不同LED光質(zhì)對香椿芽苗菜生長和品質(zhì)的影響

姜宗慶

摘 ? ?要：為篩選出香椿芽苗菜生產(chǎn)的適宜光質(zhì)條件，采用LED光源，設(shè)置白光（CK）、紅光（R）、藍(lán)光（B）、紅藍(lán)復(fù)合光R2B8、R5B5和R8B2等6種光質(zhì)，研究不同光質(zhì)對香椿芽苗菜生長及其品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，紅光和紅藍(lán)復(fù)合光處理顯著提高了香椿芽苗菜的芽長、鮮質(zhì)量及干質(zhì)量，R處理的芽長最大，R8B2處理的全株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量最高，分別為1.49 g和0.17 g;紅光比例增加有利于芽苗菜可溶性糖的合成，藍(lán)光可以促進(jìn)芽苗菜可溶性蛋白的合成，100%藍(lán)光處理可溶性蛋白含量最高為20.2 mg·g-1;藍(lán)光和紅藍(lán)混合光處理均促進(jìn)香椿芽苗菜中抗氧化物質(zhì)的合成與累積，B處理和R2B8處理維生素C含量分別比對照提高48.03%和42.65%，可溶性總酚含量和總黃酮含量也顯著高于對照。綜合各項(xiàng)指標(biāo)，R和R8B2處理可提高香椿芽苗菜產(chǎn)量，而B和R2B8處理可提升香椿芽苗菜品質(zhì)，生產(chǎn)上可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行紅藍(lán)光不同比例調(diào)控。

關(guān)鍵詞：香椿;芽苗菜;LED光質(zhì);生長;品質(zhì)

中圖分類號：S644.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2020）11-052-04

Abstract： In order to screen out the suitable light quality conditions for the production of toona sinensis sprouts， LED light source was used， six light qualities were set， including white light（CK）， red light（R）， blue light（B）， red and blue composite light R2B8， R5B5 and R8B2， the effects of different light quality on the growth and quality of toona sinensis sprouts were investigated. The results showed that the bud length， fresh weight and dry weight of toona sinensis sprouts were significantly increased under the treatments of red light and red-blue combined light， the bud length was found the longest under the red light treatment， and the fresh and dry weights of the whole plant were discovered the largest when treated by red（R） and blue mixed light（R8B2）， which were 1.49 g and 0.17 g， respectively. The increase of red light ratio was beneficial to the synthesis of soluble sugar in sprouts， blue light could promote the synthesis of soluble protein in sprouts. The soluble protein content in 100% blue light treatment was up to 20.2 mg·g-1. The synthesis and accumulation of antioxidants in toona sinensis sprouts were promoted by blue light and red blue light treatments， the content of vitamin C under blue light（B） and red blue light（R2B8） treatments were increased by 48.03% and 42.65%， respectively， and the content of soluble total phenols and total flavonoids were also significantly higher than those of control. Above all， the output of toona sinensis sprouts could be improved by R and R8B2 treatments， while the quality of toona sinensis sprouts could be improved by B and R2B8 treatments. The red and blue light could be adjusted according to the actual demand in production.

Key words： Toona sinensis; Sprouts; LED light quality; Growth; Quality

香椿（Toona sinensis）為楝科香椿屬植物，在我國已有2 000多年的栽培歷史，是我國特有的經(jīng)濟(jì)樹種，可材用，可藥用，還可作特種蔬菜食用[1-3]。菜用香椿香味獨(dú)特，含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、黃酮類、多酚類等多種人體必需的微量元素，具有較好的保健功能，是蔬菜之上品，深受人們的喜愛，具有良好的市場發(fā)展?jié)摿4-5]。

光照對植物的生長至關(guān)重要，傳統(tǒng)蔬菜生產(chǎn)中的太陽光屬混合光，不易了解不同單色光源對植物的影響，LED作為新型光源，可分離獲得不同單色光質(zhì)，利用LED作為光源調(diào)控培育芽苗菜既簡便易行，又可提高試驗(yàn)結(jié)果的精確性與可靠性[6]。前人關(guān)于LED光調(diào)控在不同品種芽苗菜上的應(yīng)用有一些研究報(bào)道，班甜甜等[7]發(fā)現(xiàn)，各光質(zhì)都提高了豌豆芽苗菜品質(zhì)指標(biāo)，紅藍(lán)4∶1最適合豌豆芽苗菜的生產(chǎn);龔春燕等[8]研究認(rèn)為，藍(lán)光是提高西蘭花芽苗菜營養(yǎng)與功能品質(zhì)的最佳光質(zhì);魯燕舞等[9]研究認(rèn)為，UV-B和藍(lán)光能增加芽苗菜中的總酚類物質(zhì)含量，提高蘿卜芽苗菜的營養(yǎng)品質(zhì);邢澤南等[10]研究表明，紅光照射有利于油葵芽苗菜生長及品質(zhì)提升。前人研究的對象不同，得出的結(jié)論不盡一致，甚至截然相反，說明不同蔬菜品種對光質(zhì)的響應(yīng)差異較大。

傳統(tǒng)的香椿芽苗菜生產(chǎn)中，光質(zhì)的影響往往被忽略，導(dǎo)致香椿芽苗菜的品質(zhì)得不到提升。目前有關(guān)光質(zhì)對香椿芽苗菜影響的研究甚少，筆者旨在探究不同光質(zhì)對香椿芽苗菜生長和品質(zhì)指標(biāo)的影響，通過不同光質(zhì)配比處理，篩選出香椿芽苗菜生產(chǎn)的適宜光質(zhì)條件，以期為香椿芽苗菜生產(chǎn)中光調(diào)控技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料為江蘇中藥科技園香椿資源圃當(dāng)年生香椿種子，品種為‘紅油椿，引種自安徽省太和縣地方品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于為2018年在江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院光質(zhì)培養(yǎng)室進(jìn)行，設(shè)置6種光質(zhì)處理，即對照（CK）白光處理、B、R2B8、R5B5、R8B2和R處理，具體參數(shù)見表1，每個(gè)處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列。選用發(fā)芽率95%以上的香椿種子，清除雜質(zhì)去翅后，在0.1%的高錳酸鉀溶液中浸泡1 min后取出，用自來水沖洗干凈，浸種24 h， 將浸種后的香椿種子置于28 ℃的恒溫暗培養(yǎng)箱中催芽，待種子1/3露白后，均勻播于育苗盤內(nèi)（上口直徑4 cm、深度4 cm、下口直徑1.2 cm），每個(gè)處理播100粒種子，置于不同LED光照下培養(yǎng)13 d，光照時(shí)長12 h·d-1，溫度20～25 ℃，相對濕度75%～80%。

1.3 數(shù)據(jù)測定及方法

1.3.1 生長指標(biāo)的測定 培養(yǎng)13 d后，每處理隨機(jī)選擇10株測量生長情況，3次重復(fù)。分別用直尺測量芽長，萬分之一天平測定鮮干質(zhì)量。先稱量植株鮮質(zhì)量，再將植株置于105 ℃的烘箱殺青20 min后，在80 ℃條件下烘干至恒重，稱量干質(zhì)量。

1.3.2 品質(zhì)指標(biāo)測定 可溶性糖含量用蒽酮比色法測定[11]，可溶性蛋白含量用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法測定[11]，維生素C含量用分光光度計(jì)法測定[12]，可溶性總酚含量用Folin-Ciocalteu比色法并稍作改動(dòng)[13]：稱量0.5 g香椿樣品干粉于離心管中，加50%乙醇5.0 mL后置于恒溫振蕩水浴鍋內(nèi)，30 ℃、150 r·min-1避光提取1.5 h，6 000 r·min-1離心15 min，取1.0 mL上清液加入1.0 mL福林酚試劑，混勻后加10 mL 7%碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容至25 mL，避光放置2 h后測OD766?？傸S酮含量用氯化鋁比色法并稍作改動(dòng) [14]：稱量0.5 g香椿樣品干粉，用甲醇回流提取6 h后，定容至25 mL，吸取0.5 mL樣品溶液于10 mL容量瓶中，加入10%三氯化鋁溶液1.0 mL，用甲醇定容至刻度，采用分光光度法，以甲醇為對照，測OD273。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel2013對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并繪圖，多重比較分析采用鄧肯新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同LED光質(zhì)對香椿芽苗菜生長的影響

隨著紅光比例的增加，不同LED光質(zhì)處理香椿芽苗菜芽長逐漸上升，R最大，R8B2次之，R和R8B2顯著高于其他處理（表2）?？梢钥闯?，紅光對芽苗菜的芽長有促進(jìn)作用，而藍(lán)光抑制了芽苗菜芽長，藍(lán)光比例越高抑制效果越明顯。不同光質(zhì)處理均有利于提高香椿芽苗菜鮮質(zhì)量和干質(zhì)量，總體而言，紅光和紅藍(lán)復(fù)合光對香椿芽苗菜的干質(zhì)量及鮮質(zhì)量促進(jìn)作用明顯，其中，R8B2全株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量最大，R次之，R8B2和R顯著高于對照。

2.2 不同LED光質(zhì)對香椿芽苗菜可溶性糖含量的影響

由圖1可知，不同光質(zhì)處理下，香椿芽苗菜的可溶性糖含量變化趨勢為R8B2>R >R5B5 >R2B8>CK>B，R8B2可溶性糖含量達(dá)到最高值，顯著高于CK和B，但與其他處理差異不顯著。說明紅藍(lán)復(fù)合光可以提高香椿芽苗菜的可溶性糖含量，紅光比例增加有利于芽苗菜可溶性糖形成。

2.3 不同LED光質(zhì)對香椿芽苗菜可溶性蛋白含量的影響

由圖2可知，紅光R處理可溶性蛋白含量最低（6.83 mg ·g-1），香椿芽苗菜的可溶性蛋白含量隨藍(lán)光比例的增高而上升，100%藍(lán)光B可溶性蛋白含量最高（20.2 mg ·g-1），B、R2B8和R5B5顯著高于對照，R8B2和R與對照差異不顯著。表明藍(lán)光可以促進(jìn)香椿芽苗菜可溶性蛋白的合成，紅光的作用相反。

2.4 不同LED光質(zhì)對香椿芽苗菜維生素C含量的影響

由圖3可知，與CK相比，不同光質(zhì)處理下均提高了香椿芽苗菜維生素C含量，B處理的維生素C含量最高（1.128 mg·g-1），R2B8次之（1.087 mg·g-1），具體表現(xiàn)為B>R2B8>R5B5>R8B2>R>CK，B和R2B8分別比對照提高48.03%和42.65%，除了紅光R與對照無差異外，其他處理與對照差異達(dá)顯著水平。結(jié)果表明，藍(lán)光和紅藍(lán)混合光都有利于香椿芽苗菜維生素C的合成和積累。

2.5 不同LED光質(zhì)對香椿芽苗菜可溶性總酚含量的影響

由圖4可知，香椿芽苗菜可溶性總酚含量隨著藍(lán)光比例增加而逐漸提升，以B處理最高，R2B8處理次之，CK最低，除紅光R與對照無差異外，其他處理顯著高于CK和R。藍(lán)光和紅藍(lán)混合光均有利于香椿芽苗菜可溶性總酚的形成和累積。

2.6 不同LED光質(zhì)對香椿芽苗菜總黃酮含量的影響

由圖5可知，香椿芽苗菜總黃酮含量隨著藍(lán)光比例增加而逐漸提升，以100%藍(lán)光B處理最高，R2B8處理次之，CK最低，R和R8B2與對照差異不顯著，其他處理顯著高于CK。B和R2B8分別比CK提高92.3%和63.8%，紅藍(lán)混合光有利于香椿芽苗菜總黃酮的形成和累積，藍(lán)光比例越高促進(jìn)作用越大。

3 討論與結(jié)論

耿靈靈等[15]研究認(rèn)為，相比白光處理，紅光藍(lán)光3∶1復(fù)合光顯著提高了3種豌豆芽苗菜的可食率、全株鮮質(zhì)量等部分生長指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，紅光對香椿芽苗菜的生長有促進(jìn)作用，而藍(lán)光抑制了芽苗菜生長。與CK相比，紅光和紅藍(lán)復(fù)合光顯著提高了芽苗菜的芽長、鮮質(zhì)量及干質(zhì)量，R8B2和R顯著高于對照，R8B2芽長略低于R，但全株鮮質(zhì)量和干質(zhì)量最高。

不同光質(zhì)處理下，R8B2可溶性糖含量顯著高于CK和B，但與其他處理差異不顯著。香椿芽苗菜的可溶性蛋白含量隨藍(lán)光比例的增高而上升，100%藍(lán)光B可溶性蛋白含量最高。說明紅光比例增加有利于芽苗菜可溶性糖形成，而藍(lán)光可以促進(jìn)蔬菜可溶性蛋白的合成，這與張立偉、李巖等[16-17]的研究結(jié)果一致。

植物抗氧化物質(zhì)包括維生素C、酚類和黃酮類等物質(zhì)，是植株抗氧化系統(tǒng)的重要組分。黃酮類和酚類物質(zhì)密切影響蔬菜的生長發(fā)育、風(fēng)味和品質(zhì)形成，還與植物抗逆性和抗病性相關(guān)[11-13]。維生素C是人體必需維生素之一，人體不能合成，只能通過植物性食物獲取[18]。類黃酮類、酚類物質(zhì)廣泛存在于植物中，具有較強(qiáng)的自由基清除能力[19]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，藍(lán)光和紅藍(lán)混合光處理均促進(jìn)香椿芽苗菜中抗氧化物質(zhì)的合成與累積，R2B8和B的維生素C、可溶性總酚和總黃酮含量顯著高于CK。這與劉素慧、徐凱、楊曉建等[20-22]眾多研究結(jié)果一致，而劉文科、張晶等[23-24]已經(jīng)在豌豆等不同作物上的研究結(jié)果認(rèn)為，紅光可促進(jìn)維生素C的合成和累積。研究結(jié)果的差異可能與不同作物對不同光質(zhì)的響應(yīng)不一致有關(guān)，具體機(jī)制尚待進(jìn)一步探討。

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