LED照光下生菜全株干物質(zhì)累積分配及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的光譜效應(yīng).pdf

1、隨著近年來(lái)LED固態(tài)光源在設(shè)施農(nóng)業(yè)補(bǔ)光尤其是蔬菜工廠化生產(chǎn)應(yīng)用研究熱潮的興起，越來(lái)越多的研究集中在光質(zhì)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育、品質(zhì)改善等領(lǐng)域的影響。針對(duì)目前在生菜生產(chǎn)和研究中偏多采用紅藍(lán)光進(jìn)行人工電照補(bǔ)光技術(shù)的局限性問(wèn)題，以及同種光質(zhì)不同峰值波段可見(jiàn)光譜對(duì)生菜產(chǎn)品器官產(chǎn)量品質(zhì)尤其是全株生物產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)累積分配的光質(zhì)信號(hào)調(diào)控效應(yīng)亟待深入的問(wèn)題，本試驗(yàn)采用300μmol·m-2·s-1大功率LED寬帶多光譜晝間照光和10μmol·m-2·s-1紅

2、藍(lán)LED單色光質(zhì)夜間補(bǔ)光，分析生菜的生長(zhǎng)、干物質(zhì)累積及其分配、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)累積分配以及生菜葉片光能高效吸收轉(zhuǎn)化利用的光譜信號(hào)調(diào)控效應(yīng)，探索生菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)定向調(diào)優(yōu)的人工電照光譜調(diào)控技術(shù)及調(diào)控機(jī)制，為引領(lǐng)設(shè)施農(nóng)業(yè)特別是工廠化生產(chǎn)向營(yíng)養(yǎng)優(yōu)化型或營(yíng)養(yǎng)功能型轉(zhuǎn)化探索新途徑。
　　1采用300μmol·m-2·s-1單色光質(zhì)照射處理表明，同種光質(zhì)不同波長(zhǎng)也會(huì)影響生菜生長(zhǎng)。紅光R627、R655的葉面積、鮮重顯著高于SOLAR對(duì)照約63.03％～85

3、.04％，且干物質(zhì)累積最多。R627、R655的PSⅡ供體側(cè)活性△Woj、△Wok顯著增加，PSⅡ穩(wěn)定性降低，同時(shí)PSⅡ受體側(cè)活性TRo/CSm和ETo/CSm顯著降低，可是R627、R655光合速率顯著提高，說(shuō)明紅光會(huì)導(dǎo)致PSⅡ活性下降，但是可能有利于提高暗反應(yīng)中Rubisco酶等活性;相比之下，B442、B457處理雖然PSⅡ活性顯著提高，可是可能抑制了Rubisco酶活性，而G521則均未受顯著影響。
　　2采用300μmo

4、l·m-2·s-1單色光質(zhì)照射處理，生菜全株以及葉和莖器官的可溶性糖含量均顯著高于自然光SOLAR對(duì)照，其中尤其以B442全株高于對(duì)照135.92％。這種藍(lán)光下的高糖累積效應(yīng)，既可能與能量供應(yīng)有關(guān)，也可能與藍(lán)光下植株較小的庫(kù)容體有關(guān)。藍(lán)光(B442、B457)生菜全株及葉的可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于SOLAR對(duì)照約65.82％～181.83％，然而隨著B(niǎo)442、B457、G521、R627、R655波長(zhǎng)的增加，可溶性蛋白質(zhì)在葉中分配有減

5、少的傾向。紅光(R627、R655)生菜全株游離氨基酸在根莖葉中的分配以莖為主，似乎說(shuō)明紅光有利于氨基酸向陰生部位轉(zhuǎn)移。另外，B442、B457、R627、R655葉器官的硝酸鹽含量顯著低于對(duì)照約14.53％～28.82％。藍(lán)光B457生菜葉片的維生素C含量顯著增加約33.33％。
　　3采用10μmol·m-2·s-1紅藍(lán)單色光質(zhì)整夜補(bǔ)光，RB18:00-06:00的株高、葉面積、單株鮮重、單株干重均顯著高于SOLAR對(duì)照約9.

6、46％～20.09％。R18:00-06:00、RB18.00-06:00的Fv/Fm顯著低于對(duì)照，而Y(Ⅱ)顯著高于對(duì)照17.24％～20.68％。雖然各處理比SOLAR對(duì)照均抑制了天線色素向反應(yīng)中心復(fù)合體之間的能量傳遞?？墒荝18:00-06.00電子傳遞速率顯著高于對(duì)照。
　　4采用10μmol·m-2·s-1紅藍(lán)單色光質(zhì)整夜補(bǔ)光，RB18:00-06:00處理生菜全株及莖和葉片可溶性糖含量顯著高于對(duì)照27.14％～49.2

7、7％，而所有處理可溶性糖分配到生菜葉片中的含量均低于對(duì)照。這可能與夜間補(bǔ)光會(huì)調(diào)控可溶性糖從葉片向外轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。R18.00-06.00、B18:00-06:00生菜葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量明顯高于SOLAR對(duì)照66.39％～102.67％，并且可溶性蛋白質(zhì)在葉片中的分配率顯著增加。這可能與夜間補(bǔ)光紅、藍(lán)信號(hào)調(diào)控了氮代謝關(guān)鍵酶的數(shù)量與活性的基因表達(dá)有關(guān)。R18.00-06:00生菜全株及葉的硝酸鹽含量顯著降低約23.17％～24.94％，這主

8、要是由于紅光調(diào)控蛋白質(zhì)合成活性從而拉動(dòng)前端硝酸鹽的還原。另外，所有處理均增加了維生素C的含量。
　　綜上所述，采用300μmol·m-2·s-1的LED藍(lán)光B457晝間照射的可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和維生素C等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)表現(xiàn)較好，R655的紅光LED照射的干物質(zhì)累積和增產(chǎn)效應(yīng)表現(xiàn)較好，R627的紅光LED照射有利于降低硝酸鹽累積，可是能耗和硬件成本會(huì)偏高些。若考慮降低能耗和硬件成本，建議優(yōu)先選擇10μmol·m-2·s-1的R18.0