不同光質(zhì)LED補(bǔ)光對(duì)甜瓜果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)的影響

孫天宇+于錫宏+蔣欣梅

摘 要：研究3種不同LED燈（紅光、藍(lán)光、紅藍(lán)光）對(duì)薄皮甜瓜玉美人生長(zhǎng)發(fā)育及果實(shí)品質(zhì)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，甜瓜單果質(zhì)量、橫徑、縱徑，處理組均高于對(duì)照組，依次為紅藍(lán)光、藍(lán)光、紅光、對(duì)照組。在同一補(bǔ)光時(shí)間下，對(duì)照組硬度始終高于處理組，處理10 d內(nèi)，硬度依次為：對(duì)照組、紅光、紅藍(lán)光、藍(lán)光；10 d以上依次為：對(duì)照組、藍(lán)光、紅光、紅藍(lán)光。隨時(shí)間的增加，果實(shí)中可溶性固形物及果糖、葡萄糖和蔗糖含量逐漸升高，處理組始終大于對(duì)照組；L值、b值逐漸增大，且處理組始終大于對(duì)照組；a值在處理10 d時(shí)達(dá)到峰值，10 d后逐漸下降；VC含量紅藍(lán)光處理始終大于其他處理。

關(guān)鍵詞：甜瓜；品質(zhì)；補(bǔ)光；LED

中圖分類號(hào)：S652 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-3547（2017）20-0072-04

LED作為第四代新型照明光源，是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，當(dāng)兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的載流子發(fā)生復(fù)合，放出過(guò)剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見(jiàn)光，具有光電轉(zhuǎn)換效率高、節(jié)能環(huán)保、壽命長(zhǎng)、安全可靠、冷卻負(fù)荷低、體積小、質(zhì)量輕、光質(zhì)與光量可調(diào)節(jié)、易于分散或組合控制等許多重要特點(diǎn)[1]。隨著設(shè)施農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，研究不同光質(zhì)LED光源對(duì)園藝作物生長(zhǎng)發(fā)育、物質(zhì)代謝和形態(tài)建成的影響已成為熱點(diǎn)，溫室補(bǔ)光已成為設(shè)施園藝生產(chǎn)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)[2]。

甜瓜（Cucumis melo var. makuwa Makino）為葫蘆科甜瓜屬一年生蔓性草本植物，在世界各地均有栽培[3，4]。甜瓜因其栽培周期短、效益高，是致富效果顯著的經(jīng)濟(jì)作物，具有較大的市場(chǎng)潛力。甜瓜是喜光類作物，對(duì)光照及光質(zhì)有很高的要求。然而，溫室設(shè)施覆蓋材料遮蔽和過(guò)濾作用導(dǎo)致設(shè)施內(nèi)部光照不足，光質(zhì)不純，特別是溫室早春育苗階段會(huì)影響甜瓜品質(zhì)和產(chǎn)量。大量研究表明，通過(guò)對(duì)設(shè)施蔬菜幼苗（包括番茄、黃瓜、白菜、生菜等）補(bǔ)光，能顯著提高作物品質(zhì)及產(chǎn)量。但是甜瓜在這方面研究較少，而提高甜瓜果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量是重中之重，因此，通過(guò)采取補(bǔ)光措施提高甜瓜果實(shí)品質(zhì)具有重要意義。本試驗(yàn)用不同光質(zhì)LED燈對(duì)甜瓜進(jìn)行處理，研究補(bǔ)光對(duì)甜瓜果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，旨在為甜瓜科學(xué)化生產(chǎn)栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為薄皮甜瓜玉美人，購(gòu)自哈爾濱亞奇種子有限公司。3種LED光源，分別為紅光，藍(lán)光，紅藍(lán)組合光（紅藍(lán)比為6∶1），紅光和藍(lán)光波長(zhǎng)分別為630 nm 和 460 nm，每個(gè)補(bǔ)光燈長(zhǎng)1.2 m、36 W，購(gòu)自廣東佛山。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2015年12月至2016年7月在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝試驗(yàn)站19號(hào)日光溫室內(nèi)栽培，2015年12月5日采用50孔穴盤(pán)進(jìn)行播種，栽培方式為槽栽，每槽栽植2行，株行距30 cm×30 cm，雌花開(kāi)花當(dāng)日上午用氯吡脲噴花，并掛牌標(biāo)記開(kāi)花日期。單稈整枝，在10節(jié)以上連續(xù)留瓜，10節(jié)以下側(cè)枝全部打掉，每株留瓜3～4個(gè)，肥水正常田間管理。

1.3 試驗(yàn)處理與測(cè)定項(xiàng)目

劃分12個(gè)小區(qū)，包括對(duì)照共4個(gè)處理，各3次重復(fù)。甜瓜開(kāi)花后10 d開(kāi)始補(bǔ)光，補(bǔ)光時(shí)間為6：00～10：00和16：00～20：00 2個(gè)時(shí)間段，分別在甜瓜補(bǔ)光5、10、15、20 d后取樣，隨機(jī)選取節(jié)位相近的果實(shí)，并滿足無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械損傷、果形端正、大小均一等條件，用無(wú)菌水沖洗干凈，擦干后

稱重。

可溶性固形物含量測(cè)定：采用手持折光儀（DBR45）對(duì)甜瓜果肉及瓜瓤可溶性固形物含量進(jìn)行測(cè)定。將瓜去皮，按四分法將果實(shí)切開(kāi)，用4層紗布濾取瓜瓤汁、果肉汁，分別選取3個(gè)瓜測(cè)定，重復(fù)3次[24]。

果實(shí)硬度測(cè)定：采用FHM-1型果實(shí)硬度計(jì)（底部直徑為12 mm）對(duì)甜瓜果實(shí)硬度進(jìn)行測(cè)定.沿果實(shí)赤道部分均勻選取6個(gè)點(diǎn)測(cè)定硬度，記錄數(shù)值，選取3個(gè)瓜測(cè)定，重復(fù)3次。

果皮色度測(cè)定：對(duì)甜瓜果實(shí)進(jìn)行色度測(cè)定。使用色彩色差儀（CR-400，日本）沿果實(shí)赤道部分均勻選取6個(gè)點(diǎn)測(cè)定色度（L*值，a*值，b*值），選取3個(gè)瓜測(cè)定，重復(fù)3次。

可溶性糖含量的測(cè)定：取樣品果實(shí)1 g放入試管，加入80%乙醇浸沒(méi)樣品約1 cm，80℃水浴1 h冷卻后封存。測(cè)定前倒出提取液，再向試管中加入80%乙醇浸沒(méi)樣品約1 cm，80℃水浴1 h，如此反復(fù)提取2次，合并提取液，轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中蒸干，之后用1 mL超純水溶解，上清液經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾后進(jìn)液相（HPLC）測(cè)定。測(cè)定方法及色譜條件為： Waters 600E高效液相色譜，氨基柱，柱溫35℃，2410示差折光檢測(cè)器，流動(dòng)相比例為80%乙腈∶20%超純水，流速為1.0 mL/min。糖的標(biāo)樣為果糖、葡萄糖、蔗糖，均購(gòu)自Sigma公司。根據(jù)保留時(shí)間的不同來(lái)區(qū)分不同糖，并用Waters Millennium軟件控制及數(shù)據(jù)處理。

1.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法

采用田間試驗(yàn)與室內(nèi)試驗(yàn)分析相結(jié)合的方法。原始數(shù)據(jù)通過(guò)Excel軟件等進(jìn)行初步整理，數(shù)據(jù)顯著性差異通過(guò)SPSS 19.0軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜果實(shí)性狀的影響

從表1可以看出，紅光、藍(lán)光、紅藍(lán)光處理下的單果質(zhì)量高于對(duì)照組，其中紅藍(lán)光處理下的單果質(zhì)量最大，比對(duì)照高出30 g左右，其次是藍(lán)光和紅光。橫、縱徑比較中，處理組相比對(duì)照組較高，但差異不顯著。其中紅藍(lán)光處理最大，其次為藍(lán)光和紅光。

2.2 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜硬度差異的影響

由表2可知，隨補(bǔ)光時(shí)間的增加，各處理硬度總體呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)，在補(bǔ)光10 d時(shí)達(dá)到峰值。在同一補(bǔ)光時(shí)間下，3種光質(zhì)處理下的果實(shí)硬度顯著低于對(duì)照，但各處理之間差異并不顯著。補(bǔ)光20 d時(shí)，各處理果實(shí)硬度最低，其中在紅藍(lán)光處理下的果實(shí)硬度最低。由此推斷出，補(bǔ)光對(duì)甜瓜果實(shí)硬度的影響顯著，有助于甜瓜果實(shí)成熟，使甜瓜變軟，處理效果好壞依次為：紅藍(lán)、紅、藍(lán)。endprint

2.3 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜可溶性固形物含量的影響

由表3可以看出，隨補(bǔ)光時(shí)間增加，各處理甜瓜果實(shí)可溶性固形物總體呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，在補(bǔ)光時(shí)間達(dá)到10 d以后，紅藍(lán)處理可溶性固形物含量已經(jīng)顯著大于其他3個(gè)處理；補(bǔ)光時(shí)間為20 d時(shí)，處理組可溶性固形物含量顯著高于對(duì)照，其中紅藍(lán)光處理的可溶性固形物含量最高，達(dá)到9.7%，紅光8.5%、藍(lán)光8.2%。因此可以推斷，LED補(bǔ)光有利于甜瓜可溶性固形物含量的積累，其中，紅藍(lán)光最為顯著，其次是紅光、藍(lán)光。

2.4 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜色度差異的影響

由表4可知，各處理L值和b值均隨補(bǔ)光時(shí)間增加而提高。補(bǔ)光10 d以后，各處理L值顯著高于對(duì)照，且紅藍(lán)光處理L值顯著高于其他處理；在補(bǔ)光15、20 d時(shí)，3種光質(zhì)處理L值并無(wú)顯著差異。補(bǔ)光5 d以后，各處理b值都高于對(duì)照，其中在補(bǔ)光20 d時(shí)，紅藍(lán)處理b值要顯著高于其它處理，而紅、藍(lán)處理無(wú)顯著差異。可以判斷，LED補(bǔ)光對(duì)于改善甜瓜色度L值和b值有顯著效果，即能促進(jìn)甜瓜果實(shí)富有光澤，且紅藍(lán)光效果最為明顯。隨補(bǔ)光時(shí)間遞增，各處理甜瓜果實(shí)a值總體呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在補(bǔ)光10 d達(dá)到峰值，補(bǔ)光10 d以后，各處理a值均低于對(duì)照，其中藍(lán)光處理顯著低于對(duì)照，在補(bǔ)光20 d時(shí)最低。由此判斷，甜瓜果實(shí)成熟過(guò)程中，LED補(bǔ)光能有效改變色度a值，使果皮顏色偏紅，其中藍(lán)光效果最為明顯，其次是紅藍(lán)、紅。

2.5 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜糖含量差異的影響

由表5～7可得出，隨補(bǔ)光時(shí)間遞增，各處理甜瓜果實(shí)糖含量均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)。補(bǔ)光5 d時(shí)，各處理果糖、葡萄糖含量無(wú)顯著差異，從第10天起，紅藍(lán)光處理的甜瓜樣品果糖與葡萄糖含量逐漸高于其他3個(gè)處理，補(bǔ)光20 d時(shí)，紅藍(lán)光處理果糖、葡萄糖含量顯著高于其他處理，最大相差分別可達(dá)20.00、25.00 mg/g。由此可以得出，相對(duì)其他2種光質(zhì)，紅藍(lán)光對(duì)提高甜瓜果糖、葡萄糖含量具有顯著效果。在蔗糖含量差異比較中，處理0～15 d時(shí)，檢測(cè)蔗糖含量為0。當(dāng)處理15 d時(shí)，紅藍(lán)光處理的甜瓜果實(shí)蔗糖含量最高，為28.00 mg/g，紅、藍(lán)光處理差異不明顯，為22.00 mg/g左右，對(duì)照為20.00 mg/g左右；處理20 d時(shí)，各處理果實(shí)蔗糖含量顯著高于對(duì)照，其中紅藍(lán)光處理最為顯著，其次是紅光和藍(lán)光。因此，相對(duì)其他2種光質(zhì)，紅藍(lán)光對(duì)提高甜瓜蔗糖含量效果更為顯著。

2.6 不同LED補(bǔ)光處理對(duì)甜瓜VC含量的影響

由表8可知，隨著補(bǔ)光時(shí)間的增加，各處理甜瓜果實(shí)VC含量也相應(yīng)提高。補(bǔ)光5 d時(shí)，各處理差異不顯著，補(bǔ)光10 d時(shí)，紅藍(lán)光處理甜瓜果實(shí)VC含量顯著高于其他處理，而紅光、藍(lán)光，對(duì)照之間并無(wú)顯著差異；補(bǔ)光15 d以后，各處理VC含量都高于對(duì)照，其中紅藍(lán)光處理效果最為顯著。由此推斷，相對(duì)其他2種光質(zhì)，紅藍(lán)光對(duì)于提高甜瓜VC含量效果更為顯著。

3 結(jié)論

從試驗(yàn)結(jié)果可以得出，紅藍(lán)組合光對(duì)于提高甜瓜的產(chǎn)量及硬度、可溶性固形物、色度、糖、VC等品質(zhì)指標(biāo)效果要優(yōu)于紅光和藍(lán)光。因此利用好紅藍(lán)光質(zhì)對(duì)于甜瓜在各個(gè)生長(zhǎng)階段的生長(zhǎng)具有非常重要的意義。在硬度、糖含量（果糖、葡萄糖、蔗糖）、VC含量等方面的差異較顯著，在產(chǎn)量、可溶性固形物、色度（L值、a值、b值）等方面差異不顯著。硬度指標(biāo)呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)；而其他各項(xiàng)指標(biāo)均呈逐漸增加的趨勢(shì)。即使在試驗(yàn)前期對(duì)照指標(biāo)優(yōu)于處理，但由于處理時(shí)間的增加，處理的品質(zhì)指標(biāo)逐漸優(yōu)于對(duì)照，與處理時(shí)間呈正相關(guān)。因此LED光質(zhì)對(duì)于提高甜瓜品質(zhì)具有顯著的作用，為今后的相關(guān)開(kāi)發(fā)提供了寶貴的試驗(yàn)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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