光照强度对豌豆、萝卜芽苗菜营养品质及酚类含量的影响

余 婷，王前贵，田 强，陈鹏飞，闵腾辉，陈欢欢，胡铭达，秦 勇

(新疆农业大学林学与园艺学院，新疆 乌鲁木齐 830052)

0 引言

芽苗菜是用作物种子或其他繁殖材料，在黑暗或弱光照环境中培养出的可食用的嫩芽苗、嫩梢、芽球及幼茎。芽苗菜具有生长周期短、营养丰富的优点，在生产中不用施肥、不施农药、占地面积小，适合在大棚温室进行工厂化生产[1-2]。现在市场上常见的芽苗菜主要有豌豆芽苗菜、萝卜芽苗菜和荞麦芽苗菜等[3]。光在植株生长过程中占据着重要地位，对植株的形态建成及品质提升起着重要作用。LED灯是一种新型照明光源，具有体积小、高效、低热量和节能等优点，它在现阶段的芽苗菜生产中是一种理想的人工光源，应用LED提升芽苗菜营养品质及产量已是目前的研究热点[3-5]。

张立伟等[6]研究表明，红蓝混合光条件下的萝卜芽苗菜的营养品质最好。耿灵灵等[7]研究发现，与白光处理相比，红蓝复合光3∶1不仅提高了豌豆芽苗菜的可食率、全株鲜质量等生长指标，还提高了可溶性糖、抗坏血酸等的含量。班甜甜等[8]研究表明，红蓝光4∶1处理的豌豆芽苗菜的干质量最大，其类胡萝卜素也为对照的13倍。黄静艳等[9]研究表明，750 lx光照度、4 h/d光周期条件下的薯芽菜口感鲜嫩、叶片鲜绿、品质较好。吕兵兵等[10]研究发现，在光周期为16 h/d、第4天时，苦荞芽苗菜的芦丁含量最高。张毅华等[11]研究发现，与黑暗处理相比，光照强度为3～9 μmol/(m2·s)处理的黑豆芽苗菜其生长状况和部分营养品质都得到了提升。以上研究说明，光是影响芽苗菜生长及营养品质的重要因素。

目前，对于豌豆、萝卜芽苗菜的研究多集中于播种密度、浸种时间及光质对其产量和品质的影响方面，而不同光照强度对豌豆、萝卜芽苗菜的生长及营养品质的影响研究鲜见报道。本研究以“绿山谷麻豌豆2号”和“绿山谷白水晶萝卜3号”为材料，选择在芽苗菜生长的不同时期，研究不同光照强度对豌豆、萝卜芽苗菜生长、营养品质及酚类含量的影响，旨在为建立适宜豌豆、萝卜芽苗菜工厂化生产的LED光源提供参考，为豌豆、萝卜芽苗菜的功能性开发提供一定的理论依据，达到提升产量、改善品质的目的。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为“绿山谷麻豌豆2号”和“绿山谷白水晶萝卜3号”，均来自北京绿山谷芽苗菜有限责任公司。

1.2 试验方法

选择颗粒饱满、色泽鲜亮的种子，分别称取(干质量)豌豆种子92.2 g/盘、萝卜种子19.2 g/盘，洗净后进行浸泡(豌豆浸泡24 h，萝卜浸泡12 h)，捞出后洗去黏液，均匀置于铺有湿润育苗纸的栽培盘中，栽培盘放在遮光布覆盖的栽培架上，在黑暗条件下进行催芽。待植株的芽长为2～3 cm时进行LED光照处理，灯管在盐城市赛瑞特半导体照明有限公司进行订制，使用GLZ-C-G光合有效辐射计测定光照强度，调节灯管与栽培盘的距离，使得光照强度满足试验需求。使用定时器调控光周期，植株光照时2～3 h喷洒一次清水保持湿润。

豌豆光质为红光∶蓝光=5∶1，光周期为16 h/d；萝卜光质为红光∶蓝光=9∶1，光周期为12 h/d。采用随机区组设计，以光照强度为变量设置单因素试验，共设置4个处理，每个处理6次重复，每个重复1盘。处理A为20 μmol/(m2·s)；处理B为30 μmol/(m2·s)；处理C为50 μmol/(m2·s)；处理D为100 μmol/(m2·s)；豌豆、萝卜芽苗菜的各处理于生长的第4天、第6天及第8天进行采收，测定相关指标。

1.3 测定指标

1.3.1 生长指标测定

用直尺测定并记录株高(植株茎基部到自然生长最高点的高度)；游标卡尺测定并记录茎粗(植株茎基部的茎粗)；用电子天平测定地上部鲜质量、地上部干质量。

1.3.2 生理指标及酚类含量测定

采用硫酸-蒽酮比色法测定可溶性糖；采用考马斯亮蓝G-205染色法测定可溶性蛋白质；采用2，6-二氯靛酚钠法测定维生素C含量；采用亚硝酸钠-硝酸铝-氢氧化钠比色法测定总黄酮含量；采用购于北京索莱宝科技有限公司的试剂盒测定总酚含量[12-14]。

1.4 数据分析

采用Excel 2016、SPSS 19.0对试验数据进行统计分析处理。

2 结果与分析

2.1 生长特性

由表1可知，不同光照强度对豌豆、萝卜芽苗菜的生长影响较大。在豌豆芽苗菜生长过程中，第4～6天时，处理A的地上部鲜质量及地上部干质量显著高于其他处理，处理D的茎粗为最大；而第8天时，处理A的株高、茎粗为最大值，处理B的地上部鲜质量最大，说明在豌豆芽苗菜前期的生长过程中，处理A能满足植株生长的需求，而在豌豆芽苗菜后期生长中，处理A能促进植株的生长，处理B能促进植株生物量的增加。在萝卜芽苗菜生长过程中，在第4～6天中，处理A的株高、茎粗、地上部鲜质量为最大，第8天时，处理D的地上部鲜质量、地上部干质量最大，说明处理A有利于植株株高的增加，处理D促进植株干物质的积累。

表1 光照强度对豌豆、萝卜芽苗菜生长的影响

2.2 营养品质

2.2.1 可溶性糖含量

由图1可知，豌豆芽苗菜的可溶性糖含量呈增加趋势，均在第8天达到最大值，4个处理第8天的可溶性糖含量依次是第4天的3.4、3.5、2.6和2.4倍，其中处理A的可溶性糖含量变化范围为5～17.22 mg/g，3个生长期的可溶性糖含量差异显著，并以第8天的值为最大。在萝卜芽苗菜的生长过程中，可溶性糖含量先增加后减少，并在第6天达到最大值，各个生长期的可溶性糖含量差异显著，处理D的可溶性糖含量变化范围为7.46～12.28 mg/g，在第8天时处理D的值最大，为10.65 mg/g。

2.2.2 可溶性蛋白含量

由图2可看出，豌豆芽苗菜的可溶性蛋白含量在其生长过程中不断地增加，说明不同的光照强度均能促进豌豆芽苗菜中可溶性蛋白含量的累积。处理A的可溶性蛋白含量变化范围为24.83～51.34 mg/g，各生长期的可溶性蛋白含量差异显著，第8天的值最大，且第8天的含量是第4天的2.1倍。萝卜芽苗菜的可溶性蛋白含量随着植株的生长而逐渐增加，4个处理第8天的可溶性蛋白含量依次是第4天的1.7、1.7、2.0和2.5倍，处理D的可溶性蛋白含量变化范围为13.12～33.28 mg/g，其第8天的含量显著高于其他处理，为33.28 mg/g。

2.2.3 维生素C含量

由图3可以看出，豌豆芽苗菜的维生素C含量随着芽苗菜的生长是先增加后减少，第8天时维生素C含量大小顺序为处理C>处理D>处理B>处理A，处理C的维生素C含量的变化范围为0.48～0.85 mg/g，在第6天具有最大值，其第8天是第4天的1.7倍，增长了68.8%。萝卜芽苗菜在第8天时，处理D的维生素C含量最高，为0.48 mg/g，是第4天的1.8倍，增长了77.8%；处理C的变化范围为0.28～0.47 mg/g，并在第8天时具有最大值，且与处理D无显著差异。

2.3 酚类含量

2.3.1 总酚含量

由图4可知，不同光照强度对豌豆芽苗菜的总酚含量的影响不同，处理A的总酚含量变化范围为380.73～474.14 ng/L，第8天的总酚含量是第4天的1.2倍，增长了24.5%；处理D的总酚含量在第8天时含量最低，与其他两个处理差异显著，同时第6天的总酚含量是第8天的1.2倍，增长了15.6%。萝卜芽苗菜的总酚含量随着生长时间的增加，呈先减少后增加的趋势。处理D的变化范围为441.47～413.40 ng/L，在第6～8天都显著高于其他处理，3个生长时期的总酚含量差异显著，第8天的总酚含量为416.62 ng/L。

2.3.2 总黄酮含量

由图5可以看出，随着豌豆芽苗菜的生长，其黄酮含量也在不断地增加，处理A变化范围为1.43～2.30 mg/g，第4天的黄酮含量最低，与其他两个处理差异显著，第8天是第4天的1.6倍，增长了60.8%。处理D的黄酮含量在第4天时达到最低，第6天时最高，与第4天相比，增加了37.7%。萝卜芽苗菜不同处理的黄酮含量变化不同，处理B的黄酮含量变化范围为2.31～2.54 mg/g，在第6天和第8天均为最大值。处理D的黄酮含量在第8天为2.37 mg/g，与处理B无显著差异。

3 讨论

光影响着植株的生长及发育，是植株生长发育过程中的重要环境因素之一[15]。研究表明，不同的光照强度在不同程度上影响着豌豆、萝卜芽苗菜的生长特性。种子在萌发过程中，光加快了种子的新陈代谢，使得作物的生长特性发生了显著的变化[16]。本试验中，随着生长时间的增加，芽苗菜的生长指标数值逐渐增大，均在第8天达到最大值，这与王伟等[17]的研究结果基本一致。3个时期的豌豆、萝卜芽苗菜的茎粗变化不大。在第8天时，处理A的豌豆、萝卜芽苗菜的株高最高，处理B的豌豆芽苗菜地上部鲜质量最大，处理D的萝卜芽苗菜地上部鲜质量最大，说明弱光条件有利于芽苗菜的伸长，相对较强的光条件能满足芽苗菜生长的需求，能促进芽苗菜鲜质量的增加。

可溶性糖以信号分子的形式存在，是一种渗透调节物质，在植株生长过程中起着调控的作用[18]。赵硕等[19]研究发现，适量增加光照强度有利于蕹菜芽苗菜的可溶性糖含量的增加。郎晓娟[20]研究发现，在大豆芽苗生长的第3天时，其营养价值最高。纪红等[21]研究发现，在花生芽苗的生长过程中，其蛋白质含量在第2～8天都在不断升高，于第8天具有最大值。本试验中，豌豆芽苗菜的可溶性糖、可溶性蛋白含量都随着生长时间的增加而增加，并都在第8天达到最大值，处理A的可溶性糖、可溶性蛋白含量最大，这说明适当的光照强度能提高豌豆芽苗菜的可溶性糖含量和碳水化合物的积累，这与马超[22]对大豆芽苗菜的研究一致。萝卜芽苗菜的可溶性糖在第6天具有最大值，可溶性蛋白在第4天具有最大值，第8天时，处理D、处理C含量最高，说明随着生长时间的增加，较高的光照强度能提高萝卜芽苗菜的可溶性糖、可溶性蛋白含量，这与纪红等[21]对花生芽苗的研究不同，可能是由于品种不同造成的。

维生素C是一种水溶性维生素，具有增加人体免疫力，预防和治疗坏血病以及促进代谢的功能[23]。PEREZ-BALIBREA等[24]研究发现，相比于黑暗条件，光照能促进花椰菜芽的酚类化合物、维生素C等营养物质的合成。LOGAN B A等[25]研究发现，随着太阳辐射的增加，植株的抗坏血酸含量也在上升。本试验中，豌豆芽苗菜的维生素C含量在第6天达到最大值，第8天的最大值在处理C；萝卜芽苗菜的维生素C含量随着光照强度的增加而升高，第8天时处理D的含量最高，这与LOGAN B A等[25]的研究基本一致。豌豆、萝卜芽苗菜的维生素C含量最高值没有出现在同一个时期，可能是由于豌豆、萝卜本身的品种特性造成的。

酚类物质是一种自然的抗氧化物质，它的含量越高时，抗氧化的能力就越强，总酚物质具有抗病毒及抗氧化的功能[26-27]。当种子的酚类物质含量较高时，其萌发后幼苗的酚类物质含量也会相对较高[24，28]。绿豆、大豆的异黄酮含量在萌发的第4天达到最大值，具有较高的营养价值[29-30]。本试验中，豌豆芽苗菜的总酚含量、总黄酮含量在第6天时处理D含量最高，第8天时处理A含量最高。这与汪旭等[29]、汪洪涛等[30]的研究结果相似。红小豆、黑大豆在开始萌发后由于种皮上的色素损伤，其酚类物质会出现先减少后增加的趋势[31]。本试验中萝卜芽苗菜的总酚含量随着培养时间的增加会出现先减少后上升的现象，这与LIN P Y等[31]的研究结果一致。

4 结论

研究结果表明，不同光照强度对豌豆、萝卜芽苗菜的生长特性及酚类含量的影响较大。综合以上分析结果，豌豆芽苗菜中，30 μmol/(m2·s)处理的植株产量最高，品质相对较低，20 μmol/(m2·s)处理的植株营养品质及酚类含量最高，产量相对较低；萝卜芽苗菜中，100 μmol/(m2·s)条件下的植株产量较高，品质也相对较高，因此建议根据生产需求选择适宜的光照强度。