光照強(qiáng)度對豌豆、蘿卜芽苗菜營養(yǎng)品質(zhì)及酚類含量的影響

余 婷，王前貴，田 強(qiáng)，陳鵬飛，閔騰輝，陳歡歡，胡銘達(dá)，秦 勇

(新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052)

0 引言

芽苗菜是用作物種子或其他繁殖材料，在黑暗或弱光照環(huán)境中培養(yǎng)出的可食用的嫩芽苗、嫩梢、芽球及幼莖。芽苗菜具有生長周期短、營養(yǎng)豐富的優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)中不用施肥、不施農(nóng)藥、占地面積小，適合在大棚溫室進(jìn)行工廠化生產(chǎn)[1-2]?，F(xiàn)在市場上常見的芽苗菜主要有豌豆芽苗菜、蘿卜芽苗菜和蕎麥芽苗菜等[3]。光在植株生長過程中占據(jù)著重要地位，對植株的形態(tài)建成及品質(zhì)提升起著重要作用。LED燈是一種新型照明光源，具有體積小、高效、低熱量和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，它在現(xiàn)階段的芽苗菜生產(chǎn)中是一種理想的人工光源，應(yīng)用LED提升芽苗菜營養(yǎng)品質(zhì)及產(chǎn)量已是目前的研究熱點(diǎn)[3-5]。

張立偉等[6]研究表明，紅藍(lán)混合光條件下的蘿卜芽苗菜的營養(yǎng)品質(zhì)最好。耿靈靈等[7]研究發(fā)現(xiàn)，與白光處理相比，紅藍(lán)復(fù)合光3∶1不僅提高了豌豆芽苗菜的可食率、全株鮮質(zhì)量等生長指標(biāo)，還提高了可溶性糖、抗壞血酸等的含量。班甜甜等[8]研究表明，紅藍(lán)光4∶1處理的豌豆芽苗菜的干質(zhì)量最大，其類胡蘿卜素也為對照的13倍。黃靜艷等[9]研究表明，750 lx光照度、4 h/d光周期條件下的薯芽菜口感鮮嫩、葉片鮮綠、品質(zhì)較好。呂兵兵等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在光周期為16 h/d、第4天時(shí)，苦蕎芽苗菜的蘆丁含量最高。張毅華等[11]研究發(fā)現(xiàn)，與黑暗處理相比，光照強(qiáng)度為3～9 μmol/(m2·s)處理的黑豆芽苗菜其生長狀況和部分營養(yǎng)品質(zhì)都得到了提升。以上研究說明，光是影響芽苗菜生長及營養(yǎng)品質(zhì)的重要因素。

目前，對于豌豆、蘿卜芽苗菜的研究多集中于播種密度、浸種時(shí)間及光質(zhì)對其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響方面，而不同光照強(qiáng)度對豌豆、蘿卜芽苗菜的生長及營養(yǎng)品質(zhì)的影響研究鮮見報(bào)道。本研究以“綠山谷麻豌豆2號”和“綠山谷白水晶蘿卜3號”為材料，選擇在芽苗菜生長的不同時(shí)期，研究不同光照強(qiáng)度對豌豆、蘿卜芽苗菜生長、營養(yǎng)品質(zhì)及酚類含量的影響，旨在為建立適宜豌豆、蘿卜芽苗菜工廠化生產(chǎn)的LED光源提供參考，為豌豆、蘿卜芽苗菜的功能性開發(fā)提供一定的理論依據(jù)，達(dá)到提升產(chǎn)量、改善品質(zhì)的目的。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為“綠山谷麻豌豆2號”和“綠山谷白水晶蘿卜3號”，均來自北京綠山谷芽苗菜有限責(zé)任公司。

1.2 試驗(yàn)方法

選擇顆粒飽滿、色澤鮮亮的種子，分別稱取(干質(zhì)量)豌豆種子92.2 g/盤、蘿卜種子19.2 g/盤，洗凈后進(jìn)行浸泡(豌豆浸泡24 h，蘿卜浸泡12 h)，撈出后洗去黏液，均勻置于鋪有濕潤育苗紙的栽培盤中，栽培盤放在遮光布覆蓋的栽培架上，在黑暗條件下進(jìn)行催芽。待植株的芽長為2～3 cm時(shí)進(jìn)行LED光照處理，燈管在鹽城市賽瑞特半導(dǎo)體照明有限公司進(jìn)行訂制，使用GLZ-C-G光合有效輻射計(jì)測定光照強(qiáng)度，調(diào)節(jié)燈管與栽培盤的距離，使得光照強(qiáng)度滿足試驗(yàn)需求。使用定時(shí)器調(diào)控光周期，植株光照時(shí)2～3 h噴灑一次清水保持濕潤。

豌豆光質(zhì)為紅光∶藍(lán)光=5∶1，光周期為16 h/d；蘿卜光質(zhì)為紅光∶藍(lán)光=9∶1，光周期為12 h/d。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，以光照強(qiáng)度為變量設(shè)置單因素試驗(yàn)，共設(shè)置4個(gè)處理，每個(gè)處理6次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1盤。處理A為20 μmol/(m2·s)；處理B為30 μmol/(m2·s)；處理C為50 μmol/(m2·s)；處理D為100 μmol/(m2·s)；豌豆、蘿卜芽苗菜的各處理于生長的第4天、第6天及第8天進(jìn)行采收，測定相關(guān)指標(biāo)。

1.3 測定指標(biāo)

1.3.1 生長指標(biāo)測定

用直尺測定并記錄株高(植株莖基部到自然生長最高點(diǎn)的高度)；游標(biāo)卡尺測定并記錄莖粗(植株莖基部的莖粗)；用電子天平測定地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量。

1.3.2 生理指標(biāo)及酚類含量測定

采用硫酸-蒽酮比色法測定可溶性糖；采用考馬斯亮藍(lán)G-205染色法測定可溶性蛋白質(zhì)；采用2，6-二氯靛酚鈉法測定維生素C含量；采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉比色法測定總黃酮含量；采用購于北京索萊寶科技有限公司的試劑盒測定總酚含量[12-14]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2016、SPSS 19.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長特性

由表1可知，不同光照強(qiáng)度對豌豆、蘿卜芽苗菜的生長影響較大。在豌豆芽苗菜生長過程中，第4～6天時(shí)，處理A的地上部鮮質(zhì)量及地上部干質(zhì)量顯著高于其他處理，處理D的莖粗為最大；而第8天時(shí)，處理A的株高、莖粗為最大值，處理B的地上部鮮質(zhì)量最大，說明在豌豆芽苗菜前期的生長過程中，處理A能滿足植株生長的需求，而在豌豆芽苗菜后期生長中，處理A能促進(jìn)植株的生長，處理B能促進(jìn)植株生物量的增加。在蘿卜芽苗菜生長過程中，在第4～6天中，處理A的株高、莖粗、地上部鮮質(zhì)量為最大，第8天時(shí)，處理D的地上部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量最大，說明處理A有利于植株株高的增加，處理D促進(jìn)植株干物質(zhì)的積累。

表1 光照強(qiáng)度對豌豆、蘿卜芽苗菜生長的影響

2.2 營養(yǎng)品質(zhì)

2.2.1 可溶性糖含量

由圖1可知，豌豆芽苗菜的可溶性糖含量呈增加趨勢，均在第8天達(dá)到最大值，4個(gè)處理第8天的可溶性糖含量依次是第4天的3.4、3.5、2.6和2.4倍，其中處理A的可溶性糖含量變化范圍為5～17.22 mg/g，3個(gè)生長期的可溶性糖含量差異顯著，并以第8天的值為最大。在蘿卜芽苗菜的生長過程中，可溶性糖含量先增加后減少，并在第6天達(dá)到最大值，各個(gè)生長期的可溶性糖含量差異顯著，處理D的可溶性糖含量變化范圍為7.46～12.28 mg/g，在第8天時(shí)處理D的值最大，為10.65 mg/g。

2.2.2 可溶性蛋白含量

由圖2可看出，豌豆芽苗菜的可溶性蛋白含量在其生長過程中不斷地增加，說明不同的光照強(qiáng)度均能促進(jìn)豌豆芽苗菜中可溶性蛋白含量的累積。處理A的可溶性蛋白含量變化范圍為24.83～51.34 mg/g，各生長期的可溶性蛋白含量差異顯著，第8天的值最大，且第8天的含量是第4天的2.1倍。蘿卜芽苗菜的可溶性蛋白含量隨著植株的生長而逐漸增加，4個(gè)處理第8天的可溶性蛋白含量依次是第4天的1.7、1.7、2.0和2.5倍，處理D的可溶性蛋白含量變化范圍為13.12～33.28 mg/g，其第8天的含量顯著高于其他處理，為33.28 mg/g。

2.2.3 維生素C含量

由圖3可以看出，豌豆芽苗菜的維生素C含量隨著芽苗菜的生長是先增加后減少，第8天時(shí)維生素C含量大小順序?yàn)樘幚鞢>處理D>處理B>處理A，處理C的維生素C含量的變化范圍為0.48～0.85 mg/g，在第6天具有最大值，其第8天是第4天的1.7倍，增長了68.8%。蘿卜芽苗菜在第8天時(shí)，處理D的維生素C含量最高，為0.48 mg/g，是第4天的1.8倍，增長了77.8%；處理C的變化范圍為0.28～0.47 mg/g，并在第8天時(shí)具有最大值，且與處理D無顯著差異。

2.3 酚類含量

2.3.1 總酚含量

由圖4可知，不同光照強(qiáng)度對豌豆芽苗菜的總酚含量的影響不同，處理A的總酚含量變化范圍為380.73～474.14 ng/L，第8天的總酚含量是第4天的1.2倍，增長了24.5%；處理D的總酚含量在第8天時(shí)含量最低，與其他兩個(gè)處理差異顯著，同時(shí)第6天的總酚含量是第8天的1.2倍，增長了15.6%。蘿卜芽苗菜的總酚含量隨著生長時(shí)間的增加，呈先減少后增加的趨勢。處理D的變化范圍為441.47～413.40 ng/L，在第6～8天都顯著高于其他處理，3個(gè)生長時(shí)期的總酚含量差異顯著，第8天的總酚含量為416.62 ng/L。

2.3.2 總黃酮含量

由圖5可以看出，隨著豌豆芽苗菜的生長，其黃酮含量也在不斷地增加，處理A變化范圍為1.43～2.30 mg/g，第4天的黃酮含量最低，與其他兩個(gè)處理差異顯著，第8天是第4天的1.6倍，增長了60.8%。處理D的黃酮含量在第4天時(shí)達(dá)到最低，第6天時(shí)最高，與第4天相比，增加了37.7%。蘿卜芽苗菜不同處理的黃酮含量變化不同，處理B的黃酮含量變化范圍為2.31～2.54 mg/g，在第6天和第8天均為最大值。處理D的黃酮含量在第8天為2.37 mg/g，與處理B無顯著差異。

3 討論

光影響著植株的生長及發(fā)育，是植株生長發(fā)育過程中的重要環(huán)境因素之一[15]。研究表明，不同的光照強(qiáng)度在不同程度上影響著豌豆、蘿卜芽苗菜的生長特性。種子在萌發(fā)過程中，光加快了種子的新陳代謝，使得作物的生長特性發(fā)生了顯著的變化[16]。本試驗(yàn)中，隨著生長時(shí)間的增加，芽苗菜的生長指標(biāo)數(shù)值逐漸增大，均在第8天達(dá)到最大值，這與王偉等[17]的研究結(jié)果基本一致。3個(gè)時(shí)期的豌豆、蘿卜芽苗菜的莖粗變化不大。在第8天時(shí)，處理A的豌豆、蘿卜芽苗菜的株高最高，處理B的豌豆芽苗菜地上部鮮質(zhì)量最大，處理D的蘿卜芽苗菜地上部鮮質(zhì)量最大，說明弱光條件有利于芽苗菜的伸長，相對較強(qiáng)的光條件能滿足芽苗菜生長的需求，能促進(jìn)芽苗菜鮮質(zhì)量的增加。

可溶性糖以信號分子的形式存在，是一種滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，在植株生長過程中起著調(diào)控的作用[18]。趙碩等[19]研究發(fā)現(xiàn)，適量增加光照強(qiáng)度有利于蕹菜芽苗菜的可溶性糖含量的增加。郎曉娟[20]研究發(fā)現(xiàn)，在大豆芽苗生長的第3天時(shí)，其營養(yǎng)價(jià)值最高。紀(jì)紅等[21]研究發(fā)現(xiàn)，在花生芽苗的生長過程中，其蛋白質(zhì)含量在第2～8天都在不斷升高，于第8天具有最大值。本試驗(yàn)中，豌豆芽苗菜的可溶性糖、可溶性蛋白含量都隨著生長時(shí)間的增加而增加，并都在第8天達(dá)到最大值，處理A的可溶性糖、可溶性蛋白含量最大，這說明適當(dāng)?shù)墓庹諒?qiáng)度能提高豌豆芽苗菜的可溶性糖含量和碳水化合物的積累，這與馬超[22]對大豆芽苗菜的研究一致。蘿卜芽苗菜的可溶性糖在第6天具有最大值，可溶性蛋白在第4天具有最大值，第8天時(shí)，處理D、處理C含量最高，說明隨著生長時(shí)間的增加，較高的光照強(qiáng)度能提高蘿卜芽苗菜的可溶性糖、可溶性蛋白含量，這與紀(jì)紅等[21]對花生芽苗的研究不同，可能是由于品種不同造成的。

維生素C是一種水溶性維生素，具有增加人體免疫力，預(yù)防和治療壞血病以及促進(jìn)代謝的功能[23]。PEREZ-BALIBREA等[24]研究發(fā)現(xiàn)，相比于黑暗條件，光照能促進(jìn)花椰菜芽的酚類化合物、維生素C等營養(yǎng)物質(zhì)的合成。LOGAN B A等[25]研究發(fā)現(xiàn)，隨著太陽輻射的增加，植株的抗壞血酸含量也在上升。本試驗(yàn)中，豌豆芽苗菜的維生素C含量在第6天達(dá)到最大值，第8天的最大值在處理C；蘿卜芽苗菜的維生素C含量隨著光照強(qiáng)度的增加而升高，第8天時(shí)處理D的含量最高，這與LOGAN B A等[25]的研究基本一致。豌豆、蘿卜芽苗菜的維生素C含量最高值沒有出現(xiàn)在同一個(gè)時(shí)期，可能是由于豌豆、蘿卜本身的品種特性造成的。

酚類物質(zhì)是一種自然的抗氧化物質(zhì)，它的含量越高時(shí)，抗氧化的能力就越強(qiáng)，總酚物質(zhì)具有抗病毒及抗氧化的功能[26-27]。當(dāng)種子的酚類物質(zhì)含量較高時(shí)，其萌發(fā)后幼苗的酚類物質(zhì)含量也會(huì)相對較高[24，28]。綠豆、大豆的異黃酮含量在萌發(fā)的第4天達(dá)到最大值，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值[29-30]。本試驗(yàn)中，豌豆芽苗菜的總酚含量、總黃酮含量在第6天時(shí)處理D含量最高，第8天時(shí)處理A含量最高。這與汪旭等[29]、汪洪濤等[30]的研究結(jié)果相似。紅小豆、黑大豆在開始萌發(fā)后由于種皮上的色素?fù)p傷，其酚類物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)先減少后增加的趨勢[31]。本試驗(yàn)中蘿卜芽苗菜的總酚含量隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加會(huì)出現(xiàn)先減少后上升的現(xiàn)象，這與LIN P Y等[31]的研究結(jié)果一致。

4 結(jié)論

研究結(jié)果表明，不同光照強(qiáng)度對豌豆、蘿卜芽苗菜的生長特性及酚類含量的影響較大。綜合以上分析結(jié)果，豌豆芽苗菜中，30 μmol/(m2·s)處理的植株產(chǎn)量最高，品質(zhì)相對較低，20 μmol/(m2·s)處理的植株?duì)I養(yǎng)品質(zhì)及酚類含量最高，產(chǎn)量相對較低；蘿卜芽苗菜中，100 μmol/(m2·s)條件下的植株產(chǎn)量較高，品質(zhì)也相對較高，因此建議根據(jù)生產(chǎn)需求選擇適宜的光照強(qiáng)度。