山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學 nullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 收稿日期 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 基金項目 國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系項目 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 北京市農(nóng)林科學院財政專項 人工光植物工廠調(diào)控韭菜風味技術及其分 子機制 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 財政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究中心改革與發(fā)展項目 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 作者簡介 李偉 nullnullnullnull 男 碩士研究生 研究方向為設施園藝與無土栽培 nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull 通信作者 王麗萍 nullnullnullnull 女 博士 教授 主要從事設施園藝與無土栽培等研究 nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull 植物工廠模式下 nullnullnull 光質(zhì)對水培韭菜生長 風味及品質(zhì)的影響 李偉 null null null 佟靜 null null 武占會 null null 劉寧 null null 王寶駒 null null 季延海 null null 王麗萍 null nullnull 河北工程大學園林與生態(tài)工程學院 河北 邯鄲 nullnullnullnullnullnull nullnull 北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究所 北京 nullnullnullnullnullnull nullnull 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北都市農(nóng)業(yè)重點實驗室 北京 nullnullnullnullnullnull 摘要 為探究植物工廠中適合韭菜生長的最佳光質(zhì) 本試驗以韭菜品種 nullnullnull 為材料 設置白光 紅光 藍 光和綠光 null 種光質(zhì)處理 研究不同 nullnullnull 光質(zhì)對水培韭菜生長 產(chǎn)量 營養(yǎng)成分和風味品質(zhì)的影響 結(jié)果表明 與白光相比 紅光處理下韭菜葉寬 產(chǎn)量和根系活力分別提高 nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull和 nullnullnullnull 總酚和類黃酮含量分別 提高 nullnullnullnullnull和 nullnullnullnullnull 并抑制韭菜株高和假莖粗的增加 藍光處理下韭菜生長更加健壯 產(chǎn)量較高 可溶性蛋 白 酶促丙酮酸 nullnull 含量最高 總酚 類黃酮含量較高 纖維素 硝態(tài)氮含量最少 電子鼻傳感器顯示 氮氧化 物 nullnullnull 硫化合物 nullnullnull 芳烴化合物和硫的有機化合物 nullnullnull 各風味物質(zhì)在藍光處理下相對電導率值 最高 表明藍光處理能提高韭菜風味品質(zhì)含量 綜合分析認為 韭菜生產(chǎn)中使用藍光進行處理能實現(xiàn)較高產(chǎn) 量 最優(yōu)品質(zhì)及風味的有機結(jié)合 關鍵詞 韭菜 nullnullnull 光質(zhì) 品質(zhì) 辛辣性 風味 中圖分類號 nullnullnullnullnullnullnullnull null nullnull 文獻標識號 null 文章編號 nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull Effect of LED Light Quality on Growth Flavor and Quality of Chinese Chive under Water Culture Condition in Plant Factory Mode nullnull nullnullnull null null null nullnullnullnull nullnullnullnull null null nullnull nullnullnullnullnullnullnull null null nullnullnull nullnullnullnull null null nullnullnullnull nullnullnullnullnull null null nullnull nullnullnullnullnullnull null null nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull null null School of Landscape and Ecological Engineering Hebei University of Engineering Handan nullnullnullnullnullnull China null Institute of Vegetables Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences Beijing nullnullnullnullnullnull China null North China Key Laboratory of Urban Agriculture Ministry of Agriculture and ural Affairs Beijing nullnullnullnullnullnull China Abstract nullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull null nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull Keywords nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnull 燈作為人工補充光源 其電光的轉(zhuǎn)化效 率高 發(fā)光效率在 nullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 之間 大大節(jié)約 成本 null 隨著 nullnullnull 燈的發(fā)展 普及與不斷的更新 換代 其逐漸在植物工廠中開始使用 實現(xiàn)了植物 多層多架多時段種植 這不僅能提高植物工廠內(nèi) 的空間利用效率 還能增大不同顏色光質(zhì)在生產(chǎn) 中的利用效率 null 不同植物的不同生長時期對 光質(zhì)敏感程度不盡相同 白光作為一種混合光源 雖能滿足植物對光源的要求 但會造成資源浪費 光質(zhì)是光的重要屬性 植物的生長和品質(zhì)直 接受到光質(zhì)的影響 nullnullnull 植物體內(nèi)存在著光敏色 素 隱花色素以及紫外光 nullnull 受體三種類型的感光 受體 分別感應 nullnullnull null nullnullnull nullnull 紅光 nullnullnull null nullnullnull nullnull 藍紫光及 nullnullnullnullnullnullnull nullnull 紫外光 null 紅光可以促進 植物的營養(yǎng)生長 增大葉面積 提高株高 植株生 物量以及光化學效率 同樣對莖生長也具有正向 調(diào)控作用 它通過調(diào)控體內(nèi)激素 nullnullnull 含量實 現(xiàn) nullnullnull 藍光可以影響植物光形態(tài)的建成 也可 以提高植物的營養(yǎng)品質(zhì) null 綠光不僅能刺激較 低冠層的光能利用效率 還能延緩葉片衰老 nullnull 綠光的加入提高了甜椒的果實重以及干物質(zhì)含 量 nullnull 有研究表明經(jīng)過綠光處理的植株 生長速 率和生物量得到提高 但光強過大則會抑制生 長 nullnull 韭菜 Allium tuberosum nullnullnullnullnullnull nullnull nullnullnullnull 為百合 科蔥屬多年生草本宿根植物 因其獨特的風味品 質(zhì)廣受大眾歡迎 null null 烴基半胱氨酸亞砜 null nullnullnullnull nullnull nullnull nullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnull 是蔥屬植物中含 硫的天然產(chǎn)物 nullnull 是形成韭菜風味品質(zhì)的主要成 分之一 nullnullnullnullnull 跟土培相比 水培韭菜茬次頻率較 快 生長期短 nullnullnullnull 表達不充分 造成韭菜風味品 質(zhì)下降 nullnullnullnull 主要存在于蔥屬蔬菜植物中 但不同種 類蔬菜中的 nullnullnullnull 種類也不同 主要有四種類型 分別為 null null 烯丙基 nullnullnull 半胱氨酸亞砜 nullnullnullnull null null 甲基 null 半胱氨酸亞砜 nullnullnullnull null null 丙基 null 半胱氨酸 亞砜 nullnullnullnull null nullnullnull 丙烯基 nullnullnull 半胱氨酸亞砜 nullnullnullnullnull nullnullnullnull 存在于大蒜 nullnullnullnull 存在于蔥屬 和蕓薹屬 nullnullnullnull 和 nullnullnullnullnull 存在于洋蔥 nullnull 當植 物受到損傷時 nullnullnullnull 與蒜氨酸酶 nullnullnullnullnullnullnullnullnull 等一 系列酶反應生成丙酮酸鹽 氨和含硫化合物 后者 會分解成易揮發(fā) 有氣味的風味物質(zhì) nullnull 前人在洋蔥風味的研究上表明 洋蔥風味與 辛辣性息息相關 丙酮酸含量決定了洋蔥的辛辣 性 而蔥屬植株中有機硫化物的合成和丙酮酸含 量 nullnullnull以上取決于遺傳因素 其余部分受到外界 環(huán)境影響 nullnull 為此 本試驗以白光為對照 設置 紅光 藍光 綠光 null 種光質(zhì)處理 研究不同 nullnullnull 光 質(zhì)對水培韭菜生長 品質(zhì)以及風味指標的影響 以 期為植物工廠條件下高效率 高品質(zhì) 低成本生產(chǎn) 韭菜提供技術參考 null 材料與方法 nullnullnull 試驗材料 試驗于 nullnullnullnull 年 null 月 null 日至 null 月 nullnull 日在北京 市農(nóng)林科學院蔬菜研究所的人工光植物工廠中進 行 供試韭菜品種為 nullnullnull 播種時間為 nullnullnullnull 年 null 月 nullnull 日 定植時間為 nullnullnullnull 年 nullnull 月 nullnull 日 供試 營養(yǎng)液由北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究所專門研發(fā) 的肥料添加蒸餾水配制而成 nullnullnull 試驗設計與管理 本試驗所用營養(yǎng)液濃度統(tǒng)一控制在 nullnull 為 nullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnull 值為 nullnullnullnullnullnullnull 光照采用 nullnullnull 植物生長燈供給 燈管與韭菜距離控制在 nullnull nullnull 左右 試驗設置 null 種光質(zhì)處理 即白光 紅光 藍光 綠光 光照強度均為 nullnullnull nullnullnullnullnull null null null 光 nullnull第 nullnull 期 李偉 等 植物工廠模式下 nullnullnull 光質(zhì)對水培韭菜生長 風味及品質(zhì)的影響 周期設置為 nullnull null 光 nullnullnull null 暗 nullnullnullnull 年 null 月 null 日選取沒有產(chǎn)生分蘗且生長 一致的單株韭菜割去前茬后移栽至水培架上 采 用液培法種植 植物工廠內(nèi) 溫度為 nullnull null nullnull null 濃 度為 null nullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnull 相對濕度為 nullnullnull nullnullnull 測定指標及方法 nullnullnullnullnull 生長指標調(diào)查 采用直尺測量株高 葉 長 葉寬 采用游標卡尺測量假莖粗 記錄葉片數(shù) 韭菜鮮重和干重采用電子天平稱重 鮮韭菜稱重 后放進烘箱 nullnullnull null殺青后 nullnull null烘干至恒重 干 燥冷卻后稱干重 每處理重復 null 次 每次 null 株韭 菜 nullnullnullnullnull 葉片熒光參數(shù)測定 將整株韭菜進行暗處 理 nullnull nullnullnull 利用 nullnullnullnullnull nullnullnull 葉綠素熒光成像系統(tǒng)測定 韭菜葉片最大熒光 nullnull 可變熒光 nullnull 初始熒光 nullnull 然后在作用光強 nullnullnull nullnullnullnullnull null null null 下測定初 始熒光 nullnullnull 可變熒光 nullnullnull 穩(wěn)態(tài)熒光 nullnull 最 大熒光 nullnullnull 等參數(shù) 利用相應計算公式算出暗 適應下最大光化學效率 nullnullnullnullnull 光適應下實際 光化學效率 nullnullnullnull 光化學猝滅系數(shù) nullnull 光 系統(tǒng) null的潛在活性 nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull 生理與營養(yǎng)品質(zhì)指標測定 用乙醇浸提 比色法測定葉片光合色素含量 用 null null null 二氯酚靛 酚比色法測定 nullnull 含量 用考馬斯亮藍比色法測 定可溶性蛋白含量 用蒽酮比色法測定可溶性糖 含量 用 nullnullnull null null nullnull null 消化 null 蒽酮比色法測定纖維 素含量 用氯化三苯基四氮唑 nullnullnull 法測定根系 活力 用硝基水楊酸法測定硝態(tài)氮含量 用紫外分 光光度法測定類黃酮和總酚含量 nullnullnullnullnull nullnullnullnullnull 韭菜辛辣度測定 利用洋蔥辛辣度的檢 測方法對韭菜的辛辣度進行分析 其辛辣度通過 測定 nullnullnullnull 水解后酶促丙酮酸含量來表示 nullnull 每 處理取 nullnullnull 株長勢一致的韭菜 去掉葉尖及莖保 留中間部位 并切成 nullnullnull nullnull 小段 每處理分為 背景組和反應組 每組重復 null 次 每重復取 nullnullnullnullnull null 韭菜放入 nullnull 管中 之后背景組加入 nullnull nullnullnull 磷 酸緩沖液 nullnull nullnullnull nullnullnull nullnull 反應組加入蒸餾水 nullnullnull nullnull 采用高通量植物勻漿提取儀研磨成勻漿 用 臺式冷凍離心機在 nullnull nullnullnull nullnullnullnullnull nullnull null條件下離 心 null nullnullnull 將離心后的各處理上清液稀釋 null 倍 背景組和反應組分別按比例加入稀釋后的韭菜組 織上清液 nullnullnullnullnullnullnull null null null 二硝基苯肼溶液 nullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull nullnullnullnullnull 室溫下反應 null nullnullnull 用 nullnullnull nullnullnull 酶標儀在波長 nullnullnull nullnull 處進行吸光值測定 將丙酮酸鈉溶液進行梯度稀釋 繪制標準曲線 用 于計算韭菜葉片的酶促丙酮酸含量 間接測定其 辛辣度 為確定韭菜生長期間不同光質(zhì)下韭菜酶 促丙酮酸含量的變化趨勢 于處理 null 天后每 null 天 進行一次酶促丙酮酸含量測定 共測定 nullnull 次 nullnullnullnullnull 產(chǎn)量調(diào)查 參考文獻 nullnull 的方法進行產(chǎn) 量調(diào)查 產(chǎn)量 nullnullnullnullnull null null 單個營養(yǎng)液栽培格盤 收獲韭菜重 nullnullnull nullnullnull null 格盤面積 nullnullnullnullnullnullnull null null nullnullnullnullnull 風味檢測 利用 nullnullnullnull 電子鼻進行韭菜風 味品質(zhì)測定 采用頂空吸空氣法檢測 將 null null 韭 菜磨成勻漿并用 nullnull nullnull 蒸餾水沖洗進 nullnull nullnull 燒杯 中用封口膜封口 放置 nullnull nullnullnull 將取樣針頭插入密 封燒杯的頂部吸取氣體樣品 檢測條件 傳感器 沖洗時間為 nullnullnull null 歸零時間以及樣品準備時間為 null null 進樣流量為 nullnullnull nullnullnullnullnullnull 樣品測定時間為 nullnullnull null 將傳感器響應曲線中第 nullnullnull null 的平均值作 為特征穩(wěn)定值用于后續(xù)建模 nullnullnull 數(shù)據(jù)處理與分析 采用 nullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull nullnullnullnull 進行數(shù)據(jù)處理和作 圖 采用 nullnullnullnull nullnullnullnull 軟件進行單因素方差分析 null 結(jié)果與分析 nullnullnull 不同 nullnullnull 光質(zhì)對水培韭菜生長指標的影響 由圖 null 可知 藍光處理韭菜長勢被抑制 沒有 出現(xiàn)分蘗現(xiàn)象 地下部長勢優(yōu)于其他處理 更利于 硫素的轉(zhuǎn)化積累和提高韭菜辛辣度 圖 null 不同 nullnullnull 光質(zhì)下水培韭菜形態(tài) 由表 null 可以看出 株高 葉長以綠光處理最 大 與白光處理相比分別顯著增加 nullnullnull nullnull 和 nullnull 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學 第 nullnull 卷 nullnullnullnullnull 但綠光處理韭菜莖過度伸長 假莖變細 葉片 數(shù) 減 少 韭菜纖弱易倒伏 且 產(chǎn) 量 只 有 nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull null 較白光處理顯著降低 nullnullnullnullnull 紅光在提高葉寬和產(chǎn)量方面具有顯著促進作用 與白光相比 分別提高 nullnullnullnullnull和 nullnullnullnullnull 紅光處理 產(chǎn)量最高 為 nullnull nullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnull null 說明紅光可以顯 著提高韭菜產(chǎn)量 與白光相比 藍光顯著抑制韭 菜的葉長 假莖粗和葉片數(shù) 白光處理下 韭菜假 莖粗和葉片數(shù)達到最大值 分別為 nullnullnullnullnull nullnull 和 nullnullnullnullnull片 顯著高于紅光 藍光以及綠光處理的韭 菜 說明二者可能受到多種光質(zhì)的調(diào)控 表 null 不同 nullnullnull 光質(zhì)對水培韭菜生長及產(chǎn)量的影響 處理 株高 nullnullnull 葉長 nullnullnull 葉寬 nullnullnull 假莖粗 nullnullnull 葉片數(shù) 產(chǎn)量 null nullnullnullnullnull null 白光 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 紅光 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 藍光 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 綠光 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnull nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 注 同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著