許建民 仇學(xué)文 解振強(qiáng) 戴林秀

摘要：以松柳種子為試驗(yàn)材料，采用發(fā)光二極管（light emitting diode，LED）作為光源，設(shè)置紅、綠、藍(lán)3種不同單色光質(zhì)、復(fù)合光組合以及白光共9種不同的光質(zhì)處理，研究不同光質(zhì)對(duì)松柳芽苗菜生長和營養(yǎng)品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，純紅光處理的松柳芽苗菜可食用部分鮮質(zhì)量、株高、可溶性蛋白含量最高，但其可食用部分干鮮比最低，含水量最多;紅藍(lán)綠3色混合光處理的松柳芽苗菜體內(nèi)葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素的含量最高;紅藍(lán)1 ∶1混合光處理的松柳芽苗菜維生素C含量最高;白光處理的松柳芽苗菜游離氨基酸含量最高;不同光質(zhì)對(duì)松柳芽苗菜的硝態(tài)氮含量無明顯影響;白光和藍(lán)光可以促進(jìn)松柳芽苗菜總黃酮的合成。與藍(lán)綠光組合相比，紅藍(lán)光組合更有利于松柳芽苗菜生長和品質(zhì)的增加。在實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)所需品質(zhì)要求選擇合適的光質(zhì)組合。

關(guān)鍵詞：松柳芽苗菜;光質(zhì);生長;營養(yǎng)品質(zhì)

中圖分類號(hào)：S643.904文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2020）04-0134-05

收稿日期：2018-11-28

基金項(xiàng)目：江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)課題（編號(hào)：2016kj002）;江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（編號(hào)：201813103013Y）;江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目（編號(hào)：PPZY2015B173）。

作者簡(jiǎn)介：許建民（1981—），男，甘肅張掖人，碩士，副教授，主要從事設(shè)施園藝光環(huán)境控制研究。E-mail：jsnlxjm@vip.163.com。

光質(zhì)對(duì)于植物的營養(yǎng)生長和生殖生長具有重要影響。發(fā)光二極管（light emitting diode，LED）作為新型光源，光電轉(zhuǎn)化效率高、發(fā)熱量低且光譜能量調(diào)制便捷，極大地提高了空間利用率。近年來，隨著食品安全問題日益被關(guān)注，居民對(duì)美好生活的追求日益強(qiáng)烈，在芽苗菜生產(chǎn)過程中通過應(yīng)用LED控制光環(huán)境來提高芽苗菜產(chǎn)量及品質(zhì)的方式已引起人們的重視，并成為設(shè)施栽培領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)[1]。目前，已有許多關(guān)于不同光質(zhì)對(duì)園藝作物生長影響的研究證實(shí)了光質(zhì)對(duì)植物的生長發(fā)育具有顯著的影響[2-6]。

松柳學(xué)名山黧豆（Lathyrus sativus L.），松柳菜是山黧豆的芽苗，別稱相思菜、松柳苗，外表呈龍須狀，葉子細(xì)長，質(zhì)地脆嫩，清香可口，營養(yǎng)價(jià)值豐富，越來越受到人們的追捧。本試驗(yàn)旨在探明不同光質(zhì)對(duì)松柳芽苗菜生長和營養(yǎng)品質(zhì)的影響，以期找出最適合松柳芽苗菜生長的光質(zhì)組合，為松柳芽苗菜工廠化生產(chǎn)提供科學(xué)有效的依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?試驗(yàn)材料

松柳芽苗菜種子，購自北京市農(nóng)林科學(xué)院。

1.2?試驗(yàn)方法

1.2.1?培養(yǎng)條件

選取色澤鮮亮、大小均勻、成熟度好的種子，清洗干凈后，浸種24 h，中途換水1次。浸種完成后，將種子均勻播撒在底部鋪有紗布的育苗盤內(nèi)，27 ℃黑暗條件下催芽2 d，隨即轉(zhuǎn)入人工氣候室，放置在不同光質(zhì)下培養(yǎng)。培養(yǎng)條件為相對(duì)濕度75%～80%，溫度（25±2） ℃，光—暗周期12 h—12 h。培養(yǎng)8 d后，隨機(jī)取樣測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2.2?光質(zhì)處理

本試驗(yàn)使用的光源為自制可調(diào)控LED植物生長燈，設(shè)紅、綠、藍(lán)及其光質(zhì)組合、白光等9種光質(zhì)處理，光譜能量分布的主要技術(shù)參數(shù)見表1。

1.3?測(cè)定方法

可食用部分長度用直尺直接測(cè)定;莖粗采用游標(biāo)卡尺測(cè)量;干、鮮質(zhì)量測(cè)定采用稱質(zhì)量法。

可食用部分干鮮比=可食用部分干質(zhì)量/可食用部分鮮質(zhì)量。

采用丙酮比色法測(cè)定葉綠素含量，蒽酮比色法測(cè)定可溶性糖含量，考馬斯亮藍(lán)G-250比色法測(cè)定可溶性蛋白含量，鉬藍(lán)比色法測(cè)定維生素C含量，水合茚三酮比色法測(cè)定游離氨基酸含量[7];總黃酮含量測(cè)定采用Al（NO3）3-NaNO3比色法[8]，硝態(tài)氮含量測(cè)定采用磺基水楊酸法[9]。

隨機(jī)取樣，每個(gè)生長指標(biāo)重復(fù)測(cè)定10次，生理

生化指標(biāo)重復(fù)測(cè)定3次。采用Excel 2016整理數(shù)據(jù)，SPSS 22.0進(jìn)行方差分析，顯著性由Duncans新復(fù)極差法檢驗(yàn)（α=0.05）。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同光質(zhì)對(duì)松柳芽苗菜生長指標(biāo)的影響

由表2可知，與白光處理相比，其他光質(zhì)處理下松柳芽苗菜可食用部分干、鮮質(zhì)量和株高均顯著增加;紅光處理下的松柳芽苗菜可食用部分干鮮比最低，株高最高，鮮質(zhì)量最大;松柳芽苗菜莖粗在藍(lán)綠光1 ∶1處理下最大，紅藍(lán)光1 ∶1處理下最小。在單色光處理的情況下，純紅光處理下的可食用部分鮮質(zhì)量最高，可食用部分干鮮比最低;在多種光混合處理中，紅藍(lán)綠光1 ∶1 ∶1處理下的松柳芽苗菜株高最高，紅藍(lán)光3 ∶1處理下的松柳芽苗菜最高，紅綠光1 ∶1 和藍(lán)綠光1 ∶1處理下的松柳芽苗菜可食用部分鮮質(zhì)量最低，且與紅藍(lán)光1 ∶1處理之間無顯著性差異。

2.2?不同光質(zhì)對(duì)松柳芽苗菜葉綠素、類胡蘿卜素含量的影響

由表3可知，紅藍(lán)綠光1 ∶1 ∶1 3色混合處理下的松柳芽苗菜葉綠素a、葉綠素b含量均顯著高于其他處理;紅綠光1 ∶1處理下松柳芽苗菜的葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量均為最低。在紅、綠、藍(lán)3種單色光處理中，以藍(lán)光處理的松柳芽苗菜葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿卜素含量最高;紅綠光1 ∶1 復(fù)合光處理下松柳芽苗菜葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量均低于單色紅光或綠光處理;在2種不同光質(zhì)的組合處理中，以藍(lán)綠光1 ∶1處理下的松柳芽苗菜葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量最高。紅綠藍(lán)光1 ∶1 ∶1復(fù)合光處理的松柳芽苗菜葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量高于2種不同單色光之間的組合。

黃酮是一種強(qiáng)有效的抗氧化性物質(zhì)，在人體內(nèi)可以起到抗衰老、阻止細(xì)胞退化、降低膽固醇含量等效用。本試驗(yàn)中，白光處理下的松柳芽苗菜總黃酮含量最高，而紅綠藍(lán)光1 ∶1 ∶1處理下的松柳芽苗菜總黃酮含量最低，這與魯燕舞等研究發(fā)現(xiàn)的白光有利于香椿芽苗菜總黃酮含量的積累[23]一致。Guo等的研究結(jié)果顯示，藍(lán)光有利于雪蓮愈傷組織總黃酮含量的積累[24]。謝寶東等認(rèn)為，長波段（如紅光）的光抑制黃酮類物質(zhì)的積累，短波段（如藍(lán)光）的光利于黃酮類物質(zhì)的積累[25]。在3種單色光處理?xiàng)l件下的松柳芽苗菜總黃酮含量由高到低分別是藍(lán)光處理、綠光處理和紅光處理。而在2種光混合處理下，以藍(lán)綠光1 ∶1混合處理的總黃酮含量最高，之后依次是紅綠光1 ∶1、紅藍(lán)光1 ∶1和紅藍(lán)光3 ∶1，這表明相對(duì)于藍(lán)光和綠光而言，紅光對(duì)松柳芽苗菜的總黃酮合成起抑制作用，這與前人的研究結(jié)果相一致，且當(dāng)紅光與其他光組合時(shí)，抑制作用占主導(dǎo)，尤其是與藍(lán)光混合時(shí)，抑制作用更強(qiáng)，這表明松柳芽苗菜在合成黃酮時(shí)，可能對(duì)紅色更加敏感。紅藍(lán)綠光1 ∶1 ∶1處理下的松柳芽苗菜總黃酮含量最低的結(jié)果也間接地驗(yàn)證這一推斷。

綜上所述，不同的光質(zhì)處理對(duì)松柳芽苗菜的生長和營養(yǎng)品質(zhì)可以產(chǎn)生顯著的影響，表明利用光控技術(shù)控制芽苗菜的生長和營養(yǎng)品質(zhì)的提高具有可行性。

參考文獻(xiàn)：

[1]Morrow R C. LED lighting in horticulture[J]. Hort Science，2008，43（7）：1947-1950.

[2]張立偉，劉世琦，張自坤，等. 光質(zhì)對(duì)蘿卜芽苗菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響[J]. 營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2010，32（4）：390-392，396.

[3]Wu M C，Hou C Y，Jiang C M，et al. A novel approach of LED light radiation improves the antioxidant activity of pea seedlings[J]. Food Chemistry，2007，101（4）：1753-1758.

[4]Suchi S，Varsha G，Baishnab C T，et al. Photoregulation of the greening process of wheat seedlings grown in red light[J]. Plant Molecular Biology，2005，59（2）：269-287.

[5]Heo J，Lee C，Chakrabarty D，et al. Growth responses of marigold and salvia bedding plants as affected by monochromic or mixture radiation provided by a light-emitting diode （LED）[J]. Plant Growth Regulation，2002，38（3）：225-230.

[6]Lee N Y，Lee M，Kim Y，et al. Effect of light emitting diode radiation on antioxidant activity of barley leaf[J]. J Korean Soc Appl Biol Chem，53（6）：685-690.

[7]李合生. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[8]張京芳，王冬梅，張?強(qiáng). 香椿葉抗脂質(zhì)過氧化物的分離及抗氧化特性[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25（1）：285-290.

[9]Lichtenthaler H K. Chlorophy Ⅱ and carotenoids：pigments of photosynthetic biomembranes[J]. Method Enzymol，1987，48：350-382.

[10]Lin Y，Li J，Li B，et al. Effects of light quality on growth and development of protocorm-like bodies of Dendrobium officinale in vitro[J]. Plant Cell Tissue and Organ Culture，2011，105（3）：329-335.

[11]Li Q，Kubota C. Effects of supplemental light quality on growth and phytochemicals of baby leaf lettuce[J]. Environmental and Experimental Botany，2009，67（1）：59-64.

[12]徐茂軍，朱睦元，顧?青. 光誘導(dǎo)對(duì)發(fā)芽大豆中半乳糧酸內(nèi)酯脫氫酶活性和維生素C合成的影響[J]. 營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2002，24（2）：212-214.

[13]徐師華，王修蘭，吳毅明. 不同光質(zhì)（光譜）對(duì)作物生長發(fā)育的影響[J]. 生態(tài)農(nóng)業(yè)研究，2000，8（1）：18-20.

[14]劉文科，楊其長，邱志平，等. LED光質(zhì)對(duì)豌豆苗生長、光合色素和營養(yǎng)品質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)氣象，2012，33（4）：500-504.

[15]馬?琳. 激素與光質(zhì)對(duì)大蒜組織培養(yǎng)的影響[D]. 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[16]許?莉. 光質(zhì)對(duì)葉用萵苣生理特性及品質(zhì)的影響[D]. 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[17]張立偉，劉世琦，張自坤，等. 不同光質(zhì)下香椿苗的生長動(dòng)態(tài)[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，19（6）：115-119.

[18]史宏志，韓錦峰，張國顯，等. 單色藍(lán)光和紅光對(duì)煙苗葉片生長和碳氮代謝的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998（3）：57-61.

[19]Kong S S，Hosakatte N M，Jeong W H，et al. The effect of light quality on the growth and development of in virto cultured Doritaenopsis plants[J]. Acta Physiologiae Plant arum，2008，30：339-343.

[20]Kowallik W. Blue light effects on respiration[J]. Ann Rev Plant Physiol，1982，33：51-72.

[21]唐?麗，魯燕舞，崔?瑾. 光質(zhì)對(duì)苜蓿芽苗菜營養(yǎng)品質(zhì)和抗氧化特性的影響[J]. 食品科學(xué)，2014，35（13）：32-36.

[22]聞?婧，鮑順淑，楊其長，等. LED光源R/B對(duì)葉用萵苣生理性狀及品質(zhì)的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)氣象，2009，30（3）：413-416.

[23]魯燕舞，唐?麗，張曉燕，等. 光質(zhì)對(duì)香椿芽苗菜生長和營養(yǎng)品質(zhì)的影響[J]. 營養(yǎng)學(xué)報(bào)，2014，36（2）：188-192.

[24]Guo B，Liu Y G，Yan Q，et al. Spectral composition of irradiation regulates the cell growth and flavonoids biosynthesis in callus cultures of Saussurea medusa Maxim[J]. Plant Growth Regulation，2007，52（3）：259-263.

[25]謝寶東，王華田. 光質(zhì)和光照時(shí)間對(duì)銀杏葉片黃酮、內(nèi)酯含量的影響[J]. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，30（2）：51-54.