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中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 42 卷 918 中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象 Chinese Journal of Agrometeorology 2021 年 doi 10 3969 j issn 1000 6362 2021 11 003 李邦耀 李建設(shè) 高艷明 等 LED 紅藍(lán)光對(duì)不同品種水培生菜的影響效果對(duì)比 J 中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象 2021 42 11 918 928 LED紅藍(lán)光對(duì)不同品種水培生菜的影響效果對(duì)比 李邦耀 1 李建設(shè) 1 2 高艷明 1 2 李 芮 1 1 寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院 銀川 750021 2 寧夏現(xiàn)代設(shè)施園藝工程技術(shù)研究中心 銀川 750021 摘要 選取 9 個(gè)不同葉色和葉形的生菜品種 以紅藍(lán)光比為 7 1 的復(fù)合光 RBL 為光源 在植物工廠內(nèi)對(duì) 比白光 WL 進(jìn)行試驗(yàn) 以探究紅藍(lán)復(fù)合光 RBL 對(duì)不同品種生菜 Lactuca sativa L 的響應(yīng)差異性及影 響效果 結(jié)果表明 相比于白光 WL 處理 紅藍(lán)光 RBL 促進(jìn)了綠色散葉生菜品種的株高相對(duì)生長(zhǎng)速 率 P 0 05 但是抑制了其長(zhǎng)勢(shì)過(guò)旺 降低了紫色生菜品種后期葉綠素含量 提高了半結(jié)球和散葉生菜品 種的凈光合速率 蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度 P 0 05 抑制了所有品種生菜 PS 的最大光化學(xué)效率 提高了散 葉生菜品種的 ETR 值 P 0 05 提高了半結(jié)球生菜的可溶性固形物含量和可溶性糖含量 P 0 05 提高 了綠色散生生菜品種的維生素 C 含量 產(chǎn)量和干物率 P 0 05 總之 紅藍(lán)光 RBL 對(duì)不同品種生菜生 長(zhǎng)發(fā)育及光合熒光特性的影響差異性主要與葉片離散程度相關(guān) 對(duì)綠色生菜品種品質(zhì)和產(chǎn)量的提升效果普遍 優(yōu)于紫色生菜品種 關(guān)鍵詞 紅藍(lán)光 品種差異 生長(zhǎng)發(fā)育 光合熒光 品質(zhì)產(chǎn)量 Comparison of the Effects on Different Varieties of Hydroponic Lettuce Exerted by LED Red and Blue Light LI Bang yao 1 LI Jian she 1 2 GAO Yan ming 1 2 LI Rui 1 1 Agricultural College of Ningxia University Yinchuan 750021 China 2 Ningxia Modern Protected Horticulture Engineering Technology Research Center Yinchuan 750021 Abstract In this study nine types of lettuce with different leaf color and leaf shape were selected in this experiment the light source was set up with compound light whose ratio of red and blue composite light was 7 1 and the contrast experiment was carried out with white light in plant factory The results showed that compared to the white light WL treatment red and blue RBL composite light enhanced the relative growth rate of plant height of green leaf lettuce P 0 05 but inhibited its overgrowth and decreased the chlorophyll content of purple lettuce the net photosynthetic large rate transpiration rate and stomatal conductance of half enveloped and loose leaf lettuce varieties were increased P 0 05 The maximum photochemical efficiency of PS of all varieties of lettuce was inhibited The ETR value of loose leaf lettuce varieties was increased P 0 05 The soluble solid content and soluble sugar content of half headed lettuce were increased P 0 05 The content of vitamin C yield and dry matter rate of green loose leaf lettuce were increased P 4cm 將生長(zhǎng)良好的生菜幼苗分至 育苗床上利用營(yíng)養(yǎng)液水培 7d 左右苗化期結(jié)束后 即 秧苗生長(zhǎng)為 5 葉 1 心且葉片長(zhǎng)度超過(guò) 5cm 每個(gè)品 種挑選長(zhǎng)勢(shì)良好的植株 60 株 于 7 月 8 日分別定植 在白光生產(chǎn)間和紅藍(lán)光生產(chǎn)間 所用栽培槽長(zhǎng)為 480cm 寬 40cm 深 5cm 株行距 20cm 小區(qū)面積 0 24m 2 每小區(qū)種 10 株 定植后統(tǒng)一采用 Hoagland 營(yíng)養(yǎng)液配方水培 1 4 指標(biāo)測(cè)定與分析 1 4 1 生長(zhǎng)指標(biāo) 每個(gè)處理標(biāo)記 6 株生菜 定植緩苗 1d 后每隔 7d 測(cè)量株高和葉綠素含量 1 株高 采用 0 1cm 鋼卷尺測(cè)定生菜莖基部到 自然最高處的高度 17 測(cè)定完成后分別計(jì)算每個(gè)處理 生長(zhǎng)前期 定植后 15d 和生長(zhǎng)后期 定植后 16 36d 的株高相對(duì)生長(zhǎng)速率 RGH 18 計(jì)算式為 12 ln h ln h RGH t 1 式中 RGH 表示生菜株高相對(duì)生長(zhǎng)速率 cm cm 1 d 1 h 1 h 2 表示所測(cè)株高 cm t 表示 兩次株高測(cè)定的間隔時(shí)間 d 2 葉綠素 隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)均勻的生菜葉片 6 片 并作標(biāo)記 采用 SPAD 502 葉綠素儀測(cè)定每片 葉的葉綠素值 每測(cè) 6 片葉求其平均值為該株生菜 葉綠素含量 1 4 2 生菜株高 Logistic 曲線擬合 結(jié)合所測(cè)生菜的株高 利用 Logistic 模型模擬分 析各品種生菜生長(zhǎng) 表達(dá)式為 19 y 1 bt K 1ae 2 式中 y 1 表示株高的生長(zhǎng)量 cm t 表示從定 植到測(cè)定時(shí)生菜的生長(zhǎng)天數(shù) d K a b 是參數(shù) e 是自然對(duì)數(shù)的底數(shù) 對(duì)式 2 求一階導(dǎo)數(shù) 可得 生長(zhǎng)速率曲線方程 y 2 即 y 2 bt bt2 Kabe 1 ae 3 對(duì)式 3 繼續(xù)求導(dǎo) 得到生長(zhǎng)速率變化量曲線 方程 y 3 即 y 3 bt bt bt 3 Kabe abe b 1 ae 4 此時(shí)令 y 3 為零 得到 lna t b 恰好是生菜生長(zhǎng) 速率由快轉(zhuǎn)慢且趨于穩(wěn)定的拐點(diǎn) 即生菜生長(zhǎng)速率 達(dá)到最大值所需生長(zhǎng)的天數(shù) d 將 lna t b 代入式 3 可得最大生長(zhǎng)速率 y 4 即 4 Kb y 4 5 借此方程可以研究對(duì)比不同處理生菜的生長(zhǎng)規(guī) 律及其最大生長(zhǎng)速率 maximum growth rate MGR 和達(dá)到最大生長(zhǎng)速率所需天數(shù) days of maximum growth rate DMGR 1 4 3 光合熒光指標(biāo)測(cè)定 生菜定植后第 25 天 每個(gè)處理隨機(jī)選取長(zhǎng)勢(shì)均 勻的植株 3 株 每個(gè)植株選取最大蓮座葉葉片 采 用 LI 6400XT 便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定凈光合 速率 Pn 蒸騰速率 Tr 氣孔導(dǎo)度 Gs 同樣 的葉片暗適應(yīng) 20min 以上 避開(kāi)葉脈 采用 OS 5P 便攜式脈沖調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)定 PS 最大光化學(xué) 效率 Fv Fm 和光合電子傳遞速率 ETR 1 4 4 品質(zhì)及產(chǎn)量測(cè)定 生菜收獲后 每個(gè)處理隨機(jī)取長(zhǎng)勢(shì)均勻的生菜 9 株 用電子天平稱量單株重和小區(qū)總產(chǎn)量 取其中 6 第 11 期 李邦耀等 LED 紅藍(lán)光對(duì)不同品種水培生菜的影響效果對(duì)比 921 株測(cè)定品質(zhì) 采用鉬藍(lán)比色法測(cè)定維生素 C 含量 NaOH 滴定法測(cè)定有機(jī)酸含量 蒽酮比色法測(cè)定可溶 性糖總糖 TD 45 數(shù)字折光儀測(cè)定可溶性固形物 剩 下 3 株測(cè)定生物量 將地上部與地下部分開(kāi) 并清 洗干凈 控干水分后用天平測(cè)定地上部和地下部鮮 重 之后用信封進(jìn)行包裝并標(biāo)記 在 105 下殺青 30min 用烘箱烘干至恒重 再稱量地上部和地下部 干重 并計(jì)算各品種的干物率 1 5 數(shù)據(jù)分析 采用 Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理 用 Origin 2019b 進(jìn)行數(shù)據(jù)繪圖 用 MATLAB 2014a 進(jìn)行生長(zhǎng)曲線擬合 用 SPSS 20 0 進(jìn)行差異顯著性分析 LSD 法 P 0 05 2 結(jié)果與分析 2 1 紅藍(lán)光對(duì)不同品種生菜生長(zhǎng)的影響 2 1 1 不同階段生菜株高相對(duì)生長(zhǎng)率 由圖 1 可知 在生長(zhǎng)前期 RBL 處理下品種 V1 V5 V8 V9 生長(zhǎng)迅速 其中 V5 的相對(duì)生長(zhǎng)率顯著 高于除 T8 外的所有品種 V2 V5 在 RBL 和 WL 處 理下皆存在顯著差異 RBL 處理下 V5 的株高相對(duì)生 長(zhǎng)率比同時(shí)期的 WL 處理高了 40 在生長(zhǎng)后期 各品種長(zhǎng)勢(shì)開(kāi)始減緩 除 V3 V6 外 其余品種在 RBL 處理下的株高相對(duì)生長(zhǎng)率皆高于 WL 處理 V3 品種在 RBL 與 WL 處理差異達(dá)到極顯著 RBL 處理 比同時(shí)期的 WL 處理株高相對(duì)生長(zhǎng)率低了 9 說(shuō)明 此時(shí)期 RBL 處理更有利于綠色圓葉散生類生菜品種 生長(zhǎng) 2 1 2 株高變化過(guò)程的 Logistic 擬合 由表 3 可知 以株高生長(zhǎng)量擬合 Logistic 曲線方 程 其株高生長(zhǎng)量符合先慢后快再慢的規(guī)律 得到 方程與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平 P 0 01 擬合優(yōu)度較高 RBL 處理下品種 V4 的最大生長(zhǎng)速率 MGR 增大 相比同時(shí)期 WL 處理高了 13 其余 品種的 MGR 均小于 WL 處理 除 V7 外所有品種達(dá) 到最大生長(zhǎng)速率所需天數(shù) DMGR 均減小 這說(shuō) 明 RBL 處理在一定程度上減緩了生菜長(zhǎng)勢(shì) 但是加 快了生菜形態(tài)建成的速度 2 1 3 葉綠素含量實(shí)測(cè)值變化 由圖 2 可知 兩種光處理下所有品種的葉綠素含 量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì) RBL 處理明顯升高了 除 V4 V8 外所有品種整個(gè)生育期的葉綠素含量 但 分別降低了 V4 品種定植后 15d 內(nèi)和 V8 品種定植 29d 后的葉綠素含量 其中 V6 在 RBL 處理下定植第 29 天 時(shí)的葉綠素含量最高 比同時(shí)期 WL 處理高了 13 說(shuō)明 RBL 處理對(duì)結(jié)球生菜品種葉綠素含量的提升作用 更加明顯 而橡葉形生菜品種在定植后兩周和采摘前 一周的葉綠素含量受到輕微的抑制作用 圖1 兩種光處理下各品種生菜株高相對(duì)生長(zhǎng)速率對(duì)比 Fig 1 Comparison of plant height relative growth rate of lettuce varieties under two kinds of light treatments 注 WL 和 RBL 分別表示白光處理和紅藍(lán)光處理 生長(zhǎng)前期表示生菜定植后前 15d 生長(zhǎng)后期表示生菜定植后 16 36d 小寫(xiě) 字母和大寫(xiě)字母分別表示 WL 和 RBL 處理下不同品種在 0 05 水平上的差異顯著性 和 分別表示同一品種的 WL 處理和 RBL 處理在 0 05 和 0 01 水平上的差異顯著性 ns 表示無(wú)顯著性差異 誤差線以標(biāo)準(zhǔn)誤表示 下同 Note WL and RBL represent white light treatment and red and blue light treatment respectively The prophase of growth is the first 15 days after lettuce colonization and the late growth stage is the 16 36 days after lettuce colonization Lowercase letters and uppercase letters indicate the difference at 0 05 level between different varieties under WL and RBL treatment respectively and indicate the difference between WL treatment and RBL treatment at the level of 0 05 and 0 01 for the same variety respectively and ns indicates no significant difference The error line is expressed as standard error the same as below 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 42 卷 922 表 3 兩種光處理下各品種生菜株高生長(zhǎng)量的 Logistic 擬合參數(shù) Table 3 Logistic fitting parameters of plant height growth of lettuce varieties under two kinds of light treatments 方程參數(shù) Equation parameter 品種 Varieties 光質(zhì) Types of light K a b 決定系數(shù) R 2 MGR DMGR WL 1 590 19 732 4 531 0 994 1 801 24 V1 RBL 1 079 13 254 4 648 0 941 1 254 20 WL 1 547 12 621 4 066 0 971 1 572 22 V2 RBL 1 225 6 223 4 316 0 959 1 322 15 WL 1 768 16 426 4 066 0 998 1 797 25 V3 RBL 1 475 7 065 3 718 0 998 1 371 19 WL 1 519 9 391 2 870 0 994 1 090 28 V4 RBL 1 211 11 822 4 117 0 980 1 247 22 WL 1 293 29 452 4 574 0 978 1 478 27 V5 RBL 1 207 25 890 4 802 0 998 1 448 24 WL 1 020 18 134 6 324 0 984 1 612 16 V6 RBL 1 060 13 818 5 788 0 984 1 534 16 WL 1 069 11 013 5 043 0 992 1 347 17 V7 RBL 1 469 5 466 2 455 0 999 0 902 25 WL 1 039 38 832 6 558 0 970 1 704 20 V8 RBL 1 140 13 469 4 517 0 999 1 287 21 WL 1 586 10 475 3 885 0 998 1 540 22 V9 RBL 1 259 10 267 4 772 0 990 1 502 18 注 MGR 表示最大生長(zhǎng)速率 DMGR 表示達(dá)到最大生長(zhǎng)速率所需天數(shù) 分別表示相關(guān)系數(shù) R 通過(guò) 0 05 0 01 水平的顯著 性檢驗(yàn) 下同 Note MGR represents the maximum growth rate and DMGR represents the number of days required to reach the maximum growth rate and indicated that the decision coefficient passed the significance test of 0 05 and 0 01 levels respectively The same as below 圖2 兩種光處理下各品種生菜葉綠素含量變化趨勢(shì) Fig 2 The trend of chlorophyll content of lettuce varieties under two kinds of light treatments 第 11 期 李邦耀等 LED 紅藍(lán)光對(duì)不同品種水培生菜的影響效果對(duì)比 923 2 2 紅藍(lán)光對(duì)不同品種生菜光合熒光特性的影響 由圖 3 可知 RBL 處理下除 V5 V9 外所有品 種的凈光合速率均比 WL 處理提高 其中 V2 品種在 RBL 和 WL 處理下差異顯著 RBL 處理下的凈光合 速率比 WL 處理高了 32 且 V2 顯著高于同處理下 的所有品種 RBL 處理下除 V5 V9 外所有品種的 蒸騰速率均增大 其中 V2 V6 品種在 RBL 與 WL 處理下差異顯著 V4 品種在 RBL 與 WL 處理下差異 達(dá)極顯著 RBL 處理蒸騰速率相比 WL 處理高了 72 此 外 RBL 處理下 V7 品種顯著高于除 V4 外的 所有品種 RBL 處理下除 V5 V8 V9 外所有品種 的氣孔導(dǎo)度得到大幅提升 其中 V2 V4 V7 在 RBL 和 WL 處理下差異顯著 V4 在 RBL 處理下的氣孔導(dǎo) 度相比 WL 處理高了 70 RBL 處理下 V7 氣孔導(dǎo) 度顯著高于同處理下除 V4 外的所有品種 而 V5 V8 V9 的氣孔導(dǎo)度相比 WL 處理則顯著降低 其中 V9 降低了 84 RBL 處理使所有品種的 Fv Fm 值降 低 其中 V2 V6 品種在 RBL 與 WL 處理下差異顯 著 V1 品種差異達(dá)極顯著水平 RBL 處理下 V1 的 Fv Fm 值比 WL 處理低了 3 WL 處理下的 V2 顯 著高于除 V5 外所有品種 RBL 處理使除 V2 V3 V4 外所有品種的 ETR 值增大 其中 V8 V9 品種在 RBL 與 WL 處理下差異顯著 RBL 處理下 V8 的 ETR 值比 WL 處理高了 48 V9 品種 ETR 值顯著高于 同處理下除 V2 V7 外的所有品種 RBL 處理下 V2 的 ETR 值顯著低于 WL 15 由上可知 RBL 處理 可以明顯提高散生和半結(jié)球平滑葉生菜品種的光合 能力 對(duì)散生皺葉生菜品種光合能力的提升有限 甚至造成了一定程度的抑制作用 圖3 兩種光處理下各品種生菜光合熒光特性對(duì)比 Fig 3 Comparison of photosynthetic fluorescence characteristics of lettuce varieties under two kinds of light treatments 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 42 卷 924 2 3 紅藍(lán)光對(duì)不同品種生菜品質(zhì)及產(chǎn)量的影響 2 3 1 對(duì)生菜品質(zhì)的影響 由圖 4 可知 RBL 處理更有利于 V6 V9 維生 素 C 的累積 其中 V6 品種在 RBL 與 WL 處理下差 異極顯著 RBL 處理下 V6 的維生素 C 含量比 WL 處理高了 25 RBL 處理使除 V6 V8 V9 外所有 品種的可溶性固形物含量增加 其中 V2 V4 V7 在 RBL 與 WL 處理下差異極顯著 T2 T4 的可溶性 固形物含量相比 WL 處理下提高了 38 45 RBL 處理下的 V2 顯著高于同處理下所有的品種 RBL 處理提高了 V8 V9 的可溶性糖含量 V5 V6 V7 在 RBL 處理下的可溶性糖含量顯著低于 WL 處理 RBL 處理使 V1 V2 V3 V4 V8 的有機(jī)酸含量增 加 其中 V4 顯著高于除 V2 外的所有處理 其中 V1 V2 V3 V4 在 RBL 與 WL 處理下差異極顯著 RBL 處理下 V4 的有機(jī)酸含量比 WL 處理高了 44 RBL 處理下 V7 的有機(jī)酸含量比 WL 處理低了 25 由上 可知 RBL 處理對(duì)半結(jié)球綠葉生菜品種的可溶性固 形物含量和可溶性糖含量的提升效果更加明顯 對(duì) 綠葉散生生菜品種維生素含量有明顯增加作用 明 顯降低了 V2 的有機(jī)酸含量 2 3 2 對(duì)生菜產(chǎn)量的影響 由表 4 可知 RBL 處理使得 V8 V9 的產(chǎn)量提 高 其中 V9 的產(chǎn)量顯著高于同處理下除 V5 外的所 有品種 V4 V6 V7 V9 在 RBL 和 WL 處理下差 異顯著 RBL處理下 V9的產(chǎn)量比 WL處理高了 58 RBL 處理使得 V1 V2 V3 V5 的干物率提高 其 中 V2 V9 品種在 RBL 與 WL 處理下差異顯著 RBL 處理下 V2 的干物率比 WL 處理高了 44 V5 的干 物率顯著高于 RBL 處理下除 V2 外所有品種 由此 可知 RBL 處理可以顯著提高綠葉散生生菜的產(chǎn)量 和干物率 圖4 兩種光處理下各品種生菜品質(zhì)比較 Fig 4 Comparison of quality of lettuce varieties under two kinds of light treatments 第 11 期 李邦耀等 LED 紅藍(lán)光對(duì)不同品種水培生菜的影響效果對(duì)比 925 表 4 兩種光處理對(duì)各品種生菜產(chǎn)量及干物率的影響效果對(duì)比 Table 4 Comparison of effects of two kinds of light treatments on yield and dry matter percentage of lettuce 品種 Varieties 光質(zhì) Type of light 單株重 Individual weight g 差異性 Difference 小區(qū)產(chǎn)量 Plot yield kg m 2 差異性 Difference 干物率 Dry matter rate 差異性 Difference WL 106 59 15 38a 4 26 0 61bc 2 51 0 19b V1 RBL 89 63 4 37C ns 3 58 0 17C ns 3 47 0 75BC ns WL 102 28 1 16bc 4 09 0 05bc 2 68 0 16b V2 RBL 92 21 5 05A ns 3 69 0 20A ns 4 75 0 28AB WL 76 60 9 52bc 3 07 0 38c 2 92 0 28b V3 RBL 63 66 4 19C ns 2 55 0 17C ns 3 19 0 21C ns WL 106 64 4 30a 4 26 0 17bc 2 75 0 28b V4 RBL 88 77 4 73CD 3 55 0 19CD 2 42 0 22C ns WL 163 41 20 98b 6 54 0 84a 4 36 0 46a V5 RBL 167 75 11 77B ns 6 71 0 47B ns 5 37 0 65A ns WL 173 87 13 48c 4 87 0 38b 3 66 0 13a V6 RBL 121 39 7 68B 2 92 0 18B 3 21 0 18C ns WL 100 17 3 37c 4 01 0 14bc 4 03 0 11a V7 RBL 59 08 4 12C 2 36 0 16C 3 65 0 55BC ns WL 121 22 11 75bc 4 85 0 47b 3 65 0 06a V8 RBL 121 99 15 75D ns 4 88 0 63D ns 2 96 0 37C ns WL 73 30 6 07bc 2 93 0 24c 4 09 0 22a V9 RBL 173 31 13 73A 6 93 0 55A 2 69 0 45C 注 數(shù)據(jù)為平均值 標(biāo)準(zhǔn)誤 小寫(xiě)字母和大寫(xiě)字母分別表示 WL 和 RBL 處理下不同品種在 0 05 水平上的差異性 和 分別表 示同一品種在 WL 與 RBL 處理下在 0 05 和 0 01 水平上的差異性 ns 表示無(wú)顯著性差異 Note Data are mean standard error Lowercase letters and uppercase letters indicate the difference at 0 05 level between different varieties under WL and RBL treatment respectively and denote the difference of the same variety at 0 05 and 0 01 levels under WL and RBL treatment respectively and ns denote no significant difference 3 討論與結(jié)論 3 1 討論 不同的光質(zhì)組合會(huì)調(diào)節(jié)植株生長(zhǎng) 改變植株形 態(tài) 影響植株發(fā)育 使其充分適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境 2 4 本 研究發(fā)現(xiàn)以紅藍(lán)光 R B 7 1 為光源 使得綠葉散 生品種生菜生長(zhǎng)進(jìn)入快速發(fā)育期的時(shí)間縮短 使初 期生菜生長(zhǎng)速度加快 后期抑制各品種生菜生長(zhǎng) 主要原因是紅藍(lán)光提高了凈同化效率 這與高振等 20 的研究結(jié)果一致 紅藍(lán)光使生菜形態(tài)建成加快 體 內(nèi)物質(zhì)開(kāi)始大量轉(zhuǎn)換的時(shí)間提前 而復(fù)合光中的藍(lán) 光會(huì)矮化植株 10 進(jìn)一步降低了生菜長(zhǎng)勢(shì) 使其更 快進(jìn)入物質(zhì)轉(zhuǎn)換期 21 散生品種的生菜株高高 葉 面積大 葉片數(shù)少 所以生長(zhǎng)前期對(duì)光能利用效率 高 生長(zhǎng)迅速 同化效率也更高 但后期長(zhǎng)勢(shì)過(guò)旺 導(dǎo)致葉片相互遮掩 使得栽培架頂端的 LED 光源難 以充分照射到生菜下位葉 導(dǎo)致靠近栽培板的生菜 葉片黃化腐爛 此外 紫色生菜品種后期的葉綠素 含量降低 而紫葉生菜葉片內(nèi)花青素 總酚 類黃 酮等次生代謝物質(zhì)含量較高 次生代謝產(chǎn)物與蔬菜 的色澤發(fā)育密切相關(guān) 16 可能是由于花青素含量影 響了葉色 進(jìn)一步導(dǎo)致光合能力減弱 使得葉綠素 含量下降 也有可能是后期生菜本身處于嫩葉成熟 期 色素含量減少 還有可能是植物工廠本身光輻 射太弱 導(dǎo)致葉綠素合成受阻 由此可見(jiàn) 紅藍(lán)光 對(duì)不同品種生菜生長(zhǎng)的影響主要是通過(guò)葉片離散程 度作用 與葉色的相關(guān)性并不大 此外 在植物工 廠對(duì)于長(zhǎng)勢(shì)比較旺的散葉生菜品種 為保證其商品 性和品質(zhì) 可增大株行間距或者適當(dāng)提前采摘時(shí)間 光合作用是植株物質(zhì)和能量的來(lái)源之一 22 而 不同的光質(zhì)會(huì)調(diào)控植株氣孔器 葉面積大小 葉綠 素和光合色素含量 進(jìn)而影響光合碳代謝 23 本研 究發(fā)現(xiàn) 紅藍(lán)光使散生和半結(jié)球平滑葉生菜品種的 中 國(guó) 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 42 卷 926 凈光合速率 蒸騰速率 氣孔導(dǎo)度得到提升 這與 Hern ndez 等 23 的結(jié)論一致 這是因?yàn)橹参矬w內(nèi)的光 敏色素 隱花色素 向光素皆對(duì)藍(lán)光比較敏感 對(duì) 其有較強(qiáng)的吸收能力 23 所以復(fù)合光源可促進(jìn)植株 光合作用 24 但是散生皺葉生菜品種的光合能力并 未得到提升 反而白光處理下更優(yōu) 這可能是因?yàn)?散葉型和長(zhǎng)葉型生菜品種葉片離散程度較大 過(guò)于 旺盛的植株在相對(duì)狹小的空間里反而降低了其光合 效率 葉綠素?zé)晒鈪?shù)主要體現(xiàn)光系統(tǒng)對(duì)光能的吸 收 傳遞 耗散和分配情況 更具有反映 內(nèi)在性 特點(diǎn) 25 本研究發(fā)現(xiàn) 以紅藍(lán)光為光源降低了所有 品種的 Fv Fm 值 提高了除橡葉生菜品種外所有品 種的相對(duì)電子傳遞速率 Fv Fm 和 ETR 與植株光合 效率的高低密切相關(guān) 26 而 Fv Fm 值降低 說(shuō)明紅 藍(lán)光對(duì)其造成了一定程度的光抑制 24 27 給 PS 反 應(yīng)中心造成了損傷 降低了 PS 反應(yīng)中心的活性及 原初光能轉(zhuǎn)化效率 28 ETR 的提高可能主要是由于 紅藍(lán)光對(duì) PS 電子傳遞有促進(jìn)作用致使其活性提 升 這有利于 ATP 和 NADPH 的合成 使其產(chǎn)量能 夠充分滿足卡爾文循環(huán)中對(duì)同化力的需求 從而達(dá) 到平衡 29 優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)是設(shè)施蔬菜的最終目的 而光質(zhì)是影 響植株生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)而形成品質(zhì)與產(chǎn)量的重要因素之 一 本研究發(fā)現(xiàn) 紅藍(lán)光處理使半結(jié)球綠葉生菜品 種的可溶性固形物含量和可溶性糖含量提升 對(duì)綠 葉散生生菜品種維生素含量有明顯增加作用 明顯 降低了品種 V2 的有機(jī)酸含量 維生素 C 是植物細(xì)胞 內(nèi)重要的抗氧化劑之一 可保護(hù)葉綠體免于氧化損 傷 30 光質(zhì)對(duì)維生素 C 的影響主要與其合成酶的活 性密切相關(guān) 藍(lán)光可以通過(guò)提高植物體內(nèi)半乳糖酸 內(nèi)酯脫氫酶活性進(jìn)而促進(jìn)維生素 C 的合成 31 有機(jī) 酸代謝決定果實(shí)的品質(zhì)及風(fēng)味 其與有機(jī)體內(nèi)的糖 類 蛋白質(zhì)等代謝密切相關(guān) 32 有機(jī)酸的積累主要 靠糖類呼吸的產(chǎn)物 33 紅藍(lán)復(fù)合光可能使得植物體 內(nèi)酸轉(zhuǎn)化酶和降解酶的活性提高 30 進(jìn)而導(dǎo)致其有 機(jī)酸含量增加 紅藍(lán)復(fù)合光中紅光更有利于可溶性 總糖累積 但是藍(lán)光促進(jìn)了植株的呼吸速率 使其 有機(jī)物消耗增大 也有可能是藍(lán)光給 PS 反應(yīng)中心 造成了損傷 最終影響了生菜的碳同化作用 使之 可溶性總糖含量減少 3 2 結(jié)論 以紅藍(lán)光 R B 7 1 為光源 促進(jìn)了綠色散葉 生菜品種的形態(tài)建成 但可抑制其長(zhǎng)勢(shì)過(guò)旺 降低 了紫色生菜品種后期葉綠素含量 提高半結(jié)球和散 生平滑葉生菜品種的光合能力 抑制所有品種生菜 PS 的最大光化學(xué)效率 提高了半結(jié)球生菜的品質(zhì) 以及綠色散生生菜品種的產(chǎn)量和干物率 總之 紅 藍(lán)光對(duì)不同品種生菜生長(zhǎng)發(fā)育及光合熒光特性的影 響差異性主要與葉片離散程度相關(guān) 對(duì)綠色生菜品 種品質(zhì)和產(chǎn)量的提升效果普遍優(yōu)于紫色生菜品種 參考文獻(xiàn) References 1 鞠紅艷 李季 孫藝哲 等 微型植物工廠 LED 多光譜補(bǔ)光 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 J 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2020 42 1 113 118 Ju H Y Li J Sun Y Z et al Design and application of LED multi spectral light system for micro plant factory J Journal of Jilin Agricultural University 2020 42 1 113 118 in Chinese 2 Magagnini G Grassi G Kotiranta S The effect of light spectrum on the morphology and cannabinoid content of Cannabis sativa L J Medical Cannabis and Cannabinoids 2018 1 1 19 27 3 李列 仝宇欣 李錦 等 不同光質(zhì)組合對(duì)生菜生長(zhǎng)和能量 利用效率的影響 J 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào) 自然科學(xué) 版 2020 48 9 114 120 Li L Tong Y X Li J et al Effect of different combinations of light wavelengths on growth and energy use efficiency of lettuce J Journal of Northwest A F University Natural Science Edition 2020 48 9 114 120 in Chinese 4 胡舉偉 代欣 宋濤 等 紅藍(lán)光配比對(duì)桑樹(shù)幼苗碳 氮代謝 和內(nèi)源激素的影響 J 草業(yè)科學(xué) 2018 35 10 2489 2499 Hu J W Dai X Song T et al Effect of different proportions of red and blue light on carbon nitrogen metabolism and endogenous hormones in mulberry seedings J Pratacultural Science 2018 35 10 2489 2499 in Chinese 5 Vatakait Kairien V Kelly N Runkle E S Regulation of the photon spectrum on growth and nutritional attributes of baby leaf lettuce at harvest and during postharvest storage J Plants 2021 10 3 549 6 Meng Q Kelly N Runkle E S Substituting green or far red radiation for blue radiation induces shade avoidance and promotes growth in lettuce and kale J Environmental and Experimental Botany 2019 162 383 391 第 11 期 李邦耀等 LED 紅藍(lán)光對(duì)不同品種水培生菜的影響效果對(duì)比 927 7 王君 仝宇欣 楊其長(zhǎng) LED 光源紅藍(lán)光配比對(duì)生菜光合作 用及能量利用效率的影響 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2018 34 14 234 240 Wang J Tong Y Q Yang Q C Effect of LED light with different ratios of red to 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