán) 境 優(yōu) 化 提 供 科 學(xué) 指 導(dǎo) 助 力 韭 菜 產(chǎn) 業(yè) 實(shí) 現(xiàn) 綠 色 高 效 發(fā) 展 1 材料與方法 1 1 試驗(yàn)材料 試 驗(yàn) 于2022 年5 月24 日 開 始 6 月21 日 結(jié) 束 供 試 材 料 為 791 韭 菜 播 種 時(shí) 間 為2021 年7 月20 日 選 取 株 齡 相 同 整 齊 度 一 致 的 韭 菜 植 株 移 栽 至 北 京 市 農(nóng) 林 科 學(xué) 院 蔬 菜 研 究 所 植 物 工 廠 實(shí) 驗(yàn) 室 中 栽 培 方 式 為 水 培 室 內(nèi) 溫 度 20 2 CO2 的 濃 度1680 mol mol 相 對 濕 度 60 5 營 養(yǎng) 液 為 北 京 市 農(nóng) 林 科 學(xué) 院 蔬 菜 研 究 所 研 發(fā) 的 專 用 韭 菜 肥 料 配 方 8 0 mmol L NO4 4 0 mmol L NH4 1 0 mmol L Ca 2 6 mmol L K 1 mmol LMg 2 2mmol LPO4 3 微 肥 為 通 用 配 方 1 2 試驗(yàn)方法 試 驗(yàn) 共29 d 光 照 處 理 試 驗(yàn) 的 營 養(yǎng) 液 濃 度 統(tǒng) 一 控 制 為 EC 2 5 0 2 mS cm pH 6 0 0 2 光 源 為LED 植 物 生 長 燈 選 用 紅 光 R 和 藍(lán) 光 B 2 組 通 路 光 質(zhì) 的 強(qiáng) 度 和 光 照 時(shí) 間 可 以 獨(dú) 立 設(shè) 置 并 用Li 250A 光 量 子 計(jì) 進(jìn) 行 調(diào) 節(jié) 光 照 強(qiáng) 度 一 共 設(shè) 置6 個(gè) 光 照 處 理 T1 為 白 光 T2 為R B 1 1 T3 為R B 3 1 T4 為R B 5 1 T5 為 R B 7 1 T6 為R B 9 1 各 處 理 的 光 照 強(qiáng) 度 均 設(shè) 置 為 200 mol m 2 s 設(shè)置光周期24h 12h 光 12h 暗 1 3 測定指標(biāo) 1 3 1 生長指標(biāo)測定 光照處理29d 后采用直尺測量株 高 葉長 葉寬 采用游標(biāo)卡尺測量假莖粗 并記錄葉片 數(shù) 每 個(gè) 處 理3 次 重 復(fù) 韭 菜 的 鮮 重 采 用 電 子 天 平 進(jìn) 行稱重 將韭菜放進(jìn)烘箱中 105 進(jìn)行殺青 75 烘干 至 恒 重 干 燥 冷 卻 并 測 定 韭 菜 的 干 質(zhì) 量 每 次 測 定5 株 韭菜 每個(gè)處理重復(fù)3 次 8 以 收 獲 的 一 個(gè) 栽 培 盤 0 11505 m 2 的 韭 菜 質(zhì) 量 為 產(chǎn)量 式 1 increase in the proportion of red light promoted the production of specific flavor substances such as W 5 S W 2 S and CSO while the content of W 1S decreased correspondingly In the T 6 treatment the increase in high red light proportion promoted growth yield and accumulation of specific flavor substances while reduced nutritional value and photosynthetic pigment content Comprehensive analysis of yield nutritional quality and flavor factors suggested that in the cultivation of chives it was recommended to use a red blue light ratio range of T 4 R B 5 1 to T 5 R B 7 1 which can yield higher outputs and superior flavor quality in Chinese chives cultivation Keywords hydroponic Chinese chive s light quality ratio flavor quality chlorophyll fluorescence parameters growth indices physiological indices 李 偉 等 紅 藍(lán) 光 配 比 對 韭 菜 生 長 及 風(fēng) 味 品 質(zhì) 的 影 響 71中國農(nóng)學(xué)通報(bào) 產(chǎn)量 單個(gè)營養(yǎng)液栽培盤 收獲韭菜質(zhì) 量 栽 培盤面積 1 1 3 2 葉綠素和葉綠素?zé)晒鈪?shù)測定 采用乙醇浸提比 色 法 測 定 葉 片 葉 綠 素 含 量 9 光 照 處 理29 d 后 取 樣 后 迅速 置于 暗處 暗適 應(yīng)20min 用FluorCam 葉綠 素?zé)?光 成 像 儀 測 定 光 化 學(xué) 淬 滅 系 數(shù) qP 計(jì) 算 參 數(shù) 包 括PS 最 大 光 化 學(xué) 效 率 Fv Fm PS 潛 在 光 化 學(xué) 效 率 Fv Fo 實(shí)際光化學(xué)效率 PS 1 3 3 品質(zhì)指標(biāo)測定 光照處理29d 后取樣測定生理和 品質(zhì)指標(biāo) 用考馬斯亮藍(lán)比色法測定可溶性蛋白的含 量 10 根 系 活 力 采 用 氯 化 三 苯 基 四 氮 唑 TTC 方 法 測 定 11 纖 維 素 含 量 測 定 采 用 纖 維 素 CLL 含 量 檢 測 試 劑 盒 維 生 素C 含 量 測 定 采 用2 6 二 氯 酚 靛 酚 比 色 法 用 蒽 酮 比 色 法 測 定 可 溶 性 糖 含 量 12 紫 外 分 光 光 度 法 測 定類黃酮和總酚的含量 13 14 韭菜的辛辣程度檢測方法 參 照 洋 蔥 辛 辣 度 檢 測 方 法 用CSO 水 解 后 酶 促 丙 酮 酸 的 含 量 衡 量 韭 菜 的 辛 辣 度 15 在 韭 菜 的 光 處 理 開 展 的 7d 后 進(jìn) 行 首 次 酶 促 丙 酮 酸 的 測 定 3d 測 定1 次 共 測 定8 次 1 3 4 風(fēng) 味 檢 測 利 用PEN3 電 子 鼻 進(jìn) 行 韭 菜 風(fēng) 味 品 質(zhì) 的 測 定 選 擇5 g 韭 葉 磨 成 勻 漿 后 沖 洗 進(jìn)50 mL 燒 杯 中 封 口 膜 進(jìn) 行 封 口 靜 置10 min 后 進(jìn) 行 檢 測 采 用 頂 空 吸 空 氣 法 進(jìn) 行 檢 測 檢 測 傳 感 器 的 沖 洗 時(shí) 間 為 100 s 歸 零 時(shí) 間 以 及 樣 品 準(zhǔn) 備 時(shí) 間 為5 s 進(jìn) 樣 流 量 為 300mL min 樣 品 的 測 定 時(shí) 間 為150s 將 傳 感 器 響 應(yīng) 曲 線 中 第100s 的 平 均 值 作 為 特 征 穩(wěn) 定 值 用 于 后 續(xù) 建 模 1 4 數(shù)據(jù)處理 數(shù) 據(jù) 采 用Excel 2010 和SPSS 25 軟 件 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 處 理和作圖 差異顯著性檢驗(yàn)采用Duncan 新復(fù)極差法 2 結(jié)果與分析 2 1 光質(zhì)配比對水培韭菜生長指標(biāo)的影響 從 表1 可 知 隨 著 紅 藍(lán) 光 比 例 中 紅 光 的 逐 漸 增 加 韭 菜 的 株 高 葉 長 和 葉 寬 均 呈 現(xiàn) 上 升 趨 勢 T1 處 理 株 高 為24 43cm 而T6 組 則 達(dá) 到 了31 23cm T1 組 的 葉 長 為19 67cm 而T6 組 則 增 長 至24 93cm 株 高 和 葉 長 較 T1 處 理 分 別 增 加 了27 83 和26 74 2 組 之 間 差 異 顯 著 T5 T6 處 理 的 平 均 株 高 顯 著 高 于T1 T2 處 理 P 0 05 對 植 物 株 高 的 促 進(jìn) 作 用 最 為 明 顯 T3 和T4 處 理 在 株 高 葉 長 上 也 有 所 增 長 但 增 長 效 果 不 及T5 T6 處 理 隨著紅光比例的增加 植株株高 葉長和葉寬在紅 藍(lán) 比3 1 9 1 之 間 差 異 不 顯 著 假 莖 粗 和 葉 片 數(shù) 隨 著 紅 藍(lán) 光 中 紅 光 比 例 的 增 加 呈 現(xiàn) 出 先 上 升 后 下 降 的 趨 勢 并 在T5 處 理 達(dá) 到 最 大 值 16 45 mm 13 00 片 T5 處 理顯著高于其他處理 韭菜產(chǎn)量隨著紅藍(lán)光配比中紅 光 比 例 的 逐 漸 增 加 呈 現(xiàn) 出 上 升 的 趨 勢 并 在T6 處 達(dá) 到 最 大 值 1 98 kg m 2 T4 T5 和T6 的 產(chǎn) 量 與 對 照 相 比 分別增加38 10 41 26 和57 19 從 圖1 可 知 隨 著 光 配 方 中 紅 光 比 例 的 不 斷 增 加 地 上 部 鮮 重 逐 漸 增 加 均 顯 著 高 于 對 照 白 光 處 理 地 下 部 鮮 重 隨 著 紅 光 比 例 的 增 加 呈 現(xiàn) 出 先 上 升 后 下 降 地 下 鮮 重 在T2 T6 處 理 表 現(xiàn) 出 一 定 的 波 動(dòng) 性 T4 T5 顯 著 高 于 對 照 處 理 隨 著 紅 光 在 比 例 中 的 不 斷 增 加 地 上 部 干 重 呈 現(xiàn) 先 升 高 后 降 低 趨 勢 5 個(gè) 紅 光 配 比 處 理 均 顯 著 高 于 白 光 處 理 地 下 干 重 在T2 T6 處 理 表 現(xiàn) 出 一 定 的 波 動(dòng) 性 T2 T5 處 理 在 地 上 干 重 顯 著 高 于 對 照 和 T6 處理 綜 上 隨 著 紅 光 比 例 提 升 5 個(gè) 紅 藍(lán) 光 處 理 的 地 上 部鮮重及干重 均顯著優(yōu)于白光對照 地下部鮮重與干 重 隨 著 紅 光 比 例 增 加 波 動(dòng) 明 顯 T4 T5 時(shí) 鮮 重 較 高 而 T2 T5 干 重 顯 著 高 于 對 照 T6 處 理 表 明 紅 光 對 植 物 生 長具復(fù)雜調(diào)控作用 2 2 光質(zhì)配比對水培韭菜葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響 葉綠素?zé)晒獗憩F(xiàn)在植物葉綠體的能量得失過程中 產(chǎn)生 利用葉綠素?zé)晒獬上駜x可無損 準(zhǔn)確獲取植物生 理 信 息 Fv Fm 表 示 最 大 光 化 學(xué) 量 子 產(chǎn) 量 Fv Fo 常 被 用 來 衡 量 植 株 葉 片 中 的PS 原 初 光 能 轉(zhuǎn) 化 效 率 以 及 潛 在 的 活 性 PS 常 被 用 來 衡 量 葉 片 中 光 合 電 子 傳 遞 速 度 qP 是 光 化 學(xué) 淬 滅 系 數(shù) 反 映 了PS 中 原 初 電 表 1 光質(zhì)配比對韭菜生長指標(biāo)的影響 注 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著 P 0 05 下同 處理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 株高 cm 24 43 1 65b 25 03 1 13b 27 60 1 36ab 28 53 0 82ab 30 93 1 33a 31 23 1 39a 葉長 cm 19 67 1 19b 20 13 1 21b 22 07 0 64ab 22 73 0 76ab 24 77 0 82a 24 93 1 33a 葉寬 cm 0 70 0 06b 0 73 0 03b 0 80 0 06ab 0 87 0 03a 0 87 0 03a 0 85 0 03a 假莖粗 mm 12 09 0 64b 13 37 0 66b 13 44 0 34b 13 77 0 50b 16 45 0 50a 13 25 0 73b 葉片數(shù) 8 67 0 33d 9 67 0 33bc 10 00 0 00c 10 33 0 33bc 13 00 0 00a 0 67 0 33b 產(chǎn)量 kg m 2 1 26 0 06d 1 58 0 05c 1 67 0 06bc 1 74 0 04b 1 78 0 03b 1 98 0 03a 72子QA 的 還 原 狀 態(tài) qP 的 值 越 大 PS 中 的 電 子 傳 遞 活 性 越 大 由 表2 可 知 隨 著 紅 光 比 例 的 不 斷 增 加 Fv Fm Fv Fo 逐 漸 升 高 并 在T6 處 理 達(dá) 到 最 大 較 對 照T1 處 理 分 別 提 高 了4 14 20 93 qP 在 對 照 處 理 時(shí) 呈 現(xiàn) 最 大 值 0 984 隨 著 紅 光 的 增 加 5 個(gè) 紅 藍(lán) 光 配 比 均 低 于 對 照 處 理 說 明 紅 光 的 增 加 能 降 低 光 化 學(xué) 淬 滅 系 數(shù) 紅 藍(lán) 光 比 例 的 變 化 對 PS 影 響 不 大 但 與 白 光 處 理 相比差異不顯著 2 3 光質(zhì)配比對水培韭菜葉綠素含量的影響 從 表3 可 知 在5 個(gè) 紅 藍(lán) 光 配 比 處 理 中 隨 著 紅 光 比 例 的 增 加 葉 綠 素a 葉 綠 素b 和 葉 綠 素 總 量 均 呈 現(xiàn) 增 高 趨 勢 T4 T5 T6 處 理 與T1 對 照 相 比 差 異 均 不 顯 著 葉 綠 素a b 的 含 量 在T4 處 理 達(dá) 到 最 大 值 3 102 mg g 說明適量增加紅光比例能提高韭菜葉片中葉綠素的含 量 提高韭菜的光合效率 2 4 光質(zhì)配比對水培韭菜品質(zhì)指標(biāo)的影響 由 表4 可 知 隨 著 紅 光 比 例 的 增 加 韭 菜 中 的 維 生 圖 1 光質(zhì)配比對韭菜重量的影響 處 理 鮮 重 地 上 鮮 重 地 下 鮮 重 處 理 干 重 地 上 干 重 地 下 干 重 處理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 維生素C 含量 mg 100g 25 16 0 48c 47 45 0 99a 32 20 0 67b 31 53 0 21b 23 40 0 19d 11 15 0 31e 可溶性糖 2 77 0 05b 2 33 0 03d 2 57 0 01c 2 76 0 01b 2 97 0 03a 2 41 0 03d 可溶性蛋白 mg g 4 13 0 04bc 4 16 0 12abc 4 36 0 06a 4 24 0 06ab 4 19 0 04abc 3 99 0 04c 總酚 mg g 7 34 0 05a 6 21 0 04c 6 81 0 08b 6 06 0 04c 5 55 0 05d 4 96 0 08e 表 4 光質(zhì)配比對韭菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響 表 3 光質(zhì)配比對韭菜葉綠素含量的影響 處理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 葉綠素a mg g 0 947 0 033a 0 751 0 013b 0 782 0 046b 0 864 0 061ab 0 889 0 050ab 0 950 0 295a 葉綠素b mg g 0 317 0 012a 0 252 0 004c 0 264 0 004bc 0 278 0 019abc 0 298 0 019ab 0 306 0 009ab Chl a b mg g 1 264 0 045a 1 003 0 017c 1 046 0 050bc 1 142 0 080abc 1 187 0 069ab 1 256 0 039a Chla Chlb 2 991 0 006b 2 983 0 027b 2 956 0 046b 3 102 0 028a 2 981 0 020b 3 100 0 010a 表 2 光質(zhì)配比對韭菜葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響 處理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 Fv Fm 0 797 0 001d 0 803 0 003cd 0 812 0 004bc 0 814 0 003c 0 820 0 001ab 0 830 0 005a Fv Fo 3 922 0 021e 4 079 0 079d 4 280 0 004c 4 396 0 038c 4 565 0 022b 4 743 0 023a qP 0 984 0 004a 0 950 0 007b 0 928 0 005c 0 957 0 003b 0 931 0 003c 0 947 0 004b PS 0 773 0 005a 0 755 0 007a 0 764 0 013a 0 762 0 006a 0 766 0 004a 0 737 0 019a 李 偉 等 紅 藍(lán) 光 配 比 對 韭 菜 生 長 及 風(fēng) 味 品 質(zhì) 的 影 響 73中國農(nóng)學(xué)通報(bào) 素C 的 含 量 呈 現(xiàn) 逐 漸 下 降 的 趨 勢 T2 處 理 達(dá) 到 最 大 值 顯 著 高 于 其 他 處 理 T6 處 理 比 對 照 降 低55 68 隨 著 紅 光 比 例 的 增 加 韭 葉 中 可 溶 性 糖 含 量 呈 現(xiàn) 先 增 加 后 降 低 的 趨 勢 在T5 處 理 達(dá) 到 最 大 最 大 值 為2 97 顯 著高 于其 他處 理 可溶 性蛋 白含 量的 變化 趨勢 為T3 T4 T5 T2 T1 T6 隨 著 紅 光 比 例 的 增 加 韭 菜 葉 片 可 溶 性 蛋 白 的 含 量 增 加 而T6 處 理 中 紅 光 比 例 過 高 降 低 了 韭 菜 可 溶 性 蛋 白 含 量 與 白 光 相 比 5 個(gè) 紅 藍(lán) 光 配 比 處 理 的 總 酚 含 量 均 顯 著 低 于 對 照 T6 處 理 比 對 照下降32 43 由 表5 可 知 T2 T5 處 理 類 黃 酮 的 含 量 隨 著 紅 光 比 例 的 增 加 呈 現(xiàn) 逐 漸 降 低 趨 勢 在T6 處 理 達(dá) 到 了 最 低 值 含 量 為5 96 mg 100 g 比T1 處 理 下 降 了31 18 根 系 活 力 在T5 處 理 達(dá) 到 最 大 值 1008 01 g g h 說 明 在 一 定 范 圍 內(nèi) 增 加 紅 光 比 例 可 以 顯 著 提 高 韭 菜 根 系活力 纖維素含量隨著紅光比例的增加呈現(xiàn)先上升 后 下 降 的 趨 勢 T5 處 理 含 量 為3 683 比T1 處 理 提 高 了60 6 2 5 光質(zhì)配比對水培韭菜酶促丙酮酸含量趨勢的影響 從 圖2 可 以 看 出 在 韭 菜 生 長 的 不 同 時(shí) 期 不 同 光 配比處理的韭菜酶促丙酮酸含量都呈先下降后上升再 下 降 的 變 化 趨 勢 處 理 間 丙 酮 酸 動(dòng) 態(tài) 變 化 趨 勢 相 似 大 體 趨 勢 呈 現(xiàn) 出 下 降 的 狀 態(tài) 22 28d 為 采 收 期 韭 菜 丙酮酸含量呈現(xiàn)下降趨勢 丙酮酸含量在不同光質(zhì)處 理 表 現(xiàn) 為 波 動(dòng) 變 化 T1 在 處 理21d 時(shí) 丙 酮 酸 含 量 達(dá) 峰 值 T2 處 理 則 在14d 時(shí) 出 現(xiàn) 最 高 值 T3 處 理 則 在 處 理 末 期28 d 達(dá) 到 最 高 T4 T5 和T6 處 理 均 在21 d 達(dá) 到 丙 酮酸含量的高峰 韭菜前期和中期增加紅光比例有助 于 丙 酮 酸 含 量 提 升 采 收 期 時(shí)T5 和T6 的 丙 酮 含 量 分 別高于對照 2 6 光質(zhì)配比對水培韭菜風(fēng)味成分的影響 紅藍(lán)光配比對韭菜的風(fēng)味物質(zhì)含量具有重要的影 響 電 子 鼻 的 測 定 結(jié) 果 如 圖3 所 示 氮 氧 化 物 W5S 甲 基 類 W1S 硫 化 合 物 W1W 芳 烴 化 合 物 和 硫 的 有 機(jī) 化 合 物 W2W 等 風(fēng) 味 物 質(zhì) 在 特 定 配 比 下 表 現(xiàn) 出 較 高 的 相 對 電 導(dǎo) 率 值 表 明 韭 菜 的 特 征 風(fēng) 味 主 要 受 W5S W1S W1W W2W 醇 類 和 醛 酮 類 W2S 等 物 質(zhì) 的影響 紅光比例的增加提高了W5S 和W2S 的含量 降低了W1S 含量 圖 3 電子鼻對不同光配比處理韭菜的信號響應(yīng) 苯 類 氮 氧 化 合 物 芳 香 成 分 銨 類 氫 化 物 對 烷 烴 芳 香 甲 基 類 硫 化 物 醇 類 醛 酮 類 有 機(jī) 硫 化 物 長 鏈 烷 烴 電 子 鼻 相 對 電 導(dǎo) 率 表 5 光質(zhì)配比對韭菜類黃酮 根系活力和纖維素的影響 處理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 類黃酮 mg 100g 8 66 0 22a 7 45 0 04b 7 37 0 04b 7 22 0 12b 6 39 0 08c 5 96 0 02d 根系活力 g g h 568 19 5 02e 687 90 2 01d 730 82 4 74c 816 18 5 64b 1008 01 7 04a 743 63 5 65c 纖維素 2 293 0 033e 2 353 0 039de 2 504 0 088d 2 754 0 041c 3 683 0 040a 3 105 0 054b 圖 2 酶促丙酮酸趨勢圖 處 理 天 數(shù) 酶 促 丙 酮 酸 含 量 743 結(jié)論 本試驗(yàn)通過封閉循環(huán)水的供液方式進(jìn)行韭菜的無 土栽培 對水培韭菜進(jìn)行不同紅藍(lán)光配比處理 光強(qiáng)控 制 在200 mol m 2 s 與 對 照 組 相 比 顯 著 增 加 了 韭 菜 的 產(chǎn)量 品質(zhì)與風(fēng)味物質(zhì)的含量 降低了類黃酮與總酚含 量 本 試 驗(yàn) 設(shè) 置 的 組 合 光 處 理T4 R B 5 1 和T5 R B 7 1 各 項(xiàng) 指 標(biāo) 的 表 現(xiàn) 綜 合 效 果 最 好 該 研 究 可 為 光 控 技 術(shù) 提 升 水 培 韭 菜 工 廠 化 生 產(chǎn) 提 供 一 定 的 理 論 基 礎(chǔ) 是 通 過 精 準(zhǔn) 定 量 光 學(xué) 控 制 手 段 提 高 園 藝 生 產(chǎn) 效 益 的 有 效 途 徑 4 討論 4 1 光質(zhì)配比對韭菜生長指標(biāo)的影響 光質(zhì)是植物在整個(gè)生長過程中必不可少的因素之 一 影 響 著 植 物 的 整 個(gè) 生 命 活 動(dòng) 16 本 研 究 表 明 隨 著 紅 光 配 比 不 斷 增 加 韭 菜 的 株 高 葉 長 產(chǎn) 量 呈 現(xiàn) 上 升 趨 勢 增 加 了 韭 菜 的 生 物 量 這 與 高 勇 等 17 孫 士 景 等 5 在紫葉生菜和綠葉生菜上的研究結(jié)果一致 韭菜的莖 粗 呈 現(xiàn) 先 上 升 后 下 降 的 趨 勢 與 趙 欣 鈺 等 18 在 水 芹 上 的研究結(jié)果一致 說明增大紅光比例能促進(jìn)韭菜的生 長 和 增 產(chǎn) 本 研 究 發(fā) 現(xiàn) T5 T6 處 理 條 件 對 植 物 的 生 長 具 有 顯 著 的 促 進(jìn) 作 用 具 體 表 現(xiàn) 為 株 高 和 葉 長 的 顯 著 增 加 雖 然T3 T4 組 在 株 高 和 葉 長 上 也 有 所 增 長 但 效 果 不 及T5 T6 組 顯 著 紅 光 比 例 適 度 增 加 促 進(jìn) 了 植 物 地上部的生長 表現(xiàn)為鮮重和干重的增加 這可能與紅 光增強(qiáng)光合作用和植物代謝活動(dòng)有關(guān) 4 2 光質(zhì)配比對韭菜葉綠素?zé)晒獾挠绊?本 試 驗(yàn) 中 Fv Fm Fv Fo 隨 著 紅 光 比 例 的 不 斷 增 加 呈 現(xiàn) 出 上 升 的 趨 勢 說 明 紅 光 提 高 了 韭 菜 葉 片 中 的PS 反 應(yīng) 中 心 的 活 性 以 及PS 中 原 初 光 能 轉(zhuǎn) 化 效 率 以 及 潛 在 的 活 性 qP 隨 著 紅 光 比 例 的 增 加 逐 漸 降 低 說 明 紅 光 降 低 了 光 化 學(xué) 淬 滅 系 數(shù) PS 中 的 電 子 傳 遞 活 性 PS 常 被 用 來 衡 量 葉 片 中 光 合 電 子 傳 遞 快 慢 本 試 驗(yàn) 中 PS 與 紅 光 增 加 呈 現(xiàn) 相 反 的 趨 勢 說 明紅光的增加明顯抑制了韭菜葉片中的實(shí)際光化學(xué)效 率 這與郭芳等 19 在紅樹莓組培苗上的研究結(jié)果一致 4 3 光質(zhì)配比對韭菜品質(zhì)及風(fēng)味的影響 光質(zhì)的配比不僅能影響韭菜株高 葉長 葉寬等一 系 列 生 長 指 標(biāo) 還 影 響 了 韭 菜 的 營 養(yǎng) 品 質(zhì) 指 標(biāo) 韭 菜 的 維 生 素C 含 量 隨 著 紅 光 比 例 的 增 加 呈 現(xiàn) 先 上 升 后 下 降 的 趨 勢 說 明 藍(lán) 光 可 以 促 進(jìn) 韭 菜 植 株 中 維 生 素C 含 量 的 增 加 高 比 例 紅 光 反 而 抑 制 了 韭 菜 中 維 生 素C 含 量 的 合 成 可 溶 性 糖 和 可 溶 性 蛋 白 含 量 波 動(dòng) 趨 勢 相 同 與對照白光相比 適量的增加紅光能促進(jìn)可溶性糖 和 可 溶 性 蛋 白 的 合 成 過 量 的 紅 光 抑 制 了 兩 者 的 合 成 20 22 總酚和類黃酮含量的變化趨勢相同 說明總酚 和 類 黃 酮 受 到 紅 光 的 影 響 紅 光 抑 制 了 韭 菜 植 株 體 內(nèi) 類 黃 酮 和 總 酚 的 合 成 23 根 系 活 力 隨 著 紅 光 的 增 加 逐 漸 升 高 說 明 紅 光 比 例 大 的 紅 藍(lán) 混 合 光 有 利 于 根 系 活 力的提高 增加了根系吸收營養(yǎng)成分的能力 同時(shí)增加 了地上部干重 促進(jìn)了地上部干物質(zhì)的積累 這與前人 在 番 茄 幼 苗 上 的 研 究 結(jié) 果 一 致 24 韭 菜 口 感 受 到 纖 維 素 含 量 的 影 響 纖 維 素 含 量 低 韭 菜 口 感 細(xì) 嫩 纖 維 素 含 量 高 可 以 促 進(jìn) 腸 道 的 蠕 動(dòng) 但 是 會(huì) 直 接 影 響 口 感 本 研 究 中 韭 菜 纖 維 素 含 量 的 變 化 與