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中国农业科技导报 2023 25 4 77 85 Journal of Agricultural Science and Technology 连续光照条件下LED红蓝光供光模式对紫叶生菜生长和 品质的影响 邵明杰 陈艳琦 刘文科 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 农业农村部设施农业节能与废弃物处理重点实验室 北京 100081 摘 要 为了探究连续光照 continuous light CL 条件下发光二极管 light emitting diode LED 红蓝光供光模式对 紫叶生菜生长 产量和品质的影响 在环境可控的人工光植物工厂内 设置6组不同LED处理 分别为常规光照 光子通量密度 spectral photon flux density SPD 恒定 RB 16 h 8 h CL和SPD恒定 RB 24 h 0 h CL和SPD发 生规律性变化 S1和S2 交错光照处理 24 h周期内分别以蓝光 红蓝光 红光的顺序交替照射1次和2次 A1和 A2 交替光照处理 24 h周期内蓝光和红光分别交替照射1次和2次 其中5个CL处理之间红蓝光量子数相同 光谱光强均为200 mol m 2 s 1 对不同处理模式下紫叶生菜的生长 产量和品质进行测定 结果表明 CL显著 增加了生菜地上部产量 其中红蓝光交替处理下生菜地上部生物量最高 红蓝光交替和交错照射均显著增加了过 氧化氢 超氧阴离子和丙二醛含量 但是并未造成严重的光氧化胁迫 且提高了抗氧化酶活性 增加了花青素和总 酚含量 但同时也增加了叶片中硝酸盐的含量 综上所述 连续光照条件下红蓝光交替照射处理效果最优 关键词 植物工厂 连续光照 紫叶生菜 抗氧化系统 doi 10 13304 j nykjdb 2021 0927 中图分类号 S636 2 文献标志码 A 文章编号 1008 0864 2023 04 0077 09 Effects of Red blue LED Bight Supply Modes on Growth and Quality of Purple Leaf Lettuce Under Continuous Light SHAO Mingjie CHEN Yanqi LIU Wenke Key Laboratory of Energy Conservation and Waste Management of Agricultural Structures Ministry of Agriculture and Rural Affairs Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture Chinese Academy of Agricultural Sciences Beijing 100081 China Abstract In order to explore the effects of red and blue light supply mode of light emitting diode LED under continuous light CL on the growth yield and quality of purple leaf lettuce six treatments were set in the artificial light plant factory Two conventional illumination treatments with constant spectral photon flux density SPD were set one group maintained the photoperiod RB 16 h 8 h and the other group began to receive CL RB 24 h 0 h In addition four CL treatments with regular changes of SPD in which two staggered light treatments were alternately illuminated once and twice with blue light red blue light 4R 1B and red light in the order of 24 hour light period S1 and S2 blue light and red light were alternately irradiated once and twice respectively A1 and A2 The CL treatments had same quantum numbers of red and blue light with the spectral light intensity 200 mol m 2 s 1 The growth yield and quality of lettuce under different treatments were determined The results showed that continuous light significantly increased the yield of lettuce and the treatments of alternating red and blue light had the most obvious effect on the shoot biomass of lettuce The alternating and temporally overlapped light treatments significantly increased the contents of hydrogen peroxide superoxide anion and malondialdehyde but did not cause serious photo oxidative stress and increased the activities of antioxidant enzymes and the contents of anthocyanin and total phenols however the nitrate content in lettuce leaves was also increased by dynamic light In conclusion the effect 收稿日期 2021 11 01 接受日期 2022 01 18 基金项目 国家自然科学基金项目 31672202 联系方式 邵明杰 E mail mjshaomj 通信作者 刘文科 E mail liuwenke 中国农业科技导报 25 卷 of the treatment alternately irradiated twice with red and blue light was the best Key words plant factory with artificial light continuous light purple leaf lettuce antioxidant system 植物工厂作为一种新兴的农业生产模式 可 实现工厂内光照 温度 湿度和二氧化碳含量等环 境因素的人为调控 使作物生长不受外界自然条 件的影响 被认为是21世纪解决人口 资源和环 境问题的重要途径 1 近年来 随着具有窄波段 高能效 光谱光量任意可调等优势的发光二极管 light emitting diode LED 产业的发展 针对提高 植物工厂生产率的新型LED供光模式的研究也 日益深入 2 区别于传统设施农业生产中常规的 红蓝光连续 同时供光模式 在人工光植物工厂中 应用LED光源系统可以按照植物生理或生产目 标实现光强和光质周期内的自动化调控 例如交 替光照 间歇光照以及交错光照等 在不同方面优 化栽培模式 提高光源的能量利用率 为植物工厂 提高经济效益 降低能耗提供了可能的途径 但 是由于传统光源的局限性 对新型光照模式的研 究还处于起步阶段 连续光照 continuous light CL 是指区别于自 然界原有的24 h光周期内昼夜交替的光环境 给 植物提供无间断光照的供光模式 3 CL延长了植 物进行光合作用的时间 也是植物工厂中除强光 照射之外另一种增加光量子投入 促进植物生长 的有效手段 一般来说 生菜对连续光照有一定 的耐受能力 常规光强的连续光照会增加生菜叶 片活性氧和抗氧化物质的积累 也会提高植株的 生物量 4 但是也有研究表明 连续光照会使植 物叶片失绿 叶片衰老 光合受损等 5 6 这些相互 矛盾的结果可能是由于品种的差异和环境因素 如CL的持续时间 光照强度 光谱组成以及环境 温度和湿度等 3 因此供光模式的制定应因植物 种类甚至品种而异 在自然环境中 植物暴露在光强和光质频繁变 化的太阳辐射下 这种动态光照可能会成为植物的 应激源 7 受限于传统光源光强和光质的不可控 性 早期研究大多都是在固定的光谱光子通量密度 分布 spectral photon flux density distribution SPD 下 研究光照强度 光谱组成和光周期对植物生长和生 理变化的影响 关于SPD随时间变化的辐照模式影 响的研究较少 LED技术的发展使SPD随时间变 化成为可能 一些研究通过探索新型LED供光模式 来提高植物的生产效率 Hanyu等 8 在生长室中研 究了菠菜生长过程中暗期补光光质和补光时间对 菠菜生长的影响 发现在光照开始前 蓝光对菠菜 生长有着更强的促进作用 Jishi等 9 测定了LED 红蓝光交错照射对生菜生长的影响 发现日累积光 照量 daily light integral DLI 相同的条件下 随着 单色蓝光照射时间的增加 生菜叶片变长 产量增 加 Lanoue等 10 发现 红蓝光交替连续光照可以削 减连续光照对番茄的伤害 研究表明 红蓝光交替 照射可显著增加生菜产量 并且蓝光对蛋白质和抗 坏血酸合成有促进作用 11 13 本研究以常规光周期 16 h 8 h 为对照 设置 了SPD恒定不变的CL处理 以及4个SPD在24 h 周期内发生规律性变化的CL处理 通过分析光环 境对紫叶生菜生长和抗氧化系统的影响 研究新 型供光模式能否提高植物对CL的耐受能力 从而 减少CL对植物的伤害 本研究旨在为植物光配 方的研究探索新的思路 促进新型LED供光模式 在植物工厂中的应用 1 材料与方法 1 1 试验材料及栽培环境 试验选取 紫珊 生菜为试验材料 在中国农 业科学院农业环境与可持续发展研究所试验用人 工光植物工厂中以水培方式进行栽培 植物工厂 内温度 23 3 相对湿度40 50 CO 2 水平 同外界大气 育苗时首先将生菜种子播种于用蒸馏水浸湿 的海绵块 2 5 cm 2 5 cm 2 5 cm 中 并置于黑暗 环境至种子发芽 然后将发芽的种子转移至白光 LED灯 200 mol m 2 s 1 16 h 8 h 下进行培育 每2 d向育苗盘中补充1次营养液 育苗15 d后将 生菜苗移栽至装有10 L营养液的水培槽 50 cm 50 cm 5 cm 中 每个栽培槽中种植生菜13株 种植期间每10 d更换1次营养液 营养液配方 mmol L 1 0 75 K 2 SO 4 0 5 KH 2 PO 4 0 1 KCl 0 65 MgSO 4 7H 2 O 1 0 10 3 H 3 BO 3 1 0 10 3 MnSO 4 H 2 O 1 0 10 4 CuSO 4 5H 2 O 1 0 10 3 ZnSO 4 7H 2 O 0 1 EDTA Fe 5 10 6 NH 4 6 Mo 7 O 24 4H 2 O和3 0 Ca NO 3 2 4H 2 O 78 4 期 邵明杰等 连续光照条件下LED红蓝光供光模式对紫叶生菜生长和品质的影响 pH 6 3 电导率 electrical conductivity EC 1 3 mS cm 1 幼苗定植后选用红光波峰为 655 nm 蓝光波峰为456 nm的红蓝组合LED光源 50 cm 50 cm 进行光照处理 1 2 光照处理及取样 幼苗定植后在统一的光照条件下适应7 d后 进行不同的光照处理 适应期间光照参数为 200 mol m 2 s 1 16 h 8 h 4R 1B 适应7 d后 以同一个水培槽的生菜为1组进行不同的光处 理 试验设置2个SPD恒定的4R 1B常规光照处理 组 其中1组维持适应期的光周期 RB 16 h 8 h 另1组在第7天暗期结束时开始进行CL RB 24 h 0 h 处理 另外设置4个24 h光期内SPD发 生规律性变化的CL处理 其中2个交错光照处 理 24 h周期内分别以蓝光 红蓝光 4R 1B 红光 的顺序交替照射1次和2次 分别记作S1和S2 2个交替光照处理 24 h周期内蓝光和红光分别交 替照射1次和2次 分别记为A1和A2 6个处理的 光照处理详见表1 光强均为200 mol m 2 s 1 1个 周期内5个连续光照处理间的红蓝光量子数相同 在光照处理后的第14天RB处理光期结束时 21 00 取样 每个处理随机取8株生菜 其中 4株取中间的4 5片完全展开的叶片 剪去主叶 脉迅速用液氮冻实后碾碎摇匀并保存在 80 的 超低温冰箱中用于生理指标的测定 另外4株用 于生长参数的测定 1 3 生长参数测定 将生菜从茎基部剪开 用分析天平分别称取地 上部鲜重 shoot fresh weight SFW 和地下部鲜重 root fresh weight RFW 称重后将生菜地上部主 叶脉剪去 分别采用Li 3100C叶面积仪和分析天平 测定叶面积 leaf area LA 和叶鲜重 fresh leaves weight FLW 通过叶鲜重和叶面积的比值计算比 叶重 specific leaf weight SLW 然后将生菜的叶 片和根部分别用牛皮纸包好放入烘箱 在80 下 烘干至恒重 测定地上部干重 shoot dry weight SDW 和地下部干重 root fresh weight RFW 计算 地上部含水量 shoot water content SWC 1 4 生理指标测定 准确称取0 1 g混匀后的冷冻鲜样于2 mL离 心管中 并使用高通量组织研磨器在低温的条件 下使用液氮将管内样品磨至粉末状待测 可溶性糖 soluble sugar SS 含量测定采用苯 酚 硫酸法 14 淀粉含量测定采用酸水解法 15 硝 酸盐含量参考Cataldo等 16 的方法测定 花青素含 量采用pH示差法 17 测定 类黄酮和总酚 total phenol TP 含量根据Khanam等 18 的方法进行 测定 抗坏血酸 ascorbic acid AsA 含量参考 Sp nola等 19 的方法进行测定 苯丙氨酸解氨酶 phenylalanine ammonia lyase PAL 活性根据 表1 光照处理 Table 1 Experimental design of light 处理 Treatment RB RB S1 S2 A1 A2 处理时间 Treat time 1 5 暗期 Dark 6 h 红蓝比4 1 Red and blue ratio 4 1 24 h 蓝光 Blue 3 h 蓝光 Blue 1 5 h 蓝光 Blue 4 8 h 蓝光 Blue 2 4 h 2 4 红蓝比4 1 Red and blue ratio 4 1 4 5 h 3 0 红光 Blue 9 6 h 4 8 红蓝比4 1 Red and blue ratio 4 1 9 h 6 0 红光 Red 19 2 h 11 0 红蓝比4 1 Red and blue ratio 4 1 16 h 红光 Red 6 h 12 0 蓝光 Blue 1 5 h 蓝光 Blue 2 4 h 13 5 红光 Red 12 h 14 4 红蓝比4 1 Red and blue ratio 4 1 4 5 h 18 红光 Red 9 6 h 22 红光 Red 6 h 24 暗期 Dark 2 h 注 括号中为处理时长 Note The processing duration is in parentheses 79 中国农业科技导报 25 卷 Koukol等 20 的方法测定 丙二醛 malondialdehyde MDA 含量采用Hodges等 21 的方法测定 超氧化物 歧化酶 superoxide dismutase SOD 过氧化氢酶 catalase CAT 和过氧化物酶 peroxidase POD 活 性及过氧化氢 H 2 O 2 和超氧阴离子 O 2 含量均使 用试剂盒 索莱宝 北京 测定 1 5 数据处理 采用SPSS 23软件进行数据的统计和分析 使用Graphpad prism软件进行数据绘图 2 结果与分析 2 1 CL条件下红蓝光供光模式对生菜生长及营 养品质的影响 与常规光照 RB 相比 5个红蓝光CL处理均 显著提高了生菜的地上部干重 表2 增幅为 24 65 其中交替光处理 A1和A2 下生菜地 上部干重最高 且显著高于其他处理 5个CL处 理的生菜地上部和地下部鲜重无显著差异 S1 A1和A2处理的生菜地上部鲜重 地下部干重较 RB处理显著提高 其中地上部鲜重的增幅分别为 38 34 和45 RB S1 A1和A2处理下生菜 地下部鲜重较RB处理显著提高43 50 与 RB和RB 处理相比 S1 A1和A2处理下生菜叶 面积显著增加26 39 RB 处理生菜的比叶 重显著大于其他处理 由此可见 CL条件下非连 续红蓝光照射通过生菜生物量的分配影响叶面 积 进而影响生菜冠层的光截获对生菜生物量的 积累起作用 CL对生菜地上部干物质的积累有 显著的促进作用 其中红蓝光交替处理 A1和 A2 和红蓝光交错1次照射处理 S1 对增加生菜 产量的效果更显著 A2处理下生菜地上部干 鲜 重和叶面积均最大 A1和A2处理显著降低了生 菜地上部的含水量 S1处理下生菜可溶性糖含量最高 且显著高 于其他处理 较RB和RB 处理分别提高18 和 14 其他处理间可溶性糖含量无显著差异 图1 与常规光照 RB 相比 CL处理下淀粉含 量均显著提高 与RB 处理相比 交替和交错光处 理下淀粉含量显著提高10 21 图1 与RB 处理相比 常规CL处理 RB 对硝酸盐含量无显 著影响 图1 交替和交错光处理下硝酸盐含量 显著提高 其中S1处理较S2处理叶片中硝酸盐含 量显著提高39 A1处理较A2处理显著提高 30 由此可见红蓝光照射模式及其交错照射 交替照射次数均显著影响叶片中硝酸盐的累积 2 2 连续光照条件下红蓝光供光模式对生菜抗 氧化物质及其相关酶活性的影响 与RB处理相比 常规CL处理 RB 下生菜 花青素含量显著增加42 图2 与RB 处理 相比 交替和交错光处理下叶片中花青素含量 显著增加75 129 RB和RB 处理下类黄酮 和总酚含量差异不显著 图2 CL处理间类黄酮 含量差异不显著 但S1 S2和A1处理下类黄酮含 量显著高于RB处理 交替和交错光照处理下总 酚含量较RB 处理显著提高9 13 RB和RB 处理间生菜叶片中PAL活性差异 不显著 图3 与RB 处理相比 交替和交错光 表2 不同处理模式下生菜的生长 Table 2 Growth of lettuce under different treatments 处理 Treatment RB RB S1 S2 A1 A2 地上部鲜重 SFW g 25 77 2 65 b 31 16 1 62 ab 35 45 4 64 a 31 70 4 08 ab 34 43 3 45 a 37 38 3 66 a 地上部干重 SDW g 2 33 0 24 c 2 89 0 10 b 3 13 0 29 b 3 00 0 25 b 3 82 0 31 a 3 85 0 37 a 地下部鲜重 RFW g 4 76 0 79 b 6 84 0 61 a 7 14 1 19 a 6 25 1 15 ab 7 06 0 87 a 6 83 1 33 a 地下部干重 RDW g 0 36 0 05 c 0 44 0 04 bc 0 50 0 06 ab 0 47 0 06 abc 0 54 0 06 ab 0 57 0 10 a 叶面积 LA cm 2 720 71 83 26 b 758 11 29 00 b 956 25 116 83 a 836 50 144 87 ab 971 37 88 88 a 1 002 04 91 49 a 比叶重 SLW g dm 2 3 58 0 07 b 4 11 0 18 a 3 70 0 06 b 3 82 0 23 b 3 54 0 15 b 3 73 0 11 b 地上部含水量 SWC 90 95 0 27 a 90 72 0 29 a 91 11 0 52 a 90 47 0 76 ab 88 87 0 38 c 89 69 0 41 b 注 同列不同小写字母表示不同处理间在P 0 05水平差异显著 Note Different lowercase letters in same column indicate significant differences between different treatments at P 0 05 level 80 4 期 邵明杰等 连续光照条件下LED红蓝光供光模式对紫叶生菜生长和品质的影响 处理下生菜叶片中PAL活性显著提高28 95 其中 A1处理下生菜叶片中PAL酶活性最 高 且显著高于其他处理 由图4可知 与常规光照RB处理相比 CL处 理下生菜抗坏血酸含量显著增加 其中 RB 处理 下抗坏血酸含量较RB处理显著增加20 S2处 理下抗坏血酸含量显著高于其他处理 且比S1处 理显著增加12 A2处理下抗坏血酸含量与A1 相比显著增加6 由此可见 CL条件下红蓝光 交替和交错照射可在一定程度上增加生菜叶片中 抗氧化物质含量 2 3 连续光照条件下红蓝光供光模式对生菜抗 氧化酶活性的影响 CL处理下生菜叶片中POD和SOD活性均显 著高于RB处理 交替和交错光处理下生菜CAT 酶活性均显著高于RB 处理 图5 与RB处理 相比 RB 处理下POD和SOD活性分别显著提高 37 和16 CAT活性显著降低52 S1处理下 POD活性最高 且显著高于其他处理 A1处理次 之 显著高于其他4个处理 S1 S2和A1处理下 CAT活性显著高于其他处理 S2和A1处理下 SOD酶活性显著高于RB RB 和S1处理 注 不同小写字母表示不同处理间在P 0 05水平差异显著 Note Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P 0 05 level 图1 不同处理模式下生菜的可溶性糖 淀粉和硝酸盐含量 Fig 1 SS starch and nitrate contents of lettuce under different treatments 注 不同小写字母表示不同处理间在P 0 05水平差异显著 Note Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P 0 05 level 图2 不同处理模式下生菜的花青素 类黄酮和总酚含量 Fig 2 Anthocyanin flavonoids and TP contents of lettuce under different treatments 81 中国农业科技导报 25 卷 2 4 连续光照条件下红蓝光供光模式对生菜活 性氧和MDA含量的影响 交替和交错光处理间生菜H 2 O 2 含量和O 2 含 量差异不显著 但均显著高于RB和RB 处理 RB 和RB 处理之间H 2 O 2 含量差异不显著 图6 与 RB 处理相比 交替和交错光处理下H 2 O 2 含量显 著提高38 48 RB 处理下O 2 含量较RB处 理显著提高81 与RB 处理相比 交替和交错 光处理下O 2 含量显著提高56 58 由此可 见 连续光照条件下红蓝光交替和交错照射可显 著增加生菜叶片中活性氧含量的积累 由图7可知 RB 处理下生菜叶片中MDA含量 较RB处理显著增加105 与RB 处理相比 交替和 交错光处理下MDA含量显著增加50 97 交替 光处理 A1和A2 下MDA含量显著高于S1处理 3 讨论 CL是一种促进植物生长和营养品质积累的 潜在途径 它能增加光合作用的持续时间和DLI 研究表明 延长光周期比增加光照强度更能有效 地提高植物的生物量 在相同的DLI条件下 与 短光周期的强光照射相比 长光周期的弱光照射 更有利于生菜 22 23 萝卜 24 玫瑰 25 等植物生物量 的积累 本研究表明 不改变光强的条件下延长 光照时间可有效促进生菜地上部干物质量的累 积 这可能得益于生菜比叶重的增加 和常规光 注 不同小写字母表示不同处理间在P 0 05水平差异显著 Note Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P 0 05 level 图3 不同处理模式下生菜的PAL活性 Fig 3 PAL activity of lettuce under different treatments 注 不同小写字母表示不同处理间在P 0 05水平差异显著 Note Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P 0 05 level 图4 不同处理模式下生菜的AsA含量 Fig 4 AsA content of lettuce under different treatments 注 不同小写字母表示不同处理间在P 0 05水平差异显著 Note Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P 0 05 level 图5 不同处理模式下生菜的抗氧化酶活性 Fig 5 Antioxidant enzymes activities of lettuce under different treatments 82 4 期 邵明杰等 连续光照条件下LED红蓝光供光模式对紫叶生菜生长和品质的影响 照相比 交替光处理对生菜地上部生物量的促进 作用最为显著 同时交替光处理下生菜叶面积显 著增加 地上部含水量显著降低 研究表明 黑暗 期对植物气孔发育起重要作用 因此CL可能会降 低植物的保水能力 26 气孔在光照下开放 在黑 暗中关闭 以此来调节植物的气体交换和水分损 失 单色蓝光可通过激活保卫细胞的渗透势诱导 气孔开放 27 28 Hanyu等 8 研究表明 在明期开始 前进行30 min的单色蓝光照射处理可有效增加菠 菜的气孔孔径 促进植株生长 这可能也是交替光 照射促进植物生长的原因 在本研究中 交错光 照射虽然促进了生菜地上部生物量的增加 但是 对其含水量无显著影响 这可能是因为不同植物 种类对单色蓝光照射调节气孔开放的敏感度存在 差别 Jishi等 9 研究表明 长时间 约7 h 的单色 红光和单色蓝光照射可以促进植物叶片伸展 从 而提高植株的光截获能力促进植物生长 与本研 究结果一致 在植物碳氮代谢的复杂过程中 光环境起着 决定性的作用 光能被绿色植物叶片吸收后 通 过光系统 和光系统 中的一系列能量转换和电 子传递过程转化为化学能 并储存在ATP和 NADPH中用于碳固定和氮还原 29 植物中的碳 水化合物可以刺激硝酸还原酶基因的表达 从而 加速硝酸盐代谢 30 在弱光条件下 光合产物的 减少将导致大量硝酸盐作为渗透调节物质进入植 物叶片 进一步加剧硝酸盐在植物中的积累 31 Zhou等 32 研究表明 采收前的短期CL可以有效降 低生菜硝酸盐含量 提高可溶性糖含量 然而本 研究表明 红蓝光交错和交替照射并未降低生菜 碳水化合物含量 却显著增加了生菜叶片中硝酸 盐含量 有研究发现 在红光和蓝光的共同作用 下 植物光合产物显著增加 硝酸盐含量显著降 低 33 红光可以提高植物叶片中硝酸还原酶活 性 加速植物的硝酸盐代谢 促进无机氮向有机氮 的转化 34 红蓝光交错和交替照射处理下生菜硝 酸盐含量增加可能是因为红光照射时间的减少 增加交替光或交错光照射频率可有效减少硝酸盐 的累积 这也可能是得益于红光对硝酸还原酶的 调控作用 CL和长时间的单色光照射都可能成为植物 的应激源 使植株产生更多的活性氧 29 35 在本研 究中 与SPD恒定的RB和RB 处理相比 红蓝光 交错和交替照射处理均显著提高了生菜叶片中 H 2 O 2 O 2 和MDA含量 而与RB处理相比 RB 也 注 不同小写字母表示不同处理间在P 0 05水平差异显著 Note Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P 0 05 level 图6 不同处理模式下生菜的H 2 O 2 和O 2 含量 Fig 6 H 2 O 2 and O 2 contents of lettuce under differen treatmentst 注 不同小写字母表示不同处理间在P 0 05水平差异显著 Note Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at P 0 05 level 图7 不同处理模式下生菜的MDA含量 Fig 7 MDA content of lettuce under different treatments 83 中国农业科技导报 25 卷 显著提高了生菜叶片中O 2 和MDA含量 这表明 红蓝光交错和交替照射的连续光照处理下生菜活 性氧含量的增加不仅与连续光照的时间有关 还 和其SPD的变化有关 另外 本研究中CL处理均 显著降低了生菜的F v F m 但其值均未低于0 8 说 明连续光照处理下生菜叶片中活性氧的产生过程 和清除过程处于动态平衡 植株未遭受到光氧化 胁迫 抗氧化酶系统是植物体内清除活性氧的第一 道防线 在本研究中活性氧含量对生菜抗氧化酶 活性有明显的调控作用 CL处理均显著提高了 生菜叶片POD和SOD活性 但是RB 处理显著降 低了生菜CAT活性 这可能是因为RB 处理下生 菜H 2 O 2 含量未出现明显累积 CL处理在一定程 度上提高了生菜叶片中花青素和类黄酮含量 尤 其是红蓝光交错和交替照射的CL处理对花青素 含量的提高作用更加显著 红蓝光交错和交替照 射的CL处理下生菜总酚含量较RB 处理显著提 高 但是与RB处理相比无显著性变化 这可能和 PAL活性有关 其中 A1处理下生菜酚类物质含 量最高 PAL活性也最高 另外 连续光照处理对 生菜抗坏血酸含量的提高同样有显著的促进作 用 活性氧含量的提高促进了生菜抗氧化物质的 累积 本研究表明 不改变光强 200 mol m 2 s 1 的条件下延长光照时间可有效促进生菜地上部干 物质量的累积 其中交替光处理对促进生菜地上 部生物量的效果最佳 相比于CL 交错和交替光 处理下由于红光照射时间缩 短硝酸盐含量显著 增加 但交替照射促进了淀粉 抗坏血酸和抗氧 化物质的积累 提高了抗氧化酶的活性和H 2 O 2 O 2 的含量 综上所述 在环境可控的人工光植物 工厂内 光强为200 mol m 2 s 1 时红蓝光交替连 续照射有助于获得高产优质的生菜产品 参 考 文 献 1 KOZAI T Resource use efficiency of closed plant production system with artificial light concept estimation and application to plant factory J Proc Jpn Acad 2013 89 10 447 461 2 HU M C CHEN Y H HUANG L C A sustainable vegetable supply chain using plant factories in Taiwanese markets a Nash Cournot model J Int J Proud Econ 2014 152 49 56 3 VELEZ RAMIREZ A I IEPEREN W V VREUGDENHIL D et al Plants under continuous light J Trends Plant Sci 2011 16 6 310 318 4 ZHA L Y ZHANG Y B LIU W K Dynamic responses of ascorbate pool and metabolism in lettuce to long term continuous light provided by red and blue LEDs J Environ Exp Bot 2019 163 15 23 5 MATSUDA R OZAWA N FUJIWARA K Leaf photosynthesis plant growth and carbohydrate accumulation of tomato under different photoperiods and diurnal temperature differences J Sci Hortic 2014 170 150 158 6 HAQUE M S DE S A SOARES C et al Temperature variation under continuous light restores tomato leaf photosynthesis and maintains the diurnal pattern in stomatal conductance J OL Front Plant Sci 2017 8 1602 2021 10 05 https doi org 10 3389 fpls 2017 01602 7 TKALEC M DOBO M BABI M et al The acclimation of carnivorous round leaved sundew Drosera rotundifolia L to solar radiation J OL Acta Physiol Plantarum 2015 37 4 78 2021 10 05 https doi org 10 1007 511738 015 1827 6 8 HANYU H SHOJI K Acceleration of growth in spinach by short te