中國農學通報 ChineseAgriculturalScienceBulletin 中國農學通報 2024 40 34 70 76 ChineseAgriculturalScienceBulletin 基金 項目 財政 部和 農業 農村 部國 家現 代農 業產 業技 術體 系資 助 國家 特色 蔬菜 產業 技術 體系 土肥 水管 理 CARS 24 B 02 北京 市農 林科 學院 青年 科 研 基 金 資 助 項 目 基 于 設 施 環 境 控 制 的 生 菜 干 燒 心 防 治 關 鍵 技 術 及 其 機 制 QNJJ202248 北 京 市 農 林 科 學 院 蔬 菜 研 究 中 心 改 革 與 發 展 項 目 主 要蔬菜品質調控的分子機制與提質增效關鍵技術研發 KYCX202306 北京市農林科學院科技創新能力建設專項 智慧溫室蔬菜輕簡高效栽培關鍵 技術研究與集成示范 KJCX20210402 第一作者簡介 李偉 男 1995 年出生 河北承德人 碩士研究生 主要研究設施園藝與無土栽培 通 信 作 者 武 占 會 男 1971 年 出 生 河 北 保 定 人 研 究 員 博 士 主 要 從 事 設 施 蔬 菜 栽 培 生 理 與 品 質 調 控 技 術 研 究 通 信 地 址 100097 北 京 市 海 淀 區 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 施 蔬 菜 栽 培 與 生 理研究 通信地址 100097 北京市海淀區彰化路50 號 Tel 010 05513081 E mail tongjing nercv org 收稿日期 2022 11 15 修回日期 2024 09 06 紅藍光配比對韭菜生長及風味品質的影響 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 3 1 北京農林科學院蔬菜研究所 農業農村部華北都市農業重點實驗室 北京100097 2 河北工程大學園林與生態工程學院 河北邯鄲056038 3 國家蔬菜工程技術研究中心 北京100097 摘 要 為篩選適宜韭菜生長的紅藍 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 置1 1 T2 3 1 T3 5 1 T4 7 1 T5 和9 1 T6 5 種 紅 藍 光 配 比 處 理 R B 研 究 不 同 紅 藍 光 配 比 對 韭 菜 生 長 指 標 生 理 指 標 和 風 味 品 質 的 影 響 結 果 表 明 T2 T4 處 理 對 韭 菜 生 長 指 標 影 響 不 顯 著 但 顯 著 提 高 了 產 量 T4 T5 T6 處 理 產 量 較T1 增 幅 達 到38 10 41 26 57 19 T6 處 理 顯 著 提 升 了 韭 菜 葉 綠 素 熒 光 參 數 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 味 分 析 表 明 紅 光 占 比 增 加 促 進 了 特 定 風 味 物 質 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 減 少 T6 處 理 中 高 紅 光比例的增加在促進生長 產量和特定風味物質積累的 同時 降低了營養價值和光合色素 含量 綜合分 析產量 營養品質與風味因素 在韭菜在栽培生產中 推薦使用紅藍光配比范圍為R B 5 7 1 關鍵詞 水培韭菜 光質配比 風味品質 葉綠素熒光參數 生長指標 生理指標 中圖分類號 S633 3 文獻標識碼 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 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 常 年 栽 培 這是因為韭菜具有較強的適應性 抗寒耐熱 北方冬季 地上部枯死 地下部進入休眠 春季氣溫升高后可以繼 續萌發生長 人工光植物工廠是通過計算機操作對植物生長環 境 中 的 重 要 環 境 因 子 進 行 控 制 不 受 自 然 條 件 制 約 的 一 種 封 閉 的 種 植 環 境 通 過 計 算 機 控 制 空 氣 中 的 溫 度 濕 度 CO2 濃 度 光 質 光 強 光 周 期 營 養 液 中 養 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 效 率 如 在 計 算 機 的 精 準 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 部 的 調 控 外 界 環 境 的 因 素 也 對 植 株 產 生 影 響 如 外 界 空 氣 中 的 氣 體 成 分 生 長 環 境 周 圍 的 水 質 狀 況 外 界 的 溫 度 變 化 以 及 光 照 的 時 間 長 短 光 質 的 強 弱 以 及 光 中 不 同 光 質 比 例 都 會 影 響 植 株 的 正 常 生 長 王 加 真 等 3 在 研 究 大 白 茶 葉 時 指 出 43 1 紅 光 29 藍 光 27 9 綠 光 有 利 于 積 累 氨 基 酸 提 高 茶 葉 的 產 量 與 品 質 楊 振 超 等 4 的 試 驗 結 果 表 明 辣 椒 幼 苗 在 紅 藍 1 1 和7 1 的2 種 光 配 比 處 理 下 紅 藍 比 為1 1 更 能 提 高 辣 椒 的 光 合 性 能 孫 士 景 等 5 的 研 究 結 果 表 明 半 結 球 生 菜 在 紅 藍 4 1 的 光 照 下 生 長 得 更 好 紅 藍 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 對 韭 菜 各 茬 的 品 質 影 響 結 果 表 明 紅 藍 3 1 提 高 了 韭 菜 的 維 生 素C 含 量 和 大 蒜 素 的 含 量 紅 藍 7 1 提 高 了 韭 菜 的 生 長 指 標 和 葉 綠 素 含 量 植 物 進 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 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 光 400 480 nm 的 波 長 范 圍 內 所 以 植 物 吸 收 的 光 質 主 要 為 紅 光 藍 光 7 本 研 究 設 定 了5 組 不 同 紅 藍 光 配 比 處 理 以 白 光 為 對 照 研 究 不 同 紅 藍 光 配 比 對 韭 菜 生 長 營 養 品 質 丙 酮 酸 類 黃 酮 以 及 風 味 物 質 的 影 響 旨 在 為 韭 菜 設 施 栽 培 光 環 境 優 化 提 供 科 學 指 導 助 力 韭 菜 產 業 實 現 綠 色 高 效 發 展 1 材料與方法 1 1 試驗材料 試 驗 于2022 年5 月24 日 開 始 6 月21 日 結 束 供 試 材 料 為 791 韭 菜 播 種 時 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 林 科 學 院 蔬 菜 研 究 所 植 物 工 廠 實 驗 室 中 栽 培 方 式 為 水 培 室 內 溫 度 20 2 CO2 的 濃 度1680 mol mol 相 對 濕 度 60 5 營 養 液 為 北 京 市 農 林 科 學 院 蔬 菜 研 究 所 研 發 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 試驗方法 試 驗 共29 d 光 照 處 理 試 驗 的 營 養 液 濃 度 統 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 光 B 2 組 通 路 光 質 的 強 度 和 光 照 時 間 可 以 獨 立 設 置 并 用Li 250A 光 量 子 計 進 行 調 節 光 照 強 度 一 共 設 置6 個 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 度 均 設 置 為 200 mol m 2 s 設置光周期24h 12h 光 12h 暗 1 3 測定指標 1 3 1 生長指標測定 光照處理29d 后采用直尺測量株 高 葉長 葉寬 采用游標卡尺測量假莖粗 并記錄葉片 數 每 個 處 理3 次 重 復 韭 菜 的 鮮 重 采 用 電 子 天 平 進 行稱重 將韭菜放進烘箱中 105 進行殺青 75 烘干 至 恒 重 干 燥 冷 卻 并 測 定 韭 菜 的 干 質 量 每 次 測 定5 株 韭菜 每個處理重復3 次 8 以 收 獲 的 一 個 栽 培 盤 0 11505 m 2 的 韭 菜 質 量 為 產量 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 光 配 比 對 韭 菜 生 長 及 風 味 品 質 的 影 響 71中國農學通報 產量 單個營養液栽培盤 收獲韭菜質 量 栽 培盤面積 1 1 3 2 葉綠素和葉綠素熒光參數測定 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20min 用FluorCam 葉綠 素熒 光 成 像 儀 測 定 光 化 學 淬 滅 系 數 qP 計 算 參 數 包 括PS 最 大 光 化 學 效 率 Fv Fm PS 潛 在 光 化 學 效 率 Fv Fo 實際光化學效率 PS 1 3 3 品質指標測定 光照處理29d 后取樣測定生理和 品質指標 用考馬斯亮藍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 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 味 檢 測 利 用PEN3 電 子 鼻 進 行 韭 菜 風 味 品 質 的 測 定 選 擇5 g 韭 葉 磨 成 勻 漿 后 沖 洗 進50 mL 燒 杯 中 封 口 膜 進 行 封 口 靜 置10 min 后 進 行 檢 測 采 用 頂 空 吸 空 氣 法 進 行 檢 測 檢 測 傳 感 器 的 沖 洗 時 間 為 100 s 歸 零 時 間 以 及 樣 品 準 備 時 間 為5 s 進 樣 流 量 為 300mL min 樣 品 的 測 定 時 間 為150s 將 傳 感 器 響 應 曲 線 中 第100s 的 平 均 值 作 為 特 征 穩 定 值 用 于 后 續 建 模 1 4 數據處理 數 據 采 用Excel 2010 和SPSS 25 軟 件 進 行 數 據 處 理和作圖 差異顯著性檢驗采用Duncan 新復極差法 2 結果與分析 2 1 光質配比對水培韭菜生長指標的影響 從 表1 可 知 隨 著 紅 藍 光 比 例 中 紅 光 的 逐 漸 增 加 韭 菜 的 株 高 葉 長 和 葉 寬 均 呈 現 上 升 趨 勢 T1 處 理 株 高 為24 43cm 而T6 組 則 達 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 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 比3 1 9 1 之 間 差 異 不 顯 著 假 莖 粗 和 葉 片 數 隨 著 紅 藍 光 中 紅 光 比 例 的 增 加 呈 現 出 先 上 升 后 下 降 的 趨 勢 并 在T5 處 理 達 到 最 大 值 16 45 mm 13 00 片 T5 處 理顯著高于其他處理 韭菜產量隨著紅藍光配比中紅 光 比 例 的 逐 漸 增 加 呈 現 出 上 升 的 趨 勢 并 在T6 處 達 到 最 大 值 1 98 kg m 2 T4 T5 和T6 的 產 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 出 先 上 升 后 下 降 地 下 鮮 重 在T2 T6 處 理 表 現 出 一 定 的 波 動 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 先 升 高 后 降 低 趨 勢 5 個 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 出 一 定 的 波 動 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 紅 藍 光 處 理 的 地 上 部鮮重及干重 均顯著優于白光對照 地下部鮮重與干 重 隨 著 紅 光 比 例 增 加 波 動 明 顯 T4 T5 時 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 長具復雜調控作用 2 2 光質配比對水培韭菜葉片葉綠素熒光參數的影響 葉綠素熒光表現在植物葉綠體的能量得失過程中 產生 利用葉綠素熒光成像儀可無損 準確獲取植物生 理 信 息 Fv Fm 表 示 最 大 光 化 學 量 子 產 量 Fv Fo 常 被 用 來 衡 量 植 株 葉 片 中 的PS 原 初 光 能 轉 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 淬 滅 系 數 反 映 了PS 中 原 初 電 表 1 光質配比對韭菜生長指標的影響 注 同列數據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 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 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 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 呈 現 最 大 值 0 984 隨 著 紅 光 的 增 加 5 個 紅 藍 光 配 比 均 低 于 對 照 處 理 說 明 紅 光 的 增 加 能 降 低 光 化 學 淬 滅 系 數 紅 藍 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 光質配比對水培韭菜葉綠素含量的影響 從 表3 可 知 在5 個 紅 藍 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 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 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 光質配比對水培韭菜品質指標的影響 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 光質配比對韭菜營養品質的影響 表 3 光質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 光質配比對韭菜葉綠素熒光參數的影響 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 光 配 比 對 韭 菜 生 長 及 風 味 品 質 的 影 響 73中國農學通報 素C 的 含 量 呈 現 逐 漸 下 降 的 趨 勢 T2 處 理 達 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 先 增 加 后 降 低 的 趨 勢 在T5 處 理 達 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 紅 藍 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 逐 漸 降 低 趨 勢 在T6 處 理 達 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 到 最 大 值 1008 01 g g h 說 明 在 一 定 范 圍 內 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 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 態 變 化 趨 勢 相 似 大 體 趨 勢 呈 現 出 下 降 的 狀 態 22 28d 為 采 收 期 韭 菜 丙酮酸含量呈現下降趨勢 丙酮酸含量在不同光質處 理 表 現 為 波 動 變 化 T1 在 處 理21d 時 丙 酮 酸 含 量 達 峰 值 T2 處 理 則 在14d 時 出 現 最 高 值 T3 處 理 則 在 處 理 末 期28 d 達 到 最 高 T4 T5 和T6 處 理 均 在21 d 達 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T5 和T6 的 丙 酮 含 量 分 別高于對照 2 6 光質配比對水培韭菜風味成分的影響 紅藍光配比對韭菜的風味物質含量具有重要的影 響 電 子 鼻 的 測 定 結 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 化 合 物 W2W 等 風 味 物 質 在 特 定 配 比 下 表 現 出 較 高 的 相 對 電 導 率 值 表 明 韭 菜 的 特 征 風 味 主 要 受 W5S W1S W1W W2W 醇 類 和 醛 酮 類 W2S 等 物 質 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 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 硫 化 物 長 鏈 烷 烴 電 子 鼻 相 對 電 導 率 表 5 光質配比對韭菜類黃酮 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 酶 促 丙 酮 酸 含 量 743 結論 本試驗通過封閉循環水的供液方式進行韭菜的無 土栽培 對水培韭菜進行不同紅藍光配比處理 光強控 制 在200 mol m 2 s 與 對 照 組 相 比 顯 著 增 加 了 韭 菜 的 產量 品質與風味物質的含量 降低了類黃酮與總酚含 量 本 試 驗 設 置 的 組 合 光 處 理T4 R B 5 1 和T5 R B 7 1 各 項 指 標 的 表 現 綜 合 效 果 最 好 該 研 究 可 為 光 控 技 術 提 升 水 培 韭 菜 工 廠 化 生 產 提 供 一 定 的 理 論 基 礎 是 通 過 精 準 定 量 光 學 控 制 手 段 提 高 園 藝 生 產 效 益 的 有 效 途 徑 4 討論 4 1 光質配比對韭菜生長指標的影響 光質是植物在整個生長過程中必不可少的因素之 一 影 響 著 植 物 的 整 個 生 命 活 動 16 本 研 究 表 明 隨 著 紅 光 配 比 不 斷 增 加 韭 菜 的 株 高 葉 長 產 量 呈 現 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果一致 韭菜的莖 粗 呈 現 先 上 升 后 下 降 的 趨 勢 與 趙 欣 鈺 等 18 在 水 芹 上 的研究結果一致 說明增大紅光比例能促進韭菜的生 長 和 增 產 本 研 究 發 現 T5 T6 處 理 條 件 對 植 物 的 生 長 具 有 顯 著 的 促 進 作 用 具 體 表 現 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 了 植 物 地上部的生長 表現為鮮重和干重的增加 這可能與紅 光增強光合作用和植物代謝活動有關 4 2 光質配比對韭菜葉綠素熒光的影響 本 試 驗 中 Fv Fm Fv Fo 隨 著 紅 光 比 例 的 不 斷 增 加 呈 現 出 上 升 的 趨 勢 說 明 紅 光 提 高 了 韭 菜 葉 片 中 的PS 反 應 中 心 的 活 性 以 及PS 中 原 初 光 能 轉 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 淬 滅 系 數 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 中 PS 與 紅 光 增 加 呈 現 相 反 的 趨 勢 說 明紅光的增加明顯抑制了韭菜葉片中的實際光化學效 率 這與郭芳等 19 在紅樹莓組培苗上的研究結果一致 4 3 光質配比對韭菜品質及風味的影響 光質的配比不僅能影響韭菜株高 葉長 葉寬等一 系 列 生 長 指 標 還 影 響 了 韭 菜 的 營 養 品 質 指 標 韭 菜 的 維 生 素C 含 量 隨 著 紅 光 比 例 的 增 加 呈 現 先 上 升 后 下 降 的 趨 勢 說 明 藍 光 可 以 促 進 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 趨 勢 相 同 與對照白光相比 適量的增加紅光能促進可溶性糖 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 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 混 合 光 有 利 于 根 系 活 力的提高 增加了根系吸收營養成分的能力 同時增加 了地上部干重 促進了地上部干物質的積累 這與前人 在 番 茄 幼 苗 上 的 研 究 結 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 嫩 纖 維 素 含 量 高 可 以 促 進 腸 道 的 蠕 動 但 是 會 直 接 影 響 口 感 本 研 究 中 韭 菜 纖 維 素 含 量 的 變 化 與