LED 綠光補(bǔ)光模式對生菜生長及品質(zhì)的影響-201750-2111
<p>中國農(nóng)業(yè)科學(xué) 2017,50(21):4170-4177 Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.21.011 收稿日期： 2017-05-17； 接受日期： 2017-09-06 基金項(xiàng)目： 國家“ 863”計(jì)劃（ 2013AA103005） 、北京市自然科學(xué)基金（ 6174041） 聯(lián)系方式： 陳曉麗， E-mail： chenxlnercita.org.cn。通信作者薛緒掌， E-mail： xuexznercita.org.cn LED 綠光補(bǔ)光模式對生菜生長及品質(zhì)的影響 陳曉麗1，楊其長2，張馨1，馬太光1，郭文忠1，薛緒掌1（1北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心，北京 100097；2中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所，北京 100081） 摘要： 【目的】探究不同光照強(qiáng)度以及補(bǔ)光模式的綠光對植物工廠中水培生菜生長及營養(yǎng)品質(zhì)的影響，為綠光的供光策略提供參考。 【方法】以 8：0020：00 照射的強(qiáng)度為 160 mol·m-2·s-1的 LED 白光（W）為基礎(chǔ)光，在保證生菜正常生長的前提下，補(bǔ)充 3 種不同強(qiáng)度（30、60、90 mol·m-2·s-1）的綠光（G） ，并通過調(diào)節(jié)綠光的供光時(shí)間點(diǎn)使之與基礎(chǔ)白光形成重疊（O）和不重疊（N）兩種供光模式，分別為 W、WG 30O、WG 60O、WG 90O、WG 30N、WG 90。N 共 6 個(gè)處理，各處理間綠光補(bǔ)光時(shí)長均為 6 h。 【結(jié)果】除處理 WG 90N 外，其他補(bǔ)充綠光的處理較對照 W 均顯著提高了生菜地上部鮮重，且 30 mol·m-2·s-1的低強(qiáng)度綠光更有利于生菜的生長及生物量積累；補(bǔ)充綠光的處理均不同程度的提高了生菜可溶性糖、粗蛋白以及 Vc 含量，同時(shí)降低了硝酸鹽含量，其中，生菜可溶性糖、粗蛋白以及Vc 含量隨著綠光補(bǔ)光強(qiáng)度的升高而增加；綠光在作用于生菜生物量積累過程中依賴于背景白光，而在作用于可溶性糖積累和 Vc 合成過程中與背景白光的關(guān)系不顯著。 【結(jié)論】綠光對生菜的作用效果與綠光補(bǔ)光強(qiáng)度及其相對于基礎(chǔ)光的供光模式有關(guān)，且對于不同的目的指標(biāo)，綠光補(bǔ)光效果有所差異，在實(shí)際生產(chǎn)中可根據(jù)生產(chǎn)目的建立不同的綠光補(bǔ)光策略。 關(guān)鍵詞： 植物工廠；LED；綠光；白光；生菜 Effects of Green LED Light on the Growth and Quality of Lettuce CHEN XiaoLi1, YANG QiChang2, ZHANG Xin1, MA TaiGuang1, GUO WenZhong1, XUE XuZhang1(1Beijing Research Centre of Intelligent Equipment for Agriculture, Beijing 100097; 2Institute of Environment and Sustainable Development in Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081) Abstract: 【 Objective】 To explore the better mode of green LED light supply in plant factories, the effects of different modes of green light on the growth and nutrient quality of lettuce were analyzed.【 Method】 Lettuce was grown in the fully artificial light plant factory, where adjustable white and green LED panels were used as the sole light source for lettuce growth. White light (W) provided at 8:00-20:00 (160 mol·m-2·s-1) was regarded as the basal light for normal growth of lettuce, and green light (G) at different intensity (30, 60, and 90 mol·m-2·s-1) was supplied as the supplemental light. Meanwhile, overlapping mode (O) and non-overlapping mode (N) of the basal white light and the green light were set by regulating the green light time. Treatments were recorded as W, WG30O, WG60O, WG90O, WG30N and WG90N, and the green light period for all treatments was 6 h. 【 Result】 All treatments were observed to enhance the shoot fresh weight of lettuce compared with the control except treatment of WG90N, 30 mol·m-2·s-1 low intensity of supplemental light was more beneficial for the growth and biomass accumulation of lettuce. Supplemental green light promoted the accumulation of soluble sugar, crude protein and vitamin C at different levels, and decreased the nitrate content at the same time. Among which, the soluble sugar, crude protein and Vc contents increased with the increase of green light intensity. Green light depended on the exist of basal white light on the biomass accumulation of lettuce, but the green light didnt show the dependent on the basal white light on the process of the soluble sugar and vitamin C. 【 Conclusion】 The effects of 21 期 陳曉麗等： LED 綠光補(bǔ)光模式對生菜生長及品質(zhì)的影響 4171 green light supply are relevant to the light intensity as well as the supply modes. Green lighting strategy can be established and adjusted according to the production purpose in the actual production. Key words: plant factory; LED; green light; white light; lettuce 0 引言 【研究意義】 光既決定了植物生長代謝的能量源頭，同時(shí)也作為一種信號(hào)調(diào)節(jié)植物的生長和物質(zhì)代謝。在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，通過調(diào)節(jié)光環(huán)境要素提高蔬菜產(chǎn)量及品質(zhì)已成為一項(xiàng)重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)手段1-4。然而，不同光質(zhì)對植物生長的作用各異，影響機(jī)理較為復(fù)雜， 闡明不同光質(zhì)對植物的影響是實(shí)現(xiàn)設(shè)施精準(zhǔn)補(bǔ)光和控光的前提?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】一般認(rèn)為，綠色植物之所以呈現(xiàn)綠色是由于太陽光中的綠光波段很少被植物葉綠體吸收而是被植物葉片反射所致， 綠光因此被認(rèn)為是無效光5。也有研究表明綠光對植物生長及品質(zhì)的形成有不利的影響，如蒲高斌等6對番茄的研究發(fā)現(xiàn)，綠光下植株的光合速率、根系活力、單株干重和果實(shí)產(chǎn)量、 Vc 含量等都有所降低。然而，還有大量研究表明， 綠光參與植物光合作用并影響植物的光合能力，如 TERASHIMA7和 MATEROVÁ8證實(shí)，綠光比紅、藍(lán)光更能夠深入植物冠層，補(bǔ)充綠光后， 生菜底層葉片可以利用透射過的綠光進(jìn)行光合作用， 并且添加的綠光可以降低底層葉片衰老和葉片遮光對光合作用的影響； TALBOTT 等9研究證實(shí)，綠光可以導(dǎo)致葉片氣孔開度下降， 但是綠光對葉片氣孔的影響并不會(huì)造成植物光合能力的下降， 說明綠光在光合作用的其他方面產(chǎn)生了補(bǔ)償性作用； KIM 等10指出， 在紅藍(lán)光中添加一定的綠光可以顯著增強(qiáng)光合能力以及促進(jìn)生菜干物質(zhì)的積累； FOLTA11和BOULY12等也證實(shí)綠光能夠參與光合作用； KEVIN等13認(rèn)為在紅藍(lán)組合光中補(bǔ)充綠光能夠減緩萵苣葉綠素的降解，促進(jìn)萵苣生長；趙飛等14研究發(fā)現(xiàn)在紅藍(lán)組合光基礎(chǔ)上補(bǔ)充綠光會(huì)明顯提高黃瓜葉片中葉綠素的含量，增強(qiáng)黃瓜的光合能力。此外，還有研究表明將綠光作為補(bǔ)充光照射生菜可提高生菜中可溶性糖含量同時(shí)提升生菜口感。如 LIN 等4發(fā)現(xiàn)在 LED 紅藍(lán)光基礎(chǔ)上增加綠光顯著提高了生菜中可溶性糖的含量； CHEN 等15以 LED 白光作為基礎(chǔ)光，另外分別以 LED 紅外光、紅光、黃光、綠光以及藍(lán)光作為補(bǔ)充光照射生菜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充綠光的處理中生菜可溶性糖含量較純白光以及其他光質(zhì)的補(bǔ)充光下高出 38% 142%；伍潔等16在紅藍(lán)光質(zhì)配比為 6 4 的基礎(chǔ)上添加不同比例的綠光（ 10%、 20%、40%）照射生菜，發(fā)現(xiàn)生菜可溶性糖含量隨著綠光比例升高而增加?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】單一綠光雖然無法滿足植物的正常生長，但在白光或紅藍(lán)光基礎(chǔ)上補(bǔ)充一定強(qiáng)度的綠光有可能對蔬菜產(chǎn)量或品質(zhì)產(chǎn)生有益的效果。然而，不同強(qiáng)度的綠光對生菜生長動(dòng)態(tài)及營養(yǎng)品質(zhì)的影響以及綠光在作用過程中是否依賴于背景光目前尚未有報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究在植物工廠中以一定強(qiáng)度的 LED 白光為基礎(chǔ)光，另以不同強(qiáng)度、不同供光模式的綠光作為補(bǔ)充光種植生菜，通過測定生菜生長動(dòng)態(tài)、生物量、光合色素含量、可溶性糖、粗蛋白、維生素 C 以及硝酸鹽含量分析補(bǔ)充綠光的效果，以闡明綠光對生菜生長及品質(zhì)的影響以及探究綠光的作用過程是否獨(dú)立或依賴于背景光，為設(shè)施生產(chǎn)中綠光補(bǔ)光策略的建立提供理論參考。 1 材料與方法 試驗(yàn)于 2016 年在北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心全人工光型植物工廠中進(jìn)行。 1.1 光源參數(shù) 使用北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心研制的可調(diào)LED 植物生長燈板（ 800 mm× 800 mm× 80 mm），該燈板由白光（ W）與綠光（ G）組成，燈板內(nèi)置功率儀以及白、綠光獨(dú)立時(shí)控器，每種光質(zhì)的強(qiáng)度及供光時(shí)間可以獨(dú)立設(shè)定和調(diào)節(jié)（圖 1）。綠光峰值波長為 520 nm，試驗(yàn)處理中的光譜圖見圖 2。光強(qiáng)度測定采用 Li-250A 光量子計(jì)（ LI-COR，美國），光譜的測定采用 USB-650 型光譜儀（ Ocean Optical，美國）。 1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)在全人工光型植物工廠中進(jìn)行，試驗(yàn)材料為紅生 1 號(hào)生菜。先將生菜種子放在 4條件下催芽，露白后播種至海綿塊中育苗，播種 15 d 后定植到水培槽上（ 800 mm× 800 mm× 100 mm），每個(gè)水培槽上種植 36 株，株距 13 cm。植物工廠內(nèi)晝 /夜溫度設(shè)置為22 /17，空氣濕度 65%， CO2濃度 400 mol·mol-1，營養(yǎng)液 pH、 EC 分別保持在 6.5 和 1.45 mS·cm-1左右，營養(yǎng)液每周更換一次。從播種日起第 39 天，即定植24 d 后收獲并測定相關(guān)指標(biāo)。 4172 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 50卷 圖 1 LED 試驗(yàn)光源 Fig. 1 The LED panel used in the experiment 0.00.51.01.52.0400 450 500 550 600 650 700 750 8000.00.51.01.52.00.00.51.01.52.0白光 W 綠光 G白綠混合光 WG光強(qiáng)度Photon flux(mol·m-2·s-1·nm-1)波長 Wavelength (nm)400 450 500 550 600 650 700 750 800波長 Wavelength (nm)400 450 500 550 600 650 700 750 800波長 Wavelength (nm)光強(qiáng)度Photonflux(mol·m-2·s-1·nm-1)光強(qiáng)度Photon flux(mol·m-2·s-1·nm-1)定植當(dāng)天即開始 6 個(gè)不同的光處理， LED 燈板垂直懸掛于栽培板正上方 25 cm 處，各處理間白光的光強(qiáng)均為 160 mol·m-2·s-1，開啟時(shí)間為 8： 00 20： 00。以純白光處理（ W）為對照，在白光基礎(chǔ)上補(bǔ)充 3 種不同強(qiáng)度的綠光（ 30、 60 和 90 mol·m-2·s-1），并通過調(diào)節(jié)綠光的供光時(shí)間點(diǎn)使之與基礎(chǔ)白光形成重疊（ O）及不重疊（ N）兩種補(bǔ)光模式，各處理間綠光補(bǔ)光時(shí)長均為 6 h。處理 W、 WG30O、 WG60O、 WG90O、WG30N、 WG90N 中的具體設(shè)置見表 1。 1.3 項(xiàng)目測定與分析方法 生菜生長指標(biāo)動(dòng)態(tài)測定：隨機(jī)選取 6 株生菜，重復(fù) 3 次，每 5 d 用直尺測量并記錄生菜株高、株輻、葉長、葉寬。收獲后指標(biāo)測定：取樣方法同生長指標(biāo)測定，取樣后先用電子天平稱量地上和地下部的鮮重，然后在 60烘箱中烘至恒重后測其干重； 葉綠素和類胡蘿卜素含量測定采用分光光度法17；粗蛋白含量測定采用考馬斯亮藍(lán) G-250 染色法18；維生素 C（ Vc）含量測定采用分光光度法18；可溶性糖含量測定采用蒽酮比色 圖 2 白、綠光譜圖 Fig. 2 The spectrum of white and green light 21 期 陳曉麗等： LED 綠光補(bǔ)光模式對生菜生長及品質(zhì)的影響 4173 表 1 試驗(yàn)處理 Table 1 Light treatments 供光時(shí)間 On and off time of LED light 處理 Treatment 補(bǔ)光模式 Mode 白光 (W) 12 h 綠光 (G) 6 h 綠光強(qiáng)度 Green light intensity (mol·m-2·s-1) W 8:00 20:00 0 WG30N 不重疊 Non-overlapped 8:00 20:00 20:00 02:00 30 WG90N 不重疊 Non-overlapped 8:00 20:00 20:00 02:00 90 WG30O 重疊 Overlapped 8:00 20:00 14:00 20:00 30 WG60O 重疊 Overlapped 8:00 20:00 14:00 20:00 60 WG90O 重疊 Overlapped 8:00 20:00 14:00 20:00 90 法19；硝酸鹽含量測定采用紫外分光光度法19。 數(shù)據(jù)處理采用 Microsoft Excel 2013，顯著性差異分析采用 SAS 統(tǒng)計(jì)分析軟件。 2 結(jié)果 2.1 補(bǔ)充綠光對生菜生長的影響 由表 2 可見，除了處理 WG90N 顯著降低了生菜地上部鮮重外，其他處理均顯著提高了生菜地上部鮮重，其中， WG30O 處理下生菜地上部鮮、干重均顯著高于其他處理（ P 0.05），較對照 W 分別提高了 43.2%和 67.7%，此外，較對照 W 而言，所有補(bǔ)充綠光的處理均不同程度地提高了植株葉片數(shù)；在同一綠光強(qiáng)度、不同補(bǔ)光模式的處理間，就生菜地上部鮮重、株高、株輻以及葉長而言，均表現(xiàn)為綠光與白光重疊供光的處理顯著高于不重疊供光的處理， 即 WG30O WG30N， WG90O WG90N（ P 0.05） ，說明綠光與白光同時(shí)供光更有利于生菜的生長；而在同一補(bǔ)光模式、不同綠光強(qiáng)度的處理間，生菜生物量以及形態(tài)指標(biāo)基本呈現(xiàn)隨綠光強(qiáng)度的增加而降低的趨勢，即表現(xiàn)為： WG30N WG90N， WG30OWG60O WG90O，說明低強(qiáng)度綠光更有利于生菜生長及生物量積累。 表 2 不同處理下生菜生長指標(biāo) Table 2 Growth parameters of lettuce under different light treatments 干重 Dry weight (g) 鮮重 Fresh weight (g) 處理 Treatment 地上部 Overground 地下部Underground 地上部 Overground 地下部Underground株高 Plant height(cm) 株輻 Plant width(cm) 葉長 Leaf length (cm) 葉寬 Leaf width (cm) 葉片數(shù) Leaf numberW 3.22bc 0.33ab 64.00d 4.54c 12.97c 29.00a 18.30ab 12.23ab 28c WG30N 3.44bc 0.37ab 71.00c 4.51c 13.27c 24.40b 16.23bc 11.17b 32b WG90N 2.34c 0.28b 49.00e 3.36d 11.23d 19.93c 13.10d 10.90b 30bc WG30O 5.40a 0.44a 91.67 a 7.00a 16.27a 28.33a 19.80a 11.63ab 34a WG60O 4.48ab 0.39ab 85.33b 5.78b 14.87ab 23.90b 16.33bc 12.77ab 35a WG90O 2.51c 0.41ab 71.67c 4.77c 13.80bc 24.17b 15.57c 13.30a 31b 不同小寫字母表示處理間在 0.05 水平上差異顯著。下同 Different lowercases indicate significant difference among treatments at 0.05 level. The same as below 由圖 3 可知，從定植到收獲期，光照強(qiáng)度為 30 mol·m-2·s-1的綠光與白光重疊供光時(shí)，生菜株高、株輻、葉長的平均增長速率均最大，隨著綠光補(bǔ)光強(qiáng)度的升高，生菜生長速率降低；光照強(qiáng)度為 90 mol·m-2·s-1的綠光錯(cuò)開白光進(jìn)行補(bǔ)光時(shí)，生菜株高、株輻、葉長、葉寬的平均增長速率均最小，說明低強(qiáng)度的綠光與白光重疊補(bǔ)光時(shí)最能促進(jìn)生菜的生長。 2.2 補(bǔ)充綠光對生菜葉片光合色素含量的影響 如圖 4 所示，較對照 W 而言， WG30N 和 WG60O處理顯著降低了生菜葉綠素及類胡蘿卜含量，其他處理較對照均無顯著性差異。在同一綠光強(qiáng)度、不同補(bǔ)光模式的處理間，生菜葉綠素含量表現(xiàn)為 WG30OWG30N， WG90O 與 WG90N 基本相等；而在同一補(bǔ)光模式、不同綠光強(qiáng)度的處理間，生菜葉綠素及類胡蘿 4174 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 50卷 株高Plantheight(mm)株幅Plantwidth(mm)葉長Leaf length(mm)葉寬Leaf width (mm)圖 3 不同光處理下生菜生長動(dòng)態(tài) Fig. 3 Growth dynamics of lettuce under different light treatments 光合色素含量Photosynthetic pigmentcontent (mg·g-1FW)圖 4 不同處理下生菜中葉綠素和類胡蘿卜素含量 Fig. 4 Contents of chlorophyll and carotenoid in lettuce under different light treatments 卜含量表現(xiàn)為： WG90N WG30N， WG30O 和 WG90O 基本相等但大于 WG60O， 說明綠光補(bǔ)光強(qiáng)度對生菜葉片光合色素的影響與綠光相對于基礎(chǔ)白光的補(bǔ)光模式有關(guān)。 2.3 補(bǔ)充綠光對生菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響 如圖 5 所示，在所有處理中，生菜可溶性糖含量表現(xiàn)為： WG90O WG90N WG60O WG30N WG30O W，說明補(bǔ)充綠光有助于提高生菜中可溶性糖的含量；在同一綠光強(qiáng)度、不同補(bǔ)光模式的處理間，生菜中可溶性糖含量差異不大，說明綠光在作用于可溶性糖積累過程中與背景白光的關(guān)系并不顯著；而在同一補(bǔ)光模式、不同綠光強(qiáng)度的處理之間，生菜可溶性糖含量表現(xiàn)為 WG90N 較 WG30N 顯著提高了 82.32%（ P 0.05）， WG90O WG60O WG30O，且 WG90O 較WG30O 顯著提高了 87.69%（ P 0.05），說明可溶性糖含量對綠光強(qiáng)度比較敏感，隨著綠光補(bǔ)光強(qiáng)度的提 21 期 陳曉麗等： LED 綠光補(bǔ)光模式對生菜生長及品質(zhì)的影響 4175 高， 生菜葉片中可溶性糖含量也相應(yīng)地提高 （圖 5-A） 。 在所有補(bǔ)充綠光的處理中，生菜粗蛋白含量均顯著高于對照，說明補(bǔ)充綠光有助于提高生菜中粗蛋白的積累。其中， WG90O 生菜中的粗蛋白含量顯著高于其他處理（ P 0.05），較對照 W 提高了 38.5%；在同一綠光強(qiáng)度、不同補(bǔ)光模式的處理之間，生菜粗蛋白含量表現(xiàn)為： WG30N WG30O， WG90O WG90N；而在同一補(bǔ)光模式、不同綠光強(qiáng)度的處理間，生菜粗蛋白含量表現(xiàn)為： WG90N WG30N， WG90O WG60O WG30O，說明隨著綠光補(bǔ)光強(qiáng)度的提高，生菜中粗蛋白含量也逐漸增加（圖 5-B）。 與對照 W 相比，補(bǔ)充綠光后生菜中 Vc 含量均有不同程度的提高，其中 WG90N、 WG60O、 WG90O 下表現(xiàn)為顯著提高（ P 0.05），說明補(bǔ)充綠光有助于Vc 的合成；在同一綠光強(qiáng)度、不同補(bǔ)光模式的處理之間，生菜中 Vc 含量差異不大，說明綠光在作用于 Vc合成積累過程中與背景白光的關(guān)系并不顯著；而在同一補(bǔ)光模式、不同綠光強(qiáng)度的處理間，生菜 Vc 含量表現(xiàn)為： WG90N WG30N， WG90O WG60O WG30O，說明隨著綠光補(bǔ)光強(qiáng)度的提高，生菜中 Vc 含量也逐漸增加（圖 5-C）。 與對照 W 相比，補(bǔ)充綠光后生菜中硝酸鹽含量均有不同程度的降低， 其中 WG90N、 WG60O、 WG90O下表現(xiàn)為顯著降低（ P 0.05），說明補(bǔ)充綠光有助于硝酸鹽的代謝；在同一綠光強(qiáng)度、不同補(bǔ)光模式的處理間，生菜中硝酸鹽含量無顯著差異，說明綠光在作用于硝酸鹽代謝過程中并不顯著依賴于背景白光；而在同一補(bǔ)光模式、不同綠光強(qiáng)度的處理間，生菜硝酸鹽含量表現(xiàn)為： WG90N 和 WG30N 基本相等， WG60O和 WG30O 基本相等且大于 WG90O（圖 5-D）。 0510152025bbabba0246810121416dcbc bca050100150200250300350cbcabcaba0100200300400500600700abccab ab bWWG30NWG90NWG30OWG60OWG90OWWG30NWG90NWG30OWG60OWG90OWWG30NWG90NWG30OWG60OWG90OWWG30NWG90NWG30OWG60OWG90OABCD圖 5 不同處理下生菜可溶性糖、粗蛋白、維生素 C、硝酸鹽含量 Fig. 5 Contents of soluble sugar, crude protein, vitamin C and nitrate in lettuce under different light treatments 3 討論 KIM 等20在紅藍(lán)光基礎(chǔ)上補(bǔ)充不同強(qiáng)度的綠光照射生菜， 結(jié)果表明隨著綠光強(qiáng)度的增加生菜的生長受到抑制，本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在補(bǔ)光模式相同、不同強(qiáng)度的綠光處理間，隨著綠光強(qiáng)度的增加，生菜生物量及形態(tài)指標(biāo)均有所降低，這表明高強(qiáng)度綠光不利于促進(jìn)生菜生長?？扇苄蕴遣粌H是生菜重要的營養(yǎng)物質(zhì)之一， 同時(shí)也極大地影響著生菜的口感21-22。 CHEN等15在白光基礎(chǔ)上補(bǔ)充綠光也發(fā)現(xiàn)綠光能顯著提高生菜中可溶性糖的含量，伍潔等16在紅藍(lán)光基礎(chǔ)上添加不同比例的綠光照射生菜， 同樣發(fā)現(xiàn)生菜可溶性糖含量隨著綠光比例的升高而增加， 而本試驗(yàn)結(jié)果亦表明補(bǔ)充綠光的處理均不同程度的提高了生菜可溶性糖含量， 這說明綠光對生菜可溶性糖的積累有積極的作用， 綠光對生菜可溶性糖含量的影響可能是通過4176 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 50卷 調(diào)控蔗糖代謝相關(guān)酶活性及酶基因的表達(dá)實(shí)現(xiàn)的；Vc 是一種有效的水溶性抗氧化劑，保護(hù)人體免受自由基侵害23，蒲高斌等6研究表明，綠光照射下番茄果實(shí)中 Vc 含量降低， 認(rèn)為綠光對 Vc 合成有一定的抑制作用，而本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)相反的結(jié)果，即補(bǔ)充綠光的處理均不同程度地提高了生菜 Vc 含量， 且 Vc 含量隨著綠光補(bǔ)光強(qiáng)度的升高而增加，這可能是由品種差異或者試驗(yàn)條件不一致所引起的，半乳糖酸內(nèi)脂脫氫酶（ GLDH）是合成 Vc 的關(guān)鍵酶24，綠光對生菜 Vc 含量的影響有可能是通過作為一種信號(hào)物質(zhì)對該關(guān)鍵酶的活性或合成進(jìn)行了調(diào)控；硝酸鹽被視為對人體健康有害的物質(zhì)25-27， SAMUOLIEN 等28報(bào)道，在日光溫室中補(bǔ)充綠光能降低生菜中硝酸鹽的含量， 本試驗(yàn)中得到相似的結(jié)果， 即補(bǔ)充綠光的處理均不同程度的降低了生菜硝酸鹽含量， 綠光對硝酸鹽含量的影響可能是通過間接調(diào)控硝酸還原酶而實(shí)現(xiàn)的29，同時(shí)，結(jié)合可溶性糖指標(biāo)來看， 綠光提高可溶性糖含量的同時(shí)也降低了硝酸鹽含量， 可能由于生菜中增加的糖引起硝酸還原酶信使 RNA 的增加，從而降低了硝酸鹽的含量30。 另外，綠光相對于背景光的不同供光模式目前鮮見有文獻(xiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)中，比較兩種補(bǔ)光模式發(fā)現(xiàn)，生菜生物量及形態(tài)指標(biāo)均在綠光與白光重疊供光的處理中大于錯(cuò)開供光的處理，這表明綠光對生菜生長及生物量積累的作用受到背景光的影響。通過比較兩種補(bǔ)光模式下的生菜營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)發(fā)現(xiàn)，綠光在作用于生菜可溶性糖積累和 Vc 合成過程中對背景白光的依賴關(guān)系并不顯著。要闡明綠光對生菜某一物質(zhì)代謝過程中的作用機(jī)理則需結(jié)合光合動(dòng)態(tài)、物質(zhì)代謝相關(guān)酶活性以及酶基因的表達(dá)等方面開展深入研究。 4 結(jié)論 LED 綠光在促進(jìn)生菜生長、提升生菜營養(yǎng)品質(zhì)以及改善生菜口感等方面具有一定的潛力。在白光基礎(chǔ)上補(bǔ)充低強(qiáng)度的綠光（如 30 mol·m-2·s-1）有利于生菜的生長及生物量積累，且補(bǔ)充綠光可以不同程度地提高生菜可溶性糖、粗蛋白以及 Vc 含量同時(shí)降低硝酸鹽含量，其中，生菜可溶性糖、粗蛋白以及 Vc 含量隨著綠光補(bǔ)光強(qiáng)度的升高而增加。綠光在作用于生菜生物量積累過程中依賴于背景白光，而在作用于可溶性糖積累和 Vc 合成過程中與背景白光的關(guān)系并不顯著。綠光的作用效果與綠光補(bǔ)光強(qiáng)度及其相對于基礎(chǔ)光的供光模式有關(guān)，且對于不同的目的指標(biāo)，綠光的補(bǔ)光效果有所差異。 References 1 WILSON S B, IWABUCHI K, RAJAPAKSE N C, YOUNG R E. 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