黃 枝，王美娟，林碧英

(福建農(nóng)林大學園藝學院，福建 福州350002)

芽苗類蔬菜作為高檔蔬菜，因其潔凈安全、口感脆嫩、香味獨特而受到大眾的喜愛［1］。豌豆芽苗菜又叫龍須菜、豌豆苗，是芽苗菜系列的一種。其體內(nèi)不僅維生素含量豐富［2］，還富含多種人體所需氨基酸和礦物質(zhì)［3］，同時富含VB，能夠去除油質(zhì)皮膚上過多的油脂，起到嫩滑肌膚的功效［4］。

發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)作為第4 代新型照明光源，重量輕、體積小、使用壽命長，而且發(fā)熱小、亮度高、輻射低、效率高。通過調(diào)節(jié)LED 光質(zhì)對植物進行相關研究不僅方法簡便，還能提高植物體內(nèi)部功能性化學物質(zhì)濃度［5］。傳統(tǒng)芽苗菜的培育常采用白色日光燈，而忽視光質(zhì)的影響，同時有關光質(zhì)調(diào)控對芽苗菜生長和營養(yǎng)成分的影響報道甚少，應用化學藥劑調(diào)控則存在危害人體健康的風險［6］。因此，本研究比較了LED 光質(zhì)(紅光、藍光、黃光、白光)對豌豆芽苗菜生長及其品質(zhì)的影響，以期為光質(zhì)的選擇和豌豆芽苗菜工廠化生產(chǎn)專用光源的研制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 植物材料與光源

1.1.1 材料 供試品種為芽苗蔬菜專用豌豆品種“天山雪豆”，購于福州香料批發(fā)市場。

1.1.2 光源 LED 燈管由福州圓點光電技術有限公司提供，可發(fā)出藍、紅、黃及白4 種不同光質(zhì)，每條燈管功率40 W。藍光、紅光、黃光和白光波長范圍分別為450 -480 nm、615 -650 nm、580 -595 nm 和450 -465 nm。本試驗以白光作為對照(CK)。芽苗蔬菜立體培養(yǎng)架為層高50 cm 的組培架，共3 層。光源固定于培養(yǎng)架頂部(每層2 只)，架子頂部和四周用遮光布遮擋，以避免外界光源對試驗的影響。

1.2 試驗處理

將清選后的豌豆種子于55 ℃溫水中浸種20 min，之后在清水中浸泡24 h，每間隔4 h 換次水，然后把浸過的種子均勻撒播在附有1 層無字新聞紙(60 cm ×22 cm)的育苗盤上。每個育苗盤約播400 g 種子，每個處理播種6 盤，共24 盤。播后將育苗盤疊加，有利于遮光催芽。整個過程保持紙張濕潤。待豌豆露白時，將育苗盤搬至育苗室內(nèi)，并放置在不同LED 光質(zhì)下進行培育，室內(nèi)溫度白天為20 -25 ℃，夜晚保持在18 -22 ℃之間。每天照射3 h(18:00 -21:00)，其他時間都處于黑暗。各光質(zhì)處理均采用隨機排列方式，育苗盤擺放的密度以互不遮蔭為準，并確保各處理燈管與育苗盤距離都在50 cm 左右。各處理重復3次。分別于處理3、6 d 后，測定豌豆苗莖粗、株高、產(chǎn)量及光合色素、可溶性糖、可溶性蛋白等含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用DPS 軟件和Excel 2003 軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜生長及產(chǎn)量的影響

由表1 可知，與CK 相比，LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜生長存在顯著影響。不同LED 光質(zhì)分別處理3、6 d后，豌豆芽苗菜莖粗、株高、鮮重、根長、根體積均依次為:紅光＞藍光＞白光＞黃光，但紅光與藍光之間無顯著差異，黃光顯著小于CK。由此可知，紅光和藍光均能促進豌豆芽苗菜的生長，而黃光則抑制其生長。

表1 LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜農(nóng)藝性狀的影響1)Table 1 Effect of light quality of LED on agronomic traits of P.sativum sprouts

2.2 LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜品質(zhì)的影響

2.2.1 光合色素含量 由表2 可知，與CK 相比，不同LED 光質(zhì)分別處理3、6 d 后，葉綠素a、b 含量依次為:紅光＞白光＞黃光＞藍光，說明紅光能顯著提高豌豆芽苗菜葉綠素a、b 的含量。對于類胡蘿卜素，處理3 d 后以藍光最高，白光次之，黃光最低;處理6 d 后以紅光最高，藍光次之，黃光最低。由此可知，紅光處理下豌豆芽苗菜中葉綠素a、b 含量較高，而藍光處理更有利于類胡蘿卜素的積累。

2.2.2 可溶性糖含量 由圖1 可知，在不同LED 光質(zhì)處理下，豌豆芽苗菜可溶性糖含量存在明顯差異且隨生長天數(shù)增加均呈現(xiàn)下降趨勢，說明在生長初期，呼吸作用較強，消耗糖分多，加上葉片分化尚不完善，葉綠素含量偏低，光合能力有限，同化產(chǎn)物形成少，因此可溶性糖含量較低。不同LED 光質(zhì)分別處理3、6 d 后，豌豆芽苗菜可溶性糖含量均依次為:紅光＞白光＞黃光＞藍光。與CK 相比，紅光處理下豌豆芽苗菜可溶性糖含量相對較高，藍光處理和黃光處理相對較低。由此可知，紅光有利于豌豆芽苗菜可溶性糖含量的提高，而藍光和黃光則不利于可溶性糖的形成。

表2 LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜光合色素含量的影響1)Table 2 Effect of light quality of LED on the content of photosynthetic pigment of P.sativum sprouts mg·g -1

圖1 LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜可溶性糖含量的影響Fig.1 Effect of light quality of LED on the content of soluble sugar of P.sativum sprouts

2.2.3 可溶性蛋白質(zhì)含量 由圖2 可知，不同LED 光質(zhì)分別處理3、6 d 后，豌豆芽苗菜可溶性蛋白質(zhì)含量均有明顯下降。在生長初期，可能由于內(nèi)部分生組織活動強烈，消耗大量蛋白質(zhì)來合成組織器官，從而導致蛋白質(zhì)含量有所下降。與CK 相比，不同LED 光質(zhì)處理3 d 后，豌豆芽苗菜體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量依次為:藍光＞白光＞黃光＞紅光。藍光處理下的豌豆芽苗菜，可溶性蛋白質(zhì)含量最高，且均大于其他處理。而紅光處理的可溶性蛋白質(zhì)含量均小于其他處理。可見，藍光最有利于可溶性蛋白質(zhì)的積累。6 d 后藍光處理的豌豆芽苗菜可溶性蛋白質(zhì)含量與CK 相差不大，紅光與黃光處理的蛋白質(zhì)含量也基本接近。

圖2 LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜可溶性蛋白質(zhì)含量的影響Fig.2 Effect of light quality of LED on the content of the soluble protein of P.sativum sprouts

2.2.4 VC含量 由圖3 可知，各處理豌豆芽苗菜VC含量均出現(xiàn)明顯上升。在整個生長過程中，藍光處理下的VC含量始終大于其他處理。而紅光處理的VC含量則始終小于其他處理。黃光處理的VC含量與CK 相差不大。由此可知，藍光可促進豌豆芽苗菜的VC合成，而紅光則抑制VC合成。

2.2.5 粗纖維含量 由圖4 可知，不同LED 光質(zhì)處理后豌豆芽苗菜的粗纖維含量均呈現(xiàn)隨處理時間增加而升高的趨勢，這主要是由于豌豆芽苗菜不斷成熟衰老的結(jié)果。與CK 相比，不同LED 光質(zhì)處理3 d后，紅光處理的粗纖維含量較低，黃光處理的粗纖維含量與CK 相差不大，紅光處理與藍光處理之間亦無顯著差異。不同LED 光質(zhì)處理6 d 后，豌豆芽苗菜的粗纖維含量依次為:紅光＞黃光＞白光＞藍光?？梢?，紅光處理的粗纖維含量顯著高于其他處理;藍光處理的粗纖維含量顯著低于其他處理。由此可知，紅光處理可以提高豌豆芽苗菜粗纖維含量，藍光處理則相反。

圖3 LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜VC 含量的影響Fig.3 Effect of light quality of LED on the content of VC of P.sativum sprouts

圖4 LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜粗纖維含量的影響Fig.4 Effect of light quality of LED on the content of crude fiber of P.sativum sprouts

3 討論

不同LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜產(chǎn)量的影響見圖5。紅光處理下的豌豆芽苗菜長得最為旺盛，其次為藍光，且藍光與紅光處理的長勢與產(chǎn)量差異不顯著，而黃光處理則長得較為矮小。這說明紅光和藍光均能促進豌豆芽苗菜的生長，而黃光抑制其生長。本試驗表明，紅光與藍光處理6 d 后，即達到可以采收的標準，比白光(CK)提早2 d 采收。由此可知，只要溫度適宜，利用紅光與藍光LED 燈生產(chǎn)豌豆芽苗菜，可以縮短豌豆芽苗菜的生長周期，提早上市。

圖5 LED 光質(zhì)對豌豆芽苗菜產(chǎn)量的影響Fig.5 Effect of light quality of LED on the yield of P.sativum sprouts

在各環(huán)境因素中，光對于植物生長發(fā)育及其內(nèi)部功能性化學物質(zhì)積累起到重要作用［7-8］。植物的生長發(fā)育和各項生理指標都受到光的重要影響［9］。本試驗表明，與CK 相比，豌豆芽苗菜經(jīng)紅光處理6 d后，葉綠素a、b 含量顯著提高。這與徐凱等［10］有關草莓葉片葉綠素含量與紅藍光比呈正相關的研究結(jié)果基本一致，說明紅光可能有利于增加環(huán)式光合磷酸化過程中光系統(tǒng)Ⅰ的電子傳遞和ATP 合成，也有可能增加了非環(huán)式光合磷酸化過程中H+和e-傳遞速率及NADP+的還原。徐凱等［10］研究指出，光質(zhì)對草莓葉片的類胡蘿卜素含量有影響，藍光可使類胡蘿卜素含量升高，這與本試驗中藍光有利于提高豌豆芽苗菜體內(nèi)類胡蘿卜素含量的研究結(jié)果相一致。

可溶性糖主要為葡萄糖、果糖和蔗糖，易于人體吸收。本試驗表明，與CK 相比，紅光能提高豌豆芽苗菜可溶性糖含量，藍光則相反。這與蒲高斌等［11］的研究結(jié)果相一致。紅光顯著促進葉片的可溶性糖積累，可能與紅光下生長的植物光合速率較高有關［12］。藍光則降低可溶性糖含量，可能是由于藍光破壞了植物葉綠體光合片層結(jié)構，從而使光合效率明顯降低，最終影響到植物的C 同化作用，導致可溶性糖下降［13］，也可能是藍光處理下植株呼吸速率較高使得光合產(chǎn)物消耗過快［14］。另外，由于光質(zhì)的改變誘導了光敏色素對蔗糖代謝酶的調(diào)控，影響蔗糖代謝相關酶的活性，從而影響可溶性糖含量。同時本研究表明，藍光相對于紅光和黃光更有利于豌豆芽苗菜蛋白質(zhì)代謝，其內(nèi)部可溶性蛋白質(zhì)含量較高;與CK 相比，藍光處理后豌豆芽苗菜的可溶性糖含量降低效果顯著。同時，藍光可降低豌豆苗中粗纖維含量，不利于纖維素的形成，紅光則相反。

綜上所述，紅光、藍光與白光(CK)相比能促進豌豆芽苗生長而提高產(chǎn)量，藍光處理有利于提高豌豆芽苗菜體內(nèi)類胡蘿卜素含量，且有利于豌豆芽苗菜蛋白質(zhì)代謝從而使可溶性蛋白質(zhì)含量較高，并能促進VC含量的提高，降低粗纖維含量等，而紅光處理則提高豌豆苗中粗纖維含量，影響口感，且抑制VC的合成。由此可知，藍光更加符合消費者對于豌豆芽苗菜品質(zhì)的要求。因此，建議可將藍光與紅光混合作為豌豆芽苗菜的主要光源進行后續(xù)研究。

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