李聰聰 吉家曾 陳增舉

摘要 ? ?為了探討UV-B在植物工廠紫葉生菜水培種植中的應(yīng)用，本試驗(yàn)在紅藍(lán)組合光中添加不同強(qiáng)度的UV-B，研究其對(duì)紫葉生菜生長(zhǎng)及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著UV-B強(qiáng)度的增加，紫葉生菜株高及地上鮮重受到顯著抑制;高強(qiáng)度的UV-B輻射會(huì)降低紫葉生菜可溶性糖和VC含量，顯著增加花青素及總酚含量，提高抗氧化能力。綜上可知，UV-B輻射可以加深紫葉生菜顏色，但會(huì)抑制鮮重增長(zhǎng)，可能需要進(jìn)一步縮短輻射時(shí)間。

關(guān)鍵詞 ? ?UV-B;紫葉生菜;生物量;營養(yǎng)品質(zhì)

中圖分類號(hào) ? ?S636.2 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號(hào) ? 1007-5739（2020）15-0069-01 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Abstract ? ?In order to study the application of UV-B in the hydroponic cultivation of red wave lettuce in plant factory， the growth and quality of red wave lettuce was studied by adding different intensities of UV-B in the red blue combination light in this experiment. The results showed that the plant height and fresh weight of red wave lettuce were significantly inhibited with the increase of UV-B intensity. Under high intensity， UV-B radiation could reduce the content of soluble sugar and VC， significantly increase the content of anthocyanin and total phenol， and improve the antioxidant capacity. In all， UV-B radiation could deepen the color of red wave lettuce， but could inhibit the increase of fresh weight， which may need to further reduce the radiation time.

Key words ? ?UV-B; red wave lettuce; biomass; nutritional quality

紫外線根據(jù)波長(zhǎng)的不同，由長(zhǎng)至短可分為UV-A、UV-B和UV-C。臭氧層能夠吸收波長(zhǎng)短于300 nm的太陽輻射，所以只有少部分的UV-B能夠到達(dá)地面。研究表明，植物的生長(zhǎng)發(fā)育、形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理代謝、膜系統(tǒng)和類黃酮含量等會(huì)受到UV-B輻射的影響[1]。目前，LED燈已應(yīng)用在大多數(shù)人工光植物工廠中。其中，LED紅藍(lán)光組合是植物工廠中基本使用的燈光組合[2]。隨著紫外LED技術(shù)的逐漸成熟，UV-B對(duì)設(shè)施園藝作物品質(zhì)的改善作用逐漸受到關(guān)注[3]。紫葉生菜色澤多變、營養(yǎng)價(jià)值高，是植物工廠中生產(chǎn)的一類重要蔬菜[4]。但目前關(guān)于UV-B對(duì)水培紫葉生菜的影響研究較少。有研究表明，UV-B照射可提高紫葉生菜的花青素含量及可溶性糖含量[5]。本試驗(yàn)以胭脂紫葉生菜為材料，通過在紅藍(lán)光LED光源中添加不同強(qiáng)度的UV-B，探討UV-B對(duì)紫葉生菜生長(zhǎng)、品質(zhì)及顏色的影響，以期為UV-B在植物工廠生菜生產(chǎn)中的應(yīng)用研究提供參考。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?供試材料

供試生菜品種為胭脂紫葉生菜，購于山東壽禾種業(yè)。LED燈板由廣州騰龍電子科技有限公司研發(fā)，含紅光（650～660 nm）、藍(lán)光（450～460 nm）和UV-B（310 nm±5 nm）3種光質(zhì)，每種光質(zhì)燈珠均勻分布，且可以單獨(dú)調(diào)控光強(qiáng)。

1.2 ? ?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2019年9月13日至10月22日在廣州市八斗農(nóng)業(yè)科技有限公司水培實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。生菜種子采用海綿塊播種，15 d后選擇3葉1心、長(zhǎng)勢(shì)一致的幼苗移至水培槽（55 cm×37 cm×7 cm）中，每個(gè)水培槽種植6株。營養(yǎng)液選用華南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉菜B配方。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理，分別為UV-B 0.48 W/m2（T1）、0.64 W/m2（T2）、0.80 W/m2（T3）、0 W/m2（CK）。所有處理總光強(qiáng)均為200 μmol/（m2·s），紅光藍(lán)光比=4。栽培實(shí)驗(yàn)室溫度保持在（25±1）℃，3種光質(zhì)光照周期均為12 h/d，同時(shí)開關(guān)。每個(gè)處理3次重復(fù)，24 d后取樣測(cè)定。

1.3 ? ?測(cè)定項(xiàng)目及方法

每個(gè)處理隨機(jī)選取3株生菜，用刻度直尺測(cè)定株高（莖基部至最高處）、最大功能葉葉長(zhǎng)及葉寬，用千分之一電子天平測(cè)量地上鮮重及地下鮮重;然后將鮮樣在105 ℃干燥箱中殺青30 min，再置于75 ℃恒溫烘箱中48 h，用電子天平稱量地上干重及地下干重。根冠比為地下干質(zhì)量/地上干質(zhì)量。

硝酸鹽含量測(cè)定采用紫外分光光度計(jì)法，可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法，VC含量測(cè)定采用鉬藍(lán)比色法[6]?；ㄇ嗨睾繙y(cè)定參考徐金瑞等[7]的方法，準(zhǔn)確稱取鮮葉片1.000 g剪碎，用20 mL pH值3.0的60%乙醇于60 ℃水浴中提取2 h后過濾，并用同樣條件的提取劑定容至20 mL，于535 nm處測(cè)定吸光度值。總酚含量測(cè)定參考李 ?藝等[8]的方法?？偪寡趸芰y(cè)定參照Benzie等[9]的方法（FRAP法）。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?不同強(qiáng)度UV-B對(duì)紫葉生菜生物量的影響

由表1可知，隨著UV-B強(qiáng)度的逐漸增加，紫葉生菜地上鮮重、地上干重、葉片數(shù)均先增加后減少，株高和地下干重均逐漸減少。其中，處理T1地上鮮重稍高于CK，處理T2、T3地上鮮重分別較CK減少29.18%和55.31%;處理T1地上干重較CK增加2.33%，處理T2、T3地上干重分別較CK減少18.60%和40.47%;處理T2、T3地下鮮重均較CK顯著減少，但地下干重與CK差異不顯著;處理T2、T3株高與CK差異顯著;處理T3葉片數(shù)較CK顯著減少。

2.2 ? ?不同強(qiáng)度UV-B對(duì)紫葉生菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表2可知，隨著UV-B強(qiáng)度的增加，紫葉生菜硝酸鹽含量逐漸增加，處理T3硝酸鹽含量較對(duì)照（CK）增加顯著，增幅為109.31%;處理T1、T2可溶性糖含量與CK無顯著差異，處理T3可溶性糖含量較CK減少22.84%;VC含量隨UV-B強(qiáng)度的增加逐漸減少，處理T1、T2、T3分別較CK減少34.89%、58.34%、64.64%。

2.3 ? ?不同強(qiáng)度UV-B對(duì)紫葉生菜次生代謝物含量及抗氧化能力的影響

由表3可知，紫葉生菜花青素含量隨UV-B強(qiáng)度的增加逐漸增加，處理T2、T3花青素含量分別較CK顯著增加了172.5%和255.0%。處理T2總酚含量最大，較CK顯著增加了31.58%;處理T3總酚含量次之，較CK增加了10.53%。處理T2抗氧化能力最強(qiáng)，較CK顯著提高了29.52%;處理T3抗氧化能力次之，較CK提高了23.19%。

3 ? ?結(jié)論與討論

研究表明，長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的UV-B輻射會(huì)抑制植物的株高生長(zhǎng)[10-11]，不同強(qiáng)度的UV-B輻射均可顯著降低觀賞彩椒的株高[12]。本試驗(yàn)研究亦發(fā)現(xiàn)，隨著UV-B強(qiáng)度的增加，紫葉生菜株高逐漸下降。Liu等[13]研究表明，節(jié)間縮短是UV-B輻射增強(qiáng)導(dǎo)致植株矮化的原因。許多作物受到高強(qiáng)度的UV-B輻射也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降[14-15]。研究表明，UV-B輻射增強(qiáng)通過降解光合色素、破壞光反應(yīng)等途徑降低光合速率，從而影響作物的光合作用，最終導(dǎo)致植物干物質(zhì)和產(chǎn)量的減少[16]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，高強(qiáng)度的UV-B輻射會(huì)導(dǎo)致生菜產(chǎn)量降低。

齊 ?艷等[17]利用光強(qiáng)為5 W/m2的UV-B處理甘藍(lán)幼苗6 h，花青素含量顯著提高。周 ?華等[12]發(fā)現(xiàn)，添加一定比例的UV-B會(huì)增加觀賞彩椒的花青素含量，提高觀賞彩椒果實(shí)中的VC含量。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間高強(qiáng)度的UV-B輻射會(huì)降低生菜的營養(yǎng)品質(zhì)，但會(huì)增加紫葉生菜次生代謝物花青素和總酚的含量，增強(qiáng)抗氧化能力。植物能夠吸收UV-B，在細(xì)胞內(nèi)不斷積累類黃酮和花青素等多種酚類化合物，消除活性氧，從而防御UV-B的傷害。

綜上，在植物工廠人工紅藍(lán)光中增加一定強(qiáng)度的UV-B能夠顯著提高紫葉生菜的花青素含量，加深其顏色。但由于本試驗(yàn)采取的是全生育期照射，對(duì)紫葉生菜的鮮重及品質(zhì)抑制比較明顯。因此，下一階段應(yīng)研究在一定UV-B輻射強(qiáng)度下減少輻射時(shí)間對(duì)紫葉生菜的影響。

4 ? ?參考文獻(xiàn)

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