LED燈補(bǔ)光對(duì)溫室甜椒產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

張子鵬，溫健新，黃愛(ài)政，馮錦乾

(廣東省江門市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣東江門 529060)

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LED燈補(bǔ)光對(duì)溫室甜椒產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

張子鵬，溫健新，黃愛(ài)政，馮錦乾

(廣東省江門市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，廣東江門 529060)

[目的]探明LED光源對(duì)溫室甜椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。[方法]以甜椒為試驗(yàn)材料，在其不同生育階段對(duì)其進(jìn)行LED燈補(bǔ)光，觀察其產(chǎn)量及品質(zhì)變化。[結(jié)果]與對(duì)照相比，3個(gè)補(bǔ)光處理均可大幅提高甜椒的單果質(zhì)量、商品率、產(chǎn)量，同時(shí)還可提高甜椒維生素C含量、降低其硝酸鹽含量。[結(jié)論] LED燈補(bǔ)光有利于甜椒產(chǎn)量提高和品質(zhì)改善，以從苗期開(kāi)始補(bǔ)光效果最好。

LED；補(bǔ)光；甜椒；產(chǎn)量；品質(zhì)

光是溫室作物進(jìn)行光合作用、形成溫室內(nèi)溫度與濕度條件的能源。華南地區(qū)冬、春季節(jié)低溫弱光、陰雨低溫天氣較多，再加上溫室覆蓋材料不清潔或老化導(dǎo)致透光率較低，溫室內(nèi)光照往往不能滿足作物生長(zhǎng)的需求。光照不足成為限制作物產(chǎn)量的重要因素。近年來(lái)，已開(kāi)始采用人工光源補(bǔ)光來(lái)調(diào)控光質(zhì)，以改善溫室內(nèi)光環(huán)境、提高作物的光合速率、增加葉面積、促進(jìn)作物生長(zhǎng)，從而達(dá)到增產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、抗病的目的。LED光源為冷光源，具有壽命長(zhǎng)、光譜純、耗能低等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于植物生長(zhǎng)的研究中[1]。目前國(guó)內(nèi)LED光源在蔬菜中的應(yīng)用研究主要集中在生菜[2-3]、菠菜[4]、芽菜苗[5]、櫻桃番茄等，而在甜椒方面相對(duì)較少?；诖?，筆者以甜椒為試驗(yàn)材料，在其不同生育階段對(duì)其進(jìn)行LED燈補(bǔ)光，研究LED光源對(duì)溫室甜椒產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，以期為設(shè)施園藝生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 光源 使用的新型LED植物生長(zhǎng)光源(燈帶)型號(hào)為L(zhǎng)T-ST-6，由江門市朗天照明有限公司提供。它由(650±20)nm的紅光LED與(460±20)nm的藍(lán)光LED組成，紅藍(lán)光比例為8∶1。每行甜椒上方安裝1條燈帶，燈帶發(fā)光面與植株頂端的懸掛距離為15 cm，可根據(jù)植株生長(zhǎng)高度調(diào)整光源位置，一般10 d左右調(diào)整1次。

1.2 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)在廣東省江門市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所試驗(yàn)基地連棟溫室進(jìn)行。供試甜椒品種為奧羅，種子購(gòu)于臺(tái)山市利農(nóng)種子有限公司。奧羅甜椒在江門地區(qū)種植較多，是當(dāng)?shù)刂髟云贩N，產(chǎn)品以出口港澳地區(qū)為主，經(jīng)濟(jì)效益較高。

1.3 試驗(yàn)方法 于2015年9月6日播種，采用穴盤基質(zhì)育苗，10月9日移栽至溫室內(nèi)，2016年4月20日最后一次采收。以不用任何光源為對(duì)照(CK)，設(shè)3個(gè)LED處理：處理A，10月15日開(kāi)始照燈，此時(shí)間點(diǎn)為甜椒苗剛過(guò)緩苗期，淋施第1遍肥，植株開(kāi)始生長(zhǎng)；處理B，11月17日開(kāi)始照燈，此時(shí)間點(diǎn)為開(kāi)花期；處理C，12月16日開(kāi)始照燈，此時(shí)間點(diǎn)為結(jié)果期。3次重復(fù)。小區(qū)面積15 m2，栽種48株，株距40 cm，雙行植。采用無(wú)土基質(zhì)栽培，整個(gè)生育期管理一致。光照強(qiáng)度設(shè)置為100 μmol/(m·s)。補(bǔ)光時(shí)間為5：30—7：00及17：30—20：00，每天4 h，由時(shí)控開(kāi)關(guān)自動(dòng)控制。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法 果實(shí)成熟后每個(gè)處理隨機(jī)采摘5個(gè)果實(shí)測(cè)定單果質(zhì)量、果實(shí)品質(zhì)(硝酸鹽、維生素C、可溶性總糖含量)，統(tǒng)計(jì)果實(shí)商品率、小區(qū)產(chǎn)量等。硝酸鹽采用水楊酸消化法測(cè)定；維生素C采用二氯酚靛酚滴定法測(cè)定；可溶性總糖采用蒽酮比色法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理 采用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大氣日照時(shí)數(shù)對(duì)甜椒產(chǎn)量的影響 試驗(yàn)中雖然進(jìn)行LED燈補(bǔ)光，但是仍不可避免受到當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊懀绕涫菤鉁睾腿照諘r(shí)數(shù)，因?yàn)樵囼?yàn)中每天補(bǔ)光的時(shí)數(shù)還是相對(duì)較少，大氣日照時(shí)數(shù)對(duì)甜椒產(chǎn)量的影響還是非常大的。由表1、2可知，每次采收的甜椒產(chǎn)量與大氣日照時(shí)數(shù)呈一定的正相關(guān)關(guān)系，在日照時(shí)數(shù)最少的1月，其產(chǎn)量也是最少的。

表1 2015年10月—2016年4月江門市大氣日照時(shí)數(shù)

Table 1 Atmospheric sunshine duration of Jiangmen City from October 2015 to April 2016

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表2 各采摘時(shí)間點(diǎn)產(chǎn)量變化

2.3.2 不同處理對(duì)甜椒商品性及產(chǎn)量的影響 田間觀察顯示，補(bǔ)光處理組的果實(shí)明顯比CK組大，而且其畸形果較少；二者坐果率差異較大，特別是在氣溫低、日照時(shí)數(shù)較少的月份，補(bǔ)光處理優(yōu)勢(shì)更為明顯。

2.2.1 不同處理對(duì)甜椒單果質(zhì)量、商品率的影響。由表3可知，與CK組相比，各補(bǔ)光處理均可顯著提高甜椒單果質(zhì)量及商品率，其中以處理A效果最為明顯，而處理B與處理C之間差異不大。

2.2.2 不同處理對(duì)甜椒產(chǎn)量、單株結(jié)果數(shù)的影響。從產(chǎn)量來(lái)看，補(bǔ)光越早，產(chǎn)量提高越大。處理A小區(qū)產(chǎn)量最高，達(dá)90.05 kg/小區(qū)，比CK組增產(chǎn)82.81%。CK組單株結(jié)果數(shù)僅7.7個(gè)，而其他處理組單株結(jié)果數(shù)均比CK組高，處理A、B、C單株結(jié)果數(shù)分別比CK組增加3.5、3.0、2.0個(gè)，增加幅度也較大(表3)?？梢?jiàn)，補(bǔ)光處理時(shí)間對(duì)甜椒產(chǎn)量具有疊加效果，處理時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)產(chǎn)量影響越大。

表3 不同處理對(duì)甜椒商品性及產(chǎn)量的影響

Table 3 Effects of different treatments on the commodity and yield of pimiento

處理Treat-ment單果質(zhì)量Singlefruitqualityg商品率Commodityrate%單株結(jié)果數(shù)Fruitnumberperplant個(gè)小區(qū)產(chǎn)量Plotyieldkg/小區(qū)較CK增幅YieldincreasecomparedwithCK%A168a91a11.2a90.05a82.81B156b85b10.7b80.42b63.26C154b84b9.7c72.02c46.20CK133c62c7.7d49.26d—

注：同列不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。

Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level.

2.3 不同處理對(duì)甜椒品質(zhì)的影響

2.3.1 不同處理對(duì)甜椒維生素C含量的影響。維生素C是甜椒重要的營(yíng)養(yǎng)成分，也是評(píng)價(jià)甜椒品質(zhì)的重要指標(biāo)。由圖1可知，處理A、B、C甜椒中維生素C含量均顯著高于CK組，其中以處理A甜椒中維生素C含量最高，達(dá)95.91 mg/100 g，比CK組高1.51 mg/100 g。可見(jiàn)，補(bǔ)光有助于增加甜椒維生素C含量。

注：不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level.圖1 不同處理對(duì)甜椒維生素C含量的影響Fig.1 Effects of different treatments on the vitamin C content of pimiento

2.3.2 不同處理對(duì)甜椒硝酸鹽含量的影響。大量研究表明，硝酸鹽對(duì)人類健康存在潛在的威脅。如果硝酸鹽攝入量過(guò)大可導(dǎo)致人體活動(dòng)遲鈍，工作能力減退，頭暈、昏迷，甚至死亡。而人體中攝取的硝酸鹽81.5%來(lái)自蔬菜，因此硝酸鹽含量是評(píng)價(jià)蔬菜品質(zhì)的關(guān)鍵。由圖2可知，處理A、B、C甜椒中硝酸鹽含量均比CK組低，其中處理A甜椒中硝酸鹽含量最低，僅為90.10 mg/kg，比CK組低43.67 mg/kg，減幅為32.65%?？梢?jiàn)，增加LED燈補(bǔ)光可以明顯降低蔬菜中硝酸鹽含量。參考蔬菜中硝酸鹽含量標(biāo)準(zhǔn)，該試驗(yàn)生產(chǎn)出的甜椒均符合其規(guī)定。

注：不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level.圖2 不同處理對(duì)甜椒硝酸鹽含量的影響Fig.2 Effects of different treatments on the nitrate content of pimiento

2.3.3 不同處理對(duì)甜椒可溶性總糖含量的影響。由圖3可知，各補(bǔ)光處理總糖含量均比CK組稍有提高，但總體差異不大，處理間差異不顯著。說(shuō)明增加LED燈補(bǔ)光對(duì)于增加可溶性總糖含量效果并不明顯。

3 結(jié)論與討論

注：不同小寫字母表示處理間在0.05水平差異顯著。
Note：Different lowercases in the same column indicated significant differences at 0.05 level.
圖3 不同處理對(duì)甜椒可溶性總糖含量的影響
Fig.3 Effects of different treatments on the total soluble sugar content of pimiento

上均有較大的提升，且以從苗期開(kāi)始補(bǔ)光處理效果最好，其產(chǎn)量較對(duì)照增加82.81%，商品率較對(duì)照也大幅提高。商品的價(jià)格與商品性密切相關(guān)，甜椒經(jīng)補(bǔ)光處理后商品性大為改善，因而其經(jīng)濟(jì)價(jià)值也有較大的提升。這與吳根良等[6]的研究結(jié)果一致。

蔬菜中硝酸鹽的累積是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其受硝態(tài)氮吸收及還原同化的控制，同時(shí)也受光照條件的影響。該試驗(yàn)中，對(duì)照的硝酸鹽含量遠(yuǎn)高于其他3個(gè)補(bǔ)光處理，說(shuō)明LED紅藍(lán)光補(bǔ)光有助于減少硝酸鹽的吸收量，從而提高蔬菜品質(zhì)，這與高波等[7]在芹菜中的研究結(jié)果一致。甜椒維生素C含量變化與硝酸鹽一致，但可溶性總糖含量各處理間差異不大，該結(jié)論與吳根良等[6]、聞婧等[8]的研究結(jié)果不一致。這可能與研究對(duì)象的不同有關(guān)，具體原因有待進(jìn)一步探究。

[1] 劉曉英，常濤濤，郭世榮，等.紅藍(lán)LED光全生育期照射對(duì)櫻桃番茄果實(shí)品質(zhì)的影響[J].中國(guó)蔬菜，2010(22)：21-27.

[2] 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.

[3] 周晚來(lái)，劉文科，聞婧，等.短期連續(xù)光照下水培生菜品質(zhì)指標(biāo)變化及其關(guān)聯(lián)性分析[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，19(6)：1319-1323.

[4] 齊連東，劉世琦，許莉，等.光質(zhì)對(duì)菠菜草酸、單寧及硝酸鹽積累效應(yīng)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2007，23(4)：201-205.

[5] 馬超，張歡，郭銀生，等.LED在芽苗菜生產(chǎn)中的應(yīng)用及前景[J].中國(guó)蔬菜，2010(20)：9-13.

[6] 吳根良，鄭積榮，李許可.不同LED光源對(duì)設(shè)施越冬辣椒果實(shí)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響[J].浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，31(2)：246-253.

[7] 高波，楊振超，李萬(wàn)青，等.3種不同LED光質(zhì)配比對(duì)芹菜生長(zhǎng)和品質(zhì)的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，24(12)：125-132.

[8] 聞婧，楊其長(zhǎng)，魏靈鈴，等.不同紅藍(lán)LED組合光源對(duì)葉用萵苣光合特征和品質(zhì)的影響及節(jié)能評(píng)價(jià)[J].園藝學(xué)報(bào)，2011，38(4)：761-769.

Effects of LED Supplementary Lighting on the Yield and Quality of Pimiento in Greenhouse

ZHANG Zi-peng, WEN Jian-xin, HUANG Ai-zheng et al

(Jiangmen Research Institute of Agricultural Science, Jiangmen, Guangdong 529060)

[Objective] To research the effects of LED supplementary lighting on the yield and quality of pimiento in greenhouse. [Method] With pimiento as the test material, LED supplementary lighting was carried out in different growth periods. The yield and quality changes of pimiento were observed. [Result] Compared with the control, three supplementary lighting treatments greatly enhanced the single fruit quality, commodity rate and yield of pimiento, enhanced the vitamin C content in pimiento, and reduced the nitrate content. [Conclusion] LED supplementary lighting is conductive to improving yield and quality of pimiento, especially at seedling stage.

LED; Supplementary lighting; Pimiento; Yield; Quality

江門市科技計(jì)劃項(xiàng)目(20140160125296)。

張子鵬(1981- )，男，廣東新會(huì)人，農(nóng)藝師，從事蔬菜新品種新技術(shù)研究與推廣工作。

2016-08-15

S 123

A

0517-6611(2016)29-0024-02