不同光质及其组合对山黧豆苗菜生长及品质的影响

许建民 仇学文 解振强 戴林秀

摘要：以松柳种子为试验材料，采用发光二极管（light emitting diode，LED）作为光源，设置红、绿、蓝3种不同单色光质、复合光组合以及白光共9种不同的光质处理，研究不同光质对松柳芽苗菜生长和营养品质的影响。结果表明，纯红光处理的松柳芽苗菜可食用部分鲜质量、株高、可溶性蛋白含量最高，但其可食用部分干鲜比最低，含水量最多;红蓝绿3色混合光处理的松柳芽苗菜体内叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素的含量最高;红蓝1 ∶1混合光处理的松柳芽苗菜维生素C含量最高;白光处理的松柳芽苗菜游离氨基酸含量最高;不同光质对松柳芽苗菜的硝态氮含量无明显影响;白光和蓝光可以促进松柳芽苗菜总黄酮的合成。与蓝绿光组合相比，红蓝光组合更有利于松柳芽苗菜生长和品质的增加。在实际生产中可根据所需品质要求选择合适的光质组合。

关键词：松柳芽苗菜;光质;生长;营养品质

中图分类号：S643.904文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2020）04-0134-05

收稿日期：2018-11-28

基金项目：江苏农林职业技术学院院级课题（编号：2016kj002）;江苏省大学生创新创业训练计划（编号：201813103013Y）;江苏高校品牌专业建设工程资助项目（编号：PPZY2015B173）。

作者简介：许建民（1981—），男，甘肃张掖人，硕士，副教授，主要从事设施园艺光环境控制研究。E-mail：jsnlxjm@vip.163.com。

光质对于植物的营养生长和生殖生长具有重要影响。发光二极管（light emitting diode，LED）作为新型光源，光电转化效率高、发热量低且光谱能量调制便捷，极大地提高了空间利用率。近年来，随着食品安全问题日益被关注，居民对美好生活的追求日益强烈，在芽苗菜生产过程中通过应用LED控制光环境来提高芽苗菜产量及品质的方式已引起人们的重视，并成为设施栽培领域新的研究热点[1]。目前，已有许多关于不同光质对园艺作物生长影响的研究证实了光质对植物的生长发育具有显著的影响[2-6]。

松柳学名山黧豆（Lathyrus sativus L.），松柳菜是山黧豆的芽苗，别称相思菜、松柳苗，外表呈龙须状，叶子细长，质地脆嫩，清香可口，营养价值丰富，越来越受到人们的追捧。本试验旨在探明不同光质对松柳芽苗菜生长和营养品质的影响，以期找出最适合松柳芽苗菜生长的光质组合，为松柳芽苗菜工厂化生产提供科学有效的依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

松柳芽苗菜种子，购自北京市农林科学院。

1.2 试验方法

1.2.1 培养条件

选取色泽鲜亮、大小均匀、成熟度好的种子，清洗干净后，浸种24 h，中途换水1次。浸种完成后，将种子均匀播撒在底部铺有纱布的育苗盘内，27 ℃黑暗条件下催芽2 d，随即转入人工气候室，放置在不同光质下培养。培养条件为相对湿度75%～80%，温度（25±2） ℃，光—暗周期12 h—12 h。培养8 d后，随机取样测定各项指标。

1.2.2 光质处理

本试验使用的光源为自制可调控LED植物生长灯，设红、绿、蓝及其光质组合、白光等9种光质处理，光谱能量分布的主要技术参数见表1。

1.3 测定方法

可食用部分长度用直尺直接测定;茎粗采用游标卡尺测量;干、鲜质量测定采用称质量法。

可食用部分干鲜比=可食用部分干质量/可食用部分鲜质量。

采用丙酮比色法测定叶绿素含量，蒽酮比色法测定可溶性糖含量，考马斯亮蓝G-250比色法测定可溶性蛋白含量，钼蓝比色法测定维生素C含量，水合茚三酮比色法测定游离氨基酸含量[7];总黄酮含量测定采用Al（NO3）3-NaNO3比色法[8]，硝态氮含量测定采用磺基水杨酸法[9]。

随机取样，每个生长指标重复测定10次，生理

生化指标重复测定3次。采用Excel 2016整理数据，SPSS 22.0进行方差分析，显著性由Duncans新复极差法检验（α=0.05）。

2 结果与分析

2.1 不同光质对松柳芽苗菜生长指标的影响

由表2可知，与白光处理相比，其他光质处理下松柳芽苗菜可食用部分干、鲜质量和株高均显著增加;红光处理下的松柳芽苗菜可食用部分干鲜比最低，株高最高，鲜质量最大;松柳芽苗菜茎粗在蓝绿光1 ∶1处理下最大，红蓝光1 ∶1处理下最小。在单色光处理的情况下，纯红光处理下的可食用部分鲜质量最高，可食用部分干鮮比最低;在多种光混合处理中，红蓝绿光1 ∶1 ∶1处理下的松柳芽苗菜株高最高，红蓝光3 ∶1处理下的松柳芽苗菜最高，红绿光1 ∶1 和蓝绿光1 ∶1处理下的松柳芽苗菜可食用部分鲜质量最低，且与红蓝光1 ∶1处理之间无显著性差异。

2.2 不同光质对松柳芽苗菜叶绿素、类胡萝卜素含量的影响

由表3可知，红蓝绿光1 ∶1 ∶1 3色混合处理下的松柳芽苗菜叶绿素a、叶绿素b含量均显著高于其他处理;红绿光1 ∶1处理下松柳芽苗菜的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均为最低。在红、绿、蓝3种单色光处理中，以蓝光处理的松柳芽苗菜叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量最高;红绿光1 ∶1 复合光处理下松柳芽苗菜叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量均低于单色红光或绿光处理;在2种不同光质的组合处理中，以蓝绿光1 ∶1处理下的松柳芽苗菜叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量最高。红绿蓝光1 ∶1 ∶1复合光处理的松柳芽苗菜叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量高于2种不同单色光之间的组合。

黄酮是一种强有效的抗氧化性物质，在人体内可以起到抗衰老、阻止细胞退化、降低胆固醇含量等效用。本试验中，白光处理下的松柳芽苗菜总黄酮含量最高，而红绿蓝光1 ∶1 ∶1处理下的松柳芽苗菜总黄酮含量最低，这与鲁燕舞等研究发现的白光有利于香椿芽苗菜总黄酮含量的积累[23]一致。Guo等的研究结果显示，蓝光有利于雪莲愈伤组织总黄酮含量的积累[24]。谢宝东等认为，长波段（如红光）的光抑制黄酮类物质的积累，短波段（如蓝光）的光利于黄酮类物质的积累[25]。在3种单色光处理条件下的松柳芽苗菜总黄酮含量由高到低分别是蓝光处理、绿光处理和红光处理。而在2种光混合处理下，以蓝绿光1 ∶1混合处理的总黄酮含量最高，之后依次是红绿光1 ∶1、红蓝光1 ∶1和红蓝光3 ∶1，这表明相对于蓝光和绿光而言，红光对松柳芽苗菜的总黄酮合成起抑制作用，这与前人的研究结果相一致，且当红光与其他光组合时，抑制作用占主导，尤其是与蓝光混合时，抑制作用更强，这表明松柳芽苗菜在合成黄酮时，可能对红色更加敏感。红蓝绿光1 ∶1 ∶1处理下的松柳芽苗菜总黄酮含量最低的结果也间接地验证这一推断。

综上所述，不同的光质处理对松柳芽苗菜的生长和营养品质可以产生显著的影响，表明利用光控技术控制芽苗菜的生长和营养品质的提高具有可行性。

参考文献：

[1]Morrow R C. LED lighting in horticulture[J]. Hort Science，2008，43（7）：1947-1950.

[2]张立伟，刘世琦，张自坤，等. 光质对萝卜芽苗菜营养品质的影响[J]. 营养学报，2010，32（4）：390-392，396.

[3]Wu M C，Hou C Y，Jiang C M，et al. A novel approach of LED light radiation improves the antioxidant activity of pea seedlings[J]. Food Chemistry，2007，101（4）：1753-1758.

[4]Suchi S，Varsha G，Baishnab C T，et al. Photoregulation of the greening process of wheat seedlings grown in red light[J]. Plant Molecular Biology，2005，59（2）：269-287.

[5]Heo J，Lee C，Chakrabarty D，et al. Growth responses of marigold and salvia bedding plants as affected by monochromic or mixture radiation provided by a light-emitting diode （LED）[J]. Plant Growth Regulation，2002，38（3）：225-230.

[6]Lee N Y，Lee M，Kim Y，et al. Effect of light emitting diode radiation on antioxidant activity of barley leaf[J]. J Korean Soc Appl Biol Chem，53（6）：685-690.

[7]李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京：高等教育出版社，2000.

[8]張京芳，王冬梅，张 强. 香椿叶抗脂质过氧化物的分离及抗氧化特性[J]. 农业工程学报，2009，25（1）：285-290.

[9]Lichtenthaler H K. Chlorophy Ⅱ and carotenoids：pigments of photosynthetic biomembranes[J]. Method Enzymol，1987，48：350-382.

[10]Lin Y，Li J，Li B，et al. Effects of light quality on growth and development of protocorm-like bodies of Dendrobium officinale in vitro[J]. Plant Cell Tissue and Organ Culture，2011，105（3）：329-335.

[11]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.

[12]徐茂军，朱睦元，顾 青. 光诱导对发芽大豆中半乳粮酸内酯脱氢酶活性和维生素C合成的影响[J]. 营养学报，2002，24（2）：212-214.

[13]徐师华，王修兰，吴毅明. 不同光质（光谱）对作物生长发育的影响[J]. 生态农业研究，2000，8（1）：18-20.

[14]刘文科，杨其长，邱志平，等. LED光质对豌豆苗生长、光合色素和营养品质的影响[J]. 中国农业气象，2012，33（4）：500-504.

[15]马 琳. 激素与光质对大蒜组织培养的影响[D]. 泰安：山东农业大学，2011.

[16]许 莉. 光质对叶用莴苣生理特性及品质的影响[D]. 泰安：山东农业大学，2007.

[17]张立伟，刘世琦，张自坤，等. 不同光质下香椿苗的生长动态[J]. 西北农业学报，2010，19（6）：115-119.

[18]史宏志，韩锦峰，张国显，等. 单色蓝光和红光对烟苗叶片生长和碳氮代谢的影响[J]. 河南农业大学学报，1998（3）：57-61.

[19]Kong S S，Hosakatte N M，Jeong W H，et al. The effect of light quality on the growth and development of in virto cultured Doritaenopsis plants[J]. Acta Physiologiae Plant arum，2008，30：339-343.

[20]Kowallik W. Blue light effects on respiration[J]. Ann Rev Plant Physiol，1982，33：51-72.

[21]唐 丽，鲁燕舞，崔 瑾. 光质对苜蓿芽苗菜营养品质和抗氧化特性的影响[J]. 食品科学，2014，35（13）：32-36.

[22]闻 婧，鲍顺淑，杨其长，等. LED光源R/B对叶用莴苣生理性状及品质的影响[J]. 中国农业气象，2009，30（3）：413-416.

[23]魯燕舞，唐 丽，张晓燕，等. 光质对香椿芽苗菜生长和营养品质的影响[J]. 营养学报，2014，36（2）：188-192.

[24]Guo B，Liu Y G，Yan Q，et al. Spectral composition of irradiation regulates the cell growth and flavonoids biosynthesis in callus cultures of Saussurea medusa Maxim[J]. Plant Growth Regulation，2007，52（3）：259-263.

[25]谢宝东，王华田. 光质和光照时间对银杏叶片黄酮、内酯含量的影响[J]. 南京林业大学学报（自然科学版），2006，30（2）：51-54.