人工氣候室控制條件下青蔥對(duì)LED光質(zhì)的響應(yīng)特性

高松，劉學(xué)娜，劉穎，曹逼力，陳子敬，徐坤

人工氣候室控制條件下青蔥對(duì)LED光質(zhì)的響應(yīng)特性

高松，劉學(xué)娜，劉穎，曹逼力，陳子敬，徐坤

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院/山東果蔬優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東泰安 271018）

【】研究人工氣候室控制條件下青蔥生長(zhǎng)、產(chǎn)品品質(zhì)及光合特性對(duì)不同光質(zhì)的響應(yīng)特性，優(yōu)化青蔥工廠化生產(chǎn)光環(huán)境調(diào)控參數(shù)，提高以鮮嫩綠葉為產(chǎn)品的青蔥生產(chǎn)效率。在人工氣候室LED控制光源條件下，以‘章丘’和‘天光’2個(gè)不同品種大蔥為試驗(yàn)材料，將苗高15 cm左右、具2—3片真葉的穴盤(pán)中大蔥幼苗，分別置于藍(lán)光（B）、紅光（R）、綠光（G）、黃光（Y）、白光（W）等5種不同光質(zhì)條件下進(jìn)行培養(yǎng)，光照強(qiáng)度均控制在（301.6±12.7）mmol·m-2·s-1，光照時(shí)間為12 h/d，晝/夜溫度分別控制在25℃/18℃。分別在試驗(yàn)處理0、10、20、30和40 d時(shí)取樣，測(cè)定不同光質(zhì)處理的青蔥葉片光合作用參數(shù)，以及培養(yǎng)40 d時(shí)青蔥的生長(zhǎng)量和產(chǎn)品品質(zhì)。青蔥的生長(zhǎng)量、產(chǎn)品品質(zhì)、葉片色素含量、凈光合速率（Pn）、表觀量子效率（AQY）和RuBP最大再生速率均以白光顯著優(yōu)于各單色光處理。培養(yǎng)40 d時(shí)，白光處理青蔥單株鮮重為25.21 g，分別比藍(lán)光、紅光、綠光、黃光處理增加了7.83%、20.28%、35.68%和60.78%；其葉片Pn為7.63mmol·m-2·s-1，分別比藍(lán)光、紅光、綠光和黃光處理提高了11.39%、24.07%和39.23%和59.62%；葉片光飽和光合速率（Pmax）達(dá)13.29mmol·m-2·s-1，分別較藍(lán)光、紅光、綠光和黃光處理增加了5.39%、9.47%、15.57%和21.48%；光飽和點(diǎn)（LSP）除白光處理較高外，其他單色光處理間無(wú)顯著差異；而光補(bǔ)償點(diǎn)（LCP）則以黃光較高，綠光、紅光次之，藍(lán)光、白光較低。不同單色光處理間也存在顯著差異，以藍(lán)光處理青蔥單株鮮重較高，黃光處理較低，分別達(dá)24.22和16.52 g，綠光、紅光居中；藍(lán)光處理青蔥葉片Pn、AQY、光飽和光合速率（Pmax）、羧化效率（CE）以及RuBP最大再生速率也顯著高于其他單色光處理。青蔥假莖可溶性糖、粗纖維、丙酮酸、可溶性蛋白、游離氨基酸和干物質(zhì)含量等品質(zhì)指標(biāo)均以白光處理顯著高于各單色光處理，但各單色光處理之間則以藍(lán)光處理較高，其他依次為紅光、綠光、黃光。全光譜的白光處理最有利于青蔥生長(zhǎng)，表現(xiàn)為葉片光合效率較高，產(chǎn)品品質(zhì)較優(yōu)；各單色光處理則以藍(lán)光效應(yīng)較高，紅光次之，黃光、綠光較差，反映青蔥對(duì)白光、藍(lán)光光能利用能力較強(qiáng)。

青蔥（L.）；人工氣候室；LED光源；光質(zhì)；生長(zhǎng)；品質(zhì)；光合作用

0 引言

【研究意義】光既是植物進(jìn)行光合作用的能量來(lái)源，也是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中的重要信號(hào)源[1]，光強(qiáng)、光質(zhì)和光周期等都能調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育[2-4]。近年來(lái)，全人工光源的植物工廠已成為在設(shè)施農(nóng)業(yè)特別是設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中的智能化新裝備，其主要原理是根據(jù)作物的需光特性，為作物生長(zhǎng)提供最佳的光照條件，具有生產(chǎn)環(huán)境高度可控、周年連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量安全可靠等諸多優(yōu)勢(shì)。隨近年消費(fèi)市場(chǎng)的變化，大蔥（L.）由傳統(tǒng)的一年一茬的長(zhǎng)蔥白栽培逐漸向一年多茬的鮮嫩綠葉（青蔥）栽培轉(zhuǎn)變。目前，生產(chǎn)上的青蔥栽培多在設(shè)施內(nèi)進(jìn)行，一年四季可隨栽隨收，因不需培土，栽植密度是傳統(tǒng)大蔥的3倍，形成產(chǎn)品時(shí)間不足3個(gè)月，采取割收方式一年可生產(chǎn)四茬，畝產(chǎn)量高達(dá)15 000 kg，這僅僅只是控制了設(shè)施溫度，若再調(diào)節(jié)良好的光照條件，有望進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，但也因此對(duì)人工光源植物工廠生產(chǎn)提出了新要求?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】有研究表明，與白光相比，藍(lán)光可提高生菜葉片的光合色素含量[5]，促進(jìn)黃瓜葉片的氣孔開(kāi)放[6]，還能通過(guò)誘導(dǎo)次生代謝增加甜瓜對(duì)白粉病的抗性[7]；而紅光可提高葉用萵苣的光合色素含量和光合速率[8]。在品質(zhì)方面，藍(lán)光處理的茄子果肉中游離氨基酸、可溶性蛋白和茄皮中花青素含量顯著高于紅光處理[9]。白光處理的芥藍(lán)可食部分Vc含量顯著高于藍(lán)光和紅光處理，藍(lán)光處理則提高了芥藍(lán)可食部分的總酚和花青素含量[10]；但草莓果實(shí)中可溶性固形物和Vc含量均以紅光處理較高，藍(lán)光處理則可提高果實(shí)可滴定酸和可溶性蛋白含量[11]。以上結(jié)果表明，不同作物的品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)分配對(duì)光質(zhì)的響應(yīng)存在顯著差異?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】青蔥生產(chǎn)作為大蔥的新型栽培模式，其栽培管理措施顯著不同于傳統(tǒng)生產(chǎn)，特別是青蔥的工廠化生產(chǎn)，只有依賴于科學(xué)的環(huán)境調(diào)控，才能保證產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。但目前關(guān)于青蔥生長(zhǎng)、產(chǎn)量品質(zhì)形成對(duì)光環(huán)境的響應(yīng)還未見(jiàn)報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】本研究以兩個(gè)不同品種大蔥為材料，研究不同光質(zhì)條件下青蔥生長(zhǎng)、品質(zhì)及光合特性的變化，旨在揭示光質(zhì)對(duì)青蔥光能利用及產(chǎn)量品質(zhì)形成的影響，為L(zhǎng)ED植物工廠中青蔥生產(chǎn)光環(huán)境調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2018—2019年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院光質(zhì)培養(yǎng)室進(jìn)行。

1.1 植物材料和培養(yǎng)條件

供試品種為‘章丘’大蔥和‘天光’大蔥，試驗(yàn)設(shè)計(jì)了一種青蔥工廠化生產(chǎn)小型裝置，包括栽培架、LED光源、光強(qiáng)調(diào)節(jié)器、中央空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)、微電腦自動(dòng)控時(shí)開(kāi)關(guān)等，該裝置可實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)、光質(zhì)及溫度、濕度等的自動(dòng)控制（圖1）。

光強(qiáng)調(diào)節(jié)器與安裝微電腦自動(dòng)控時(shí)開(kāi)關(guān)的電路相接，根據(jù)設(shè)定時(shí)間開(kāi)關(guān)LED燈管，控制光周期。在室內(nèi)安裝中央空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)以及加濕管道（圖1），其電源與安裝微電腦自動(dòng)控時(shí)開(kāi)關(guān)的電路相接，根據(jù)大蔥生長(zhǎng)習(xí)性設(shè)置晝/夜溫度與濕度，微電腦根據(jù)設(shè)定時(shí)間自動(dòng)調(diào)節(jié)，新風(fēng)系統(tǒng)確保每層栽培架空氣循環(huán)。

1：中央空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)：增加空氣流動(dòng)，控制室內(nèi)溫度；2：空氣室；3：加濕管道，濕空氣在空氣室內(nèi)經(jīng)充分混合由新風(fēng)系統(tǒng)送至栽培架各層；4：散流罩，起過(guò)濾作用；5：燈管；6：栽培架放置層；7：光強(qiáng)調(diào)節(jié)器；8：電源；9：微電腦自動(dòng)控時(shí)開(kāi)關(guān)

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用裂區(qū)設(shè)計(jì)，主區(qū)為大蔥品種，分別為‘章丘’大蔥和‘天光’大蔥；副區(qū)為培養(yǎng)室光質(zhì)，分別為白光（W）、藍(lán)光（B）、綠光（G）、黃光（Y）和紅光（R），光譜特征詳見(jiàn)圖2。采用72孔穴盤(pán)育苗，栽培基質(zhì)為草炭﹕珍珠巖﹕蛭石（6﹕3﹕1）。播種后每3 d澆灌一次1/2 Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，苗高5 cm左右時(shí)每穴留苗1株，苗高15 cm左右、具2—3片真葉時(shí)置于不同光質(zhì)LED調(diào)光植物燈（惠州可道科技股份有限公司生產(chǎn)）下培養(yǎng)。不同處理之間以黑白雙面遮光布隔離。

通過(guò)調(diào)整LED光源光強(qiáng)，使各處理植物冠層的光強(qiáng)維持在（301.6±12.7）mmol·m-2·s-1，晝/夜溫度分別控制在25℃/18℃，空氣相對(duì)濕度為（65.2±4.5）%，光照時(shí)間為12 h/d。試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，每20株為一個(gè)重復(fù)，每處理60株。試驗(yàn)結(jié)果為兩次獨(dú)立試驗(yàn)的平均值。

W：白光 White light；B：藍(lán)光 Blue light；G：綠光 Green light；Y：黃光 Yellow light；R：紅光 Red light。下同The same as below

1.3 測(cè)試指標(biāo)及方法

用英國(guó)PP-SYSTEMS公司生產(chǎn)UNISPECDCTM光譜分析儀測(cè)定LED光源光譜特征，測(cè)定波段為300—1 100 nm，掃描波長(zhǎng)間隔為3.3 nm。

分別在試驗(yàn)處理0、10、20、30和40 d時(shí)取樣，用英國(guó)PP-SYSTEMS公司產(chǎn)的CIRAS-3型光合儀測(cè)定植株上數(shù)第2片功能葉的光合參數(shù)，并通過(guò)控制內(nèi)光源和CO2濃度測(cè)定Pn-PFD響應(yīng)曲線和Pn-CO2響應(yīng)曲線。用95%乙醇浸提法[12]測(cè)定葉片色素含量。培養(yǎng)40 d時(shí)每盤(pán)隨機(jī)選取5株，測(cè)定植株生長(zhǎng)量及可食部分品質(zhì)，蒽酮法[13]測(cè)定可溶性糖含量，濃硫酸水解定糖法[14]測(cè)定纖維素含量，2,4-二硝基苯肼顯色法[15]測(cè)定丙酮酸含量，考馬斯亮藍(lán)法[13]測(cè)定可溶性蛋白含量，茚三酮溶液顯色法[13]測(cè)定游離氨基酸含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2016、DPS軟件和光合光反應(yīng)機(jī)理模型[16]進(jìn)行處理、繪圖和統(tǒng)計(jì)分析，運(yùn)用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行差異（<0.05）顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果

2.1 不同光質(zhì)處理對(duì)青蔥植株生長(zhǎng)量的影響

不同品種大蔥在不同光質(zhì)下的生長(zhǎng)量見(jiàn)表1，通過(guò)對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以看出（表2），不同光質(zhì)條件下培養(yǎng)40 d時(shí)，青蔥的株高、假莖粗、葉片鮮重、假莖鮮重、根系鮮重和單株重均以白光處理較高，其次是藍(lán)光，但假莖長(zhǎng)則以藍(lán)光處理較高，二者葉片數(shù)無(wú)顯著差異。白光處理的青蔥株高較藍(lán)光增加了4.99%，而紅光、綠光和黃光處理的株高則分別較藍(lán)光減少了7.70%、14.33%和25.57%，白光處理的青蔥單株重為25.21 g，藍(lán)光、紅光、綠光和黃光分別較白光減少了7.26%、16.86%、26.30%和37.80%。兩品種青蔥假莖長(zhǎng)和葉片鮮重?zé)o顯著差異，而假莖粗、假莖鮮重、根系鮮重和單株重均表現(xiàn)為‘章丘’優(yōu)于‘天光’大蔥。

表1 不同光質(zhì)對(duì)青蔥生長(zhǎng)量的影響

ZQ：‘章丘’大蔥，TG：‘天光’大蔥。不同小寫(xiě)字母表示差異顯著（＜0.05）。下同

ZQ: ‘Zhangqiu’, TG:‘Tianguang’. Different lowercase letters indicate significant differences (<0.05). The same as below

表2 不同光質(zhì)下青蔥生長(zhǎng)量的多重比較

統(tǒng)計(jì)表中值反映的是相同光質(zhì)時(shí)品種間，或相同品種時(shí)光質(zhì)間，以及品種和光質(zhì)互作效應(yīng)的差異顯著性。下同

Thevalue in the statistical table reflects the significances of the effects of interaction between varieties with the same light quality, or between the light quality with the same variety, and the variety and light quality. The same as below

2.2 不同光質(zhì)處理對(duì)青蔥品質(zhì)的影響

不同品種大蔥在不同光質(zhì)下生長(zhǎng)的青蔥品質(zhì)見(jiàn)表3，通過(guò)對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以看出（表4），培養(yǎng)40 d時(shí)，白光處理青蔥品質(zhì)各測(cè)試指標(biāo)均顯著高于其他單色光，藍(lán)光、紅光、綠光、黃光處理青蔥可溶性糖含量依次降低，分別較白光處理降低了11.67%、24.44%、36.67%和58.33%，而藍(lán)光、紅光、綠光、黃光處理青蔥丙酮酸含量則分別比白光處理降低了8.65%、20.19%、56.73%和44.23%。兩個(gè)大蔥品種除可溶性蛋白外，其他品質(zhì)指標(biāo)均有顯著差異，可溶性糖含量以‘天光’顯著高于‘章丘’大蔥，其他指標(biāo)則均以‘章丘’大蔥較高。

表3 不同光質(zhì)對(duì)青蔥品質(zhì)的影響

表4 不同光質(zhì)下青蔥品質(zhì)的多重比較

2.3 不同光質(zhì)處理對(duì)青蔥葉片色素含量的影響

由圖3可知，在處理40 d時(shí)，‘章丘’大蔥葉片葉綠素含量顯著高于‘天光’大蔥。且葉綠素含量均以白光處理較高，藍(lán)光、紅光、綠光、黃光依次降低，處理40 d時(shí)，白光處理葉片葉綠素含量達(dá)1.58 mg?g-1，而藍(lán)光、紅光、綠光和黃光處理分別比白光處理降低了9.49%、14.56%、22.78%和30.38%。類胡蘿卜素含量的變化趨勢(shì)與葉綠素基本一致。

2.4 不同光質(zhì)處理對(duì)青蔥葉片光合參數(shù)的影響

圖4顯示，青蔥葉片光合速率隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)，以白光處理較高，藍(lán)光、紅光、綠光、黃光依次降低。處理40 d時(shí)，白光處理的葉片凈光合速率為7.63mmol·m-2·s-1，藍(lán)光、紅光、綠光和黃光處理分別較白光處理降低了10.22%、19.40%和28.18%和37.35%。兩個(gè)大蔥品種相比，以‘章丘’葉片Pn顯著高于‘天光’大蔥，但二者的Gs則無(wú)顯著差異。不同光質(zhì)處理青蔥葉片的Gs則存在顯著差異，以白光處理較高，藍(lán)光、紅光、綠光和黃光處理依次降低，處理40 d時(shí)，白光處理的葉片氣孔導(dǎo)度為441.50 mmol·m-2·s-1，藍(lán)光、綠光、黃光和紅光處理分別較白光降低了2.76%、7.29%、10.19%和5.02%。

不同小寫(xiě)字母表示差異顯著（P＜0.05）。下同 Different lowercase letters indicate significant differences (P<0.05). The same as below

圖4 不同光質(zhì)對(duì)青蔥葉片光合速率和氣孔導(dǎo)度動(dòng)態(tài)變化的影響

2.5 不同光質(zhì)對(duì)青蔥葉片Pn-PFD和Pn-CO2響應(yīng)特性的影響

由圖5可知，兩品種青蔥葉片的Pn-PFD和Pn-CO2響應(yīng)曲線變化趨勢(shì)基本一致，且二者差異較小；而不同光質(zhì)處理間則存在顯著差異，均以白光處理Pn較高，藍(lán)光、紅光、綠光、黃光依次降低。

圖5 不同光質(zhì)對(duì)青蔥葉片Pn-PFD（A、C）和Pn-CO2（B、D）的影響

通過(guò)光合光反應(yīng)機(jī)理模型分析得光合參數(shù)見(jiàn)表5，可以看出，白光處理下青蔥葉片AQY較高，為0.0542，藍(lán)光、紅光、綠光和黃光依次降低，表明青蔥在單色光下以藍(lán)光處理AQY較高，紅光、綠光次之，黃光較低；其光飽和光合速率（Pmax）也以白光處理較高，達(dá)13.29mmol·m-2·s-1，藍(lán)光、紅光、綠光和黃光處理分別較白光降低了5.12%、8.65%、13.47%和17.68%。青蔥LSP以白光較高，其他單色光處理無(wú)顯著差異，LCP則以黃光較高，綠光、紅光次之，藍(lán)光、白光較低，反映青蔥對(duì)白光、藍(lán)光光能利用能力較強(qiáng)。兩個(gè)大蔥品種除AQY外，其他參數(shù)均存在顯著差異，Pmax以‘章丘’大蔥顯著高于‘天光’大蔥，LSP和LCP則均以‘天光’大蔥較高。

另外，青蔥葉片CE以白光處理較高，達(dá)0.0780，而藍(lán)光、紅光、綠光和黃光處理分別較白光處理降低了7.69%、12.44%、17.95%和22.18%。青蔥的CCP以白光處理較低，為57.35ml·L-1，藍(lán)光、紅光、綠光和黃光分別比白光增加了13.38%、30.60%、39.98%和53.60%；青蔥的CSP以白光、藍(lán)光顯著低于其他單色光，而紅光、綠光和黃光處理則無(wú)顯著差異。RuBP最大再生速率以白光、藍(lán)光較高，分別為38.98和37.23mmol·m-2·s-1，表明藍(lán)光處理下青蔥葉片固定CO2的能力較強(qiáng)。兩個(gè)大蔥品種相關(guān)光合參數(shù)也存在顯著差異，CE和RuBP最大再生速率以‘章丘’大蔥顯著高于‘天光’大蔥，CSP和CCP則以‘天光’大蔥較高。

表5 不同光質(zhì)處理對(duì)青蔥葉片光合生理特征參數(shù)的影響

3 討論

光環(huán)境是影響農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因素之一，光強(qiáng)和光質(zhì)是植物發(fā)育過(guò)程中的信號(hào)因子，植物可以通過(guò)其光感受器感知周?chē)h(huán)境的光信號(hào)[17]，直接影響植物的形態(tài)[18]。本研究中，在不同波長(zhǎng)的LED光處理之間，青蔥的生長(zhǎng)和發(fā)育存在顯著差異。全光譜白光處理的青蔥生長(zhǎng)最好，這與黃瓜的相關(guān)研究結(jié)論一致[19]。在所有單色光處理中，藍(lán)光處理的青蔥生長(zhǎng)最優(yōu)，而綠光和黃光生長(zhǎng)最差，可能是由于青蔥對(duì)不同光信號(hào)的響應(yīng)不同所致，這與生菜[20]的研究結(jié)果一致。

光合色素能夠吸收和傳遞光能，是植物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，光質(zhì)影響光合色素的合成，進(jìn)而影響植物的光合作用[21]，并在調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成中發(fā)揮重要作用[22]。TAIZ等[23]認(rèn)為，葉綠素與類胡蘿卜素對(duì)400—500 nm的藍(lán)紫光有強(qiáng)烈的吸收，本研究中藍(lán)光處理的青蔥葉片葉綠素、類胡蘿卜素含量和凈光合速率顯著高于其他單色光處理，這與前人在黃瓜[24]和紫背天葵[25]上的研究結(jié)果一致，但在生姜[26]等作物上也有不同的報(bào)道，可能是因?yàn)椴煌锓N對(duì)光質(zhì)的響應(yīng)存在差異所致。本研究中，青蔥光合速率以白光顯著高于單色光，與其他單色光相比，藍(lán)光下青蔥的光合速率顯著提高，可能與藍(lán)光促進(jìn)了氣孔發(fā)育有關(guān)[27]。

光合作用響應(yīng)曲線是判定植物光合效率的重要方法，通過(guò)解析曲線方程可以獲得植物光合作用的相關(guān)生理參數(shù)[28]。本研究結(jié)果表明，除白光外，兩品種大蔥均表現(xiàn)為藍(lán)光處理下的AQY、Pmax較大，LCP較低，表明藍(lán)光處理增強(qiáng)了青蔥葉片對(duì)弱光的利用能力，而藍(lán)光處理青蔥的CE和RuBP最大再生速率較高，說(shuō)明藍(lán)光處理青蔥葉片Rubisco活性較高，加上其CCP較低，表明對(duì)CO2的固定能力較強(qiáng)。

前人研究表明，光質(zhì)對(duì)不同作物品質(zhì)的影響不盡一致，Lin等[29]研究表明，水培萵苣紅/藍(lán)/白（1/1/1）光處理的植株可溶性糖顯著高于紅/藍(lán)（1/1）光處理。紅光處理可顯著提高番茄果實(shí)可溶性糖含量，藍(lán)光下可溶性糖含量較低，但維生素C含量明顯升高[30]。本研究發(fā)現(xiàn)，白光對(duì)青蔥品質(zhì)的形成優(yōu)于各單色光，而藍(lán)光處理青蔥干物質(zhì)積累量以及蛋白質(zhì)、游離氨基酸、可溶性糖含量均高于其他單色光，說(shuō)明藍(lán)光既有利于青蔥蛋白質(zhì)的積累，也促進(jìn)了碳水化合物的合成。蔥屬的主要風(fēng)味物質(zhì)是有機(jī)硫化物[31]，作為蔥屬植物營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)，有機(jī)硫化物可用其分解產(chǎn)物—丙酮酸含量來(lái)表示[32]。本研究?jī)蓚€(gè)品種青蔥丙酮酸含量均以藍(lán)光處理較高，而孔靈君等[33]研究認(rèn)為，氮、硫供應(yīng)水平與青蔥辛辣物質(zhì)含量呈顯著正相關(guān)，因此，下一步可以開(kāi)展光質(zhì)是否調(diào)節(jié)青蔥體內(nèi)礦質(zhì)元素代謝的研究。

4 結(jié)論

光質(zhì)可顯著影響植物形態(tài)發(fā)生和光合特性。在光強(qiáng)（301.6±12.7）mmol·m-2·s-1條件下，全光譜的白光最有利于青蔥的生長(zhǎng)，光合效率較高，產(chǎn)量較高，品質(zhì)最優(yōu)；單色光條件下，藍(lán)光處理較有利于青蔥葉片色素、光合效率、氣孔導(dǎo)度以及光能利用率的增加，紅光次之，黃光和綠光下生長(zhǎng)的青蔥光合速率較低，植株矮??；藍(lán)光有利于促進(jìn)青蔥碳水化合物和氨基酸含量的增加以及干物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累。

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Response Characteristics of Green Onion (L.) to LED Light Quality Under Artificial Climate Chamber

GAO Song,LIU XueNa, LIU Ying, CAO BiLi, CHEN ZiJing, XUKun

(1College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University/Collaborative Innovation Center of Fruit & Vegetable Quality and Efficient Production in Shandong/Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops in Huanghuai Region, Ministry of Agriculture and Rural Affairs/State Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, Shandong)

【】The purpose was to explore the response characteristics of green onion growth, product quality and photosynthetic characteristics of green onions to different light qualities, and to provide technical parameters for optimizing the regulation of light environment in industrial production of green onions and improve the production efficiency of green onions based on fresh green leaves. 【】 Under the condition of LED light source in artificial climate chamber, two different varieties of green onion ‘Zhangqiu’ and ‘Tianguang’ were used as experimental materials. The seedlings of green onion with about 15 cm in seedling height and 2-3 pieces of true leaves were cultured under five different light qualities, including blue light (B), red light (R), green light (G), yellow light (Y) and white light (W). The light intensity was controlled at (301.6 ± 12.7)mmol·m-2·s-1, the light time was 12 h/d, and the day/night temperature was controlled at 25℃/18℃, respectively. Samples were taken at 0, 10, 20, 30 and 40 days after treatment, and the photosynthetic parameters of green onions treated with different light quality were measured, as well as the growth and product quality of green onion at 40 days of culture. 【】The growth, product quality, leaf pigment content, photosynthetic rate (Pn), apparent quantum efficiency (AQY) and RuBP maximum regeneration rate of green onion under W were significantly better than those under monochromatic light. After 40 days of culture, the fresh weight (FW) per plant of green onion treated with W was 25.21 g, which was 7.83%, 20.28%, 35.68% and 60.78% higher than B, R, G and Y, respectively. The Pn under W was 7.63mmol·m-2·s-1, which was 11.39%, 24.07%, 39.23% and 59.62% higher than B, R, G and Y, respectively. The photo-saturated photosynthetic rate (Pmax) under W reached 13.29mmol·m-2·s-1, which was 5.39%, 9.47%, 15.57% and 21.48% higher than B, R, G and Y, respectively. There was no significant difference in light saturation point (LSP) among other monochromatic light, while the light compensation point (LCP) was higher in Y, followed by G and R, and lower in B and W. There were also significant differences among different monochromatic light, the FW per plant of B was significantly higher than Y, which reached 24.22 g and 16.52 g, respectively, G and R were in the middle. Pn, AQY, Pmax, carboxylation efficiency (CE) and maximum regeneration rate of RuBP of green onion leaves treated with B were also significantly higher than those of other monochromatic light. The quality indexes in green onion, such as soluble sugar, crude cellulose, pyruvate, soluble protein, free amino acid and dry matter in W, were significantly higher than those in monochromatic light. However, the B was higher among the monochromatic light, and the others were red light, green light, and yellow light in order. 【】The W was the most beneficial to the growth of green onions, which showed that the photosynthetic efficiency of leaves was higher and the product quality was better, and the effect of each monochromatic light treatment was higher than B, followed by R, Y and G. It reflected that green onions had strong utilization ability to W and B, which laid a foundation for further study on the formation of yield and quality of green onions by compound light.

green onion (L.); artificial climate chamber; LED; light quality; growth; quality; photosynthesis

10.3864/j.issn.0578-1752.2020.14.015

2019-12-19；

2020-02-02

國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)目（CARS-24-A-09）、山東省“雙一流”學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（SYL2017YSTD06）

高松，E-mail：songgao@sdau.edu.cn。通信作者徐坤，E-mail：xukun@sdau.edu.cn

（責(zé)任編輯 趙伶俐）