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中国农学通报 ChineseAgriculturalScienceBulletin 中国农学通报 2024 40 34 70 76 ChineseAgriculturalScienceBulletin 基金 项目 财政 部和 农业 农村 部国 家现 代农 业产 业技 术体 系资 助 国家 特色 蔬菜 产业 技术 体系 土肥 水管 理 CARS 24 B 02 北京 市农 林科 学院 青年 科 研 基 金 资 助 项 目 基 于 设 施 环 境 控 制 的 生 菜 干 烧 心 防 治 关 键 技 术 及 其 机 制 QNJJ202248 北 京 市 农 林 科 学 院 蔬 菜 研 究 中 心 改 革 与 发 展 项 目 主 要蔬菜品质调控的分子机制与提质增效关键技术研发 KYCX202306 北京市农林科学院科技创新能力建设专项 智慧温室蔬菜轻简高效栽培关键 技术研究与集成示范 KJCX20210402 第一作者简介 李伟 男 1995 年出生 河北承德人 硕士研究生 主要研究设施园艺与无土栽培 通 信 作 者 武 占 会 男 1971 年 出 生 河 北 保 定 人 研 究 员 博 士 主 要 从 事 设 施 蔬 菜 栽 培 生 理 与 品 质 调 控 技 术 研 究 通 信 地 址 100097 北 京 市 海 淀 区 彰 化 路50 号 Tel 010 51503553 E mail wuzhanhui nercv org 佟 静 女 1986 年 出 生 安 徽 亳 州 人 助 理 研 究 员 博 士 主 要 从 事 设 施 蔬 菜 栽 培 与 生 理研究 通信地址 100097 北京市海淀区彰化路50 号 Tel 010 05513081 E mail tongjing nercv org 收稿日期 2022 11 15 修回日期 2024 09 06 红蓝光配比对韭菜生长及风味品质的影响 李 伟 1 2 佟 静 1 王丽萍 2 刘 宁 1 王宝驹 1 季延海 1 武占会 3 1 北京农林科学院蔬菜研究所 农业农村部华北都市农业重点实验室 北京100097 2 河北工程大学园林与生态工程学院 河北邯郸056038 3 国家蔬菜工程技术研究中心 北京100097 摘 要 为筛选适宜韭菜生长的红蓝 光配比 在人工光植物工厂水培的 条件下 以 791 韭菜为试材 以白 光 处 理 T1 为 对 照 设 置1 1 T2 3 1 T3 5 1 T4 7 1 T5 和9 1 T6 5 种 红 蓝 光 配 比 处 理 R B 研 究 不 同 红 蓝 光 配 比 对 韭 菜 生 长 指 标 生 理 指 标 和 风 味 品 质 的 影 响 结 果 表 明 T2 T4 处 理 对 韭 菜 生 长 指 标 影 响 不 显 著 但 显 著 提 高 了 产 量 T4 T5 T6 处 理 产 量 较T1 增 幅 达 到38 10 41 26 57 19 T6 处 理 显 著 提 升 了 韭 菜 叶 绿 素 荧 光 参 数 Fv Fm Fv Fo 总 酚 类 黄 酮 维 生 素 含 量 大 幅 下 降 降 幅 分 别 为32 43 31 18 55 68 风 味 分 析 表 明 红 光 占 比 增 加 促 进 了 特 定 风 味 物 质 如 氮 氧 化 物 W5S 醇 类 和 醛 酮 类 化 合 物 W2S 和 S 烃 基 半 胱 氨 酸 亚 砜 CSO 的 生 成 甲 基 类 化 合 物 W1S 含 量 相 应 减 少 T6 处 理 中 高 红 光比例的增加在促进生长 产量和特定风味物质积累的 同时 降低了营养价值和光合色素 含量 综合分 析产量 营养品质与风味因素 在韭菜在栽培生产中 推荐使用红蓝光配比范围为R B 5 7 1 关键词 水培韭菜 光质配比 风味品质 叶绿素荧光参数 生长指标 生理指标 中图分类号 S633 3 文献标识码 A 论文编号 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 为 百 合 科 葱 属 多 年 生 草 本 宿 根 植 物 是 中 国 的 特 色 蔬 菜 之 一 国 内 的 韭 菜 品 种 资 源 丰 富 按 照 可 食 用 器 官 不 同 分 为 根 韭 叶 韭 花 韭 和 叶 花 兼 用 韭 韭 菜 可 以 在 中 国 南 方 地 区 常 年 栽 培 这是因为韭菜具有较强的适应性 抗寒耐热 北方冬季 地上部枯死 地下部进入休眠 春季气温升高后可以继 续萌发生长 人工光植物工厂是通过计算机操作对植物生长环 境 中 的 重 要 环 境 因 子 进 行 控 制 不 受 自 然 条 件 制 约 的 一 种 封 闭 的 种 植 环 境 通 过 计 算 机 控 制 空 气 中 的 温 度 湿 度 CO2 浓 度 光 质 光 强 光 周 期 营 养 液 中 养 分 含 量 和 酸 碱 度 以 满 足 植 物 的 生 长 需 要 1 植 物 工 厂 的 建 立 提 高 了 蔬 菜 生 产 效 率 如 在 计 算 机 的 精 准 控 制 下 成功将水稻的生长周期从120d 缩短到60d 2 植 物 的 生 长 周 期 不 仅 受 自 身 内 部 的 调 控 外 界 环 境 的 因 素 也 对 植 株 产 生 影 响 如 外 界 空 气 中 的 气 体 成 分 生 长 环 境 周 围 的 水 质 状 况 外 界 的 温 度 变 化 以 及 光 照 的 时 间 长 短 光 质 的 强 弱 以 及 光 中 不 同 光 质 比 例 都 会 影 响 植 株 的 正 常 生 长 王 加 真 等 3 在 研 究 大 白 茶 叶 时 指 出 43 1 红 光 29 蓝 光 27 9 绿 光 有 利 于 积 累 氨 基 酸 提 高 茶 叶 的 产 量 与 品 质 杨 振 超 等 4 的 试 验 结 果 表 明 辣 椒 幼 苗 在 红 蓝 1 1 和7 1 的2 种 光 配 比 处 理 下 红 蓝 比 为1 1 更 能 提 高 辣 椒 的 光 合 性 能 孙 士 景 等 5 的 研 究 结 果 表 明 半 结 球 生 菜 在 红 蓝 4 1 的 光 照 下 生 长 得 更 好 红 蓝 3 1 的 处 理 更 利 于 散 叶 生 菜 的 生 长 周 福 君 等 6 研 究 不 同 光 质 对 韭 菜 各 茬 的 品 质 影 响 结 果 表 明 红 蓝 3 1 提 高 了 韭 菜 的 维 生 素C 含 量 和 大 蒜 素 的 含 量 红 蓝 7 1 提 高 了 韭 菜 的 生 长 指 标 和 叶 绿 素 含 量 植 物 进 行 光 合 作 用 的 主 要 色 素 为 叶 绿 素a 和 叶 绿 素b 两 者 吸 收 的 光 的 波 长 不 会 随 着 植 物 的 变 化 而 改 变 叶 绿 素a 和 叶 绿 素b 吸 收 的 波 长 分 别 在 红 光 620 680 nm 和 蓝 光 400 480 nm 的 波 长 范 围 内 所 以 植 物 吸 收 的 光 质 主 要 为 红 光 蓝 光 7 本 研 究 设 定 了5 组 不 同 红 蓝 光 配 比 处 理 以 白 光 为 对 照 研 究 不 同 红 蓝 光 配 比 对 韭 菜 生 长 营 养 品 质 丙 酮 酸 类 黄 酮 以 及 风 味 物 质 的 影 响 旨 在 为 韭 菜 设 施 栽 培 光 环 境 优 化 提 供 科 学 指 导 助 力 韭 菜 产 业 实 现 绿 色 高 效 发 展 1 材料与方法 1 1 试验材料 试 验 于2022 年5 月24 日 开 始 6 月21 日 结 束 供 试 材 料 为 791 韭 菜 播 种 时 间 为2021 年7 月20 日 选 取 株 龄 相 同 整 齐 度 一 致 的 韭 菜 植 株 移 栽 至 北 京 市 农 林 科 学 院 蔬 菜 研 究 所 植 物 工 厂 实 验 室 中 栽 培 方 式 为 水 培 室 内 温 度 20 2 CO2 的 浓 度1680 mol mol 相 对 湿 度 60 5 营 养 液 为 北 京 市 农 林 科 学 院 蔬 菜 研 究 所 研 发 的 专 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 为 通 用 配 方 1 2 试验方法 试 验 共29 d 光 照 处 理 试 验 的 营 养 液 浓 度 统 一 控 制 为 EC 2 5 0 2 mS cm pH 6 0 0 2 光 源 为LED 植 物 生 长 灯 选 用 红 光 R 和 蓝 光 B 2 组 通 路 光 质 的 强 度 和 光 照 时 间 可 以 独 立 设 置 并 用Li 250A 光 量 子 计 进 行 调 节 光 照 强 度 一 共 设 置6 个 光 照 处 理 T1 为 白 光 T2 为R B 1 1 T3 为R B 3 1 T4 为R B 5 1 T5 为 R B 7 1 T6 为R B 9 1 各 处 理 的 光 照 强 度 均 设 置 为 200 mol m 2 s 设置光周期24h 12h 光 12h 暗 1 3 测定指标 1 3 1 生长指标测定 光照处理29d 后采用直尺测量株 高 叶长 叶宽 采用游标卡尺测量假茎粗 并记录叶片 数 每 个 处 理3 次 重 复 韭 菜 的 鲜 重 采 用 电 子 天 平 进 行称重 将韭菜放进烘箱中 105 进行杀青 75 烘干 至 恒 重 干 燥 冷 却 并 测 定 韭 菜 的 干 质 量 每 次 测 定5 株 韭菜 每个处理重复3 次 8 以 收 获 的 一 个 栽 培 盘 0 11505 m 2 的 韭 菜 质 量 为 产量 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 伟 等 红 蓝 光 配 比 对 韭 菜 生 长 及 风 味 品 质 的 影 响 71中国农学通报 产量 单个营养液栽培盘 收获韭菜质 量 栽 培盘面积 1 1 3 2 叶绿素和叶绿素荧光参数测定 采用乙醇浸提比 色 法 测 定 叶 片 叶 绿 素 含 量 9 光 照 处 理29 d 后 取 样 后 迅速 置于 暗处 暗适 应20min 用FluorCam 叶绿 素荧 光 成 像 仪 测 定 光 化 学 淬 灭 系 数 qP 计 算 参 数 包 括PS 最 大 光 化 学 效 率 Fv Fm PS 潜 在 光 化 学 效 率 Fv Fo 实际光化学效率 PS 1 3 3 品质指标测定 光照处理29d 后取样测定生理和 品质指标 用考马斯亮蓝比色法测定可溶性蛋白的含 量 10 根 系 活 力 采 用 氯 化 三 苯 基 四 氮 唑 TTC 方 法 测 定 11 纤 维 素 含 量 测 定 采 用 纤 维 素 CLL 含 量 检 测 试 剂 盒 维 生 素C 含 量 测 定 采 用2 6 二 氯 酚 靛 酚 比 色 法 用 蒽 酮 比 色 法 测 定 可 溶 性 糖 含 量 12 紫 外 分 光 光 度 法 测 定类黄酮和总酚的含量 13 14 韭菜的辛辣程度检测方法 参 照 洋 葱 辛 辣 度 检 测 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 处 理 开 展 的 7d 后 进 行 首 次 酶 促 丙 酮 酸 的 测 定 3d 测 定1 次 共 测 定8 次 1 3 4 风 味 检 测 利 用PEN3 电 子 鼻 进 行 韭 菜 风 味 品 质 的 测 定 选 择5 g 韭 叶 磨 成 匀 浆 后 冲 洗 进50 mL 烧 杯 中 封 口 膜 进 行 封 口 静 置10 min 后 进 行 检 测 采 用 顶 空 吸 空 气 法 进 行 检 测 检 测 传 感 器 的 冲 洗 时 间 为 100 s 归 零 时 间 以 及 样 品 准 备 时 间 为5 s 进 样 流 量 为 300mL min 样 品 的 测 定 时 间 为150s 将 传 感 器 响 应 曲 线 中 第100s 的 平 均 值 作 为 特 征 稳 定 值 用 于 后 续 建 模 1 4 数据处理 数 据 采 用Excel 2010 和SPSS 25 软 件 进 行 数 据 处 理和作图 差异显著性检验采用Duncan 新复极差法 2 结果与分析 2 1 光质配比对水培韭菜生长指标的影响 从 表1 可 知 随 着 红 蓝 光 比 例 中 红 光 的 逐 渐 增 加 韭 菜 的 株 高 叶 长 和 叶 宽 均 呈 现 上 升 趋 势 T1 处 理 株 高 为24 43cm 而T6 组 则 达 到 了31 23cm T1 组 的 叶 长 为19 67cm 而T6 组 则 增 长 至24 93cm 株 高 和 叶 长 较 T1 处 理 分 别 增 加 了27 83 和26 74 2 组 之 间 差 异 显 著 T5 T6 处 理 的 平 均 株 高 显 著 高 于T1 T2 处 理 P 0 05 对 植 物 株 高 的 促 进 作 用 最 为 明 显 T3 和T4 处 理 在 株 高 叶 长 上 也 有 所 增 长 但 增 长 效 果 不 及T5 T6 处 理 随着红光比例的增加 植株株高 叶长和叶宽在红 蓝 比3 1 9 1 之 间 差 异 不 显 著 假 茎 粗 和 叶 片 数 随 着 红 蓝 光 中 红 光 比 例 的 增 加 呈 现 出 先 上 升 后 下 降 的 趋 势 并 在T5 处 理 达 到 最 大 值 16 45 mm 13 00 片 T5 处 理显著高于其他处理 韭菜产量随着红蓝光配比中红 光 比 例 的 逐 渐 增 加 呈 现 出 上 升 的 趋 势 并 在T6 处 达 到 最 大 值 1 98 kg m 2 T4 T5 和T6 的 产 量 与 对 照 相 比 分别增加38 10 41 26 和57 19 从 图1 可 知 随 着 光 配 方 中 红 光 比 例 的 不 断 增 加 地 上 部 鲜 重 逐 渐 增 加 均 显 著 高 于 对 照 白 光 处 理 地 下 部 鲜 重 随 着 红 光 比 例 的 增 加 呈 现 出 先 上 升 后 下 降 地 下 鲜 重 在T2 T6 处 理 表 现 出 一 定 的 波 动 性 T4 T5 显 著 高 于 对 照 处 理 随 着 红 光 在 比 例 中 的 不 断 增 加 地 上 部 干 重 呈 现 先 升 高 后 降 低 趋 势 5 个 红 光 配 比 处 理 均 显 著 高 于 白 光 处 理 地 下 干 重 在T2 T6 处 理 表 现 出 一 定 的 波 动 性 T2 T5 处 理 在 地 上 干 重 显 著 高 于 对 照 和 T6 处理 综 上 随 着 红 光 比 例 提 升 5 个 红 蓝 光 处 理 的 地 上 部鲜重及干重 均显著优于白光对照 地下部鲜重与干 重 随 着 红 光 比 例 增 加 波 动 明 显 T4 T5 时 鲜 重 较 高 而 T2 T5 干 重 显 著 高 于 对 照 T6 处 理 表 明 红 光 对 植 物 生 长具复杂调控作用 2 2 光质配比对水培韭菜叶片叶绿素荧光参数的影响 叶绿素荧光表现在植物叶绿体的能量得失过程中 产生 利用叶绿素荧光成像仪可无损 准确获取植物生 理 信 息 Fv Fm 表 示 最 大 光 化 学 量 子 产 量 Fv Fo 常 被 用 来 衡 量 植 株 叶 片 中 的PS 原 初 光 能 转 化 效 率 以 及 潜 在 的 活 性 PS 常 被 用 来 衡 量 叶 片 中 光 合 电 子 传 递 速 度 qP 是 光 化 学 淬 灭 系 数 反 映 了PS 中 原 初 电 表 1 光质配比对韭菜生长指标的影响 注 同列数据后不同小写字母表示差异显著 P 0 05 下同 处理 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 叶长 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 叶宽 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 假茎粗 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 叶片数 8 67 0 33d 9 67 0 33bc 10 00 0 00c 10 33 0 33bc 13 00 0 00a 0 67 0 33b 产量 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 还 原 状 态 qP 的 值 越 大 PS 中 的 电 子 传 递 活 性 越 大 由 表2 可 知 随 着 红 光 比 例 的 不 断 增 加 Fv Fm Fv Fo 逐 渐 升 高 并 在T6 处 理 达 到 最 大 较 对 照T1 处 理 分 别 提 高 了4 14 20 93 qP 在 对 照 处 理 时 呈 现 最 大 值 0 984 随 着 红 光 的 增 加 5 个 红 蓝 光 配 比 均 低 于 对 照 处 理 说 明 红 光 的 增 加 能 降 低 光 化 学 淬 灭 系 数 红 蓝 光 比 例 的 变 化 对 PS 影 响 不 大 但 与 白 光 处 理 相比差异不显著 2 3 光质配比对水培韭菜叶绿素含量的影响 从 表3 可 知 在5 个 红 蓝 光 配 比 处 理 中 随 着 红 光 比 例 的 增 加 叶 绿 素a 叶 绿 素b 和 叶 绿 素 总 量 均 呈 现 增 高 趋 势 T4 T5 T6 处 理 与T1 对 照 相 比 差 异 均 不 显 著 叶 绿 素a b 的 含 量 在T4 处 理 达 到 最 大 值 3 102 mg g 说明适量增加红光比例能提高韭菜叶片中叶绿素的含 量 提高韭菜的光合效率 2 4 光质配比对水培韭菜品质指标的影响 由 表4 可 知 随 着 红 光 比 例 的 增 加 韭 菜 中 的 维 生 图 1 光质配比对韭菜重量的影响 处 理 鲜 重 地 上 鲜 重 地 下 鲜 重 处 理 干 重 地 上 干 重 地 下 干 重 处理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 维生素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 总酚 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 光质配比对韭菜营养品质的影响 表 3 光质配比对韭菜叶绿素含量的影响 处理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 叶绿素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 叶绿素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 光质配比对韭菜叶绿素荧光参数的影响 处理 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 伟 等 红 蓝 光 配 比 对 韭 菜 生 长 及 风 味 品 质 的 影 响 73中国农学通报 素C 的 含 量 呈 现 逐 渐 下 降 的 趋 势 T2 处 理 达 到 最 大 值 显 著 高 于 其 他 处 理 T6 处 理 比 对 照 降 低55 68 随 着 红 光 比 例 的 增 加 韭 叶 中 可 溶 性 糖 含 量 呈 现 先 增 加 后 降 低 的 趋 势 在T5 处 理 达 到 最 大 最 大 值 为2 97 显 著高 于其 他处 理 可溶 性蛋 白含 量的 变化 趋势 为T3 T4 T5 T2 T1 T6 随 着 红 光 比 例 的 增 加 韭 菜 叶 片 可 溶 性 蛋 白 的 含 量 增 加 而T6 处 理 中 红 光 比 例 过 高 降 低 了 韭 菜 可 溶 性 蛋 白 含 量 与 白 光 相 比 5 个 红 蓝 光 配 比 处 理 的 总 酚 含 量 均 显 著 低 于 对 照 T6 处 理 比 对 照下降32 43 由 表5 可 知 T2 T5 处 理 类 黄 酮 的 含 量 随 着 红 光 比 例 的 增 加 呈 现 逐 渐 降 低 趋 势 在T6 处 理 达 到 了 最 低 值 含 量 为5 96 mg 100 g 比T1 处 理 下 降 了31 18 根 系 活 力 在T5 处 理 达 到 最 大 值 1008 01 g g h 说 明 在 一 定 范 围 内 增 加 红 光 比 例 可 以 显 著 提 高 韭 菜 根 系活力 纤维素含量随着红光比例的增加呈现先上升 后 下 降 的 趋 势 T5 处 理 含 量 为3 683 比T1 处 理 提 高 了60 6 2 5 光质配比对水培韭菜酶促丙酮酸含量趋势的影响 从 图2 可 以 看 出 在 韭 菜 生 长 的 不 同 时 期 不 同 光 配比处理的韭菜酶促丙酮酸含量都呈先下降后上升再 下 降 的 变 化 趋 势 处 理 间 丙 酮 酸 动 态 变 化 趋 势 相 似 大 体 趋 势 呈 现 出 下 降 的 状 态 22 28d 为 采 收 期 韭 菜 丙酮酸含量呈现下降趋势 丙酮酸含量在不同光质处 理 表 现 为 波 动 变 化 T1 在 处 理21d 时 丙 酮 酸 含 量 达 峰 值 T2 处 理 则 在14d 时 出 现 最 高 值 T3 处 理 则 在 处 理 末 期28 d 达 到 最 高 T4 T5 和T6 处 理 均 在21 d 达 到 丙 酮酸含量的高峰 韭菜前期和中期增加红光比例有助 于 丙 酮 酸 含 量 提 升 采 收 期 时T5 和T6 的 丙 酮 含 量 分 别高于对照 2 6 光质配比对水培韭菜风味成分的影响 红蓝光配比对韭菜的风味物质含量具有重要的影 响 电 子 鼻 的 测 定 结 果 如 图3 所 示 氮 氧 化 物 W5S 甲 基 类 W1S 硫 化 合 物 W1W 芳 烃 化 合 物 和 硫 的 有 机 化 合 物 W2W 等 风 味 物 质 在 特 定 配 比 下 表 现 出 较 高 的 相 对 电 导 率 值 表 明 韭 菜 的 特 征 风 味 主 要 受 W5S W1S W1W W2W 醇 类 和 醛 酮 类 W2S 等 物 质 的影响 红光比例的增加提高了W5S 和W2S 的含量 降低了W1S 含量 图 3 电子鼻对不同光配比处理韭菜的信号响应 苯 类 氮 氧 化 合 物 芳 香 成 分 铵 类 氢 化 物 对 烷 烃 芳 香 甲 基 类 硫 化 物 醇 类 醛 酮 类 有 机 硫 化 物 长 链 烷 烃 电 子 鼻 相 对 电 导 率 表 5 光质配比对韭菜类黄酮 根系活力和纤维素的影响 处理 T1 T2 T3 T4 T5 T6 类黄酮 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 纤维素 2 293 0 033e 2 353 0 039de 2 504 0 088d 2 754 0 041c 3 683 0 040a 3 105 0 054b 图 2 酶促丙酮酸趋势图 处 理 天 数 酶 促 丙 酮 酸 含 量 743 结论 本试验通过封闭循环水的供液方式进行韭菜的无 土栽培 对水培韭菜进行不同红蓝光配比处理 光强控 制 在200 mol m 2 s 与 对 照 组 相 比 显 著 增 加 了 韭 菜 的 产量 品质与风味物质的含量 降低了类黄酮与总酚含 量 本 试 验 设 置 的 组 合 光 处 理T4 R B 5 1 和T5 R B 7 1 各 项 指 标 的 表 现 综 合 效 果 最 好 该 研 究 可 为 光 控 技 术 提 升 水 培 韭 菜 工 厂 化 生 产 提 供 一 定 的 理 论 基 础 是 通 过 精 准 定 量 光 学 控 制 手 段 提 高 园 艺 生 产 效 益 的 有 效 途 径 4 讨论 4 1 光质配比对韭菜生长指标的影响 光质是植物在整个生长过程中必不可少的因素之 一 影 响 着 植 物 的 整 个 生 命 活 动 16 本 研 究 表 明 随 着 红 光 配 比 不 断 增 加 韭 菜 的 株 高 叶 长 产 量 呈 现 上 升 趋 势 增 加 了 韭 菜 的 生 物 量 这 与 高 勇 等 17 孙 士 景 等 5 在紫叶生菜和绿叶生菜上的研究结果一致 韭菜的茎 粗 呈 现 先 上 升 后 下 降 的 趋 势 与 赵 欣 钰 等 18 在 水 芹 上 的研究结果一致 说明增大红光比例能促进韭菜的生 长 和 增 产 本 研 究 发 现 T5 T6 处 理 条 件 对 植 物 的 生 长 具 有 显 著 的 促 进 作 用 具 体 表 现 为 株 高 和 叶 长 的 显 著 增 加 虽 然T3 T4 组 在 株 高 和 叶 长 上 也 有 所 增 长 但 效 果 不 及T5 T6 组 显 著 红 光 比 例 适 度 增 加 促 进 了 植 物 地上部的生长 表现为鲜重和干重的增加 这可能与红 光增强光合作用和植物代谢活动有关 4 2 光质配比对韭菜叶绿素荧光的影响 本 试 验 中 Fv Fm Fv Fo 随 着 红 光 比 例 的 不 断 增 加 呈 现 出 上 升 的 趋 势 说 明 红 光 提 高 了 韭 菜 叶 片 中 的PS 反 应 中 心 的 活 性 以 及PS 中 原 初 光 能 转 化 效 率 以 及 潜 在 的 活 性 qP 随 着 红 光 比 例 的 增 加 逐 渐 降 低 说 明 红 光 降 低 了 光 化 学 淬 灭 系 数 PS 中 的 电 子 传 递 活 性 PS 常 被 用 来 衡 量 叶 片 中 光 合 电 子 传 递 快 慢 本 试 验 中 PS 与 红 光 增 加 呈 现 相 反 的 趋 势 说 明红光的增加明显抑制了韭菜叶片中的实际光化学效 率 这与郭芳等 19 在红树莓组培苗上的研究结果一致 4 3 光质配比对韭菜品质及风味的影响 光质的配比不仅能影响韭菜株高 叶长 叶宽等一 系 列 生 长 指 标 还 影 响 了 韭 菜 的 营 养 品 质 指 标 韭 菜 的 维 生 素C 含 量 随 着 红 光 比 例 的 增 加 呈 现 先 上 升 后 下 降 的 趋 势 说 明 蓝 光 可 以 促 进 韭 菜 植 株 中 维 生 素C 含 量 的 增 加 高 比 例 红 光 反 而 抑 制 了 韭 菜 中 维 生 素C 含 量 的 合 成 可 溶 性 糖 和 可 溶 性 蛋 白 含 量 波 动 趋 势 相 同 与对照白光相比 适量的增加红光能促进可溶性糖 和 可 溶 性 蛋 白 的 合 成 过 量 的 红 光 抑 制 了 两 者 的 合 成 20 22 总酚和类黄酮含量的变化趋势相同 说明总酚 和 类 黄 酮 受 到 红 光 的 影 响 红 光 抑 制 了 韭 菜 植 株 体 内 类 黄 酮 和 总 酚 的 合 成 23 根 系 活 力 随 着 红 光 的 增 加 逐 渐 升 高 说 明 红 光 比 例 大 的 红 蓝 混 合 光 有 利 于 根 系 活 力的提高 增加了根系吸收营养成分的能力 同时增加 了地上部干重 促进了地上部干物质的积累 这与前人 在 番 茄 幼 苗 上 的 研 究 结 果 一 致 24 韭 菜 口 感 受 到 纤 维 素 含 量 的 影 响 纤 维 素 含 量 低 韭 菜 口 感 细 嫩 纤 维 素 含 量 高 可 以 促 进 肠 道 的 蠕 动 但 是 会 直 接 影 响 口 感 本 研 究 中 韭 菜 纤 维 素 含 量 的 变 化 与