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不同光质LED对乌塌菜生长生理特性及营养品质的影响

【摘要】:发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED)作为新型半导体光源具有光谱可控、亮度高但发热量小、寿命长等许多其他传统光源不具备的特点,在植物设施栽培中的应用正日益扩大并呈现良好的发展前景。LED光源首先实现了光谱可控,它可以调制光谱与植物的感光细胞最佳结合来影响植物的生长发育与营养品质。另外,采用LED光源能得到单一波长光质,解决了以往研究中光质不纯的问题,增加了试验结果的可靠性。在设施栽培条件下,叶菜由于氮肥施用量大、弱光及光照不均等因素而累积硝酸盐,使叶菜的品质下降,危害人类健康,利用LED光源对乌塌菜生长周期动态研究尚无报道。本试验通过LED精量调制光质,研究其对乌塌菜生长生理特性及营养品质的影响,以期探明光质对乌塌菜生理特性及营养品质的影响,为高产优质生产乌塌菜光质环境调控提供理论支撑,并为设施栽培其他叶菜类蔬菜的光质环境调控提供参考。 试验设5个处理,LED光源处理分别为红光(630~680nnq,吸收峰为660n//1)、蓝光(450~500nnl,吸收峰为470nnl)、红/蓝(3/1)(灯的数量比)、红/蓝(7/1)、白/红/蓝(3/2/1),以白色LED光为对照,以“菊花小八叶”乌塌菜(Braassica campestris L. ssp. chinensis var. rosularis Tsen et Lee)为试验材料,研究结果表明: 1.不同光质处理对乌塌菜生长发育具有显著影响。红光处理下乌塌菜生物量、茎粗、地上部和地下部鲜重均最大,说明照射红光可以明显的促进乌塌菜的营养生长,提高其产量。与对照相比,混合光也能促进显著乌塌菜的生长,而蓝光处理下乌塌菜的生物量、茎粗、地上部和地下部鲜重均最小,说明蓝光不利于乌塌菜的生长,使其产量降低。 2.不同光质处理对乌塌菜生理特性有较大影响。随着乌塌菜的生长,叶绿素含量总体呈先增加后减少的趋势。在整个生长期间,红/蓝(7/1)处理下光合色素含量显著高于其他处理,且叶绿素总量与红./蓝光比值呈正相关;而蓝光处理下的光合色素含量均显著低于其它处理,蓝光虽然降低了乌塌菜光合色素含量,却提高了叶绿素a/b值。综合分析可以看出,混合光比纯色光更能增加光合色素含量。不同光质处理对乌塌菜的光合特性有显著的影响,光合速率和蒸腾速率均以红光处理最高,与对照相比分别增加了43.78%和55.12%,而蓝光处理下有较高的气孔导度及胞间C02浓度;不同光质处理对乌塌菜的荧光参数有较大影响,白光的Fv/Fm、Fv/Fo和ΦPSⅡ均最大。SOD活性总体随生长期推进而逐渐升高,其后小幅度降低,红光照射下的SOD活性始终高于其他处理,蓝光照射下的SOD活性最低,红蓝混合光照射也有利于提高SOD活性。POD活性随生长期推进而逐渐升高,红光照射显著提高POD活性而蓝光却有相反效果。CAT活性的变化趋势与POD活性相反,随着生长期推进而逐渐降低,红光促进CAT活性蓝光具有抑制作用,混合光的促进效果优于单纯红光照射。APX的变化趋势与SOD类似,整体呈现先增高后降低的趋势,且红光处理显著高于其他处理,蓝光照射降低APX活性。 3.不同光质处理对乌塌菜营养品质具有显著的影响。可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸含量的变化趋势都是先升高后下降,红光处理乌塌菜可溶性糖含量最高,蓝光处理下可溶性蛋白、游离氨基酸含量均显著提高。硝酸盐、维生素C(Vc)含量的变化趋势是先降低后升高,红光处理下硝酸盐含量最低,红蓝混合光处理下硝酸盐含量也明显低于对照,蓝光处理下硝酸盐含量最高。有色光不利于Vc的合成,白光下Vc含量较高。随着乌塌菜的生长,粗纤维素含量逐渐增加,粗纤维素含量以红光下最高,红蓝混合光次之,蓝光下最低。

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